2007年5月29日，太湖水面上漂起了一层厚厚的绿油油的泡沫，整个无锡市的城市供水系统也因为水源严重污染不得不暂时关闭。忽然之间，一种一直以来默默无闻的微生物—蓝藻，受到了社会各界的广泛关注。而蓝藻是如何形成“水华”的呢？
从一种古老的细菌开始
蓝藻，又叫“蓝绿藻”（blue-green algae），它是古老的原核生物中的一大类，这类生物的细胞中都没有成型的细胞核，也没有叶绿体。然而，由于蓝藻在很多方面与细菌相似，微生物学家习惯把它们归为“细菌”，现在的大多数生物学家一般改称蓝藻为“蓝细菌”（cyanobacteria）。当然，蓝藻与真核藻类的区别还是很明显的，关键的区别是它们的细胞结构—真核藻类具有成型的细胞核，属真核生物，而蓝藻则不具有细胞核，属原核生物。从进化上来说，蓝藻比其他的真核藻类明显要古老得多。
除了没有细胞核，蓝藻细胞内也没有专门放置色素的色素体，它的色素被均匀地分散在细胞的原生质里。蓝藻仅含有一种形式的叶绿素—叶绿素a，它们都含有特征性的藻胆素（藻胆蛋白），这是光合作用的辅助色素。藻胆素中的一类叫藻蓝蛋白，呈蓝色，与绿色的叶绿素a一起，使细胞呈现蓝绿色，这也是蓝绿藻得名的原因。然而，也有一些蓝藻含有藻红素，一种红色的藻胆素，因而它们的细胞呈现红色或棕色。藻胆蛋白是光合作用的辅助色素，叶绿素仅能吸收光谱中一部分波长的光，而藻胆蛋白则可以帮助生物捕获更多的光。
蓝藻跟真核藻类一样都是光合自养生物，它们能将光能转化为生物能，同时释放出氧气。在进化上，蓝藻远早于真核藻类，它们是地球上最早的产氧光养生物之一，据估计，在10亿年前地球生命萌芽的时期，地球的大气中充斥着甲烷之类的气体。当时的微生物适应了这种恶劣的环境，有部分如蓝藻般含有叶绿素的微生物开始产生氧气，经过漫长的地质岁月，地球大气中的氧含量逐步从0提高到21%—也就是今天的水平。蓝藻在大气层从无氧到有氧的转化过程中起了如此关键的作用，从一定意义上讲，今天我们所处的适宜的自然环境也可以说是拜蓝藻所赐了。
从蓝藻到人，经过了数十亿年。时至今日，自然环境演化这场大戏的主角终于变成了人类，人类在适应着自然，也在改变着自然，像蓝藻那个时候一样。不同于蓝藻当年的是：人类对环境的改变以破坏性居多。那些人类制造的工业废水、生活污水和农业养殖“肥水”等没有经过妥善地处理就排入了淡水湖泊，造成了湖泊中水体氮、磷含量过高，呈富营养化的状态。每年，春夏之交到夏秋交替时，富营养化水体中蓝藻大量繁殖，造成水体缺氧。蓝藻死亡后，在水面形成一层蓝绿色而有腥臭味的浮沫，称为蓝藻“水华”。蓝藻死亡后还会释放出毒素，污染水源，造成大量的水达不到饮用要求，从一定意义上，蓝藻在让人类品尝自己种下的苦果。
为什么会发生“水华”？
蓝藻水华发生时，蓝藻会上浮，这是为什么呢？
一些蓝藻的细胞中具有气囊，这些气囊中的气体主要来自于细胞的代谢废气。细胞自身通过对气囊的调节可以调整浮力，从而调节细胞体在水体中的垂直分布，以寻求更好的光照和营养条件。具有气囊可能是蓝藻通常能成为优势种的一个重要原因。气囊让一部分蓝藻有了“自身”调节浮力的机制，这种机制可以使它们向着更好的光源和营养运动。
营养因素，是蓝藻水华暴发的一个重要原因。国内外许多学者的研究都表明，充足的养分和氮磷营养物的比例会显著影响浮游植物种群的组成。早在1983年，著名学术期刊《科学》发表了一项通过对17个湖泊在生长旺季对水质进行分析的研究结果，结果显示当水中总氮和总磷的比例小于29时，可以形成水华的蓝藻会占优势。氮磷比例29，听上去是一个那么完美的结果，照这么看，只要控制这个无机盐的比例，至少足以略微抑制一下蓝藻暴发的强度了。但就在最近，中国科学院武汉水生生物研究所谢平对上面的结论进行了质疑：较低的氮磷比例不一定是蓝藻形成水华的条件，更有可能是水华产生的结果。这样，水华产生的营养条件又变成了一个谜。
当然，在太湖这样的浅水湖泊里面，很容易受到风力作用的推动，在表层形成一个混合层，一般认为，这个混合层里营养物质都是均匀的。此时营养就不再是它们生长的竞争目标，或者，光更容易成为它们的限制因素，所以它们要上浮可能是为了寻找更好的光源。
根据荷兰的某个研究团队开展的以竞争作为选择因子的研究，每种藻类都有一个临界光强，当有效光强低于这个临界值时，藻类便不能正常生长而被淘汰。若有效光强持续降低，临界光强最低的藻类通常能笑到最后，成为最后的幸存者。所以具有较低临界光强的藻类在光限制时，更有能力倾向于成为优势种。在他们用做研究对象的两种蓝藻（束丝藻和微囊藻）和一种绿藻（栅藻）中，微囊藻和束丝藻的临界光强都比栅藻的低，在与栅藻的混合培养中，它们分别都占优势。
蓝藻水华的暴发就是瞬间的事吗？中国科学院南京地理与湖泊研究所孔繁翔研究员认为，蓝藻水华的出现，从表观现象上看确实是瞬时的“暴发”，但是其本质上却存在一个逐渐发展与形成过程，是水体中藻类生物量的逐渐增加，是可以预测的过程，暴发的前提是水体中已经存在较大的藻类生物量。
关于蓝藻水华形成的机理如何呢？目前还没有能广泛认可的统一说法。但有一点已经达成了共识，那就是：水华是一个逐步发展的生态过程，因此必定存在生态系统水平上或者其他方面的一些指示因子，找到了这些因子就可以对水华进行预警，从而更好地避免水华的发生了。
如何防治“水华”？
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