全 文 :作者简介:张宇(1989.3-),男,天津人,在读硕士研究生,研究方向:养殖生态学。E-mail:zydankey@sina.com
DOI:10.3969/j.issn.1004-6755.2014.05.023
线形硬毛藻的生物学特性、价值、生态危害及其防治
张 宇,李景玉,宫庆礼
(中国海洋大学水产学院,山东 青岛,266003)
1 线形硬毛藻的生物学特性
线形硬毛藻(Chaetomorpha linum)隶属于
绿藻门(Chlorophyta)、绿藻纲(Chlorophyceae)、
刚 毛 藻 目 (Cladophorales)、 刚 毛 藻 科
(Cladophoraceae)、硬毛藻属(Chaetomorpha)[1]。
藻体浅黄褐色至暗绿色,线状,多纠缠呈团
块,漂浮或缠绕在其他基质上,由单列细胞组成,
不分枝。高10cm以上。基细胞不明显。营养细
胞短圆柱形,宽125~300μm,长为宽的0.6~2
倍,壁厚6~10μm,壁上层理不明显。节部略有
收缩或平滑不缢缩。叶绿体片状或碎片状,淀粉
核多个[1-2]。
该藻属于世界性分布种,在欧洲[3-8]、北美
洲[9-12]、中美洲[13-16]、南美洲[17-18]、非洲[19-22]、
亚洲[1,23-24]、大洋洲[25-27]均有分布,甚至在北极
地区亦有分布[28-29]。
其生殖方式包括有性生殖、无性生殖和营养
繁殖[1]。
有性生殖是同配生殖。配子体产生2根鞭毛
的同形雌雄配子,配子结合形成合子,合子萌发形
成孢子体,孢子体产生4根鞭毛或者2根鞭毛的
游孢子,游孢子发育为配子体。其孢子体和配子
体形态相同,故其生活史为同形世代交替。
无性生殖时,除基细胞及其上的少数细胞外,
其余营养细胞都转化为动孢子囊,动孢子具4根
鞭毛。也可由未经分裂的营养细胞转化为厚壁
孢子。
营养繁殖以丝体的断裂最普遍。
2 线形硬毛藻的生态、环境以及经济价值
线形硬毛藻在浅海富营养化水域常占据优势
地位,形成大规模的藻丛[30-34],对于生态环境具
有重大的影响。其可以作为端足类钩虾(Gam-
marus aequicauda)[35-36]和腹足类葡萄螺属的一
种(Haminoea callidegenita)[37]的天然饵料;可
以快速吸收沉积物释放的无机营养物质,从而阻
断这些营养物质从沉积物向上层水中的输
送[38-41];其具有较高的光合作用速率,可以大量
产生氧气提高水中的溶解氧水平[38,40,42-43],而且
还会影响水中的氧化还原反应[38,42-43];其对于营
养物质的吸收会影响硝化作用、反硝化作用等化
学反应的进行[44-45];腐败分解后会释放碳、氮、磷
等多种元素,影响水体中的化学过程和物质
组成[46]。
此外,线形硬毛藻还具有很高的经济价值。
Bastianoni等将原本被视为废物的线形硬毛藻用
作制备生物柴油的原料,取得了良好的效果[47];
Ktita等在干旱季节利用线形硬毛藻作为替代饲
料饲喂5个月大的Barbarine羔羊,得到了较高的
饲料转化率[48];在一些国家和地区,线形硬毛藻
被用作生物肥料改善土壤的肥力[49-50];线形硬毛
藻的多糖提取物可以用作化妆品的保湿成分[49];
其含有的大戟二烯醇肉桂苯酚等大分子有治疗功
效,可以作为化学化妆品的自然替代物[49];线形
硬毛藻体内含有的某些活性物质具有抗疱疹、抗
肿瘤 和 抗 病 毒 等 治 疗 效 果,具 有 药 物 学 潜
力[51-52];线形硬毛藻可以稳定而快速地生长,大
量吸收营养盐并产生O2,为水族动物提供栖息地
并改善水质,现已成为美国水族管理的的热门选
择[41,53];干燥的线形硬毛藻可以用作污染水体中
重金属离子Cu2+和Zn2+的生物吸收材料[54]。
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《河北渔业》2014年第5期(总第245期) ○专论与综述
3 线形硬毛藻的“绿潮”危害
近些年来,“绿潮”爆发日趋严重,线形硬毛藻
是“绿潮”藻类中的一种[46,55-56],由其引发的“绿
潮”灾害也频繁爆发。线形硬毛藻在富营养化的
河口、泻湖和池塘大量增殖聚集,覆盖于沉积物之
上,在 澳 大 利 亚 西 部[41]、中 国 东 部[46,56]、丹
麦[44-45,57]、西班牙东北部[42,58]、英国[59]和牙买
加[60]等地区都常常参与形成“绿潮”。近几年在
我国沿海部分地区的河口、沿岸泻湖、盐田侧渠
道、养殖池,甚至污水池中,常常大量生长线形硬
毛藻。这些线形硬毛藻在自然环境中大量增殖,
占据优势地位,形成“绿潮”,影响其他海洋动植物
的生存,破坏生态环境。如若出现在养殖池中,
在生长旺盛期可直接将虾或海参缠绕致死。其藻
体腐烂变质后会导致水质恶化,滋生各种病菌,致
使养殖动物患病,严重时则导致养殖动物大量死
亡,给海水养殖业带来了较大的危害和经济
损失[46,61]。
4 线形硬毛藻“绿潮”危害的防治建议
加强有关线形硬毛藻基础生物学方面的研
究。虽然现在国内外已经有一些学者进行了这方
面的研究工作,但是还有很多相关科学问题无法
很好地回答。
深入研究线形硬毛藻形成“绿潮”的条件和机
制。其中包括“绿潮”灾害发生时的海洋物理、化
学、生物学过程及其相互关系;富营养化与“绿潮”
的相互关系;多种环境压力作用下的海洋生态系
统响应;线形硬毛藻的聚集与扩散的动力学机
制等。
应用新技术对线形硬毛藻“绿潮”灾害进行预
测。利用分子生物学、元素示踪及生物标记等方
面的新技术对灾害进行预测;利用激光遥感、多传
感器遥感等物理新技术对灾害进行预警和监
测等[62]。
控制外源性营养物质的输入,减轻海区富营
养化程度。近几十年来,我国沿海经济发展迅速,
人口大量增长,大量的工农业废水、生活污水进入
海洋,加之地表径流带来的大量营养盐,海水的富
营养化程度迅速加剧。而海水的富营养化正是
“绿潮”爆发的重要因素[62-63]。所以控制营养盐
输入、减轻富营养化是治理“绿潮”灾害的根本性
手段。
采用生态方法,创新治理方式。传统的机械
捞除和人工捞除费时费力,而且效果不佳;化学杀
灭法成本高昂,还会破坏生态环境。所以,必须创
新治理方式,比如增殖植食性动物以及竞争性藻
类都是可以借鉴的方式。
加强线形硬毛藻的资源性利用方面的研究,
变废为宝。上文中提到的有关线形硬毛藻资源性
利用方面的研究均有一定的实践指导意义,在此
基础上进行优化改良,可以应用到实际生产中去。
还应该从更多的角度考虑其应用价值,比如生产
沼气、污水处理等[62],开发其潜在价值。
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(收稿日期:2014-03-05)
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《河北渔业》编辑部
2014年5月
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