浮遊植物

浮遊植物

生物學概念
浮遊植物(phytoplankton)是一個生态學概念,是指在水中營浮遊生活的微小植物。通常浮遊植物就是指浮遊藻類,主要包括藍藻門Cyanophyta、矽藻門Bacillariophyta、金藻門Chrysophyta、黃藻門Xanthophyta、甲藻門Pyrrophyta、隐藻。淡水浮遊植物包括藍藻、隐藻、甲藻、金藻、黃藻、矽藻、裸藻和綠藻八個種類。已知全世界藻類植物約有40000種,其中淡水藻類有25000種左右,而中國已發現的(包括已報道的和已鑒定但未報道的)淡水藻類約9000種。
    中文名: 外文名: 别名: 中文學名:浮遊植物 中文别名:藻類植物 界:植物界 門:藻類植物門 分布:分布于世界各地 拉丁學名:phytoplankton

簡介

全世界藻類植物已知的約有40000種,其中淡水藻類有25000種左右,而中國已發現的(包括已報道的和已鑒定但未報道的)淡水藻類約9000種。池塘中浮遊植物的種類組成因池水有機質和營養鹽類的含量及其他因素不同而有顯著差别。浮遊生物的大量繁殖是決定水色的主要原因之一。

浮遊生物有如下特點:

1、非常多樣化的類群;為結構簡單的真核生物,它們具有帶膜的細胞器,具有葉綠體,其顔色取決于色素及其濃度。其繁殖結構相對簡單,不像陸地植物那樣開花,非繁殖細胞不分化,沒有真葉、根和莖。

2、浮遊植物生長周期短,隻有幾個星期,是水生态系統中占優勢的初級生産者,通過光合作用将無機物轉換成為新的有機化合物,由此啟動了水體食物鍊。

3、浮遊植物在大小和體積上差别顯著,一般根據粒徑大小分為三種類型,即小型浮遊植物(Micro,20~200μm)、微型浮遊植物(Nano,3~20μm)和超微型浮遊植物(Pico,0.7~3μm)。

懸浮機理

1、分泌粘液或制造膠狀物質,使個體減輕;

2、形成氣囊結構;

3、形成比重較小的代謝物質;

4、增加身體表面積以增加與水之間的磨擦力。

季節演替

浮遊植物種類成分的季節性變化,可由兩種機制或兩種機制的複合作用所引起,即演替(Succession)和次序(Sequence)變化。

演替是特定水體内的物理(如光、溫)、化學(營養物、水質、毒素)和生物(競争、捕食)等因素的改變所導緻的浮遊植物種類的變化。典型的演替是固有物種類型(或本地種)的變化。屬于自然界正常發生的情況。

次序是由水體類型的變動而引起的浮遊植物種類的變化。典型的次序變化是外來種群的引入和繁殖所引起的,特殊情況下,外來種群可以完全替代原先水體中的生物類群。次序往往是由于人類幹擾所造成的。

反悖論

“競争排斥”是一個重要的生态學概念。競争排斥理論認為,在一個相對同質的環境中,如湖泊的表面、混勻層或海洋中,應該包含極少幾種具有類似生态需求的種類。

就浮遊植物而言,它們都是光合自養生物,具有類似的生态需求,按生态學競争排斥原理,它們對水體資源,特别是對營養物質的競争,最終應僅剩下一個或幾個最能有效地利用有限資源的種類。與競争排斥理論相悖,在自然界同一水體中,經常可以有10—50種浮遊植物種類共存,這種現象被Hutchinson(1961)稱之為浮遊生物的反(悖)論(Paradox of the plankton)。

幾種可能的解釋:

1、不同藻類具有各自的營養物需求特征,因而被不同的營養物所限制,這樣就避免了直接競争,使許多種類共存于同一水體成為可能。

2、浮遊動物的攝食活動亦可能增加浮遊植物共存的機會。攝食降低了藻細胞的總生物量,從而減緩了對營養物資源需求的強度,進而緩和了種類間競争營養物的程度。不同的浮遊動物攝食有種類和大小的選擇性,通過對優勢種類(如小型藻類)的攝食,可利于大多數相對處于劣勢的種群的生存。當然如果攝食強度過大,或當優勢種群是絲狀不可食種類時,即便中等程度的攝食亦會降低種類數量。

3、湖泊的混合層和海洋并不像一般所認為的那樣是均質的。在無風、溫和的氣候條件下,光、營養、溫度的垂直梯度分布造成了空間上的異質化,使得不同種類得以在各自的最适區域生長、繁殖,從而使競争降到最小。

環境影響

2010年8月3日根據一項新的研究結果,全世界海洋上層的浮遊植物——一種極小的生物體,能夠吞噬溫室氣體,并直接或間接地充當海洋中每一種動物的食物——的數量平均每年下降約1%。如果這種趨勢繼續下去,将對海洋食物鍊造成毀滅性影響,并加速全球變暖。

浮遊植物的數量在過去30年裡一直在減少。由人造衛星拍攝的圖像顯示葉綠素——幫助浮遊植物進行光合作用的一種綠色色素——的濃度正在下降。然而由于人造衛星僅僅從上世紀70年代末期開始采集數據,因此科學家無法确定這種下降是一種長期趨勢抑或僅僅是一個意外。

海洋上層浮遊植物數量下降與全球變暖導緻的海洋表層溫度上升有關。在過去一個世紀裡,大部分海洋的表層海水溫度上升了0.5攝氏度到1攝氏度,導緻海水分層現象更為明顯,限制了下層海水中的營養成分進入上層海水,從而危及上層海水中的浮遊植物生存。此外,浮遊植物的數量在那些溫暖的海域可能下降得更為明顯,這意味着氣候變化對海洋浮遊植物的減少負有責任。

浮遊植物的喪失對于海洋食物鍊來說是一個巨大問題,這是因為海洋中的每一種生物要麼以浮遊植物為食,要麼就以把浮遊植物當食物的生物為食。一旦它們的數量開始下降,那麼這些物種的種群數量也将開始下降。剩餘的食物網基本上也在收縮。

澳大利亞昆士蘭大學的海洋生物學家Anthony Richardson要算浮遊植物減少對地球大氣構成的潛在影響。海洋能夠吸收40%的人類排放的二氧化碳氣體。而浮遊植物能夠将這些溫室氣體轉化為氧氣,抑或在死後将它們埋葬于海底。Richardson指出,一旦浮遊植物數量下降,“海洋作為一個碳接收器的能力也會削弱,而這意味着最終會有更多的二氧化碳滞留在大氣中,而不是溶解在海洋中”。這将催生一個更加溫暖的世界,反過來又将消滅更多的浮遊植物。

由于浮遊植物減少可能對海洋食物鍊和全球生态系統造成嚴重影響,這一令人擔憂的下降趨勢必須得到足夠重視。

奇特現象

浮遊植物漩渦地球衛星藝術照

為了紀念地球資源技術衛星發射40周年,美國宇航局和美國地質勘探局将120多幅地球衛星藝術照公布于世,并邀請公衆選出其中最佳作品。其中包括浮遊植物藝術照,圖為大規模的綠色浮遊植物在波羅的海哥特蘭島附近暗色水域中形成一個個美麗的漩渦,整個畫面的風格與梵高的油畫《星夜》相仿。

發光海灘

2014年1月,來自中國台灣的攝影師威爾·霍(Will Ho)在馬爾代夫海灘上慶祝婚禮時,有幸見證了會發光的海岸線這一神奇景象。夜晚,在他的鏡頭下,一簇簇發光的小型浮遊植物如螢火蟲般随波蕩漾,最終被沖到岸邊,在黑夜中排成一條耀眼的光帶,沿着海岸線形成了一條發光的“路”。

這一奇觀是由于近海域會發出生物熒光的浮遊植物受到海浪的沖擊産生的。由于起風,這些會發光的浮遊植物受到海浪的沖擊,便開始活躍起來。雖然它們已為人熟知,但近年來生物學家才找到産生這一奇觀的原因。海洋生物學家豪爾赫·裡巴斯(Jorge Ribas)說,這片水域有許多名為“多邊舌夾藻”(lingulodinium polyedrum)的發光植物。當這些生物受到外力作用,例如浪湧潮汐作用,或是皮劃艇、沖浪者等經過時,它們就開始活躍起來,從而産生了發光效果。

相關詞條

相關搜索

其它詞條