藻类生长与营养盐的关系和蓝藻暴发的机理

藻类的生态环境

藻类之间基本不共生。一种藻类的生存与生长，大多数不依赖其他藻类的存在。因此，对于一个刚清塘消毒、新注水的池塘，从一开始，各种藻类都可以生长，只是因对池塘pH、池塘营养及微量元素组成、光照强度和温度等因素要求的差异，不同的藻类生长优势不同。

早期，池塘中藻类生物具多样性，比较丰富。其中的优势藻类往往数量多一些，其他生长缓慢的藻类也能正常增殖生长，不过数量少些。

任何生物的生长过程，包括藻类在内，都在破坏自身的环境条件——消耗生存生长的资源并积累对自身不利的代谢废物。如果生存生长资源不能及时补充，代谢废物不能及时清除，这种藻类的优势就会丧失，而另一种更适应这种条件的藻类就会取而代之，这个过程就称为“生态演替”。

不同藻类的营养需求和对环境要求有所不同，故对水体中的营养盐及微量元素组成的要求也不同。因此，开始培藻时，池塘水体中的矿物元素组成最接近哪一种藻类的需求，这种藻类就会长得快一些。随着时间的推移，这种藻类的生长必然导致水体中原有矿物元素组成发生变化，此时的水体不再是该种藻类的优势环境，这种藻类的生长速度就会下降。

但大多数藻类对主要营养元素C、N、P等的需求基本一致，所以藻类之间的竞争主要体现在对水中营养元素的竞争优势方面。在吸收利用水中营养元素上具有竞争优势的藻类，更容易成为优势种群。

藻类生长与营养盐的关系

类通过光合作用，吸收水体中C、N、P等无机营养元素，利用太阳光能，合成藻体有机物，从而使自身得到大量增殖。该过程形成池塘初级生产力，同时产生氧气。

C、N和P是藻类吸收利用的三种主要营养元素，通常快速增殖生长的藻类对C、N和P的吸收利用按106∶16∶1的比例进行。

除了上述三种营养元素外，藻类生长还需要十多种营养元素，如K、Ca、Mg、Si、S、Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo、Cl等，这些元素都是直接参与藻类生长的营养，其功能不能被别的元素替代，称为必需元素。其中如Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo、Cl等，藻类需要量很少，则称为微量必需元素。

当环境中由于缺乏这些元素影响藻类生长或不能完成其生命新陈代谢活动时，该元素就成为其营养限制因子，需要补充适量的这种元素。但当供应量超过需要量时，该种元素有可能对藻类产生毒害作用。

藻类对营养盐的吸收

对于藻类从水中吸收营养盐的生物化学反应，［S］为水中营养盐的有效浓度，V为吸收速率。值得注意的是半饱和常数Km值，它反映酶对底物的亲和力，Km值小，表明酶对底物的亲和力强，即当较低的［S］时，V就可以达到较高值；Km值大，表明酶与底物结合不稳定，要达到较高吸收速率所需的［S］较高。

Km可用于比较不同藻类吸收营养盐能力的大小。在光照、水温及其他条件适宜而营养盐含量较低时，Km值越小的藻类越容易发展成为优势种群，Km值大的藻类则会因缺乏营养盐，生长受到限制。

一般认为，为了得到藻类的正常增殖速率，水体的限制性营养元素浓度［S］应维持在3Km（此时吸收速率V=0.75Vmax）以上。显然，若［S］不足，藻类的生长、繁殖将直接受到限制。不过，在水温、光照适宜的自然条件下，影响藻类初级产量和生产速率的限制因素不仅包括测得的平均有效浓度［S］，而且与紧靠藻类细胞表面水体中营养盐的有效浓度、营养盐的总储量以及向藻类细胞表面迁移补给有效营养盐的速率有关。

藻类生态与蓝藻暴发的机理

藻类水华，是指某种藻类比其他藻类在适应所在水体环境及其吸收营养元素方面具有明显竞争优势，致使该藻类短期内大量增殖泛滥，继而老化、死亡，并大量上浮积累于水面的一种自然生态现象。

藻类水华的出现表明藻类生态系统自净能力降低或丧失，池塘生态系统恶化、失衡甚至崩溃。

蓝藻是自然界分布最广的藻类，也是最原始、最古老的藻类。其结构简单，无典型的细胞核，又称蓝细菌。蓝藻喜欢较高水温、强光、较高pH的静水水体。

蓝藻本身没有什么危害，就怕池塘水体生态系统紊乱，造成蓝藻疯长，并抑制其他藻类生存生长，使蓝藻“一藻独大”。蓝藻疯长的后果就是蓝藻整体老化，大量死亡，即形成水华。

蓝藻形成水华时，池塘生态系统中藻类所具有的生态功能大大降低或丧失，致使池塘生态系统瘫痪。