浮游植物（phytoplankton）是在水中營(yíng)浮游生活的微小植物，主要是浮游藻類，是浮游生物中的自養(yǎng)生物部分。已知全球浮游植物約有40000種，其中淡水藻類有25000種左右，中國(guó)已發(fā)現(xiàn)的淡水藻類約9000種。
浮游植物屬原植體植物，為具有葉綠素的自養(yǎng)生物。浮游植物個(gè)體極其微小，其中塵型浮游植物小于2微米，微型浮游植物2-35（或50）微米，小型浮游植物大于35（或50）微米。浮游植物構(gòu)造簡(jiǎn)單，無根、莖、葉的分化；細(xì)胞內(nèi)具有和維管植物一樣的葉綠素、胡蘿卜素、葉黃素，可呈現(xiàn)不同顏色。其在地球上的分布很廣，從炎熱的赤道至常年冰封的極地都有它們的蹤跡，不僅生長(zhǎng)在江河、溪流、湖泊和海洋，也能生長(zhǎng)在短暫積水和潮濕的地方。其大多分布在真光層中，可直接從海水中攝取無機(jī)化合物物質(zhì)，合成有機(jī)質(zhì)，同時(shí)，將光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能；需要從水中獲取包括氮、磷和鐵在內(nèi)的多種其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。其繁殖以細(xì)胞分裂為主，主要繁殖方式有無性繁殖、有性繁殖等。
浮游植物是評(píng)價(jià)水質(zhì)的重要指示生物，水質(zhì)環(huán)境與浮游植物豐富度和群落組成關(guān)系密切；其中某些種類具有易培養(yǎng)、周期短的特點(diǎn)，可通過受控實(shí)驗(yàn)，測(cè)出不同濃度毒物的臨界毒度和致死毒度；某些種類具有選擇性地富集某種放射性同位素的特性；其是地球上固碳固氮的重要生物；有些耐污種類可攝食污水中溶解的有機(jī)化合物，并在代謝過程中使它們礦化；或光合作用排出的氧，促進(jìn)水域有機(jī)物分解，加速水凈化；其是貝類、蝦類和海參類等養(yǎng)殖的重要天然餌料；其在工業(yè)中的用途也很廣，例如在硅藻中加入硝化甘油后，可以防止爆炸，還可作為制造耐火磚、濾器、牙粉的原料。
大量的浮游植物吸引鳥類、昆蟲、魚類等動(dòng)物，并增強(qiáng)水生生物圈的生物多樣性。然而，無毒浮游植物過度繁殖仍然有害，因?yàn)闀?huì)導(dǎo)致氧氣消耗和堵塞魚鰓；某些種類的藍(lán)藻會(huì)產(chǎn)生毒素，如微囊藻素。藍(lán)藻通常被稱為“藍(lán)藻”，會(huì)使水變綠。據(jù)美國(guó)國(guó)家海洋服務(wù)局統(tǒng)計(jì)，每個(gè)沿海州都發(fā)生過產(chǎn)生毒素的有害藻華，除了海洋生物，有害藻華還會(huì)使人類生病甚至死亡。佛羅里達(dá)灣沿岸等地的有害藻華通常被稱為“赤潮”，因?yàn)樵迦A會(huì)使水變紅；飲用水可能受到污染，海灘可能因惡臭和感染風(fēng)險(xiǎn)而關(guān)閉。
分類
已知全球浮游植物約有40000種，其中淡水藻類有25000種左右，中國(guó)已發(fā)現(xiàn)的淡水藻類約9000種。浮游植物主要包括藍(lán)藻、綠藻門、硅藻、金藻門、黃藻、甲藻門、隱藻門和裸藻門8個(gè)門類的浮游種類。
藍(lán)藻門，舊稱藍(lán)藻門，無色素體、細(xì)胞核等細(xì)胞器，與細(xì)菌同屬原核生物。藻體為單細(xì)胞、絲狀或非絲狀的群體，色素除葉綠素、胡蘿卜素外還有幾種特殊的葉黃素及大量的藻膽素。貯藏物以藍(lán)藻淀粉為主。無色中央?yún)^(qū)僅含有相當(dāng)于細(xì)胞核的物質(zhì)，無核膜及核仁，稱為“中央體”。生殖一般借細(xì)胞分裂，有些種類形成孢子。多喜生于含氮量高的堿性水體中，有的種類能在溫度較高的溫泉中生長(zhǎng)。
綠藻門，一般都呈草綠色，有單細(xì)胞、群體和多細(xì)胞種類，外形呈絲狀、片狀及管狀等，還有多核胞的種類，形成如蕨類植物分枝的藻體。細(xì)胞壁主要為纖維素。色素體的形狀、數(shù)目視種類而異，所含色素成分與維管植物相同，很多屬、種的色素體上有蛋白核。繁殖方式為細(xì)胞分裂和產(chǎn)生各種類型的游動(dòng)和不動(dòng)孢子；有性生殖有同配、異配及卵配生殖等方式。游動(dòng)細(xì)胞一般有2或4條頂生、等長(zhǎng)的鞭毛。綠藻門中單細(xì)胞、群體和游動(dòng)的種類為常見的浮游藻。石莼目、松藻目、管枝藻目及粗枝藻目均為大型底棲海藻。
硅藻，一般為單細(xì)胞，細(xì)胞壁含果膠質(zhì)和二氧化硅，硅藻細(xì)胞形似小盒，由上殼和下殼兩瓣套合而成，殼面上有花紋，還常有角狀、刺狀或刺毛狀的突出物。色素體除含葉綠素和胡蘿卜素外，還有硅藻素、墨角藻黃素等，貯藏物主要為油。通常以細(xì)胞分裂方式繁殖，有性生殖為不動(dòng)配子的接合生殖或卵配生殖，合子發(fā)育經(jīng)過復(fù)大孢子階段。
金藻門，多為單細(xì)胞或群體，游動(dòng)種類多不具細(xì)胞壁；有壁的種類主要由果膠質(zhì)組成，壁上有硅質(zhì)或鈣質(zhì)的小片。色素體金褐色，除含葉綠素、胡蘿卜素外，葉黃素主要為墨角藻黃素，還有硅藻黃素及硅甲黃素等。貯藏物為金藻昆布糖和油。繁殖時(shí)借分裂產(chǎn)生游孢子或內(nèi)壁孢子；有性生殖主要為同配生殖。
黃藻，為單細(xì)胞、群體、多核管狀體或多細(xì)胞的絲狀體。許多種類的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞壁由大小相等或不相等的兩片套合組成。色素體黃綠色，主要成分是葉綠素、胡蘿卜素和葉黃素。貯藏物為金藻昆布糖和油。營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞和配子具兩條不等長(zhǎng)的鞭毛。繁殖時(shí)產(chǎn)生游孢子或不動(dòng)孢子；少數(shù)行有性生殖，常為同配生殖。
甲藻門，多數(shù)為具雙鞭毛的單細(xì)胞個(gè)體，細(xì)胞壁含纖維素，常由許多固定數(shù)目的小甲板按一定形式排列組成，也有不具小甲板的。色素體除含葉綠素、胡蘿卜素外，還含有幾種葉黃素，如硅甲黃素、甲藻黃素及新甲藻黃素等。細(xì)胞呈棕黃色，也有粉紅色或藍(lán)色的。貯藏物為淀粉和油。腐生或寄生。有些種類細(xì)胞內(nèi)有特殊的雙鞭毛蟲門液泡和刺絲胞等構(gòu)造。繁殖方法為細(xì)胞分裂或產(chǎn)生游孢子；有性生殖為同配或異配，但少見。
裸藻門，也稱眼蟲藻門，多為單細(xì)胞，無細(xì)胞壁，有些種類有一層具彈性的表質(zhì)膜，細(xì)胞可以伸縮改變形狀，也有的種類有一個(gè)固定形狀的囊殼。所含色素與綠藻門相似，有的種類無色或具紅色素。游動(dòng)細(xì)胞具1～3條頂生的鞭毛。無性繁殖為縱分裂，有性生殖少見。多數(shù)生長(zhǎng)于含有機(jī)質(zhì)豐富的小型靜水水體中，尤其是暖季陽光充足時(shí)常大量繁生形成膜狀水華，使水呈濃綠、紅或其他顏色。
特征
浮游植物屬原植體植物，為具有葉綠素的自養(yǎng)生物。浮游植物個(gè)體極其微小，需要用顯微鏡才能觀察到，其中塵型浮游植物小于2微米，微型浮游植物2-35（或50）微米，小型浮游植物大于35（或50）微米。
浮游植物構(gòu)造簡(jiǎn)單，無根、莖、葉的分化；形態(tài)多樣，有單細(xì)胞體、多細(xì)胞群體等類型。單細(xì)胞體多營(yíng)浮游生活，常見的有球形、圓柱形、卵形等；多細(xì)胞群體類型常呈球狀、片狀、絲狀等。細(xì)胞內(nèi)具有和維管植物一樣的葉綠素、胡蘿卜素、葉黃素，可呈現(xiàn)不同顏色。
分布范圍
浮游植物在地球上的分布很廣，從炎熱的赤道至常年冰封的極地都有它們的蹤跡。浮游植物種群的變化發(fā)生在熱帶、亞熱帶、溫帶地區(qū)。內(nèi)陸水體浮游植物的組成和數(shù)量在一年內(nèi)的不同季節(jié)有規(guī)律地發(fā)生變化。水溫較低的春季和秋末春初適于雙鞭毛蟲門和硅藻大量生長(zhǎng)；夏季和春末秋初水溫高的季節(jié)有利于綠藻門和藍(lán)藻繁殖。
生境
浮游植物不僅生長(zhǎng)在江河、溪流、湖泊和海洋，也能生長(zhǎng)在短暫積水和潮濕的地方。從熱帶到兩極，象牙白到溫泉、咸水到淡水、潮濕的地面到不深的土壤內(nèi)，幾乎都有它們的存在。其中生活在海洋中的浮游植物通常位于水柱的真光帶，該區(qū)域陽光可穿透。據(jù)伍茲霍爾海洋研究所估算，真光帶深度不超過274.3米，而平均海洋深度約為3960米。
習(xí)性
光合作用
在海洋生態(tài)系中，具有葉綠素的自養(yǎng)植物，均可進(jìn)行光合作用。浮游植物因大多分布在真光層中，可直接從海水中攝取無機(jī)物質(zhì)，合成有機(jī)質(zhì)。同時(shí)，將光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能。
浮游植物有不下沉或緩下沉及速繁殖、低消耗的功能，在光照條件下，光合作用固定太陽能產(chǎn)生的有機(jī)質(zhì)補(bǔ)償其呼吸作用消耗而有余。在透明度較大的熱帶海區(qū)，真光層可達(dá)200米，混濁的近岸海域有時(shí)僅有數(shù)米。光參與植物的生理作用，可表現(xiàn)晝夜、月相、季節(jié)規(guī)律。也與潮汐、海流等現(xiàn)象有關(guān)。其生理作用反映個(gè)體增大、同化產(chǎn)量增加、繁殖加快和種群增長(zhǎng)等。在可見光中，紅光有利于糖類的形成。鞭毛藻類晝夜垂直移動(dòng)是對(duì)光合作用機(jī)制長(zhǎng)期適應(yīng)和自然選擇的結(jié)果。
攝食行為
除了陽光、水和二氧化碳，浮游植物還需要從水中獲取包括氮、磷和鐵在內(nèi)的多種其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。其中最重要的是氮和磷，它們對(duì)浮游植物的生存和繁殖至關(guān)重要。在某些地區(qū)，氮供應(yīng)不足；而在其他地區(qū)，磷則成為限制因素。一旦其中一種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被耗盡，浮游植物就無法繼續(xù)生長(zhǎng)。
浮游植物所需的營(yíng)養(yǎng)物源于自然過程，巖石風(fēng)化產(chǎn)生礦物質(zhì)，以及大氣條件將氮?dú)?/a>轉(zhuǎn)化為可利用形式。此外，人類活動(dòng)也會(huì)將磷和氮引入水體中，這些物質(zhì)主要來源于洗滌劑、污水和化肥等的徑流。
適應(yīng)性
浮游植物對(duì)環(huán)境要求不嚴(yán)，適應(yīng)性強(qiáng)，在只有極低的營(yíng)養(yǎng)含量、極弱的光照和低溫下也能生存。
天敵
浮游植物因其類似植物的吸收陽光并通過光合作用產(chǎn)生食物能量的能力，而成為水生世界的“糧倉”。從蝸牛到鯨目，眾多海洋生物都依賴于穩(wěn)定的浮游植物飲食來維持生存，浮游植物的直接消費(fèi)者包括浮游動(dòng)物、海葵目、蝦和麗文蛤。
反過來，這些較小的植物和動(dòng)物又被雜食性動(dòng)物所捕食，而雜食動(dòng)物隨后又被三級(jí)消費(fèi)者或頂級(jí)捕食者所捕食，人類飲食中的食物可以追溯到像浮游植物這樣的初級(jí)生產(chǎn)者。
繁殖
浮游植物繁殖以細(xì)胞分裂為主，主要繁殖方式有無性繁殖、有性繁殖等。
無性繁殖
浮游植物擁有高效的繁殖策略，這是其顯著特征。在生長(zhǎng)條件適宜時(shí)，浮游植物會(huì)通過多種無性繁殖方式迅速增殖。
浮游生物的構(gòu)造簡(jiǎn)單，使它們能夠輕松繁殖：
?（1）快速生長(zhǎng)的雙鞭毛蟲門?通常通過?二分裂?進(jìn)行繁殖。一個(gè)親本細(xì)胞分裂成兩個(gè)完全相同的細(xì)胞，這兩個(gè)細(xì)胞又會(huì)一再分裂。如果細(xì)胞在分裂過程中未完全分離，則會(huì)形成絲狀體。
?（2）原生生物?可以通過多分裂進(jìn)行無性繁殖。細(xì)胞準(zhǔn)備分裂，復(fù)制其細(xì)胞核，然后分裂成多個(gè)與原始細(xì)胞相同的細(xì)胞（除非發(fā)生突變）。
（3）水綿?（藻類浮游植物）的矩形細(xì)胞首尾相接，形成非常長(zhǎng)的鏈，稱為絲狀體。當(dāng)絲狀體分裂時(shí)，漂浮在水面上的每一節(jié)都會(huì)通過簡(jiǎn)單的有絲分裂生長(zhǎng)成新的絲狀體。這種繁殖方式稱為?斷裂生殖?。
?（4）綠藻門和細(xì)菌?可以產(chǎn)生孢子，這些孢子在親本細(xì)胞內(nèi)繼續(xù)分裂。成熟的內(nèi)生孢子被釋放，形成完全相同的后代。
有性繁殖
有性繁殖涉及遺傳物質(zhì)的重新組合，以產(chǎn)生具有獨(dú)特基因組的后代。種群內(nèi)的生物多樣性有助于物種適應(yīng)不利條件，如高溫或干旱。
一些浮游植物能夠進(jìn)行有性繁殖：
?（1）硅藻?產(chǎn)生并釋放二倍體的雄性和雌性配子——精原細(xì)胞和卵原細(xì)胞——這些配子通過減數(shù)分裂成為單倍體的精子或卵子。由精子受精卵的卵子發(fā)育成稱為輔助孢子的受精卵，該受精卵可以進(jìn)入休眠狀態(tài)。在適宜的條件下，該細(xì)胞會(huì)生長(zhǎng)，然后釋放出完整大小的硅藻。
?（2）雌雄同株的群居沃氏藻?（綠藻門）?既能產(chǎn)生精子囊也能產(chǎn)生卵子?。雌雄異株的群居沃氏藻則只產(chǎn)生精子或卵子。在雌性沃氏藻群居中，單個(gè)細(xì)胞發(fā)育成為卵細(xì)胞，在與精子融合（受精作用）后進(jìn)入休眠的二倍體受精卵階段。
生命周期
浮游植物的典型生命周期包括生長(zhǎng)、繁殖和死亡，生命周期中還可能包含一個(gè)休眠期，這個(gè)休眠期可能定期發(fā)生，也可能僅在條件不利于生長(zhǎng)時(shí)出現(xiàn)。例如，金藻可以形成休眠數(shù)月至數(shù)十年的囊胞或孢子。一些硅藻和雙鞭毛蟲門在冬季至春季期間會(huì)形成囊胞。
浮游植物的生命周期因種類而異，例如，海洋鞭毛藻（如假微型海鏈藻）會(huì)產(chǎn)生微小的可動(dòng)細(xì)胞，這些細(xì)胞不斷增殖，直到營(yíng)養(yǎng)水平下降。接著，它們會(huì)形成被含有營(yíng)養(yǎng)的粘性粘液層包圍的群體，以支持持續(xù)繁殖。如果營(yíng)養(yǎng)完全耗盡，這層膜就會(huì)解體，并作為發(fā)臭、粘稠的白色泡沫被沖刷上岸。
生態(tài)
浮游植物中的藻類種類繁復(fù)，在水域生態(tài)系統(tǒng)中扮演重要角色。微觀下懸浮于水柱的浮游植物給大多數(shù)海洋食物鏈提供食物，當(dāng)藻類密度非常高（水華）時(shí)，可能使水變色，與其他生物競(jìng)爭(zhēng)或使其他生物中毒或窒息。
用途
生物指標(biāo)
浮游植物是評(píng)價(jià)水質(zhì)的重要指示生物，水質(zhì)環(huán)境與浮游植物豐富度和群落組成關(guān)系密切，例如湖泊（水庫）浮游植物數(shù)量的增加，特別是藍(lán)藻暴發(fā)和生長(zhǎng)期延長(zhǎng)就是湖泊（水庫）富營(yíng)養(yǎng)化的一個(gè)重要標(biāo)志。
某些浮游植物種類具有易培養(yǎng)、周期短的特點(diǎn)，可通過受控實(shí)驗(yàn)，測(cè)出不同濃度毒物的臨界毒度和致死毒度，為判斷水質(zhì)污染程度及制定污染物排放標(biāo)準(zhǔn)等提供依據(jù)；某些浮游植物還具有選擇性地富集某種放射性同位素的特性。
固碳固氮
浮游植物是地球生態(tài)系統(tǒng)中重要的固碳生物，浮游植物盡管微小，但廣泛分布于海洋中的浮游生物對(duì)全球碳吸收有重要影響力。全球每年產(chǎn)生出的二氧化碳，陸生植物吸收大約50%，剩下的大部分被浮游植物吸收。死亡的浮游植物會(huì)連同它們所固定的碳下沉，長(zhǎng)年累月地堆積在海底，形成海底石油。
浮游植物固定的碳、氮總量比全世界陸生植物的固定總量都要多。據(jù)推算，浮游植物光合作用生產(chǎn)的有機(jī)碳的總量約為維管植物的7倍，每年約能固定1.7億噸的氮素。固氮藍(lán)藻是地球上提供化合氮的重要生物，也是可利用的重要生物氮肥資源，已知固氮藍(lán)藻有120多種，在水稻田中固氮量達(dá)16-89千克/公頃。
礦化和凈化污水
有些耐污的浮游植物可攝食污水中溶解的有機(jī)化合物，并在代謝過程中使它們礦化；或光合作用排出的氧，促進(jìn)水域有機(jī)物分解，加速水凈化。
餌料
浮游植物具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。浮游植物素有“海洋牧草”之稱，亞心形扁藻、杜氏藻屬、小球藻等單細(xì)胞藻類蛋白質(zhì)含量較高，是貝類、蝦類和海參類養(yǎng)殖的重要天然餌料，全球大型漁場(chǎng)都處于藻類豐富的海域。
工業(yè)原料
在工業(yè)中的用途也很廣，例如在硅藻中加入硝化甘油后，可以防止爆炸，還可作為制造耐火磚、濾器、牙粉的原料。
危害
大量的浮游植物吸引鳥類、昆蟲、魚類和動(dòng)物，并增強(qiáng)水生生物圈的生物多樣性。然而，無毒浮游植物過度繁殖仍然有害，因?yàn)闀?huì)導(dǎo)致氧氣消耗和堵塞魚鰓。
某些種類的藍(lán)藻會(huì)產(chǎn)生毒素，如微囊藻素。藍(lán)藻通常被稱為“藍(lán)藻”，會(huì)使水變綠。據(jù)美國(guó)國(guó)家海洋服務(wù)局統(tǒng)計(jì)，每個(gè)沿海州都發(fā)生過產(chǎn)生毒素的有害藻華，除了海洋生物，有害藻華還會(huì)使人類生病甚至死亡。佛羅里達(dá)灣沿岸等地的有害藻華通常被稱為“赤潮”，因?yàn)樵迦A會(huì)使水變紅。
飲用水可能受到污染，海灘可能因惡臭和感染風(fēng)險(xiǎn)而關(guān)閉，有害藻華常在夏季末期季節(jié)性發(fā)生，此時(shí)溫度和氮污染會(huì)促進(jìn)浮游植物的生長(zhǎng)。
代表物種
普通小球藻
普通小球藻（Chlorella vulgaris）是藻類植物綠藻門共球藻綱小球藻目小球藻科小球藻屬的一種，廣泛分布于世界各地。生長(zhǎng)于有機(jī)質(zhì)豐富的小型水體中，或者潮濕土壤、石壁表面。單細(xì)胞球形，壁薄。色素體周生、杯狀，大部分具1個(gè)蛋白核，蛋白核有時(shí)不明顯。細(xì)胞直徑5～10微米，細(xì)胞通過形成2、4、8、16個(gè)似親孢子進(jìn)行無性生殖，配子較大，有時(shí)可達(dá)25微米。
網(wǎng)狀水網(wǎng)藻
網(wǎng)狀水網(wǎng)藻（Hydrodictyon reticulatum），其植物體常是由數(shù)百至數(shù)千個(gè)圓柱狀細(xì)胞兩端相連接，形成可達(dá)2米，整體為封閉囊狀的網(wǎng)狀真集結(jié)體；細(xì)胞直徑可達(dá)0.25毫米，長(zhǎng)可達(dá)1.5毫米；幼細(xì)胞色素體片狀，具1個(gè)蛋白核和1個(gè)細(xì)胞核；成熟細(xì)胞色素體網(wǎng)狀，具多個(gè)蛋白核和多個(gè)細(xì)胞核。
參考資料 >
浮游植物.中國(guó)大百科全書.2025-06-30
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How Do Phytoplankton Reproduce?.sciencing.2025-06-30
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普通小球藻.中國(guó)大百科全書.2025-06-30
水網(wǎng)藻屬.中國(guó)大百科全書.2025-06-30