浮游植物

全世界藻類植物已知的約有40000種，其中淡水藻類有25000種左右，而中國已發現的（包括已報道的和已鑒定但未報道的）淡水藻類約9000種。池塘中浮游植物的種類組成因池水有機質和營養鹽類的含量及其他因素不同而有顯著差別。浮游生物的大量繁殖是決定水色的主要原因之一。

浮游生物有如下特點：

1、非常多樣化的類群；為結構簡單的真核生物，它們具有帶膜的細胞器，具有葉綠體，其顏色取決於色素及其濃度。其繁殖結構相對簡單，不像陸地植物那樣開花，非繁殖細胞不分化，沒有真葉、根和莖。

2、浮游植物生長周期短，只有幾個星期，是水生態系統中佔優勢的初級生產者，通過光合作用將無機物轉換成為新的有機化合物，由此啟動了水體食物鏈。

3、浮游植物在大小和體積上差別顯著，一般根據粒徑大小分為三種類型，即小型浮游植物（Micro，20～200μm）、微型浮游植物（Nano，3～20μm）和超微型浮游植物（Pico，0.7～3μm）。

浮游植物不僅是水域生態系統中最重要的初級生產者，而且是水中溶解氧的主要供應者，它啟動了水域生態系統中的食物網，在水域生態系統的能量流動、物質循環和信息傳遞中起著至關重要的作用。

浮游植物的種類組成、群落結構和丰度變化，直接影響水體水質、系統內能量流、物質流和生物資源變動。

浮游植物也是地球上固碳固氮的重要生物。浮游植物儘管微小，但（主要是）海洋擴大了它們的作用。浮游植物固定的碳、氮的總量比全世界陸生植物的固定總量都要多。據推算，浮游植物光合作用生產的有機碳的總量約為高等植物的7倍，每年約能固定1．7億噸的氮素。科學家推算，全球每年要產生大約1000億噸的二氧化碳，而陸生植物只吸收大約520億噸，剩下的大部分被浮游植物吸收了。

浮游植物死後，遺體會連同它們所固定的碳降下，長年累月地堆積在海底，形成海底石油。它們對地球上的氣溫有著重要的調節作用。人類把石油從海底抽上來使用，又把大量的碳釋放到空氣中，使得空氣中的二氧化碳含量比過去2000萬年的任何一個時期都要多。

浮游植物素有“海洋牧草”之稱，是魚類和其他經濟動物的直接或間接的餌料，在決定水域生產性能上具有重要意義，與漁業生產有十分密切關係，世界著名漁場都處於藻類豐富的海域。

而當藻類過度繁殖出現“水華”時，水質難以長期保持，天氣變化可能導致藻類因水生生物（包括自身耗氧）、有機質大量耗氧而缺氧發生大量死亡，水質便會迅速惡化變黑，甚至發臭，影響魚類攝食，有時引起魚浮頭甚至翻塘死魚造成經濟損失。

魚池中常見的水華，按優勢種可分為14個基本類型：

1、隱藻水華2、滕口藻水華3、顫藻或席藻水華4、顫藻或席藻水華5、魚腥藻或擬魚腥藻水華6、微囊藻水華7、尖頭藻水華8、微型蘭球藻水華9、團藻目水華10、綠球藻目水華11、裸藻水華12、囊裸藻水華13、矽藻水華14、金藻水華。

池塘中以控制浮游植物量來控制“水華”的出現。可採取投喂優質飼料及其合理的投喂量、合理施肥，科學使用增氧機和及時加註新水或用投放化學物質、生物製劑等方法，使水中的浮游植物量達到適於魚類生長的最佳水平。

1、分泌粘液或製造膠狀物質，使個體減輕；

2、形成氣囊結構；

3、形成比重較小的代謝物質；

4、增加身體表面積以增加與水之間的摩擦力。

浮游植物種類成分的季節性變化，可由兩種機制或兩種機制的複合作用所引起，即演替（Succession）和次序（Sequence）變化。

演替是特定水體內的物理（如光、溫）、化學（營養物、水質、毒素）和生物（競爭、捕食）等因素的改變所導致的浮游植物種類的變化。典型的演替是固有物種類型（或本地種）的變化。屬於自然界正常發生的情況。

次序是由水體類型的變動而引起的浮游植物種類的變化。典型的次序變化是外來種群的引入和繁殖所引起的，特殊情況下，外來種群可以完全替代原先水體中的生物類群。次序往往是由於人類干擾所造成的。

“競爭排斥”是一個重要的生態學概念。競爭排斥理論認為，在一個相對同質的環境中，如湖泊的表面、混勻層或海洋中，應該包含極少幾種具有類似生態需求的種類。

就浮游植物而言，它們都是光合自養生物，具有類似的生態需求，按生態學競爭排斥原理，它們對水體資源，特別是對營養物質的競爭，最終應僅剩下一個或幾個最能有效地利用有限資源的種類。與競爭排斥理論相悖，在自然界同一水體中，經常可以有10—50種浮游植物種類共存，這種現象被Hutchinson（1961）稱之為浮游生物的反（悖）論（Paradox of the plankton）。

幾種可能的解釋：

1、不同藻類具有各自的營養物需求特徵，因而被不同的營養物所限制，這樣就避免了直接競爭，使許多種類共存於同一水體成為可能。

2、浮遊動物的攝食活動亦可能增加浮游植物共存的機會。攝食降低了藻細胞的總生物量，從而減緩了對營養物資源需求的強度，進而緩和了種類間競爭營養物的程度。不同的浮遊動物攝食有種類和大小的選擇性，通過對優勢種類（如小型藻類）的攝食，可利於大多數相對處於劣勢的種群的生存。當然如果攝食強度過大，或當優勢種群是絲狀不可食種類時，即便中等程度的攝食亦會降低種類數量。

3、湖泊的混合層和海洋並不像一般所認為的那樣是均質的。在無風、溫和的氣候條件下，光、營養、溫度的垂直梯度分佈造成了空間上的異質化，使得不同種類得以在各自的最適區域生長、繁殖，從而使競爭降到最小。

2010年8月3日根據一項新的研究結果，全世界海洋上層的浮游植物——一種極小的生物體，能夠吞噬溫室氣體，並直接或間接地充當海洋中每一種動物的食物——的數量平均每年下降約1%。如果這種趨勢繼續下去，將對海洋食物鏈造成毀滅性影響，並加速全球變暖。

浮游植物的數量在過去30年裡一直在減少。由人造衛星拍攝的圖像顯示葉綠素——幫助浮游植物進行光合作用的一種綠色色素——的濃度正在下降。然而由於人造衛星僅僅從上世紀70年代末期開始採集數據，因此科學家無法確定這種下降是一種長期趨勢抑或僅僅是一個意外。

海洋上層浮游植物數量下降與全球變暖導致的海洋表層溫度上升有關。在過去一個世紀里，大部分海洋的表層海水溫度上升了0.5攝氏度到1攝氏度，導致海水分層現象更為明顯，限制了下層海水中的營養成分進入上層海水，從而危及上層海水中的浮游植物生存。此外，浮游植物的數量在那些溫暖的海域可能下降得更為明顯，這意味著氣候變化對海洋浮游植物的減少負有責任。

浮游植物的喪失對於海洋食物鏈來說是一個巨大問題，這是因為海洋中的每一種生物要麼以浮游植物為食，要麼就以把浮游植物當食物的生物為食。一旦它們的數量開始下降，那麼這些物種的種群數量也將開始下降。剩餘的食物網基本上也在收縮。

澳大利亞昆士蘭大學的海洋生物學家Anthony Richardson要算浮游植物減少對地球大氣構成的潛在影響。海洋能夠吸收40%的人類排放的二氧化碳氣體。而浮游植物能夠將這些溫室氣體轉化為氧氣，抑或在死後將它們埋葬於海底。Richardson指出，一旦浮游植物數量下降，“海洋作為一個碳接收器的能力也會削弱，而這意味著最終會有更多的二氧化碳滯留在大氣中，而不是溶解在海洋中”。這將催生一個更加溫暖的世界，反過來又將消滅更多的浮游植物。

由於浮游植物減少可能對海洋食物鏈和全球生態系統造成嚴重影響，這一令人擔憂的下降趨勢必須得到足夠重視。

地球衛星藝術照

為了紀念地球資源技術衛星發射40周年，美國宇航局和美國地質勘探局將120多幅地球衛星藝術照公佈於世，並邀請公眾選出其中最佳作品。其中包括浮游植物藝術照，圖為大規模的綠色浮游植物在波羅的海哥特蘭島附近暗色水域中形成一個個美麗的漩渦，整個畫面的風格與梵高的油畫《星夜》相仿。

發光海灘

2014年1月，來自中國台灣的攝影師威爾·霍（Will Ho）在馬爾地夫海灘上慶祝婚禮時，有幸見證了會發光的海岸線這一神奇景象。夜晚，在他的鏡頭下，一簇簇發光的小型浮游植物如螢火蟲般隨波蕩漾，最終被衝到岸邊，在黑夜中排成一條耀眼的光帶，沿著海岸線形成了一條發光的“路”。

這一奇觀是由於近海域會發出生物熒光的浮游植物受到海浪的衝擊產生的。由於起風，這些會發光的浮游植物受到海浪的衝擊，便開始活躍起來。雖然它們已為人熟知，但近年來生物學家才找到產生這一奇觀的原因。海洋生物學家豪爾赫·里巴斯（Jorge Ribas）說，這片水域有許多名為“多邊舌夾藻”（lingulodinium polyedrum）的發光植物。當這些生物受到外力作用，例如浪涌潮汐作用，或是皮划艇、衝浪者等經過時，它們就開始活躍起來，從而產生了發光效果。