海洋浮游植物占全球初级生产的50％，其中硅藻是主要的初级生产者，占全球初级生产的四分之一，而甲藻的所占的比例在大多数条件下仅次于硅藻，但呈现出明显的周期性。同样，许多地区的赤潮也以硅藻类的比例较多，然而，近年来，危害更为严重的甲藻类所占的比例有增加的趋势。中肋骨条藻是常见的赤潮硅藻，微小原甲藻和塔玛亚历山大藻是常见的赤潮甲藻，其中塔玛亚历山大藻是一种可产生麻痹性贝毒(PSP)的种类。本文通过对三种赤潮藻基本营养生理特性的比较，从影响赤潮爆发的主要环境因子氮、磷、碳，以及碳的协同因子——锌出发，采用混种培养方式，研究了赤潮藻演替与环境因子的关系，分析了造成甲藻类赤潮增加的原因。 中肋骨条藻、微小原甲藻和塔玛亚历山大藻对磷酸盐吸收的半饱和常数(Ks)分别为：0.5μM、2.1μM和2.3μM；它们的生长对氮和磷的半饱和常数也是中肋骨条藻的最小，塔玛亚历山大藻的最大，而比生长速率则呈现相反的趋势；三种藻单位氮、磷的细胞得率分别为：908cellsnM-1NO3-和10cellspM-1PO4，249cellsnM-1NO3-和5cellspM-1PO43-，50cellsnM-1NO3-和1cellspM-1PO3-。属于甲藻的微小原甲藻和塔玛亚历山大藻与属于硅藻的中肋骨条藻相比，具有相对低的营养盐亲和力和内禀增长率。在低氮或低磷水平，塔玛亚历山大藻单位细胞毒素含量将增加。培养基中NaNO3由882μM下降为88.2μM时，单位细胞毒素含量增加了48％，当NaH2PO4由108μM下降为36μM时，单位细胞毒素含量增加了50％。塔玛亚历山大藻在氮、磷限制条件下毒素含量的提高是缓解营养压力的一种生存策略。 中肋骨条藻的比生长速率、最大细胞密度、胞外碳酸酐酶(eCA)活力以及细胞对HCO3-和CO2的亲和力随培养基中Zn2+浓度的增加而升高，以NaH2PO4或甘油磷酸酯为磷源时，培养基中Zn2+浓度分别在超过12pM和24pM后，Zn2+浓度进一步增加，细胞的生长和eCA活性下降。相对于不加锌培养基中培养的藻细胞而言，3pMZn2+下生长的中肋骨条藻单位叶绿素a表示的光饱和光合作用速率(Pmchla)、暗呼吸速率(Rdchla)及表观光合作用效率(αchla)均有显著的提高，但随着Zn2+浓度的进一步升高，Pmchla、Rdchla和αchla均略有降低。存在有机磷的培养基中，检测到了碱性磷酸酶的活性，它的活性随培养基中Zn2+浓度从0到24pM而升高，当Zn2+浓度进一步提高至66pM时则降低。有机磷的存在增加了细胞对锌的需求，降低了细胞eCA的活性。低锌(2pM)显著抑制微小原甲藻的生长、Pmchla和αchla。当Zn2+浓度超过24pM时，提高Zn2+浓度，微小原甲藻细胞的比生长速率没有改变，但明显高于低锌条件下藻细胞的比生长速率。实验表明，中肋骨条藻对锌限制不如微小原甲藻敏感，相反，高锌产生的毒害对中肋骨条藻生长的抑制更为显著。 混种培养条件下，中肋骨条藻在偏碱性培养液中的生长明显优于两种甲藻，其中在硅浓度为100μM时，两种甲藻的的生长均受到了明显的抑制;当硅浓度为10μM时，微小原甲藻的生长表现出了优势，特别是磷为108μM时，在培养后期微小原甲藻的细胞生物量显著超过了中肋骨条藻。培养基中硅浓度的减少使得中肋骨条藻eCA活性显著降低。在pH7.7的培养液中，中肋骨条藻的生长受到了抑制，进入稳定期后其细胞密度随时间变化显著下降；而两种甲藻逐渐成为了优势种群，其中塔玛亚历山大藻的生长优势在培养液无机碳加倍的条件下更为明显。无机碳浓度增加和pH值下降导致中肋骨条藻eCA活性显著下降，但对两种甲藻eCA活性的影响则不大。在氮限制而磷相对丰富的培养液中，中肋骨条藻是优势种；在磷限制的培养液中，微小原甲藻的生长更佳。 营养限制条件下，具有高营养盐亲和力的硅藻通过快速生长在大多数情况下成为了优势类群。海水富营养化伴随着近代海洋输入的硅浓度下降，导致非硅藻类的浮游植物生物量得到促进，而硅藻类的生长则由于硅的不足仍然受到限制。CO2浓度增加引起海水pH值下降，使得中肋骨条藻eCA活性降低，从而削弱了其对无机碳的高效利用能力。污染水体中，重金属过量，对高锌毒害敏感的中肋骨条藻的生长可能受到抑制，相反，微小原甲藻的生长则可能由于Zn2+浓度的增加而受到促进。本文以上的结果表明，海洋中硅浓度的下降、营养盐的过度输入和温室效应等可能是导致近年来以甲藻类为主的赤潮频发的主要原因。