對(duì)堿性湖泊的研究具有重要的生物，環(huán)境和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，脂質(zhì)生物標(biāo)志物是研究此類湖泊了解其生物地球化學(xué)意義的媒介。南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院胡文瑄教授課題組回顧并比較了世界各地古代堿性湖泊的典型例子。脂質(zhì)生物標(biāo)志物證據(jù)，包括C₃₀-甾烷，Pr / Ph，Pr / n-C₁₇-Ph / n-C₁₈等，表明這些堿性湖泊正在減少，且趨向高鹽化和分層化。正構(gòu)烷烴，甾烷/庚烷，C₂₈-St / C_27-29-St％和C₂₈ / C₂₉-St值表明，藻類和細(xì)菌在堿性湖泊生物量中占比很高，而高等植物的占比較低。藻類主要是耐鹽性綠藻，而不是藍(lán)藻。不同的堿性湖泊在沉積環(huán)境上有一些細(xì)微的差異。堿性湖泊的古環(huán)境和生物量系統(tǒng)地共同發(fā)生變化。藻類/細(xì)菌的比例與鹽含量的不斷降低呈正相關(guān)，因?yàn)辂}度的增加提高了耐鹽性綠藻的競(jìng)爭(zhēng)力。這些極端堿性環(huán)境中的變化太小，不足以引起綠藻/總藻類的比例以及藍(lán)藻、光合自養(yǎng)生物和/或I型甲烷營(yíng)養(yǎng)菌的豐度發(fā)生明顯變化。脂質(zhì)生物標(biāo)志物數(shù)據(jù)表明，對(duì)鹽湖和堿性湖泊生物量的主要控制因素是其地質(zhì)年齡，其次是它們的鹽度。油、氣的形成受諸如有機(jī)物豐度，熱成熟度，湖盆大小以及富含有機(jī)物的沉積物厚度等因素影響。

近幾年，盡管太湖外源污染物總體減少，但藍(lán)藻密度和總磷濃度卻異常升高。在此背景下，南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院楊柳燕教授課題組對(duì)太湖水華藍(lán)藻（BFC）的磷釋放潛力進(jìn)行了研究。研究發(fā)現(xiàn)，BFC的磷釋放潛力取決于它們不同的生理狀態(tài)以及不同季節(jié)下的藻密度。此外，不同季節(jié)盛行風(fēng)驅(qū)使下的水平漂移也是太湖BFC磷釋放潛能存在時(shí)空差異的重要原因。BFC高水平的磷釋放量顯著促進(jìn)了夏季西北太湖和冬季南部太湖的總?cè)芙庑粤缀腿芙庑曰钚粤诐舛鹊脑黾印?strong style="margin: 0px; padding: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box; word-wrap: break-word !important;">總體而言，BFC的生理狀態(tài)與水平漂移的協(xié)同作用決定了太湖BFC磷釋放潛能的時(shí)空差異，而B(niǎo)FC釋放磷的時(shí)空差異是引起太湖總磷特異性分布的重要因素。該研究為解釋過(guò)去五年來(lái)太湖總?cè)芙庑粤诐舛纫约八A藍(lán)藻密度的持續(xù)增加提供了新的見(jiàn)解。

中國(guó)海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院趙建教授課題組研究了一種新型光催化材料——氧摻雜無(wú)金屬石墨氮化碳（g-C₃N₄）對(duì)銅綠微囊藻及藻毒素的滅活、降解效能。與傳統(tǒng)的光催化材料（如TiO₂）相比，基于C₃N₄的材料具有更高的可見(jiàn)光利用率，在環(huán)境凈化與光催化失活方面具有廣闊的應(yīng)用前景。該研究結(jié)論表明，這種氧碳氮化物（m-g-C₃N₄）在可見(jiàn)光下可以有效抑制藻類的生長(zhǎng)，其作用的主要機(jī)制是產(chǎn)生胞外羥基自由基、氧自由基對(duì)細(xì)胞膜造成損傷，同時(shí)材料與細(xì)胞膜直接接觸造成的物理?yè)p傷也具有一定貢獻(xiàn)。即使在有機(jī)物含量高（約20 mg C/L）的天然淡水中，材料對(duì)藻類的抑制作用依然有效。研究發(fā)現(xiàn)，氧摻雜強(qiáng)化了C₃N₄對(duì)可見(jiàn)光的利用以及電荷分離，因此提高了其光催化性能。此外，材料也能有效同步降解銅綠微囊藻細(xì)胞被破壞時(shí)釋放的藻類毒素?；谝陨涎芯拷Y(jié)果，研究者們認(rèn)為，無(wú)金屬C₃N₄納米材料有希望應(yīng)用于有害藻華的控制，比如可以作為殺藻劑的添加劑、隔離網(wǎng)涂層等。

在工業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域，聚球藻（Synechococcus sp. PCC 7002）因生長(zhǎng)速度快、易于基因操作以及對(duì)鹽度、光強(qiáng)和溫度的高耐受性，具備大規(guī)模培養(yǎng)以生產(chǎn)可再生生物燃料的潛力。英國(guó)科研人員將代謝建模與機(jī)器學(xué)習(xí)工具相結(jié)合，對(duì)Synechococcus sp. PCC 7002基因組水平的代謝模型（GSMM）進(jìn)行了分析。具體方法為，用包含728個(gè)基因的iSyp 702的GSMM表征聚球藻的適應(yīng)機(jī)制，用二次正則化實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)流平衡分析（FBA），然后應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)（PCA，k均值聚類和LASSO回歸）來(lái)識(shí)別功能上重要的基因和反應(yīng)。研究結(jié)果表明，將代謝建模與機(jī)器學(xué)習(xí)相結(jié)合，不僅可以識(shí)別生物學(xué)上重要的基因轉(zhuǎn)錄和代謝流，而且還可以將這些特征更有效地與初始表達(dá)數(shù)據(jù)提供的促進(jìn)/限制生長(zhǎng)條件聯(lián)系起來(lái)，從而可以闡明聚球藻應(yīng)對(duì)光強(qiáng)和鹽度波動(dòng)的機(jī)制，而這種波動(dòng)僅靠轉(zhuǎn)錄組學(xué)是無(wú)法檢測(cè)到的。

浮絲藻（Planktothrix）是一種可形成水華的藍(lán)藻，因其全球性分布和產(chǎn)毒性日益受到關(guān)注。在日本第二大湖泊霞浦湖（Lake Kasumigaura），近些年常發(fā)生浮絲藻水華，鑒于其生態(tài)學(xué)和生物分類學(xué)重要性，日本國(guó)立環(huán)境研究所的研究人員對(duì)分離自霞浦湖的阿氏浮絲藻（Planktothrix agardhii NIES-204）的完整基因組序列進(jìn)行了測(cè)定。測(cè)定結(jié)果發(fā)現(xiàn)，P. agardhii NIES-2045S核糖體RNA基因與16S和23S核糖體RNA基因不相鄰，其基因組結(jié)構(gòu)與從地理上較遠(yuǎn)的站點(diǎn)分離出的另一種P. agardhii的基因組結(jié)構(gòu)高度相似。此外，通過(guò)對(duì)P. agardhii NIES-204大量基因簇的鑒定，他們發(fā)現(xiàn)，相比其他浮絲藻藻株，其銅綠菌素合成基因簇與銅綠微囊藻的更相似，表明aer基因簇從銅綠微囊藻或其近緣種向P. agardhii NIES-204發(fā)生了水平遷移。浮絲藻藻株prenylagaramide基因簇編碼的烯丙基轉(zhuǎn)移酶在系統(tǒng)發(fā)育上被分成兩個(gè)不同的類型，表明該酶存在功能上的差異。除了次級(jí)代謝產(chǎn)物基因簇，研究人員還鑒定了P. agardhiiNIES-204的無(wú)機(jī)氮、磷酸鹽攝取以及偽空胞基因。

為了準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)水環(huán)境樣品中的藍(lán)藻毒素，需要考慮可重復(fù)的分析程序和嚴(yán)格的質(zhì)量控制。為此，加拿大研究人員對(duì)不同類型藍(lán)藻毒素（魚(yú)腥藻毒素、擬柱孢藻毒素、anabaenopeptins以及12種微囊藻毒素）在不同場(chǎng)景下的短期和長(zhǎng)期儲(chǔ)存穩(wěn)定性進(jìn)行了評(píng)估。通過(guò)對(duì)24-48h內(nèi)經(jīng)運(yùn)輸后的湖水樣品人工加標(biāo)來(lái)評(píng)估毒素短期存儲(chǔ)的穩(wěn)定性（湖水+毒素，湖水+毒素+硫酸氫鈉，超純水+毒素），中期存儲(chǔ)穩(wěn)定性的評(píng)估周期為14-28天，樣品基質(zhì)有超純水、經(jīng)氯處理的飲用水以及地表水（經(jīng)過(guò)濾和未過(guò)濾），同時(shí)考慮了不同溫度的影響。檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在自來(lái)水（20°C）和未過(guò)濾的地表水（20°C或4°C）中，擬柱孢藻毒素和anabaenopeptins大量減少。不管基質(zhì)類型如何，將樣品保持冷凍狀態(tài)后，藍(lán)藻毒素的回收率通常保持在80-120％的范圍內(nèi)。在–20℃下將存儲(chǔ)時(shí)間延長(zhǎng)至365天后，大多數(shù)藍(lán)藻毒素的下降幅度為10–20％，值得注意的是，含色氨酸的MC-LW和MC-WR具有較大的變化（減少了30％-50％）。地表水樣品在-20℃長(zhǎng)期儲(chǔ)存后其藍(lán)藻毒素也有明顯的下降趨勢(shì)（6％-23％）。鑒于上述測(cè)試結(jié)果，應(yīng)盡量縮短保存時(shí)間來(lái)確保藍(lán)藻毒素樣品的完整性。

華中科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院羅亮教授和香港城市大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院王文雄教授、香港科技大學(xué)化學(xué)系唐本忠院士課題組合作，在有害藻華（HABs）控制材料領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。研究人員將自主研發(fā)的新型材料TVP-A引入HABs治理中，TVP-A是一種具有聚集誘導(dǎo)發(fā)射（AIE）特性的帶正電荷的光敏劑，可以有效吸收白光以產(chǎn)生活性氧（ROS）。TVP-A具有良好的水溶性，并迅速吸附到漂浮在水體表層的藻類細(xì)胞上，通過(guò)對(duì)細(xì)胞核和葉綠體的氧化破壞觸發(fā)藻類細(xì)胞死亡。低濃度的TVP-A僅需幾分鐘的陽(yáng)光照射即可對(duì)藻類產(chǎn)生滅殺作用，使其適用于大多數(shù)天氣條件下的大規(guī)模藻華控制。此外，TVP-A對(duì)魚(yú)和哺乳動(dòng)物細(xì)胞無(wú)毒，在藻華的光動(dòng)力控制過(guò)程中，TVP-A的緩慢自降解可防止環(huán)境積累或?qū)ι鷳B(tài)系統(tǒng)的二次污染。因此，研究者認(rèn)為TVP-A是一種極佳的HABs綠色治理候選材料。

馬尾藻（Sargassum）水華亦被稱之為“金潮”，在我國(guó)黃海，自2000年有報(bào)道以來(lái)，其暴發(fā)頻次和規(guī)模均呈大幅上升態(tài)勢(shì)。由于它能造成條斑紫菜（Pyropia yezoensis）的不良生長(zhǎng)和低產(chǎn)，至2017年時(shí)，已使我國(guó)東部沿海地區(qū)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)蒙受巨大經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)沿海經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了新的威脅。華東師范大學(xué)河口海岸科學(xué)研究院劉東艷研究員課題組和上海海洋大學(xué)海洋生態(tài)與環(huán)境學(xué)院何培民教授課題組針對(duì)近年來(lái)在我國(guó)黃海和東海大規(guī)模暴發(fā)的馬尾藻水華進(jìn)行了調(diào)查研究。為了確定水華來(lái)源，研究人員在南黃海、東海以及韓國(guó)濟(jì)州島海域進(jìn)行了歷時(shí)三年的大規(guī)模采樣。采自三個(gè)區(qū)域的藻類樣品在形態(tài)上存在微小差異，遺傳距離和ABGD（Automatic Barcode Gap Discovery）模型分析結(jié)果表明，這三個(gè)區(qū)域的藻類樣品遺傳多樣性非常低，均為銅藻（Sargassum horneri）。來(lái)自12個(gè)站點(diǎn)的33個(gè)藻類樣本被分為6個(gè)單倍型，而來(lái)自東海的樣本比來(lái)自其他兩個(gè)區(qū)域的樣本具有更多的單倍型。結(jié)合早前的研究資料，研究人員判定，東海沿岸附著生長(zhǎng)的銅藻是黃?！敖鸪薄钡闹饕獊?lái)源。

作為浮游植物重要的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源以及對(duì)水柱中光合有效輻射的吸收，溶解性有機(jī)物（DOM）對(duì)水環(huán)境中浮游植物的豐度和組成有著重要影響。為闡明浮游植物群落動(dòng)態(tài)與DOM之間的關(guān)系，北京師范大學(xué)資源學(xué)院江源教授課題組分別在旱季和雨季對(duì)我國(guó)東江流域110個(gè)點(diǎn)位的浮游植物群落和DOM進(jìn)行了調(diào)查。調(diào)查數(shù)據(jù)的分析結(jié)果表明，浮游植物的生物量和群落組成與三種DOM（C2，C3，C4）顯著相關(guān)，其中C3，C4（protein-like DOM）對(duì)浮游植物組成的影響尤為突出。來(lái)自農(nóng)業(yè)廢水的C2（humic-like DOM）既增加了浮游植物的生物量，也改變了浮游植物的組成，而陸源性的C1（humic-like DOM）對(duì)河流中浮游植物生物量沒(méi)有促進(jìn)作用。在兩者關(guān)系中，存在突變點(diǎn)，即浮游植物豐度隨著DOM組分濃度的變化迅速增加或減少。了解水體中DOM成分的變化及其對(duì)浮游植物群落動(dòng)態(tài)的影響對(duì)水華防控以及水體生態(tài)系統(tǒng)的管理具有重要指導(dǎo)意義。

底棲甲藻對(duì)淺海環(huán)境初級(jí)生產(chǎn)和生態(tài)系統(tǒng)維持有重要貢獻(xiàn)。但是，其中一些被認(rèn)為是潛在的產(chǎn)毒物種，會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成有害影響。印度研究人員首次報(bào)導(dǎo)了在阿拉伯海東部拉克沙德普水域（Lakshadweep waters）大規(guī)模暴發(fā)的慢原甲藻（Prorocentrum rhathymum）水華。該水華事件出現(xiàn)在拉克沙德普群島的班加拉姆瀉湖（Bangaram Lagoon）中。他們?cè)诮z狀藍(lán)藻和紅海束毛藻（Trichodesmium erythraeu）構(gòu)成的粘液狀聚集物中觀察到了大量慢原甲藻，同時(shí)在近岸區(qū)域，也有數(shù)量可觀的慢原甲藻附著在新鮮的大型藻類葉狀體上。調(diào)查結(jié)果表明，被沖刷到水柱中的大型藻類碎片充當(dāng)了慢原甲藻向水柱轉(zhuǎn)移的基質(zhì)，而溫暖的海面溫度以及穩(wěn)定的水柱條件有利于春季季風(fēng)期班加拉姆瀉湖中慢原甲藻水華的暴發(fā)。由于慢原甲藻能產(chǎn)生毒素，對(duì)淺海珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)具有潛在危害，因此研究者們呼吁，需要對(duì)該水域有害底棲藻類進(jìn)行常規(guī)監(jiān)測(cè)和綜合研究，以了解這種有害藻華的發(fā)生頻率及其對(duì)當(dāng)?shù)販\海生態(tài)系統(tǒng)的影響。

淡水面臨著許多環(huán)境問(wèn)題，包括富營(yíng)養(yǎng)化，酸化，鹽堿化和氣候變化，所有這些都可能導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能受損，目前美國(guó)和歐盟都將底棲藻類作為評(píng)估和量化這些損害的一項(xiàng)指標(biāo)。來(lái)自美國(guó)和歐盟的環(huán)境專家結(jié)合案例研究，個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和文獻(xiàn)調(diào)研對(duì)歐盟和美國(guó)之間有關(guān)底棲藻類評(píng)估的概念和方法進(jìn)行了比較。其中對(duì)核心法規(guī)（歐盟的《水框架指令》和美國(guó)的《清潔水法》）的比較是主線。其他比較包括基本概念、采樣設(shè)計(jì)、操作方法、評(píng)價(jià)指標(biāo)、評(píng)價(jià)基準(zhǔn)、分類學(xué)解決方案，藻類群和度量選擇，壓力源評(píng)估以及壓力源-響應(yīng)關(guān)系等。通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)，兩者之間既存在許多共性，比如對(duì)硅藻的關(guān)注超過(guò)了其他藻類，同時(shí)也存在許多關(guān)鍵差異，比如與歐盟相比，美國(guó)多指標(biāo)索引的使用更加廣泛。這些總結(jié)和比較有益于世界其他國(guó)家和地區(qū)從中汲取經(jīng)驗(yàn)，提高對(duì)當(dāng)?shù)厮h(huán)境生態(tài)的評(píng)價(jià)水平。

紅色中縊蟲(chóng)（Mesodinium cf. rubrum）是一種全球性分布且可形成水華的浮游纖毛蟲(chóng)，常在近岸和上升流區(qū)域引起赤潮。由于該物種在南非的周日河口（Sundays Estuary）一直存在，但從未觀察到水華（> 1,000 cells ml^-1），因此南非研究人員對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明，影響紅色中縊蟲(chóng)的關(guān)鍵非生物環(huán)境因子是季節(jié)和鹽度，在夏季和春季，紅色中縊蟲(chóng)種群密度趨于高峰，并傾向分布于水柱鹽度分層明顯的多鹽性鹽度區(qū)域（> 18）。這反映了該物種的晝夜垂直遷移行為（DVM），表明其具有在白天利用表層最佳光照條件和在夜間利用底層上覆水豐富營(yíng)養(yǎng)的能力。與紅色中縊蟲(chóng)種群動(dòng)態(tài)密切相關(guān)的浮游植物類群是褐藻門的針胞藻綱（Raphidophyceae）和隱藻門的隱藻綱（Cryptophyceae）。雖然紅色中縊蟲(chóng)與同樣可形成水華的河口優(yōu)勢(shì)種赤潮異彎藻（Heterosigma akashiwo）生態(tài)位重疊，但紅色中縊蟲(chóng)稍弱的競(jìng)爭(zhēng)能力限制了它的豐度。紅色中縊蟲(chóng)的混合營(yíng)養(yǎng)覓食行為對(duì)隱藻種群形成了自上而下的控制，但由于作為食物的隱藻數(shù)量有限（平均<300 cells ml^-1），抑制了紅色中縊蟲(chóng)水華的形成。該項(xiàng)研究證實(shí)了紅色中縊蟲(chóng)的種群動(dòng)態(tài)與鹽度和DVM行為有關(guān)，并建議改變河口水動(dòng)力條件來(lái)防止可形成HABs的單種浮游植物類群形成絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。該研究結(jié)論有助于我們對(duì)入海河口HABs的了解和管理。

為了應(yīng)對(duì)伊利湖的有害藻華（HABs），美國(guó)和加拿大共同制定了降低流域磷負(fù)荷的目標(biāo)，并通過(guò)一系列模型來(lái)指導(dǎo)負(fù)荷的削減。盡管一些流域模型模擬了氣候?qū)I(yíng)養(yǎng)負(fù)荷的影響，但并未將這種影響或不確定性擴(kuò)展到HABs的預(yù)測(cè)中。為此，美國(guó)密西根大學(xué)的研究人員通過(guò)整合4個(gè)氣候模型，3個(gè)流域模型（SWAT）和4個(gè)HAB預(yù)測(cè)模型，對(duì)伊利湖養(yǎng)分主要來(lái)源——莫米河（Maumee River）流域不同時(shí)期的營(yíng)養(yǎng)負(fù)荷以及伊利湖的HABs進(jìn)行了預(yù)測(cè)。結(jié)果表明，模型對(duì)當(dāng)前（2002-2017年）和歷史時(shí)期（1985-1999年）流域負(fù)荷、伊利湖HABs的模擬值與實(shí)際觀測(cè)值有良好的吻合度，在流域內(nèi)土地利用和集水區(qū)管理方法不變的前提下，氣候?qū)畢^(qū)的影響很可能導(dǎo)致莫米河流域未來(lái)（2051-2065年）的負(fù)荷減少；對(duì)這一系列模型不確定性來(lái)源進(jìn)行的蒙特卡洛分析結(jié)果顯示，與每個(gè)模型相關(guān)聯(lián)的不確定性都是顯著的，因此需要對(duì)上述三種模型進(jìn)行改進(jìn)以建立對(duì)未來(lái)預(yù)測(cè)的信心。

12月5日，科技基礎(chǔ)資源調(diào)查專項(xiàng)“我國(guó)近海有毒有害藻類與藻毒素調(diào)查及開(kāi)放數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建”項(xiàng)目2020年度進(jìn)展會(huì)在青島召開(kāi)。中國(guó)科學(xué)院陳宜瑜院士，暨南大學(xué)齊雨藻教授、呂頌輝教授等專家與會(huì)指導(dǎo)，中國(guó)科學(xué)院海洋研究所于仁成研究員主持會(huì)議。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人顏天研究員匯報(bào)了針對(duì)有毒有害微藻、休眠體、致災(zāi)大型海藻、藻毒素和環(huán)境要素，在中國(guó)近海重要赤潮區(qū)和綠潮區(qū)連續(xù)站點(diǎn)調(diào)查、分子標(biāo)記適用性、藻華原因種的鑒定以及數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)等方面的總體進(jìn)展和重要發(fā)現(xiàn)。隨后專家組進(jìn)行了質(zhì)疑和研討，充分肯定了項(xiàng)目已取得的成果和健康的運(yùn)行狀態(tài)，并提出了指導(dǎo)意見(jiàn)和建議。

11月20日至22日，由華南師范大學(xué)主辦，中國(guó)海洋湖沼學(xué)會(huì)藻類學(xué)分會(huì)承辦的第七屆全國(guó)“藻類多樣性和藻類分類”學(xué)術(shù)研討會(huì)在廣州順利召開(kāi)。本次研討會(huì)設(shè)立2個(gè)分會(huì)場(chǎng)（藻類分類和多樣性研究分會(huì)場(chǎng)、藻類生理與生態(tài)學(xué)研究分會(huì)場(chǎng)），各類報(bào)告共計(jì)54場(chǎng)，涵蓋藻類分子多樣性和分子系統(tǒng)學(xué)、藻類區(qū)系分類和進(jìn)化、水域微藻群落結(jié)構(gòu)特征、藻類多樣性高通量分析等多方面內(nèi)容。華南師范大學(xué)李揚(yáng)教授主持會(huì)議，來(lái)自全國(guó)高校、科研院所和企業(yè)等近200名專家、學(xué)者和代表與會(huì)。