藻类与环境

来源：生态讲习团

藻类是地球上最早的绿色植物，在35亿年前的地层里，就有蓝藻的化石发现。蓝藻的出现，使得地球上有了氧气，为其他生物的发生创造了条件。到了距今5-15亿年前，出现了真核藻类，以后其他生物才陆续出现。

     1. 什么是藻类

提起藻类，也许许多人感到陌生。实际上，在我们的日常生活中，我们经常接触到藻类。如：我们吃的海带、紫菜；湖面上漂浮的水华、海洋里长的水草等，这些都是藻类。与我们常见的花草树木等高等植物相比，它最大的特点就是：没有根茎叶的分化，更不会形成花、果实和种子。我们称它们是“没有根茎叶分化的绿色植物”。

      2. 常见藻类

藻类有10万种以上，一般将它们分为11个门：蓝藻门、绿藻门、轮藻门、裸藻门、金藻门、黄藻门、硅藻门、隐藻门、甲藻门、褐藻门、红藻门等。

蓝藻门：是最原始的藻类，也是最原始的生物，它们的藻体由单细胞、群体或丝状体组成，细胞结构是原核，没有真正的细胞核和膜结构的细胞器，叶绿素成分只有叶绿素a。微囊藻属Microcystis：是形成水华的主要藻类，是当前湖泊富营养化研究的重点。

螺旋藻属Spirulina：是重要的经济微藻，在我国形成了产业，相关公司100余家，年销售额600多亿元，主要是保健功能。

发菜 Nostoc flagelliforme：是著名的营养食品，由于采集发菜破坏生态环境，已被国家立法禁止采收和买卖。

葛仙米Nostoc sphaeroids：是非常珍贵的食品，人工可以规模化生产，最近被正式批准为食品，可以作为食品进行买卖。

绿藻门：是含有叶绿素a、b的真核藻类，也是种类最多、分布广泛的藻类，由于他的细胞结构和叶绿素成分与高等植物相同，人们认为它是高等植物的祖先。常见的有：衣藻，盘藻，团藻，盘星藻，小球藻，石莼等。

硅藻门：细胞外面有一个硅质的细胞壁，形成各种花纹，藻类繁多、分布广泛，是作为水环境监测的理想生物。

褐藻门：以大型海藻为主，我们食用的海带、裙带菜都属于海带，在我国海洋生物学家曾呈奎院士的带领下，海带养殖成为了一个产业。世界上最大的生物巨藻也是属于褐藻。

红藻门：以海产为主，紫菜、江蓠形成了巨大的产业；藻胶、琼脂都是以红藻为原料。

其他藻类：裸藻，金藻，隐藻，甲藻等，有许多都是鞭毛藻类，在水生态系统中起着重要作用。

      3. 藻类的分布

  藻类生长在哪里？“藻”，是水生的意思，大多数藻类都生活在水里，生活在淡水里的，我们称为淡水藻，包括河流、湖泊、池塘、沼泽、沟渠等。

生活在海洋里的，我们叫它海藻。

有生活在潮湿的土壤表面的土生藻类，生长在树皮、墙壁等处的亚气生藻类。

有的生活在温度较高的温泉里称温泉藻类。

有的生长在极地与高山的冰雪之中，称之为冰雪藻。

也有的生长在动物的体表，像绿毛龟甲背上刚毛藻；还有生长在原生动物细胞内的绿球藻等等。可见，藻类的分布是十分广泛的。

 

    4. 藻类在自然界的作用和经济意义

藻类在自然界中具有重要作用并具有重要的经济价值：首先藻类在维持自然界中的物质循环有着难以替代的作用，藻类是海洋中唯一的植物，海洋占地球表面的十分之七，藻类是海洋中的初级生产力，其光合作用在地球上氧气、二氧化碳等物质循环中扮演着重要角色。许多藻类具有珍贵的食用价值，向海藻中的紫菜、海带、裙带菜、石莼、石花菜等；淡水藻中的地木耳、发菜、葛仙米、螺旋藻、小球藻等等。藻类在航天研究领域也扮演着一定角色，人们研究在空间站上建立藻类养殖系统（以小球藻为例），为航天员提供氧气和食物；此外，藻类在渔业、农业、医药等领域都有着重要价值。

 

       5. 藻类与富营养化

湖泊富营养化是当前我国面临的重要环境问题，当水中氮、磷等营养盐充足时，藻类会大量生长，水面形成水华，造成水下缺氧，鱼类等生物缺氧死亡，这就是湖泊富营养化。在富营养状态的水体中生长着许多藻类，严重时形成水华，微囊藻是形成水华的主要种类。水华藻类会发出腥臭味，这种腥臭味向湖泊周围扩散，直接影响人们的正常生活，给人不舒服、不安宁的感觉。同时，这种腥臭味也大大降低了水体的使用价值。

湖泊富营养化造成环境污染事件也多次发生，影响最大的是2007年5、6份的太湖蓝藻水华污染事件，造成无锡全城自来水污染。生活用水和饮用水严重短缺，超市、商店里的桶装水被抢购一空。该事件主要是由于水源地附近蓝藻大量堆积，厌氧分解过程中产生了大量的NH3、硫醇、硫醚以及硫化氢等异味物质。

云南滇池，是云南省最大淡水湖，上个世纪60年代，水质是2类水体，70年代降为3类水，80年代为4、5类水，90年代变为劣5类水。曾是中国蓝藻水华最严重的湖泊，近30年来，在蓝藻水华治理方面花了很大精力。但由于滇池所处的地理位置和地势，周围有20多条河流进入滇池，上游污染一直没有处理好，使得滇池的蓝藻水华一直没能解决，仍然是湖泊富营养化形成蓝藻水华的典型案例。

除此之外，巢湖、滆湖、淀山湖等许多湖泊，也都面临着蓝藻水华的危害。

近二十年来，湖泊富营养化已是我国水环境研究的热点问题。例如：有关水华的形成原因问题：营养盐、温度、光照、种间竞争等；富营养化的治理与控制问题：向杭州西湖、云南滇池、武汉东湖、上海滴水湖等；水华的预警机制的研究：向太湖遥感预测，生态模型建立等。

      6. 藻类与海洋赤潮

藻类在海洋中大量生长，可以形成赤潮，造成海洋灾害。赤潮发生后，除海水变成红色外，同时海水的pH值也会升高，粘稠度增加，非赤潮藻类的浮游生物会死亡、衰减；赤潮藻也因爆发性增殖、过度聚集而大量死亡。赤潮可以破坏生态平衡；破坏渔业；影响健康。

  

  常见的赤潮藻类主要是甲藻，这些是各种各样的赤潮甲藻照片；有时候海洋里会发生一种发光的赤潮，也是一种甲藻—夜光藻造成的。

另外，金藻中棕囊藻也可以形成赤潮，棕囊藻有毒，在我国南部海域曾多次引发赤潮。该藻球形群体外围具有一层柔软的胶质被且藻体含多糖，当大量繁殖形成赤潮时，含胶质和糖的藻体便紧紧贴在鱼鳃上，影响鱼的呼吸和摄食，致使鱼类窒息缺氧死亡。

绿潮，近年来绿潮又成为我国东海“赤潮”的一种类型，主要是由绿藻中的浒苔大量繁殖引起，2008年我国举办奥运会时，水上项目在青岛举办，在奥运会开始的前一个月，大面积的绿潮出现，引起国家的高度重视，当时用打捞的方式解决。关于赤潮的研究历史也是很长，主要研究赤潮的成因、赤潮的监测与预警机制、赤潮的危害与防治等。

在早期的地球上，藻类是唯一的绿色植物，在漫长的生命进化过程中，藻类扮演着重要角色，藻类是现在高等植物的祖先。尽管人们对藻类如何演化成高等植物，藻类不同类群之间的关系，至今未能拿出一个明确的路线图。但是，不可否认的是，藻类在生物进化和地球环境变迁中，起着重要作用。有句话这样评价蓝藻：“以不变应万变，以不变促万变”。这很生动的说明了这类体型微小、结构简单的绿色藻类在生物进化、地球环境变迁中的作用。