浅谈藻类在海洋生态位置与作用

陈浪 刘亚伟 邓皓然

西藏大学理学院

摘要：海洋藻类是地球生产力的重要组成部分，对海洋生态系统乃至生物圈都有重要意，本文的目的在于探究海洋藻类的海洋相关变化的作用机制，本文探究了海洋由于吸收CO₂导致的酸化的相关影响，以及盐度、光照等的影响，更好的了解海洋藻类的生存机制。探究人类活动对生态环境的影响，为以此为例学习人类发展的方式与途经，为人类与环境的共处方式。

关键词：海洋环境 海洋藻类 海洋酸化 盐度 可持续发展

1.海洋藻类的生存机理与生态结构

1.1生存机制

海洋藻类是海洋生态系统中数量庞大、种类多样的生物类型，在海洋中绝大部分的藻类能够进行光合作用，作为海洋最初级的生产者，是作为海洋生态系统的能量基石，藻类的不同形态决定其在海洋中的分布，大部分生活在浅海，近岸地区，浅海由于水较浅，光照强度大，因而藻类种类数量较多，近岸地区由于贴近陆地，存在着较多的无机盐类和矿物质，海水流动频繁，为藻类提供了良好的生存环境。在一些水体流动较大的地方，如湾流、潮汐、环流较大的地方，随着水流的运动，底层的无极矿物质会随着海水的流动进入海水表层，从而 将大量的低质带入表层供表层藻类生存。

1.2海洋环境的改善

藻类在海洋生态系统中起着重要作用，一方面不管是浮游型藻类或单细胞藻类都能通过自身的生理作用改变海洋的理化性质，甚至导致整个地球的生态圈变化，在45-35亿年之间，地球表面还处于一片荒芜，大气圈是厚而低沉，里面充满了H₂O、CO₂、NH₃、CH₄、H₂、以及气体的气体^[1]。就如35亿年前出现的蓝藻^[2]，以及后面逐步演化出来的绿藻和高等绿色植物，由于能通过藻蓝素、叶绿素类的光合作用色素，导致整个大气中CO₂浓度逐渐减少、O₂浓度逐渐增加，由此产生了好养型生物的增加。直至出现现今如此繁荣生物形态，据统计直到今天海洋吸收和释放的氧气与吸收二氧化碳的量比陆地植被多，另外还改变了海洋的pH、盐度。

1.3生态系统稳定

从食物链的方面来说，海洋的生态结构中，食物链等级高达4-5级，相较于陆地的2-3级，海洋生物种类可达20万种^[3]，面对如此复杂的生态结构，只有数量众多的初级生产者才能支撑起来，食物链分为碎屑食物链、植物食物链和腐食食物链，而藻类在这三种主要的食物链形态中都有相应承担有机物的重要来源。藻类在海洋的生产力中占98%，“大鱼吃小鱼”这样的方式是海洋中重要的生物关系，又由于海洋的相通，所以形成了更为复杂的食物链关系。

2海洋藻类的生态影响与作用

2.1海洋酸化

海洋酸化^[4]是续全球气候变化、环境污染中的第三大问题，工业革命以来，人们不断的大量燃烧化石燃料、森林遭到严重破坏，导致大气中的CO₂浓度不断增加，由于海洋整体成碱性，在加上海洋藻类等生物的光合作用的生理吸收，海洋成为CO₂重要的汇（sink），据统计海洋大约吸收了自工业革命以来人类所排放的CO₂总量的1/3，并以1*10⁶/h的速度继续吸收大气中的CO₂^[5]，国内外对海洋酸化的关注热度持续增加，对酸化可能造成的危害也在研究。

首先CO2的吸收下会改变海水中PCO₂、HCO₃^-、CO3₂^-、H⁺等碳酸盐及离子的平衡，对于一些钙化藻类而言，由于海洋环境的酸化，可能对其钙化反应有所影响，以及一些钙化生物如珊瑚、贝类、甲壳类生物的生存带来一定的影响，pH过小可能会达到其钙成分的溶解下限值，微观来说酸性环境下可能会对藻类细胞的生理调节机制^[6]，比如营养代谢、细胞膜的氧化还原机理与膜蛋白的种类、电子传递等过程的影响，宏观而言会改变藻类的群落结构，这些改变的要素中也许是不可逆，

藻类的光合作用是海洋吸收CO₂重要的生物泵，目前大量的研究在证明海洋的酸化对藻类光合作用的影响，有积极的方面、也有消极的方面 ，有大量的实验研究表明CO₂浓度的增加会提高藻类的光合作用效率^[7]，但也有研究表明 海洋的过酸会增加藻类为适应酸性环境为多消耗比以往更多的能量，另外海洋的酸化会导致钙化藻类的减少，这会使海洋生物受到更多的紫外线照射，

此外，酸化的海洋可能会使局部海域的营养盐^[8]浓度增加，从而引发大量藻类的繁殖，造成赤潮，使海洋水质恶化，水中的 溶解氧量下降，最后大量的藻类死亡又会导致海洋CO₂的量增加，加重海洋的酸化程度，且这些CO₂会沉入深海区，对深海环境造成影响。一般近海海域人类活动较大，所以海洋酸化较远洋更加明显。

2.2盐度变化

海洋盐度和温度是海水的重要性，它影响着海洋的密度、导电率、热胀冷缩、溶解度等性质，对于生活在海洋中的微生物而言，海水性质的细微变化都能引起其做出相应的调整，感染根据已有的实验证明表明藻类光合作用的最适盐度为25-30

^[9]，盐度过高或者过低都会对藻类的生存和繁衍造成影响。

同样海洋的分层也与海水盐度有着密切的联系，随着海洋深度的加深，盐度会呈现梯度上升，10m以上。海区淡水的影影逐渐减弱，盐度的影响较大，深度在50m以下。盐度一般在32%₀以上，；深海在34.2%₀-34.5%₀^[10]，藻类的生存范围主要是表层浅海，对于高盐度会受到渗透压的威胁，

沿海地区的污染源排入到海洋中，这其中有大量的盐类，包括N、P、S元素的盐^[11]，还存在一些重金属，所以容易造成海水盐度增多，近年来渤海、黄海等海域发生了一些赤潮等水质问题，预防这些环境污染的发生，避免海洋生产经济损失迫在眉睫。

2.3海洋光照的变化

不同的藻类对光照的变化有不同的敏感，近年来由于氟氯烃的使用，造成臭氧层遭到破坏^[12]，UV-B的此外线照射量增加^[13]，对藻类的生存造成了一定的影响，海水的pH、盐度、等因素也对海水的透光度有所改变，

总结

地球的生态系统的能量根本上来源于太阳的供给，藻类做为35亿年前就存在的物种，它既是地球生命繁荣的推手，也是地球生命能量的主要来源，支撑起今天如此庞大的生命层次结构，由它演变起今天陆地的植被，对整个生物圈的稳定起着重要作用，研究海洋藻类的生存机制，生态结构是保护海洋生态，乃至生物圈的可持续发展有重 要意义，

以上探究的内容只是其中的一小部分，人类活动对自然界的影响是巨大的、近年来日益凸显的气候变化、海洋酸化、全球变暖等环境问题，以及人类社会的人口、资源、疾病、灾害等问题有着紧密联系。海洋藻类只是其中一个受影响的例子，想要解决这些问题，是人类的耽误之急，除了要做到人类生产生活的绿色化、节能化，还要改变不正确的生活生产的观念，向着环境友好的方向发展才是我们所说的可持续发展，要做到这样的改变就要求全球各国认真权衡政治、经济、文化等影响，助力人类这一次的革命！

参考文献

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陈浪 四川泸州人，西藏大学理学院 本科在读，环境科学专业