近幾十年來，佛羅里達灣每年的藍藻華顯示出與水中堿度和溶解硅變化一致的空間和時間模式。在初夏，花海在海灣的中北部發(fā)展，并在秋季向南擴散。水華吸收了溶解的無機碳，增加了水的pH值，導(dǎo)致碳酸鈣的原位沉淀。這些水中溶解的硅濃度在春季*低(20-60μM)，在夏季增加，在夏末達到全年*大值(100-200μM)。在本研究中首次觀察到在開花水中高pH值導(dǎo)致二氧化硅的溶解。在藻華高峰期間，佛羅里達灣的二氧化硅溶解在研究期間的每月0.9 × 107到6.9 × 107 mol之間變化，這取決于某一年藍藻藻華的程度。藍藻水華區(qū)同期碳酸鈣沉淀量為0.9 × 108 ~ 2.6 × 108 mol /月。據(jù)估計，大氣中吸收的CO2有30-70%作為碳酸鈣礦物沉淀下來，流入的CO2的剩余部分用于生產(chǎn)生物質(zhì)。

　　近幾十年來，藍藻大量繁殖發(fā)生在世界各地，從淡水湖和河流到河口水域和沿海瀉湖1,2,3,4,5。世界各地頻繁的藍藻爆發(fā)引起了科學(xué)界和公眾的關(guān)注，如北歐的波羅的海、法國南部的博爾蒙瀉湖、西亞的里海、非洲的維多利亞湖、北美的伊利湖、中國的太湖和日本的霞光湖6,7,8,9,10,11,12。藍藻的增殖和擴張經(jīng)常形成有害的藻華，產(chǎn)生毒素，改變食物網(wǎng)，并在水生生態(tài)系統(tǒng)中產(chǎn)生缺氧6,7,8,9,10,11,12。它們不僅影響生態(tài)系統(tǒng)的健康，而且對淡水和微咸水資源的可用性和可持續(xù)性構(gòu)成嚴重威脅13,14,15。許多研究都集中在觸發(fā)藍藻華的環(huán)境條件上，包括富營養(yǎng)化、營養(yǎng)負荷和高水溫16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26。*近的研究表明，藍藻不僅從空氣中吸收二氧化碳，還向空氣中釋放另一種溫室氣體——甲烷。

　　佛羅里達灣位于美國佛羅里達半島的南端，與大西洋隔著一條180英里長的島鏈，稱為佛羅里達群島。它是世界上*大的海岸瀉湖之一，面積約2000平方公里。自1991年以來，佛羅里達灣經(jīng)歷了持續(xù)的藍藻泛濫。佛羅里達灣的藍藻爆發(fā)每年都顯示出類似的時空模式28,29,30,31。許多研究記錄了佛羅里達灣每年春末或夏初藍藻大量繁殖的情況。已經(jīng)證明，中北部海灣經(jīng)歷了高頻率和高強度的藻華，藍藻聚球菌的細胞生物容量經(jīng)常超過107μm3 ml?1(圖1)29。在秋季，高濃度的藍藻擴散到中南部海灣。這種輸送模式與秋季季節(jié)性冷鋒的出現(xiàn)相吻合。在秋季，冷鋒帶來強烈的北風(fēng)或西北風(fēng)，可將花海水從中北部海灣吹至中南部海灣。在這兩個地區(qū)觀察到的相似的鹽度變化模式支持季節(jié)性風(fēng)是佛羅里達州Bay32中部地區(qū)水循環(huán)的驅(qū)動力。

　　佛羅里達灣40個采樣站的位置。藍藻繁盛的季節(jié)進展由箭頭和等高線表示:實線為夏季，虛線為秋季(在Phlips et al.29之后)。

　　藍藻捕獲二氧化碳的過程有兩種模式:光合作用將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有機碳，鈣化作用將鈣離子與二氧化碳結(jié)合成碳酸鈣礦物。被廣泛接受的鈣化機制涉及到二氧化碳的濃縮機制33。藍藻細胞能夠?qū)Ⅳ然负送?,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)位點的CO2濃度提高到環(huán)境水中的1000倍，從而提高細胞外部的pH值，從而促進碳酸鈣的沉淀34。在以前的研究中已經(jīng)觀察到藍藻鞘上方解石的成核35。

　　在鈣化過程中，每摩爾碳酸鈣礦物的形成消耗如下2摩爾的堿度。