蓝藻的功过是非

蓝藻，又名蓝绿藻，是最早被发现的真核生物之一，其存在可追溯至35亿年前的化石记录。蓝藻活动产生大量氧气，改变了地球原始大气层组分，为地球好 氧生命的出现和进化提供了可能。蓝藻是浮游植物的重要组成部分及水生态系统的初级生产者。现在已知蓝藻约2000种，分布十分广泛，遍及世界范围内的海洋，河流和湖泊中。

大多数蓝藻处于水体近水面，并可通过自身细胞内的空气泡囊来调节浮力。白天，蓝藻利用光照强度和营养盐水平调节空气泡囊，从而在水体中上下移动；夜晚，它们则会浮到水面上。然而，当白天风速较小，湖水扰动不剧烈时，漂浮蓝藻就会浮到水面上，从而形成蓝藻水华。正是由于这个原因，在扰动较低的水体中蓝藻相对于其他的浮游植物具有明显的优势。氮和磷是蓝藻生长必须的营养盐，但不同的蓝藻属又表现出很大的差异：一些蓝藻（例如束丝藻属）能产生碱性磷酸酶对磷具有很强的竞争力；另外有一些固氮蓝藻（例如节球藻属）对氮表现出很强的竞争力。

蓝藻的过度繁殖现已成为全世界面临的最为严重的生态环境问题之一，许多富营养化湖泊、水库、鱼塘、河口均面临蓝藻过度繁殖的问题。我国从南部广东沿海到东北吉林的松花湖、再到西北新疆的博斯腾湖均有蓝藻水华发生。不过，蓝藻水华爆发严重的地区主要为长江中下游地区和云南高原地区，其中以太湖、巢湖和滇池最为严重。

适应策略

蓝藻独特的生理生态特性，使其在与其他种群竞争过程中起到关键作用。这些特性使得蓝藻对光照、营养盐的需求和捕食者展现出灵活的适应性，与其他浮游植物相比更具有竞争优势，使其能够快速生长并成为优势种。

(1) 浮力调节机制

蓝藻中一些藻属，如鱼腥藻、束丝藻、微囊藻、颤藻(部分)、拟柱胞藻和顶胞藻属等，具有伪空泡。伪空泡可以自行调节浮力，使得蓝藻能够垂直移动。当光照条件不足时，蓝藻可以向上移动，获取更好的光照条件。当营养盐不足时，蓝藻可以向下移动，在水-沉积物界面获取更多的营养盐。

(2) 胶质鞘

常见蓝藻中的鱼腥藻、束丝藻、隐杆藻和顶胞藻属的细胞均被多层胶质包被，这些胶质具有重要的生理生态功能，包括藻丝运动、调节细胞垂直分布、营养储存和加工、调节自身代谢、防御外界侵害(氧、金属毒性)、防御草食性牧食和防御被消化。微囊藻的群体是被不定形的胶鞘包裹着多个细胞，最多可达数万个。群体的形成、增大和形态的持久维持是微囊藻获得种群优势进而形成水华并维持竞争优势的前提之一。光照能促进微囊藻群体尺寸的增大，群体微囊藻可能由于漂浮异质性的存在而更适应不断变化的外界环境，从而成为持久维持的优势种群。

(3) CO2浓缩机制

蓝藻对CO2亲和力较低，但是蓝藻具有CO2浓缩机制。这种机制可以使得蓝藻在低浓度的环境中高效吸收浓缩CO2， 在细胞内积聚比外界浓度高几百到几千倍的 CO2 。这种浓缩机制弥补了蓝藻对CO2亲和力低的缺陷，进而促进了蓝藻的生长繁殖。

(4) 对光辐射适应机制

蓝藻对光辐射的适应机制包括两个方面：一方面是蓝藻对低光照环境的适应，蓝藻细胞内除了含有叶绿素和类胡萝卜素两个主要色素外，还含有其他色素如藻蓝素(C-phycocyanin)、藻红素(C-phycoerythrin)和别藻蓝素(Allophycocyanin)，这些色素可以在低光照环境辅助捕捉不同波长的光能，比其他浮游植物具有更高的生长速率；另一方面是避免高强度光辐射的损害，蓝藻可以合成类胡萝卜素，所以对强光有较强的忍受性，同时蓝藻细胞可以合成一种氨基酸，具有防御紫外线侵害的作用。

(5) 次级代谢产物的毒性作用

蓝藻中的微囊藻属、鱼腥藻属、颤藻属和顶胞藻属等均能产生一种次级代谢产物藻毒素。藻毒素对浮游植物、水生植物和水生动物均会产生负面影响。高浓度藻毒素可以影响浮游植物种类的多样性，从而帮助蓝藻获得竞争优势，直至形成水华[10]。水生态环境中存在藻毒素会对水生植物产生一定的危害，降低了水生植物与蓝藻在营养盐方面的竞争。暴露藻毒素会降低膨胀浮萍、浮萍和芜萍的生长速率。藻毒素还会对浮游动物产生亚致死作用，在一定程度上减少了浮游动物对蓝藻的牧食作用。

(1) 过度繁殖

首先，蓝藻过度繁殖，会改变浮游植物的组成和结构，降低浮游植物的生物多样性。其次，蓝藻水华爆发时，水体表面被油漆状的蓝藻所覆盖，造成底层水体缺氧，使得鱼虾等水生动物大量死亡。此外，蓝藻的过度繁殖，会使得湖泊等水体中水生植物难以生存，这样会大大降低水体的自净能力。蓝藻水华发生时会产生恶臭，破坏河流湖泊的景观，甚至引发供水危机，例如2007年太湖蓝藻爆发引发无锡的供水危机。

(2) 营养价值低

作为初级生产者，蓝藻是浮游动物的食物来源之一。蓝藻营养价值低，缺乏浮游动物所必须的固醇和多元不饱和脂肪酸，所以会改变浮游动物的组成和结构，通过食物链对整个水生态系统的结构和功能产生深远的影响。

(3) 蓝藻毒素

蓝藻的很多藻属可以产生肝毒素、神经毒素， 其中微囊藻毒素是其中毒性最强的一类肝毒素。藻毒素在发生蓝藻水华的水体较为普遍，而且藻毒素可以在鱼、虾、贝、螺等体内累积，通过饮用水和食物链的传递进入人体，对人体健康造成极大风险。世界卫生组织将1μg/L作为饮用水中藻毒素 (以藻毒素变体之一MC-LR为准) 的暂定指导值， 我国国家标准委和卫生部颁布的新版《生活饮用水标准》中也将1 μg/L作为饮用水的限值。目前还没有水产品中藻毒素相关标准，根据世界卫生组织推荐的藻毒素每天最大摄入量 (TDI) 为0.04 μg kg-1d-1， 假设某人体重60 kg，每天摄入鱼肉300 g，若鱼肉 藻毒素 (MC-LR) 含量8 ng/g，则个体藻毒素摄入量已达TDI。

减少蓝藻水华发生的范围和频率，最为根本的措施就是削减营养盐的负荷，降低河湖的富营养化程度。近年来政府部门做了诸多努力来降低营养盐负荷，例如关闭周边排污企业，加大城市生活污水处理力度。云南滇池经过多年治理，由富营养的状态转变为中度富营养；太湖氮磷水平均有大幅度降低，在一定程度上降低了蓝藻水华发生程度。此外，机械除藻也是常采用的方法，太湖就利用机械抽取蓝藻，并将蓝藻转化为建筑材料进行二次利用。