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水藻。原图链接

水藻，由简单的水生有机体组成，通过光合作用储存光能，生产植物油，而植物油可被转化成“生物柴油”，为任何柴油发动机提供动力。另外，水藻可以种植在任何地方，并迅速繁殖，只需要阳光、水和二氧化碳。由于水藻可分解为糖、蛋白质与油脂等，海藻油可提炼为生物燃料﹔糖可提炼乙醇。

概述

形态特征

水藻（shuǐ zǎo），水生藻类植物名，又名马藻，水中处处可见。水藻叶子2、3寸长，两两对， 叶子 细小如鱼鳃状。李时珍 （明代）《本草纲目·草八·水藻》：“水藻，叶长二三寸，两两对生，即马藻也。”，泛指水生藻类植物。 曹禺 《北京人》第一幕：“当中一只透明的玻璃缸，几条 金鱼 在水藻里悠然游漾。”参阅 清吴其濬《植物名实图考·水草·藻》。

生长环境

温度

温度是影响藻类地理分布的主要因素。海藻根据生长地点温度的差异可分为3种类型:

1. 冷水性种，生长和生殖最适温小于4℃，其下又可分为适温为0℃左右的寒带种及适温为0～4℃的亚寒带种；
2. 温水性种，生长和生殖的最适温为4～20℃，其下又可分为适温为4～12℃的冷温带种和适温为12～20℃的暖温带种；
3. 暖水性种，生长和生殖适温大于20℃，又可分适温为20～25℃的亚热带种及适温大于25℃的热带种。

多数海藻对温度的适应能力不强，因此在海水温度变化大的海区；一年中种类的变化很大，冬天有冷水性藻类，夏天有温水性藻类，它们能在较短的适温时间内完成生命周期。但有些底栖海藻对温度变化的适应能力很强，如石莼几乎在世界各地都能全年生长，淡水藻中多数硅藻和金藻类在春天和秋天出现，属于狭冷性种；有些蓝藻和绿藻仅在夏天水温较高时出现，为狭温性种。

光照

光照是决定藻类垂直分布的决定性因素。水体对光线的吸收能力很强，湖泊10米深处的光强仅为水表面的10%；海洋100米深处的光强仅为水表面的1%；而且由于海水易于吸收长波光，还造成各水层的光谱差异。各种藻类对光强和光谱的要求不同，绿藻一般生活于水表层；而红藻、褐藻则能利用绿、黄、橙等短波光线，可在深水中生活。

水体化学性质

水体的化学性质也是藻类出现及其种类组成的重要因素。如蓝藻（ 原核生物 ）、 裸藻 容易在富营养水体中大量出现，并时常形成水华；硅藻和金藻常大量存在于山区贫营养的湖泊中；绿球藻类和隐藻类在小型池塘中常大量出现。海洋环境专家多年来对水质监测得出结论：在正常的海水中，水中氮磷比应为16:1以内，当达到这个比例且氮、磷浓度增加时，再加上外界的一些原因。如气温升高等，各类水藻就开始迅速繁殖，逐步出现赤潮现象。

水藻此外，生活于同一水域的各藻类相互间的影响对它们的出现和繁盛也有重要作用，某些藻类能分泌物质抑制其他藻类的形成和发展。

种类

大型水藻和微藻

水藻种类繁多，一般将水藻分为两类：大型藻类和微藻。虽然都是水藻，但体型、习性等不一而定。 大型水藻，如海藻，不像植物有深深扎在泥土中的根，不过它们有类似根的结构，这些根状结构不能像真正的根一样从土里汲取水分和矿物质，它们的唯一功能就是牢牢抓住岩石。大型水藻可以长得很高，其中最大的要属海藻森林里的巨藻，巨藻从海底开始生长，可以长到20层楼高，这里是许多海洋动物躲避、嬉戏、觅食、休息的圣地，无论是躲藏在假根里的小型生物还是在海藻森林里穿梭的大型生物如海豹，都常常在此流连。

经济价值

根据碳信托基金预测，藻类炼制的生质燃油在2030年之前，可取代英国交通燃油达700亿公升，相当于每年1.6亿公吨的二氧化碳排放量。台湾方面，台电也长期采用绿藻吸收二氧化碳，将电厂排放的二氧化碳，作为养殖微藻所需碳源，并释放出氧气，以达到减碳功效。

生态系统初级生产者

在能够生成油脂的藻类中，主要以微细绿藻及葡萄藻为主流，微藻可生成相当于轻油的油脂，而葡萄藻可生成相当于重油的油脂，作为生态系统中初级生产者，在能量转化和碳元素循环中起到举足轻重的作用。 相较之下，微藻生物燃料的优点是不需要与粮食争地、生产生物燃料，还具有吸收二氧化碳、提供高纯度氧气等优势。缺点是微藻的外壳坚硬，油脂难以提取，而葡萄藻则需要花时间进行培养，此外，还会造成生态环境的破坏，且成本费用高。

根据埃森克美孚公司估计，水藻产油量较其他植物更高，每英亩水藻年产能可达2000加仑燃料，棕榈树生产650加仑，甘蔗生产450加仑，玉米仅250加仑。

生物柴油

首先通过萃取、热裂解等方法从这些微藻中将油提取出来，再通过转酯化后可转变为脂肪酸甲酯，即生物柴油。微藻通过细胞分裂繁殖，通常含油量高的微藻生长速度相对较慢，这是因为微藻往往在营养不足的情况下能产生较多的油，但营养不足会妨碍微藻生长速度，一般而言，含油量80%的微藻每十天才分裂一次，含油量30%的微藻每天要分裂三次。

物种计画

1978年，美国能源部国家可再生能源实验室(NREL)最早启动了这项利用微藻生产生物柴油的水生生物种计划。2010年6月，美国能源部向三个研究财团资助2400万美元，以加速实现基于海藻的生物燃料的商业化规模生产。

种植微藻的方法

现阶段种植微藻的方法有二种：

1. 使用储液罐，安置在支架上的透明管道上并连接起来，微藻可透过明管道注入储液罐，确保充足光线的获得，然后将二氧化碳注入装置中喂养，受污染的可能生很低，但缺点是建设成本过高。
2. 将水注入人工开凿的露天环型水渠，让微藻获得充足光线，建设成本较封闭种植系统来的低，但缺点是光线照射表面不均，容易造成渠水蒸发、温度难以控制、污染风险高。

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