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铜绿微囊藻为优势种群的“水华”暴发而引起的水体富营养化问题已经成为国内外公众关注的焦点，因此有必要研究有关藻类的生理生化特征及生长繁殖过程来探索“水华”发生及发展机理。铜绿微囊藻“水华”的暴发首先是与外源性营养盐有关，磷是其中的主要元素之一，此外铜绿微囊藻的生长是与环境因子密切相关的，而微囊藻自身也会有一些生理上的特性来适应外界环境，从而使外源性磷、环境因子、铜绿微囊藻生理特性这三者之间相辅相成的关系对铜绿微囊藻的生长及其“水华”的暴发产生影响。因此研究铜绿微囊藻的磷代谢及其环境之间的关系在理论上具有重要的意义。本论文通过研究外源性磷与环境因子对铜绿微囊藻的生长及磷代谢的影响，对“水华”暴发的机理作了进一步探索。
本文就以下方面进行了研究：通过32P同位素示踪法研究光照、温度、扰动这三种环境条件对铜绿微囊藻生长和外源性磷在底泥、水、铜绿微囊藻中分配的影响；不同外源性磷浓度对铜绿微囊藻的生长和磷代谢的影响；通过添加不同浓度的还原剂半胱氨酸，研究了黑暗培养条件下，不同氧化还原电位对铜绿微囊藻的生长和磷代谢的影响；通过在黑暗培养时添加不同浓度的还原剂半胱氨酸，研究光照黑暗交替条件下，不同氧化还原电位差对铜绿微囊藻生长和磷代谢的影响；研究不同初始藻密度造成的不同电位差对铜绿微囊藻生长和磷代谢的影响；研究底泥释放磷对“水华”微囊藻磷代谢的影响。研究结果如下：
(1)在一定范围内，升高温度、延长光照时间及增加扰动强度有利于水体中铜绿微囊藻的密度的上升。相对低的温度能完全抑制藻的生长。延长光照时间能提高微囊藻的生长速率，缩短藻的生长周期。由于扰动能防止微囊藻沉降，所以增加扰动强度能使铜绿微囊藻在水体中维持较高密度。
(2)铜绿微囊藻对外源性磷的吸收速度受环境因子的影响，提高温度、增加扰动强度能促进磷的吸收，光照对其无明显影响。微囊藻中最大磷含量与环境因子无关而只与外源性磷浓度有关。铜绿微囊藻中外源性磷总量与光照有关，延长光照时间，分配在铜绿微囊藻中的总外源性磷数量增加。外源性磷酸盐进入水体后，首先发生物理化学作用的迁移，大量外源性磷迅速进入到底泥和微囊藻中，这种迁移跟环境条件无关。然后，外源性磷向底泥中迁移主要与微囊藻的生长相关，在微囊藻生长延迟期末，底泥中的外源性磷会因藻大量生长的需要向外释放，在微囊藻的对数生长期，底泥中的外源性磷总量保持相对稳定，最终由于微囊藻的衰亡沉降，几乎所有的外源性磷都转移到底泥中，从而使得水体中外源性磷到底泥中成为内源性磷。
(3)在一定的浓度范围内，相对高的外源性磷浓度有利于铜绿微囊藻的生长，而当外源性磷浓度超过一定浓度后，水体中磷就不会成为藻生长的限制性因子。实验室内最大藻浓度可以达到3.2×107cell/L以上。铜绿微囊藻细胞内总磷含量的变化规律和可溶性磷含量相似，在藻的对数生长初期，细胞内总磷和可溶性磷都有所上升，且最大值随培养液中磷浓度的升高而增加，随后在对数生长后期，两者又持续下降。微囊藻细胞内聚合磷酸盐含量在微囊藻生长的延迟期和对数期比较低，但在微囊藻的稳定期初期有明显的升高。铜绿微囊藻中糖原含量的变化与藻的生长周期相关，在延迟期和对数期细胞内糖原含量较高。稳定期初期有所下降，到稳定期末期又有一明显的增加。因此，聚磷和糖原以互补的形式储存能量，同时，糖原还储存碳源。
(4)铜绿微囊藻在连续黑暗培养下，会不断向水环境中释放磷，释放的量随着氧化还原电位的降低而增加。在黑暗培养下，铜绿微囊藻能积累聚合磷酸盐，并且氧化还原电位越低，藻中聚磷含量就越高。藻中溶解性的磷在黑暗培养条件时持续下降，初始时，溶解性磷含量的下降会随电位的降低而加快，当藻中聚磷含量达到最大值时，其下降速度会随氧化还原电位的降低而减慢。微囊藻在黑暗培养时会向环境释放磷，会导致藻细胞内某种程度上的磷饥饿，为了抵抗这种不利的生长环境，藻会利用分解糖原所产生的能量和细胞体内的可溶性磷合成聚合磷酸盐。鉴于聚磷在生理上具有贮存磷源和能源，调节细胞内溶解性磷酸盐等功能，它对于铜绿微囊藻在不良环境中生存有很重要的意义。
(5)铜绿微囊藻在黑暗光照氧化还原电位差大的条件下生长较快，同时铜绿微囊藻的生长也影响藻液中的氧化还原电位，随着藻的生长，藻密度不断增加，黑暗光照间的电位差也逐渐增大。铜绿微囊藻处于对数生长期时，藻在黑暗低电位培养时释磷，且电位越低，释放磷的量越大，而在光照培养时吸磷；当铜绿微囊藻处于衰亡期时，藻中磷含量持续上升。与正常培养相比较，铜绿微囊藻能在光照黑暗电位梯度大的环境中加快生长，其在光照好氧黑暗厌氧的培养条件下的代谢机理有可能是促进藻在该条件下加速生长的原因之一。
(6)黑暗光照交替培养条件下，铜绿微囊藻培养液中的氧化还原电位呈波浪变化，黑暗培养时电位下降，且藻密度越大下降的幅度就会越大，光照培养时电位上升；连续光照培养条件下，微囊藻培养液中的电位会随着藻的生长而下降，最后在+2∞mV左右达到稳定。在水体初始磷浓度相同的批式培养中，初始藻密度越小，微囊藻生长的越好，而当初始藻密度达到一定程度，一方面水体中磷会限制藻的生长，另一方面单位体积中的微囊藻密度已达到极限值，微囊藻的生长就会减慢。黑暗光照交替培养下的微囊藻的生长要略好于连续光照培养下的生长，且低密度下的连续光照培养会导致微囊藻的过早衰亡。初始藻密度越高，水体中磷浓度下降的就越快，黑暗光照交替培养条件下水体中磷浓度的下降速度要大于连续光照培养条件的下降速度。在低的初始藻密度下，藻中磷含量在试验进行的前期保持着黑暗时下降，光照时上升的规律。而在高的初始藻密度下，藻中磷含量的变化规律不明显。
(7)在本试验条件下底泥会向水体中释放溶解性磷。铜绿微囊藻能促进底泥向水体中释放溶解性磷。扰动能大大加速底泥中可溶性磷的释放，致使水体中最大可溶性磷浓度达到0.11mg/L。在扰动的影响下，底泥中的磷会通过水体转移到藻体中，从而促进了藻的生长，在某种程度上加速了“水华”的形成。