Ia e o tópico fugia das tuas perguntas...
Eu tenho um aqua como o que queres fazer, unicamente pedras com musgo, e um pequeno filtro que tem o caudal de 2 vezes o valor do aqua, muito fraco, mas como os red's comem os detritos, é suficiente, pelo menos eu acho, em relação as TPA's faço em média 20%por semana de tempos a tempos faço uma de 50%, em relação as bactérias nitrificantes, desculpa mas não entendi a tua pergunta, ou melhor não entendi onde querias chegar...
Substrato, eu tenho alguma arei de rio, só para não ficar o vidro a mostra e as pedra não assentarem no vidro, penso que não seja o obrigatório, mas para segurança deverias colocar, pelo menos 1cm, mas isto já é só a minha opinião...