專家介紹      李建宏：理學(xué)博士  南京師范大學(xué) 教授 博士生導(dǎo)師

主要的研究興趣：（1）微藻與水環(huán)境：研究水生態(tài)系統(tǒng)中微藻, 特別是形成水華的有毒有害藍(lán)藻的生理生態(tài)，探索水華發(fā)生規(guī)律，為有毒藍(lán)藻的控制提供理論基礎(chǔ)。（2）藍(lán)藻細(xì)胞學(xué)研究：探索藍(lán)藻細(xì)胞的重要代謝過程及機(jī)理；以藍(lán)藻作為表達(dá)反應(yīng)器，表達(dá)外源有用基因。（3） 微藻資源的利用：篩選各種具有應(yīng)用前景的微藻，探索大量培養(yǎng)的方法。

小魚：李老師，很高興能采訪您~您能先給我們簡單介紹一下什么是藻類嗎？

李老師：藻類是依賴光合作用進(jìn)行自養(yǎng)生長的低等生物，不但可分布在海洋、湖泊、河流等普通的地表水環(huán)境中，熱泉、冰雪、沙漠等環(huán)境中均可有藻類生長。

藻類包括：1.原核藻類：藍(lán)藻（藍(lán)細(xì)菌）；2.真核藻類：微藻（必須用顯微鏡觀察分類）和大型藻類（大多借助放大鏡就能分類，主要生長于海洋，例如：海帶、紫菜）。

小魚：水體中常見藻類的形態(tài)都有哪些呢？

李老師：為了大家能夠直觀的理解，我給大家找了一些顯微鏡下的藍(lán)藻。

小魚：據(jù)我所知水體中浮游藻類的組成常用于水體生態(tài)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)，用藻類評(píng)價(jià)水體的優(yōu)點(diǎn)是什么呢？

李老師：這個(gè)問題我總結(jié)三個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)。第一，綜合性。藻類群落的結(jié)構(gòu)，是水體生態(tài)系統(tǒng)中各種環(huán)境元素綜合作用的反映。采用水化學(xué)方法測(cè)定環(huán)境因子，只能人為有選擇地測(cè)定項(xiàng)目，不能窮盡。很多情況下，往往只測(cè)定pH、渾濁度、幾種主要化學(xué)元素等常規(guī)項(xiàng)目，有可能關(guān)鍵的影響因子就被遺漏了，測(cè)出的指標(biāo)并不能反映出水環(huán)境的真實(shí)情況。另一方面，環(huán)境中多因子的共同作用效應(yīng)，有可能大于單因子的簡單加和。分別測(cè)定單因子，可能會(huì)低估這些因素的生態(tài)效應(yīng)。

第二，長期性?；瘜W(xué)分析僅反映瞬間的狀態(tài)，而藻類反映了一段時(shí)間內(nèi)的狀態(tài)。以排污監(jiān)控為例：為了應(yīng)對(duì)檢查，偷排企業(yè)可能會(huì)臨時(shí)關(guān)閉排污管道，從而使水體中的污染物質(zhì)“臨時(shí)達(dá)標(biāo)”。然而，可通過排放口附近的藻類組成的檢測(cè)，揭示該地區(qū)較長期的水環(huán)境狀況。

第三，靈敏性。有些藻類很敏感，但缺點(diǎn)是藻類與環(huán)境因子之間沒有直接的對(duì)應(yīng)關(guān)系。藻類中有很多種類具有典型環(huán)境指示作用，它們對(duì)一些環(huán)境因子很敏感，因此，可以通過一些物種的出現(xiàn)或消失，指示環(huán)境的改變。但是這種變化需要通過水化學(xué)的數(shù)據(jù)來驗(yàn)證。

小魚：經(jīng)?？吹綀?bào)道說湖泊、海洋藻類爆發(fā)造成了危害，您能介紹一下藻類的危害嗎？

李老師：藻類的過度增長對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)的危害至少有兩方面，一方面少數(shù)優(yōu)勢(shì)種類大量的增殖，導(dǎo)致水體生態(tài)系統(tǒng)的平衡被破壞。另一方面，藻類在生長繁殖過程中會(huì)產(chǎn)生多種次生代謝產(chǎn)物，這些產(chǎn)物有的是劇毒的毒素，海洋中的一些赤潮藻類產(chǎn)生的毒素可與河豚毒素毒性相當(dāng)，積累在貝類中，可導(dǎo)致食用者死亡；在淡水水體中，很多藍(lán)藻除了可產(chǎn)生多種毒素外，有些次生代謝產(chǎn)物有土腥味、魚腥味、霉味等嗅味，導(dǎo)致飲用水水質(zhì)下降。

小魚：小魚提前百度了，知道水華（Water Bloom）是湖泊、水庫等水體中，藻類大量繁殖，聚集在水面上的現(xiàn)象，但是對(duì)藍(lán)藻水華還是很困惑。您能給我們展開講講藍(lán)藻水華的發(fā)生及危害嗎？

李老師：這一問題涉及的方面很多，這里只能蜻蜓點(diǎn)水，不然篇幅太大。

微囊藻水華大量出現(xiàn)的原因：首先我們?cè)敢鈿w結(jié)于人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境的破壞。由于藻類的大量繁殖生長需要氮、磷作為物質(zhì)基礎(chǔ)（絕大部分水體中這兩種元素的量是有限的，尤其是磷，稱為環(huán)境限制因子），工、農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的污水、生活污水（目前僅有少部分城市生活污水經(jīng)過有限處理——合格排放的污水中依然含有大量的氮、磷）排放到水體中，為水華的大量形成創(chuàng)造了條件。同時(shí)，全球氣候變暖等因素，也有可能是水華形成的原因。但從水華形成的機(jī)理上，目前只知道水華出現(xiàn)的一些規(guī)律性條件（見下圖），例如，高溫、連續(xù)晴朗天氣等等，詳細(xì)的生物學(xué)機(jī)理依然有很多待解之謎。

危害表現(xiàn)：從整個(gè)水體生態(tài)而言，一旦藍(lán)藻水華大量出現(xiàn)，其他生物很多都會(huì)死亡——整個(gè)水體的生態(tài)環(huán)境變了。藻類不但遮擋了水體的光照，吸收了各種營養(yǎng)物質(zhì)，抑制了其他光合作用生物（藻類和水生高等植物）的生長，同時(shí)夜晚的呼吸作用會(huì)消耗掉水體中的溶解氧，使很多動(dòng)物死亡；藻類細(xì)胞大量死亡、腐爛導(dǎo)致水體細(xì)菌等微生物大量繁殖，水體缺氧、變臭（無錫曾經(jīng)出現(xiàn)過17 KM² 的臭黑水“湖泛”）；藍(lán)藻水華會(huì)產(chǎn)生各種毒素，其中危害最大的是微囊藻毒素（microcystin），具有肝毒性，有誘發(fā)肝癌的作用；另外，藍(lán)藻的其他代謝產(chǎn)物，以及死亡分解過程中，均會(huì)產(chǎn)生一些嗅味成分，對(duì)生活飲用水產(chǎn)生影響。

對(duì)于藍(lán)藻水華的治理，目前基本沒有有效手段。對(duì)于小的景觀水體，往往通過投放殺藻劑等手段，達(dá)到恢復(fù)景觀的目的，但對(duì)于太湖、滇池這樣的多功能、大面積的重要水體，目前除了控制污染物流入、局部種植高等植物修復(fù)、局部撈取濃稠水華外，基本沒有十分有效的辦法去治理。

小魚：我可以這樣理解嗎，藻類的危害主要是指藍(lán)藻水華的危害嗎？

李老師：在我國，藍(lán)藻水華是影響最大的危害，種類主要是微囊藻屬（Microcystis）。太湖、滇池、巢湖屬于我國五大淡水湖，是重要的水源地，對(duì)生活和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生著直接的影響。另外，很多作為水源地的水庫、河流都出現(xiàn)了微囊藻水華，所以微囊藻水華是最受關(guān)注的問題。

其他一些藻類形成的水華在我國也有一些發(fā)生，硅藻、甲藻、魚腥藻、水華束絲藻等，在一些飲用水體中也出現(xiàn)過，但大多影響較小。

海洋中浮游藻類大量繁殖對(duì)水體環(huán)境也有巨大的破壞，常見的想象是赤潮——水體中浮游藻類大量繁殖導(dǎo)致海水顏色發(fā)生改變的現(xiàn)象。赤潮的發(fā)生對(duì)海洋生態(tài)和漁業(yè)養(yǎng)殖都是毀滅性的災(zāi)難。

最近幾年在青島等地發(fā)生了“綠潮”，由大型海洋綠藻滸苔大量增殖形成。滸苔本身是可以食用的，沒有毒性。但大量滸苔堆積在局部海域，會(huì)帶來災(zāi)難性危害。

小魚：為什么藍(lán)藻能獲得生態(tài)優(yōu)勢(shì)呢？

李老師：這是藻類學(xué)和生態(tài)學(xué)研究者都想揭開的謎 。盡管自然條件下微囊藻能形成如此巨大的生物量，但直到目前為止，還無法在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)模擬出類似天然水華發(fā)生的過程。實(shí)驗(yàn)室人工培養(yǎng)的藻與天然的水華狀態(tài)完全不同，其中有太多的生物學(xué)問題無法回答，問題的答案還有待大量的科學(xué)研究去揭示。如果弄清的微囊藻“一家獨(dú)大”的生態(tài)機(jī)理，微囊藻水華問題就迎刃而解了。

小魚：除了大量生長對(duì)水體產(chǎn)生危害外，藻類能用來凈化水體嗎？

李老師：藻類是光合自養(yǎng)生物，大部分藻類也有利用一些有機(jī)物的能力。藻類在自然水體的自凈過程中，起著重要的作用。藻類可吸收利用水體中的氮、磷；光合作用釋放的氧以及藻分泌的有機(jī)物可促進(jìn)水體中細(xì)菌的生長代謝；藻細(xì)胞作為初級(jí)生產(chǎn)力被濾食動(dòng)物攝食等過程，是生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的重要環(huán)節(jié)。運(yùn)用這些基本原理，已有很多研究者嘗試運(yùn)用藻類生長繁殖迅速、大量吸收氮、磷的特點(diǎn)，凈化生活污水、養(yǎng)殖廢水等有機(jī)廢水。由于藻類細(xì)胞含有較多的粘性多糖，有很強(qiáng)的吸附、富集重金屬的能力，所以，藻類也被嘗試用于凈化重金屬污染的水體。當(dāng)然，這些研究都處于試驗(yàn)階段，如何有效利用藻類凈化水體，還需要廣大科研人員和生產(chǎn)應(yīng)用單位共同努力，達(dá)到理想的效果。

總之，微藻是水體中種類繁多的生物類群，具有豐富的生物多樣性，也是一個(gè)尚待挖掘的物種資源寶庫。如何避免藻類產(chǎn)生的危害，充分利用好微藻資源造福社會(huì)，還有待我們大家共同努力。

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