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识蓝藻“庐山真面目” 探究蓝藻水华暴发之因

赵序茅

2015年06月19日08:36    来源:中国科学报    手机看新闻
原标题:蓝藻的“庐山真面目”

  长期以来人们对水资源的不合理开发与利用,造成严重的水体富营养化状态。为蓝藻的暴发提供了条件。

  安徽巢湖,巢湖西坝口至双桥河段1.5公里沿湖水面蓝藻泛滥。本版图片来源:百度图片

  6月14日,安徽巢湖西坝口至双桥河段1.5公里沿湖水面出现大片蓝藻集聚现象,一时间湖水被染成绿色。小小的蓝藻究竟为何物?我们一起看看它的庐山真面目!

  蓝藻是最原始、最古老的藻类,据考证,大约在34亿年前就已经在地球上出现,蓝藻能进行光合自养。近代研究发现蓝藻没有细胞核、色素体、线粒体及内质网,且其细胞壁的主要组成也是粘缩肽,这些都与细菌相似,被归入原核生物,称为蓝细菌。

  蓝藻本身没有多少危害,就怕蓝藻上浮形成水华。蓝藻的生长经历越冬休眠、春季复苏、生长和集聚上浮等阶段。蓝藻上浮能够改变自身在水中所处的深度,从而获得适宜的光能和充足的营养盐。所以蓝藻上浮是水华暴发的关键阶段。尤其是水体达到富营养化状态,在一定的光照、温度等条件下,上浮蓝藻大量暴发性繁殖和聚集,形成肉眼可见的藻类聚集体,在水面形成绿色或其他颜色类漂浮物。

  很多高等的动物在中国都濒临灭绝,小小的蓝藻为何有如此神奇的生存法力?这还要从蓝藻自身的能力说起。与其他水生生物相比,蓝藻具有较强的生物竞争机制,具体表现为休眠机制和二氧化碳浓缩机制。休眠机制是指蓝藻可形成厚壁孢子,在环境适宜时,这些休眠体可以在底泥中生长,并由底泥上升到水体中进行繁殖。此外,蓝藻在低浓度的二氧化碳结介质中,蓝藻可通过主动吸收、高效利用外源无机碳,在细胞内积累比介质高几百到几千倍的二氧化碳浓度。

  水体的化学因素、物理因素也是蓝藻水华暴发的重要外部条件。

  从化学因素来看,水体氮磷营养过剩是导致藻华发生的一个主要原因。氮是藻类自身的组成元素,磷直接参与藻类光合和呼吸作用、酶系统活化和能力转化等过程,两者都是藻类生长和水华发生不可缺少的。

  从物理因素来看,主要有适应的温度、光照、风力、潮流。蓝藻水华一般在温度较高(水温在28~32℃)、潮流较缓的条件下暴发。光照时间越长,蓝藻获得能量越多,越有利于合成各种细胞组成成分,促进细胞生长繁殖。

  看到蓝藻的能力和对外界的需求,你是否恍然大悟?长期以来人们对水资源的不合理开发与利用,导致大量氮、磷营养元素的污染物质不断排入海洋、江河、湖泊和水库等水体,造成严重的水体富营养化状态。为蓝藻的暴发提供了得天独厚的条件。只是可惜无辜的受害者。蓝藻暴发,对于其他物种无疑是灭顶之灾!

  蓝藻水华对于人类的危害是部分有毒蓝藻细胞破裂后,会向水体中释放毒性物质,比如微囊藻毒素,从而影响人类正常的生产和生活。

  蓝藻形成水华时,一方面将严重抑制浮游植物利用光合作用产生氧气,另一方面也阻隔空气中的氧进入水体,导致水体中溶解氧严重不足。长时间出现缺氧或亚缺氧状态,会使水体持续恶化,沉水植物由于藻类的遮挡,无法活动充足的光照,而不能进行光合作用,导致其在水体中死亡腐烂,进一步破坏水质,水生生物窒息而亡,造成生态失衡。

  近年来针对于蓝藻的危害,很多科研人员进行了大量探索,也摸索出了几种有效的方法,可是始终是治标不治本。其实想要彻底将蓝藻清除并不现实,蓝藻在湖泊中是客观存在的,就像人体中存在癌细胞一样,当达到生态平衡时,蓝藻不会大面积显现出来,而一旦水体富营养化加剧,“癌细胞”就会疯狂的扩散,导致“机体”死亡。

(责编:许景(实习生)、马丽)


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