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水藻。原圖鏈接

水藻，由簡單的水生有機體組成，通過光合作用儲存光能，生產植物油，而植物油可被轉化成「生物柴油」，為任何柴油發動機提供動力。另外，水藻可以種植在任何地方，並迅速繁殖，只需要陽光、水和二氧化碳。由於水藻可分解為醣、蛋白質與油脂等，海藻油可提煉為生物燃料﹔醣可提煉乙醇。

概述

形態特徵

水藻（shuǐ zǎo），水生藻類植物名，又名馬藻，水中處處可見。水藻葉子2、3寸長，兩兩對， 葉子 細小如魚鰓狀。李時珍 （明代）《本草綱目·草八·水藻》：「水藻，葉長二三寸，兩兩對生，即馬藻也。」，泛指水生藻類植物。 曹禺 《北京人》第一幕：「當中一隻透明的玻璃缸，幾條 金魚 在水藻里悠然游漾。」參閱 清吳其濬《植物名實圖考·水草·藻》。

生長環境

溫度

溫度是影響藻類地理分布的主要因素。海藻根據生長地點溫度的差異可分為3種類型:

1. 冷水性種，生長和生殖最適溫小於4℃，其下又可分為適溫為0℃左右的寒帶種及適溫為0～4℃的亞寒帶種；
2. 溫水性種，生長和生殖的最適溫為4～20℃，其下又可分為適溫為4～12℃的冷溫帶種和適溫為12～20℃的暖溫帶種；
3. 暖水性種，生長和生殖適溫大於20℃，又可分適溫為20～25℃的亞熱帶種及適溫大於25℃的熱帶種。

多數海藻對溫度的適應能力不強，因此在海水溫度變化大的海區；一年中種類的變化很大，冬天有冷水性藻類，夏天有溫水性藻類，它們能在較短的適溫時間內完成生命周期。但有些底棲海藻對溫度變化的適應能力很強，如石蓴幾乎在世界各地都能全年生長，淡水藻中多數硅藻和金藻類在春天和秋天出現，屬於狹冷性種；有些藍藻和綠藻僅在夏天水溫較高時出現，為狹溫性種。

光照

光照是決定藻類垂直分布的決定性因素。水體對光線的吸收能力很強，湖泊10米深處的光強僅為水表面的10%；海洋100米深處的光強僅為水表面的1%；而且由于海水易於吸收長波光，還造成各水層的光譜差異。各種藻類對光強和光譜的要求不同，綠藻一般生活於水表層；而紅藻、褐藻則能利用綠、黃、橙等短波光線，可在深水中生活。

水體化學性質

水體的化學性質也是藻類出現及其種類組成的重要因素。如藍藻（ 原核生物 ）、 裸藻 容易在富營養水體中大量出現，並時常形成水華；硅藻和金藻常大量存在于山區貧營養的湖泊中；綠球藻類和隱藻類在小型池塘中常大量出現。海洋環境專家多年來對水質監測得出結論：在正常的海水中，水中氮磷比應為16:1以內，當達到這個比例且氮、磷濃度增加時，再加上外界的一些原因。如氣溫升高等，各類水藻就開始迅速繁殖，逐步出現赤潮現象。

水藻此外，生活於同一水域的各藻類相互間的影響對它們的出現和繁盛也有重要作用，某些藻類能分泌物質抑制其他藻類的形成和發展。

種類

大型水藻和微藻

水藻種類繁多，一般將水藻分為兩類：大型藻類和微藻。雖然都是水藻，但體型、習性等不一而定。 大型水藻，如海藻，不像植物有深深紮在泥土中的根，不過它們有類似根的結構，這些根狀結構不能像真正的根一樣從土裡汲取水分和礦物質，它們的唯一功能就是牢牢抓住岩石。大型水藻可以長得很高，其中最大的要屬海藻森林裡的巨藻，巨藻從海底開始生長，可以長到20層樓高，這裡是許多海洋動物躲避、嬉戲、覓食、休息的聖地，無論是躲藏在假根裡的小型生物還是在海藻森林裡穿梭的大型生物如海豹，都常常在此流連。

經濟價值

根據碳信託基金預測，藻類煉製的生質燃油在2030年之前，可取代英國交通燃油達700億公升，相當於每年1.6億公噸的二氧化碳排放量。台灣方面，台電也長期採用綠藻吸收二氧化碳，將電廠排放的二氧化碳，作為養殖微藻所需碳源，並釋放出氧氣，以達到減碳功效。

生態系統初級生產者

在能夠生成油脂的藻類中，主要以微細綠藻及葡萄藻為主流，微藻可生成相當於輕油的油脂，而葡萄藻可生成相當於重油的油脂，作為生態系統中初級生產者，在能量轉化和碳元素循環中起到舉足輕重的作用。 相較之下，微藻生物燃料的優點是不需要與糧食爭地、生產生物燃料，還具有吸收二氧化碳、提供高純度氧氣等優勢。缺點是微藻的外殼堅硬，油脂難以提取，而葡萄藻則需要花時間進行培養，此外，還會造成生態環境的破壞，且成本費用高。

根據埃森克美孚公司估計，水藻產油量較其他植物更高，每英畝水藻年產能可達2000加侖燃料，棕櫚樹生產650加侖，甘蔗生產450加侖，玉米僅250加侖。

生物柴油

首先通過萃取、熱裂解等方法從這些微藻中將油提取出來，再通過轉酯化後可轉變為脂肪酸甲酯，即生物柴油。微藻通過細胞分裂繁殖，通常含油量高的微藻生長速度相對較慢，這是因為微藻往往在營養不足的情況下能產生較多的油，但營養不足會妨礙微藻生長速度，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。

物種計畫

1978年，美國能源部國家可再生能源實驗室(NREL)最早啟動了這項利用微藻生產生物柴油的水生生物種計劃。2010年6月，美國能源部向三個研究財團資助2400萬美元，以加速實現基於海藻的生物燃料的商業化規模生產。

種植微藻的方法

現階段種植微藻的方法有二種：

1. 使用儲液罐，安置在支架上的透明管道上並連接起來，微藻可透過明管道注入儲液罐，確保充足光線的獲得，然後將二氧化碳注入裝置中餵養，受污染的可能生很低，但缺點是建設成本過高。
2. 將水注入人工開鑿的露天環型水渠，讓微藻獲得充足光線，建設成本較封閉種植系統來的低，但缺點是光線照射表面不均，容易造成渠水蒸發、溫度難以控制、污染風險高。

影片

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