周云龍

提起藻類，人們就會想到云南滇池和安徽巢湖等湖泊多年來發(fā)生的嚴(yán)重水華現(xiàn)象，特別是去年在太湖也爆發(fā)了大規(guī)模的藍(lán)藻水華，直接造成了太湖周圍人民群眾的飲水安全問題。今年4月初，藍(lán)藻再次提前現(xiàn)身太湖，在湖的西部和南部均又出現(xiàn)了大面積藍(lán)藻。

水華到底是怎么一回事?水華和藻類是什么關(guān)系?藻類在自然界(特別是在水體中)有何重要地位?這些都是人們很想了解的。

藻類的身世

藻類是地球上出現(xiàn)最早、最古老的光合自養(yǎng)生物。現(xiàn)在地球上生存的藻類大約有3萬多種，藻類學(xué)家根據(jù)它們所含光合色素的不同及其他方面的一些差異，將藻類劃分為藍(lán)藻、綠藻、硅藻、褐藻、紅藻等十幾個(gè)門類。

地球上的藻類不僅數(shù)量多，而且分布廣泛，但主要存在于各種水體中。其中，生活在淡水中的種類大約占90％左右；生活在海水中的種類大約占10％。淡水中以綠藻、硅藻和藍(lán)藻門的種類最多最常見。在海水中。硅藻的種類和數(shù)量有很多，甲藻的數(shù)量也不少。褐藻和紅藻主要分布在海水中，特別是褐藻在淡水中極少見。

水生生態(tài)系統(tǒng)之基

別看大多數(shù)藻類的個(gè)體十分微小，它們在水生生態(tài)系統(tǒng)中的地位和作用卻非常重要。

在自然水體中，由植物、動物和微生物這些水生生物及非生物構(gòu)成了相互依存、相互影響、相互制約的復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)。藻類和大型水草在這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中處于初級生產(chǎn)者的地位。以藻類而言，它們能通過光合作用把CO₂和水合成為有機(jī)物，用來建造自身有機(jī)體和繁殖后代，同時(shí)放出氧氣，供其他水生生物呼吸之用。它們的生長繁衍還為各種動物的生存提供了食物來源。根據(jù)水生生態(tài)系統(tǒng)中各類生物間的食物鏈和能量轉(zhuǎn)換關(guān)系，可以繪制成一個(gè)金字塔，藻類就是這個(gè)塔的基礎(chǔ)。

從能量的轉(zhuǎn)換率來看，下一級轉(zhuǎn)換到上一級的轉(zhuǎn)換率大約為10％。如果水體中沒有藻類，其后果不僅僅是造成生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)的破壞，而且其他生物將因?yàn)槿狈ρ鯕夂褪澄?，而窒息和餓死。同時(shí)，藻類也是水體中碳、氮、氫、磷、鈣、鎂、鐵等物質(zhì)循環(huán)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。因此，在水生生態(tài)系統(tǒng)中，藻類是絕對不可缺少的。甚至可以不夸張地說，如果水體中缺少了藻類，水生生態(tài)系統(tǒng)就不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，其他的水生生物最終也將無法生存。

水環(huán)境的凈化器

雖然人們將水華問題歸罪于藻類。其實(shí)，這是個(gè)大誤會。藻類原本是水體的凈化者之一，盡管其凈化功能的真正實(shí)現(xiàn)需要整個(gè)水生生態(tài)系統(tǒng)的聯(lián)合作用。

由于藻類在生長發(fā)育過程中直接從水體中吸收氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，這就直接減少了溶解在水體中的大量營養(yǎng)元素，這一過程即起到了凈化水質(zhì)的作用。但它們只是把水體中的營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)移到藻體中，并沒有把這些營養(yǎng)物質(zhì)從水中去除。當(dāng)它們被一些魚類(如鰱魚、鳙魚等)所吃，或被浮游動物吃掉后，這些營養(yǎng)物質(zhì)就轉(zhuǎn)化到魚體或浮游動物體內(nèi)了。當(dāng)浮游動物和這些植食性魚類被某些肉食性的魚類吃掉后，營養(yǎng)物質(zhì)也隨之進(jìn)行了轉(zhuǎn)移。如果這些魚類被人們捕撈上來，意味著被轉(zhuǎn)化的營養(yǎng)物質(zhì)最終被從水體中去除了。通過這個(gè)過程，水質(zhì)就得到了真正意義上的凈化。由此可知，藻類也是自然水體中水質(zhì)凈化大軍的重要成員。

正是根據(jù)這個(gè)道理，有關(guān)部門通過在一些受污染的水體中，人工放養(yǎng)一定數(shù)量的食浮游生物的魚類(如鰱、鳙魚等)來凈化水質(zhì)，并收到了很好的效果。其實(shí)，應(yīng)用藻類來凈化水質(zhì)已有多年的歷史，在國內(nèi)外都有建立藻類氧化塘來處理污水的報(bào)道。目前，還有研究者應(yīng)用大型海藻來凈化和改善養(yǎng)殖海水的水質(zhì)，如中國科學(xué)院海洋研究所近年來培育出一種生長快速的江蘺屬植物龍須菜新品系，將它在筏上與牡蠣混養(yǎng)，它們在每千米苗繩上的生物量高達(dá)4230千克，相當(dāng)于14.69千克/平方米。其生物量中所含的碳占其鮮重的2.5％，氮含量占鮮重的0.25％，放出的氧氣占藻體鮮重的3.396。如果以每公頃產(chǎn)50千克鮮龍須菜計(jì)，就等于固定了1250千克碳，125千克氮，同時(shí)放出3333千克氧氣。足見該藻對于養(yǎng)殖海水的凈化作用有多大。

不過，我們也應(yīng)該知道，藻類對于水質(zhì)的凈化功能是有限的，水體中的營養(yǎng)物質(zhì)如果過多，污染太嚴(yán)重，超出了生物鏈轉(zhuǎn)移功能的限度，如在嚴(yán)重污染的滇池、太湖和巢湖等水體中，藻類和其他生物的凈化作用也就難以奏效了。

水環(huán)境的監(jiān)測者

地球上的水體在水質(zhì)上差異很大，有的所含營養(yǎng)物質(zhì)很少，被稱為貧營養(yǎng)，有的為富營養(yǎng)；有的水質(zhì)偏酸性，有的偏堿性；有的是淡水，有的為咸水。在這些不同水體中生活的藻類也是不同的，一定的藻類只能在相應(yīng)水質(zhì)的水體中生活，這是它們經(jīng)過長期適應(yīng)的結(jié)果。據(jù)此，國內(nèi)外的科研人員通過多年的實(shí)際調(diào)查測定，把不同類型水體中生活的典型代表藻類進(jìn)行了歸類排序。如生活在清潔水體或貧營養(yǎng)中的典型代表藻類有金藻門的魚鱗藻、金顆藻等，硅藻門的平板藻等：中營養(yǎng)水體的代表種類如綠藻門的集星藻、剛毛藻、球囊藻等；硅藻門的膨大橋彎藻、鈍脆桿藻等；富營養(yǎng)水體中典型的代表種類有藍(lán)藻門的微囊藻、魚腥藻等，裸藻門的血紅裸藻、綠色裸藻等，硅藻門的顆粒直鏈藻、菱形藻等，綠藻門的衣藻、小球藻、新月藻等，隱藻門的隱藻等。此外，還有耐酸的指示藻類如易變裸藻、喜酸衣藻等，耐重金屬鉻的如梭形裸藻、綠裸藻等。

我們只要定量采集和分析任一水體中的藻類，特別是占優(yōu)勢的藻類，與已經(jīng)被整理歸類的資料進(jìn)行比對分析，即可初步判斷該水體的水質(zhì)狀況。同樣，如果是同一個(gè)水體受到了污染，水質(zhì)的改變就會引起水體中藻類的種類和數(shù)量的變化。通過調(diào)查研究水體被污染前后藻類的種類和數(shù)量的變化，就可以對該水體的污染情況做出分析評價(jià)。

目前，用藻類對水質(zhì)及其變化進(jìn)行評價(jià)已經(jīng)是國內(nèi)外普遍采用的基本方法之一。

水華與赤潮

盡管藻類在自然界中的地位非常重要，但藻類也給我們帶來了不少麻煩。近幾年，大家非常關(guān)注的太湖、巢湖和滇池等水體中的水華現(xiàn)象，以及我國近海區(qū)發(fā)生的大面積赤潮現(xiàn)象就都和藻類有著密切的關(guān)系。

水華和赤潮是指在淡水或海水中某些藻類發(fā)生爆發(fā)性的繁殖，使水體呈現(xiàn)出不同的顏色和在水表面形成藻的漂浮物的現(xiàn)象。在淡水中叫做水華，在海水中則稱為赤潮。水華和赤潮都有不同的顏色，如綠色、茶褐色、紅色等，主要取決于形成這一現(xiàn)象的藻類的具體種類，因?yàn)椴煌脑孱愃墓夂仙厥遣煌摹Ｆ渲凶畛Ｒ姷乃A是由藍(lán)藻門中的微囊藻、魚腥藻、束絲藻等形成的綠色或藍(lán)綠色水華，如引發(fā)滇池、太湖和巢湖的水華即是此類。形成赤潮的藻類大約有幾十種，其中最常見的是由夜光

藻等甲藻類形成的紅褐色赤潮。

作為水環(huán)境的一種生態(tài)災(zāi)害，水華和赤潮發(fā)生的根本原因是水體受到污染后達(dá)到了富營養(yǎng)化狀態(tài)。此時(shí)，水體中大多數(shù)不耐高營養(yǎng)物質(zhì)污染的藻類大量減少和死亡，而另一些能夠適應(yīng)此類環(huán)境和喜污的藻類則在適當(dāng)?shù)臏囟取⒐庹盏葪l件下大量、甚至爆發(fā)性繁殖，最終導(dǎo)致水華或赤潮的發(fā)生。滇池、太湖和巢湖的水華，以及我國和世界其他海區(qū)的赤潮，無一不是如此形成的。

水華和赤潮一旦發(fā)生，還會進(jìn)一步加劇水體的污染程度，造成水生態(tài)系統(tǒng)的破壞和生物多樣性減少，帶來了更加嚴(yán)重的危害：

首先是造成水體缺氧。水中的藻類數(shù)量巨大，雖然它們在白天陽光照射時(shí)通過光合作用放出氧氣，但在夜間則通過呼吸過程消耗掉水中溶解的氧氣，特別是微生物在分解大量死亡的藻體和水體中有機(jī)物時(shí)，消耗的溶解氧更多。這就使得水體嚴(yán)重缺氧，并直接導(dǎo)致水中的魚類、蝦類和其他水生生物的窒息死亡。而且由于藻類的數(shù)量很多，會堵塞魚鰓，造成魚類呼吸不暢，嚴(yán)重時(shí)也能使魚類死亡。

其次，有些水華藻類可以產(chǎn)生毒素，如銅綠微囊藻等可以產(chǎn)生對肝臟有損害的微囊藻毒素，對魚蝦等水生動物造成毒害。如果這些含有毒素的水生動物被人們食用，也會使人中毒，嚴(yán)重危害人體健康。人、畜喝了有藻毒素的水有可能導(dǎo)致肝病的發(fā)生，甚至使人罹患肝癌。

再者，形成水華、赤潮的藻類常有霉腐味、魚腥味等異味，會造成人體的不適和不快。漂浮在水面上的藻類會對水體景觀造成破壞，使水體失去觀賞價(jià)值，破壞了旅游資源。

此外，由于大量的水華藻類漂浮在水面上，遮蓋了陽光的透入，水中的沉水植物會因?yàn)榈貌坏叫枰墓庹斩劳觥?/p>

藻類水華還會影響自來水的質(zhì)量，加大和提高自來水廠的生產(chǎn)成本，減少自來水的生產(chǎn)量，甚至造成水廠停產(chǎn)。這不僅直接給水廠帶來重大的經(jīng)濟(jì)損失，而且還威脅到人民群眾的飲水安全，造成嚴(yán)重的飲水危機(jī)。去年，我國巢湖和太湖發(fā)生的嚴(yán)重水華就是這種后果的例證。

而據(jù)專家們預(yù)測，在未來的5～10年，我國水體中藍(lán)藻水華及其毒素污染總體上有加劇的趨勢，制定、實(shí)施防治規(guī)劃，開發(fā)出高效、廉價(jià)的控制技術(shù)迫在眉睫。

目前，為控制太湖水華的發(fā)展，有關(guān)部門正用清潔水來沖換湖中被污染的水，這種做法盡管可以在短時(shí)間內(nèi)起作用，但并不能從根本上解決水華問題。解決水華問題最有效的辦法只有一個(gè)，那就是徹底治污。