硅藻

硅藻綱（Bacillariophyta）有100,000多種，可分為2綱

中心硅藻綱目（Centricae）圓形，輻射對稱，殼面上的花紋自中央一點向四周呈輻射狀排列，海產多。

小環藻屬（Cyllotella）屬中心硅藻綱圓篩藻目。植物體單細胞，有些種以殼面互相連接成帶狀群體。細胞圓盤形或彭形。殼面圓形，少數種橢圓形，邊緣部有輻射狀排列的線紋和孔紋，中央平滑或具顆粒。帶面平滑沒有間生帶。載色體多個，小盤狀。以細胞分裂進行繁殖，每個細胞產生一個復大孢子。

羽紋硅藻綱目（Pennatae）長形或舟形，花紋排列成兩側對稱，表面有線紋、肋紋、縱裂縫（殼縫），殼面中央呈加厚狀，稱中央節，在兩端稱端節。

羽紋硅藻屬(Pinnularia)屬於羽紋硅藻綱雙殼縫目。植物體單細胞或連接成絲狀群體，殼麵線狀、橢圓形至披針形，兩側平行，極少數種兩側中部膨大、或成對稱的波狀。殼面兩側具橫的平行的肋紋，中軸區寬。色素體兩塊，片狀，常各具1蛋白核。

常見的硅藻還有圓篩藻屬（Coscinodiscus）、舟形藻屬(Navicula)等。

藻類植物中的一個類群，有人定為硅藻門 (Bacil-lariophyta),有人定為硅藻綱 (Bacillariophyceae)。硅藻是單細胞種類，少數為群體。細胞壁高度硅質化，成為堅硬的殼體，殼體由上、下兩個半殼套合而成。光合作用色素主要有葉綠素a、葉綠素c和胡蘿蔔素、岩藻黃素、硅藻甲黃素等，因此，它的色素體呈黃綠色或黃褐色。

硅藻的多數種類為水生，以浮遊生活為主，也有些種類附生在水中各種基質或其他水生植物體上。少數硅藻生於土壤中，羽紋硅藻在每立方厘米土壤中可達一億個。

硅藻細胞壁外的膠狀膜能吸附放射性物質，致使一些敏感種迅速死亡，因此，硅藻又可作為放射性物質的指示植物。有些種類，如普通等片藻 (D.valgare)耐油性很強，又可作為油污染的指示種。

硅藻的分佈受地區、季節、水溫、鹽度等各種因素的影響，因此，各地區常見的指示種不完全一致。有一些種類是廣布性的，適應性很強，各種污染帶均會出現，在利用硅藻指示水體污染時，應注意識別。

硅藻是一類種類繁多的低等植物，約11000多種。在海洋中硅藻的種類最多，淡水和潮濕的土壤也不少。據估測每一立方厘米土壤中有羽紋藻約1億個。硅藻種間個體差異大，小者3.5微米，大者300-600微米。硅藻的身體雖然只有一個細胞，可這一個細胞卻非常有趣。它既不象動物細胞一樣沒有細胞壁，也與植物細胞的細胞壁大不相同。硅藻的細胞壁由大量的硅質組成，分為上下兩部分組成，上面的蓋叫上殼，下面的底叫下殼，上殼套住下殼，並且上下殼面上紋飾圖案非常精美。如同透明的水晶箱，或者好比一間精緻的玻璃小屋。從十六世紀顯微鏡下發現的這些頗具魅力的小生物后，科學家們耗費了許多的筆工來描繪這些絢麗的玻璃殼。

硅藻靠太陽光和吸收水中的無機物生活。每到春季來臨，明亮而溫暖的陽光使這些微小的植物蘇醒過來。優越的自然條件，給浮游植物的生長帶來良好的時機，於是，它們迅速繁殖。沒有過多久，就鋪滿了廣闊的水面……。沒有陽光，硅藻不能生存，所以它們大多生活在陽光充足的水體表層。那麼硅藻自身又不能運動，它們有使自己呆在表層而不沉到水底去的本領嗎？有！你看，它們當中有些長得體態輕盈，身體里百分之九十以上充滿水分；另一些則長了許多突起物和剛毛，長成球形，或者長得像降落傘，盡量擴充身體的表面積，以便增加浮力或摩擦力，使它們毫不費力就可長期漂浮在水中。

硅藻為什麼要住在海洋的玻璃屋裡呢？據科學家們研究發現，這些漂亮可愛的外殼實際上與他們的功能是緊密相連的。當4-6千萬年前地球大氣層內的二氧化碳越來越低，硅藻便把自己裝在玻璃容器里，因為這樣能幫助在容器的空間內濃縮到足夠的反應物質。另外玻璃殼上那些微孔與細微的紋路讓硅藻產生了些比平滑表面更多的表面積，這些表面積讓硅藻的光合作用更有效率。因為演化出這個玻璃殼才讓硅藻成為地球上數量最成功的生物體。

硅藻是一類最重要的浮游生物，分佈極其廣泛。在世界大洋中，只要有水的地方，一般都有硅藻的蹤跡，尤其是在溫帶和熱帶海區。因為硅藻種類多、數量大，因而被稱為海洋的“草原”。

浮游生物的個體雖然小得微不足道，卻是水中原始食物的生產者，要是沒有它們，水裡的大生命恐怕也就無法生存了。

尤其是硅藻，營養豐富，容易消化，不僅浮遊動物、小魚小蝦和貝類喜歡吃，許多大傢伙，像鯨等又都以小魚小蝦等為食料。因此硅藻等浮游生物的多寡，明顯地決定著魚類的產量，這是無可置疑的了。每年春天，對蝦和許多魚類都喜歡來我國渤海、黃河口一帶產卵，就是因為這裡風平浪靜，水溫適宜，硅藻非常豐富的緣故。有人估計，海豹長膘一磅，需要消耗半噸硅藻。另外，據報道浮游生物每年製造的氧氣就有360億噸，佔地球大氣氧含量的70%以上。由於硅藻數量又占浮游生物數量的60%以上，這樣可以推算，假設現在地球上沒有硅藻了，不用3年，地球上的氧氣就耗幹了。動物和我們人類也就都沒法呼吸了。

硅藻死後，它們堅固多孔的外殼—細胞壁也不會分解，而會沉於水底，經過億萬年的積累和地質變遷成為硅藻土。硅藻士可被開採，在工業上用途很廣。可製造工業用的過濾劑、隔熱及隔音材料等等。我國山東山旺地區就出產大量的硅藻土。游泳池的主人將老化的硅藻殼拿來過濾水裡的污染物質。諾貝爾獎的創始人Alfred Nobel發現將不穩定的硝化甘油放入硅藻所產生的硅土后可以穩定的成為可攜帶的炸藥。

赤潮：海洋環境如果受到富營養污染或其它原因，常使某些硅藻如骨條藻、菱形藻、盒形藻、角毛藻、根管藻、海鏈藻等生殖過盛，形成赤潮，使水質惡劣，對漁業及其它水產動物帶來嚴重危害。

有些硅藻（如根管藻）生殖太盛並密集在一起，可阻礙或改變鯡魚的洄遊路線，降低漁獲量。

對水質的適應能力各不相同，在20世紀初即已被用作水污染指示生物。直鏈藻屬(Melosira)和橋穹藻屬（Cуmbella）的一些種是多污帶的指示種；冠盤藻（Stephanodiscus　hantzschii）、狹窄菱形藻（Nitzschia angustata）、尖菱形藻 (N.apiculata)等是甲型中污帶的指示種；孟氏小環藻 (Cуclotella meneghiniana)、鈍脆桿藻（Fragilaria capucina）、尖針桿藻（Sуnedra acus）、肘狀針桿藻（S.ulna）等是乙型中污帶的指示種；羽紋脆桿藻 (F.pinnata)、連結脆桿藻凸腹變種（F.construens var.venter）、長等片藻(Diatoma elongatum)、冬季等片藻(D.hiemale)、窗格平板藻(Tabellaria fenestriata)等是寡污帶的指示種。

硅藻是水中有機物質初級生產者之一，它們的構造奇特，巧奪天工，呈現許許多多美妙的不可思議的花紋和圖案，它們的身體卻非常微小，一般小的僅有千分之幾毫米，大的也不超過1~2毫米。在那清澈透亮的水滴中，隱藏著它們的身影，必須藉助光學或電子顯微鏡才能窺探其尊容。別以為它們個體小，其實一個小細胞就是一個完整的生命體。當外界條件適宜，硅藻大量繁殖時，能使數萬平方公里的海水改變顏色。水生動物的幼體以及鯔魚、牡蠣、蟶、蛤……和肉眼不易看到的恆河沙數的浮遊動物都直接地依靠吞食硅藻等這類小微型生物為生。俗話說：“大魚吃小魚，小魚吃蝦米”，那麼“蝦米”吃什麼？就是吃這樣的一些小微型生物了。有人估計，海豹長膘一磅需要半噸硅藻。

硅藻常用一分為二的繁殖方法產生。分裂之後，在原來的殼裡，各產生一個新的下殼。盒面和盒底分別名為上、下殼面。殼面彎伸部分名殼套。上下殼套向中間伸展部分，稱相連帶。上下相連帶總稱為殼環，這個面稱殼環面。有些種類，如根管藻（Rhizosolenia），在殼環面細胞壁上還有很多次級相連帶，或稱間板。細胞質和一般植物細胞相似。生殖方法有形成復大孢子、小孢子和休止孢子等。

1.營養生殖 為硅藻最普通的一種生殖方式。分裂初期，細胞的原生質略增大，然後核分裂，色素體等原生質體也一分為二，母細胞的上、下殼分開，新形成的兩個細胞各自再形成新的下殼，這樣形成的兩個新細胞中，一個與母細胞大小相等，一個則比母細胞小。這樣連續分裂的結果，個體將越來越小。這在自然界和室內培養的硅藻可見到。

2.復大孢子 硅藻細胞經多次分裂后，個體逐漸縮小，到一個限度，這種小細胞不再分裂，而產生一種孢子，以恢復原來的大小，這種孢子稱為復大孢子。復大孢子的形成方式有無性和有性兩種。

（1）無性方式 是由營養細胞直接膨大而成，如中心綱的變異直鏈藻（Melosira varians）。

（2）有性方式 通過接合作用，藉助運動或分泌膠質使個體接近，然後包圍於共同膠質膜內，進行接合。

3.小孢子 多見於中心硅藻的一種生殖方式，細胞核和原生質多次分裂，形成8、16、32、64、128個不等小孢子，每個小孢子具1- 4條鞭毛，長成后成群逸出，相互結合為合子，每個合子再萌發成新個體。

4.休眠孢子 是沿海種類在多變的環境中的一種適應方式。休眠孢子的產生常在細胞分裂后，原生質收縮到中央，然後產生厚壁，並在上、下殼分泌很多突起和各種棘刺。當環境有利時，休眠孢子以萌芽方式恢復原有形態和大小。

硅藻在水族箱內可不討喜，很多人都會覺得它有礙觀瞻，那麼究竟是什麼原因導致硅藻爆發的，又應該如何處理呢？

硅藻發生的原因，從水中的低氮（N）高磷（P）以及二氧化硅（SiO2）過高都有人提及。目前比較廣為接受的說法是水中的硅酸過高加上弱光是硅藻最喜好的環境。尤其是新設置的水族缸之岩石或底砂，如果含有高濃度的硅酸，被認為是硅藻誘發的環境。硅藻的誘發被認為與硅酸有關，但 Tom Barr 有不同的見解。

不過見解常常與眾不同的Tom Barr最近對於硅藻又有不同的看法，他認為硅藻的誘發並非因為水中的硅酸，而懷疑可能是NH4所致！Tom Barr舉出研究證據說明水中硅酸與氨氮對硅藻成長的影響，發覺氨氮才是促進硅藻大量成長的關鍵營養。而我們的水族缸通常在“新”設缸時比較會發生硅藻，在一兩個星期後硅藻往往也會自動消失（看不見），新設缸的硝化系統尚未完整建立，水中的NH4自然也會比較高，這也是讓Tom Barr懷疑NH4才是誘發硅藻大量繁殖的重要觀察。

漢江局部河段水體異常系硅藻過量所致

2008年2月27日上午，湖北省環保局向新聞界通報了東荊河水體色度變化的原因，主要是硅藻過量繁殖，使漢江局部河段呈現輕微硅藻水華現象。

近日，湖北省監利縣和潛江市部分群眾和自來水廠的職工發現，流經這裡的東荊河水體顏色異常，相關自來水廠及時關閉。

2008年2月26日上午，在接到環保部門的報告后，湖北省委書記羅清泉、省長李鴻忠指示，核實情況，責令採取得力措施，確保群眾飲用水安全。2月26日，湖北省環保局召集有關專家會商分析，認為東荊河水體顏色異常，源於該區域近期氣溫迅速回升，漢江以及東荊河段水量減少，流速緩慢，加之水體營養值偏高，專家初步認定，是硅藻（小環藻為主）過量繁殖，導致水體色度變化，使局部河段呈現輕微硅藻水華現象。

2008年2月26日下午2時，經省政府協調，水利部門採取從長湖開閘放水的方式，對東荊河進行補水。已關閉的自來水廠，將陸續恢復供水。作為預防性措施，湖北省環保局已協調省水利廳，爭取從丹江口水庫增加下泄流量，加大漢江流量和流速，以消除漢江硅藻的形成條件。