蓝藻和蓝藻水华的发生机理.ppt

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蓝藻和蓝藻水华的发生机理蓝藻和蓝藻水华的发生机理蓝藻和蓝藻水华的发生机理蓝藻和蓝藻水华的发生机理n藻类和蓝藻简介n蓝藻水华n蓝藻水华形成机理n湖泊水库富营养化n蓝藻水华应急监测实例第一部分第一部分藻类和蓝藻简介藻类和蓝藻简介一藻类及其分类系统n藻类是一类形态多变的、近似植物的生物；n藻类缺乏根、茎、叶等高等植物典型的结构；n微型藻类被称作浮游植物；n蓝藻被认为是地球上最早出现的生命形态。

藻类主要特征1、藻类是低等植物，分布广，绝大多数生活于水中。

2、个体大小相差悬殊，小球藻3-4m，巨藻长60m。

3、具叶绿素chlorophyll，能进行光合作用的自养型生物autotrophicplant。

4、没有真正的根、茎、叶的分化，又称叶状体植物。

5、繁殖器官简单，以单细胞的孢子或合子进行繁殖，无胚，又叫孢子植物sporeplant。

总之，藻类是无胚而具叶绿素的自养叶状体孢子植物。

n五界生物系统（5kingdoms）n动物界AnimalKingdomn植物界PlantKingdomn真菌界Fungin原生生物界KingdomProtistaEukaryoticAlgae+protozoans+slimemoldsn原核生物界KingdomMoneraProkaryoticAlgae+BacteriaPROKARYOTES（原核）EUKARYOTES（真核）蓝藻CYANOPHYTA所有其它藻类原绿藻PROCHLOROPHYTA藻类既有原核也有真核藻类既有原核也有真核色球藻（蓝藻）色球藻（蓝藻）眼藻（裸藻）眼藻（裸藻）藻类（Algae）n藻类一词并非指某一分类单元，它是一个集合名词，泛指一类具有光合色素，没有真正根茎叶，生物体为叶状体（thallus），不会形成种子，生殖细胞没有包被的一类植物。

n也称之为隐花植物或孢子植物。

n“Algaeareanunnaturalgroupoforganisms!

”.Bold&Wynne（1985）把藻类分为把藻类分为1010个门个门n蓝藻门（Cyanophyta）n原绿藻门（Prochlorophyta）n绿藻门（Chlorophyta）n轮藻门（Charophyta）n裸藻门（Euglenophyta）n褐藻门（Phaeophyta）n金藻门（Chrysophyta）n甲藻门（Pyrrophyta）n隐藻门（Cryptophyta）n红藻门（Rhodophyta）o把金藻、定鞭藻、把金藻、定鞭藻、黄藻、真鞭藻、针黄藻、真鞭藻、针胞藻、硅藻都作为胞藻、硅藻都作为“纲纲”的阶元置于的阶元置于金藻门内。

金藻门内。

19791979年年,中国藻类学会在已故饶钦止院士、曾呈奎院中国藻类学会在已故饶钦止院士、曾呈奎院士及黎尚豪院士领导下经讨论确认藻类分为士及黎尚豪院士领导下经讨论确认藻类分为1111个门个门n蓝藻门（蓝藻门（CyanophytaCyanophyta）n红藻门（红藻门（RhodophytaRhodophyta）n隐藻门（隐藻门（CryptophytaCryptophyta）n甲藻门（甲藻门（PyrrophytaPyrrophyta）n黄藻门（黄藻门（XanthophytaXanthophyta）n金藻门（金藻门（ChrysophytaChrysophyta）n硅藻门（硅藻门（BacillariophytaBacillariophyta）n褐藻门（褐藻门（PhaeophytaPhaeophyta）n裸藻门（裸藻门（EuglenophytaEuglenophyta）n绿藻门（绿藻门（ChlorophytaChlorophyta）n轮藻门（轮藻门（CharophytaCharophyta）o近年又加上一个门近年又加上一个门:

原原绿藻门绿藻门（ProchlorophytaProchlorophyta）目前目前我国出版的中国藻类志我国出版的中国藻类志都按这一系统。

都按这一系统。

n近年深入分析并结合分子生物学对系统学研究成果，Hoek等提出的藻类10个门的大类的分类比较广泛的被接受。

n蓝藻门（Cyanophyta=Cyanbacteria）n原绿藻门（Prochlorophyta）n红藻门（Rhodophyta）n异鞭藻门（Heterokontophyta）n1金藻纲（Chrysophyceae）n2（Parmophyceae）n3（Sarcinochrysophyceae）n4黄藻纲（Xanthophyceae）n5真鞭藻纲（Eustigmatophyceae）n6硅藻纲（Bacillariophyceae）n7针胞藻纲（Raphidophyceae）n8硅鞭藻纲（Dictyochophyceae）n9褐藻纲（Phaeophyceae）n定鞭藻门（Haptophyta）n隐藻门（Cryptophyta）n甲藻门（Dinophyta）n裸藻门（Euglenophyta）n绿裸藻门（Chlorachniophyta）n绿藻门（Chlorophyta）o本系统中把轮藻本系统中把轮藻纲纲（CharophyceaeCharophyceae）,）,细绿藻纲细绿藻纲（PrasinophyceaePrasinophyceae）等置于绿藻门。

等置于绿藻门。

二二蓝藻的主要特征蓝藻的主要特征1.1.1.1.细胞壁由纤维素（内层）和果胶质（外层）组成，细胞外细胞壁由纤维素（内层）和果胶质（外层）组成，细胞外细胞壁由纤维素（内层）和果胶质（外层）组成，细胞外细胞壁由纤维素（内层）和果胶质（外层）组成，细胞外有的具胶被或胶鞘。

有的具胶被或胶鞘。

有的具胶被或胶鞘。

有的具胶被或胶鞘。

2.2.2.2.无色素体，色素均匀地散在细胞周围的原生质内。

色素成无色素体，色素均匀地散在细胞周围的原生质内。

色素成无色素体，色素均匀地散在细胞周围的原生质内。

色素成无色素体，色素均匀地散在细胞周围的原生质内。

色素成分主要为叶分主要为叶分主要为叶分主要为叶绿素绿素绿素绿素aaaa、胡萝卜素、藻胆素。

胡萝卜素、藻胆素。

胡萝卜素、藻胆素。

胡萝卜素、藻胆素。

藻胆素是蓝藻的藻胆素是蓝藻的藻胆素是蓝藻的藻胆素是蓝藻的特征色素，包括蓝藻藻蓝素特征色素，包括蓝藻藻蓝素特征色素，包括蓝藻藻蓝素特征色素，包括蓝藻藻蓝素（c-phycocyaninc-phycocyanin,C,C3434HH4747NN44OO88）、）、）、）、蓝藻藻红素蓝藻藻红素蓝藻藻红素蓝藻藻红素（c-phycoerythrinc-phycoerythrinc-phycoerythrinc-phycoerythrin,C,C,C,C34343434HHHH42424242NNNN4444OOOO9999）和别藻蓝素和别藻蓝素和别藻蓝素和别藻蓝素（AllophycocyaninAllophycocyaninAllophycocyaninAllophycocyanin）等。

等。

等。

等。

3333.无细胞核，只具核质而无核仁和核膜。

属原核生物，称为无细胞核，只具核质而无核仁和核膜。

属原核生物，称为无细胞核，只具核质而无核仁和核膜。

属原核生物，称为无细胞核，只具核质而无核仁和核膜。

属原核生物，称为蓝细菌（蓝细菌（蓝细菌（蓝细菌（CyanobacteriaCyanobacteriaCyanobacteriaCyanobacteria）4.4.4.4.同化产物主要是蓝藻淀粉同化产物主要是蓝藻淀粉同化产物主要是蓝藻淀粉同化产物主要是蓝藻淀粉（CyanophyceanCyanophyceanCyanophyceanCyanophyceanstarch）starch）starch）starch）。

5.5.5.5.繁殖方式主要为营养繁殖和孢子繁殖，未发现有性繁繁殖方式主要为营养繁殖和孢子繁殖，未发现有性繁繁殖方式主要为营养繁殖和孢子繁殖，未发现有性繁繁殖方式主要为营养繁殖和孢子繁殖，未发现有性繁殖，可产生的孢子有：

内生孢子、外生孢子、厚壁孢子殖，可产生的孢子有：

内生孢子、外生孢子、厚壁孢子殖，可产生的孢子有：

内生孢子、外生孢子、厚壁孢子殖，可产生的孢子有：

内生孢子、外生孢子、厚壁孢子（休眠孢子）、藻殖孢。

营养繁殖常见为细胞分裂，特殊（休眠孢子）、藻殖孢。

营养繁殖常见为细胞分裂，特殊（休眠孢子）、藻殖孢。

营养繁殖常见为细胞分裂，特殊（休眠孢子）、藻殖孢。

营养繁殖常见为细胞分裂，特殊为藻殖孢繁殖。

为藻殖孢繁殖。

为藻殖孢繁殖。

为藻殖孢繁殖。

段殖体段殖体是蓝藻藻是蓝藻藻是蓝藻藻是蓝藻藻丝上两个营养细胞间生丝上两个营养细胞间生丝上两个营养细胞间生丝上两个营养细胞间生出的胶质隔片出的胶质隔片出的胶质隔片出的胶质隔片（凹面体凹面体凹面体凹面体）或由间生异形胞断开后或由间生异形胞断开后或由间生异形胞断开后或由间生异形胞断开后形成的若干短的藻丝分形成的若干短的藻丝分形成的若干短的藻丝分形成的若干短的藻丝分段，又称藻殖段或连锁段，又称藻殖段或连锁段，又称藻殖段或连锁段，又称藻殖段或连锁体体体体。

厚壁孢子厚壁孢子系由普系由普系由普系由普通营养细胞增大体积，通营养细胞增大体积，通营养细胞增大体积，通营养细胞增大体积，积累丰富营养，然后细积累丰富营养，然后细积累丰富营养，然后细积累丰富营养，然后细胞壁增厚而成。

厚壁孢胞壁增厚而成。

厚壁孢胞壁增厚而成。

厚壁孢胞壁增厚而成。

厚壁孢子有极强的生命活力，子有极强的生命活力，子有极强的生命活力，子有极强的生命活力，能在不利环境条件下长能在不利环境条件下长能在不利环境条件下长能在不利环境条件下长期休眠。

期休眠。

期休眠。

期休眠。

异形胞异形胞是丝状蓝藻类是丝状蓝藻类（除了颤藻目以外除了颤藻目以外）产生的一产生的一种与繁殖有关的特别类型的种与繁殖有关的特别类型的细胞，它是由营养细胞特化细胞，它是由营养细胞特化而成的。

形状与一般细胞不而成的。

形状与一般细胞不同，圆形色淡，成熟的异形同，圆形色淡，成熟的异形胞是透明的，其细胞壁在与胞是透明的，其细胞壁在与相邻细胞相接处有钮状增厚相邻细胞相接处有钮状增厚部部（极节球极节球）。

具有异形胞的。

具有异形胞的蓝藻能固氮，当水中氮缺乏蓝藻能固氮，当水中氮缺乏时，异形胞的数目显著增加。

时，异形胞的数目显著增加。

三湖泊藻类生态系统colonialcolonialunicellularunicellularfilamentousfilamentousscumscumbranchedbranchedunicellunicell湖泊藻类季节演替规律湖泊藻类季节演替n藻类生物量在初春由于低温和低光照，生物量很低；n随着光照加强，以及地表径流的增加，硅藻生物量上升n当水温度和光照时间增加，绿藻生物量上升；n蓝藻在温度较高时适宜生长n能够储存Pn固定N2n不被捕食n漂浮能更好利用光n秋季水体混合、光限制、营养盐输入、摄食减少过多、单一的藻类容易形成水华http:

/microbes.limnology.wisc.edu/outreach/importance.php光的生态作用光的生态作用植物在光合作用中并不能利用光谱中所有波长的光能，仅仅可见光部分（波长为380760nm）的大部分光能被植物的色素所吸收和利用。

通常把这部分辐射称为生理有效辐射，它约占太阳总辐射的40%50%。

在有效辐射中，各种光的作用也是不一样的。

普遍存在于各种藻类中的叶绿素a，对辐射能的吸收高峰在光谱中为405nm和640nm两部分；仅绿藻和裸藻含有叶绿素b，其吸收高峰在440nm和620nm两部分；藻蓝素和藻红素吸收的高峰在500600nm部分。

因此，在光合作用中被吸收最多的是红色、橙色和黄色光线。

只有类胡萝卜素（carotenoid）能吸收范围最为广泛的光谱成分，在水生植物对光照条件适应上起着极重要的作用。

与藻类有关的重要元素n氮：

氮：

氮是蛋白质的主要成分，是构成生物体最重要的基本物质。

除某些蓝藻外，一般水生生物只能利用溶解的有机氮、铵氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮，而不能利用溶解的气体氮，因而水中氮