Phytoplankton là gì? Vai trò sinh thái, chu trình carbon và hiện tượng nở hoa

Khảo sát động thái đa dạng sinh học của phytoplankton trong quá trình xử lý sinh học bằng vi tảo tại đầm lầy ô nhiễm vùng Caribe thuộc Colombia. Sự biến động về thành phần và mật độ quần xã phản ánh nhạy bén mức độ cải thiện các thông số chất lượng nước mặt. Kết quả cho thấy tiềm năng ứng dụng các loài vi tảo chiếm ưu thế địa phương làm chỉ thị sinh học hiệu quả cho công nghệ xử lý môi trường thủy vực.

Mô hình khoa học công dân tích hợp quan sát thực địa định lượng chu kỳ nở hoa của phytoplankton tại các thủy vực nội đô và ven đô thị. Dữ liệu thu thập từ cộng đồng phản ánh chính xác tương quan giữa mức độ phú dưỡng hóa, nhiệt độ mùa hè và sự phát triển bùng nổ của vi tảo gây hại. Sáng kiến này khắc phục hạn chế thiếu hụt chuỗi quan trắc liên tục, hỗ trợ quản lý chất lượng nước đô thị hiệu quả.

Mô hình toán học bậc phân số phân tích động học tương tác giữa các loài phytoplankton có đặc tính tiết chất kích thích sinh trưởng (allelopathy). Các điều kiện tồn tại, tính duy nhất và tính ổn định tiệm cận của trạng thái cân bằng sinh thái được làm rõ qua giải tích hệ động lực. Nghiên cứu cung cấp cơ sở lý thuyết giúp dự báo hiện tượng nở hoa và sự thống trị của các chủng vi tảo trong hệ sinh thái nước ngọt.

Ứng dụng kỹ thuật đếm tế bào dòng chảy dòng hạt (flow cytometry) cải tiến nhằm định lượng tốc độ hô hấp của quần xã phytoplankton biển. Phương pháp này cho phép phân tách trực tiếp mức tiêu thụ oxy và phát thải CO2 của từng nhóm kích thước tế bào tự dưỡng mà không phụ thuộc vào chu kỳ ủ tối kéo dài. Cách tiếp cận mới nâng cao độ chính xác của các ước tính cân bằng carbon hữu cơ trong chu trình sinh địa hóa đại dương.

Điều tra phân loại học lập danh mục thực vật phù du gồm hơn 260 loài phytoplankton tại cửa sông Warri/Forcados ở miền nam Nigeria. Thành phần loài chuyển tiếp phong phú từ dạng nước ngọt đến nước mặn, ưu thế bởi các ngành Chlorophyta (trên 90 loài), Bacillariophyta (khoảng 80 loài) và Cyanophyta. Nghiên cứu cung cấp cơ sở dữ liệu nền tảng phục vụ giám sát môi trường và đánh giá năng suất sinh học cửa sông xích đạo.

Khảo sát cơ chế phát tán chất hữu cơ nano từ sự suy tàn của sinh khối phytoplankton vào các giọt bắn bọt biển (sea-spray). Hệ số tương quan giữa mức làm giàu chất hữu cơ hạt khí dung với năng suất sơ cấp tinh (NPP) đạt tới 0,93 theo thang thời gian tháng. Nghiên cứu làm sáng tỏ mối liên kết vi mô giữa động thái tảo nở hoa và sự hình thành mây sol khí làm mát khí hậu toàn cầu.

Mô phỏng động lực dòng chảy Lagrangian kết hợp radar tần số cao nghiên cứu ảnh hưởng của hoàn lưu quy mô nhỏ đến phân bố vi tảo phytoplankton ven bờ. Các cấu trúc phân kỳ và hội tụ thủy triều cục bộ giải thích cơ chế tích tụ các vệt sinh khối Chlorophyll-a và cung cấp dinh dưỡng từ tầng sâu. Phát hiện này cho thấy vai trò thiết yếu của tương tác vật lý - sinh học vi mô trong việc kiểm soát năng suất biển.

Phát triển thuật toán viễn thám cải tiến (ABAZpd) dựa trên dữ liệu sắc tố vệ tinh để ước lượng sinh khối tảo silic thuộc nhóm phytoplankton ở quy mô toàn cầu. Mô hình điều chỉnh theo độ sâu thấu quang giúp tăng độ chính xác ước tính độ phong phú diatom tại Nam Băng Dương lên 28% so với mô hình gốc. Phân tích chuỗi 11 năm cho thấy xu hướng biến động mật độ tảo silic rõ rệt tại các vùng biển lạnh cực nam.

Đánh giá sự thay đổi cấu trúc quần xã phytoplankton tại vùng biển ven bờ phía nam Hàn Quốc sau bão Chaba và xáo trộn mùa đông (2016–2017). Lượng nước ngọt lớn đổ vào cửa sông Nakdong làm tăng vọt dinh dưỡng và thúc đẩy tảo silic Chaetoceros chiếm ưu thế, trong khi Eucampia zodiacus thích ứng phát triển ở nhiệt độ thấp. Dữ liệu chỉ rõ tác động của xáo trộn thủy văn cực đoan đến nguy cơ bùng phát tảo độc hại ven bờ.

Quan trắc sinh thái kéo dài 1 năm đánh giá tác động của nước thải thuộc da sau xử lý lên cấu trúc quần xã phytoplankton tại vùng phụ lưu rừng ngập mặn Sundarbans (Ấn Độ). Sự gia tăng nồng độ kim loại nặng và dinh dưỡng cục bộ làm biến đổi sâu sắc tỷ lệ chiếm ưu thế giữa tảo silic (diatoms) và vi khuẩn lam. Dữ liệu thực địa nhấn mạnh sự suy giảm tính đa dạng loài trước áp lực ô nhiễm công nghiệp ven biển.

Phân tích biến động cấu trúc quần xã gồm 367 taxon phytoplankton tại đầm Thị Nại (Bình Định) qua bốn đợt khảo sát từ năm 2004 đến 2020. Tảo silic (Bacillariophyceae) chiếm tỷ lệ áp đảo về số loài, với mật độ tế bào và chỉ số đa dạng biến động mạnh theo độ mặn và tải lượng dinh dưỡng. Kết quả phản ánh rõ tác động của hoạt động nhân sinh và phát triển kinh tế đầm phá đến hệ vi tảo phù du.

Khảo sát đa dạng sinh học ghi nhận 126 loài phytoplankton thuộc 6 ngành tại hệ thống suối và hồ ở Hòn Lao (Khu Dự trữ Sinh quyển Cù Lao Chàm, Quảng Nam). Mật độ tế bào trung bình đạt 11.347 tế bào/lít vào mùa khô và giảm xuống 3.355 tế bào/lít trong mùa mưa, với sự ưu thế của Chlorophyta và Bacillariophyta. Đây là bộ dữ liệu định lượng đầu tiên bổ sung kiến thức về tài nguyên vi sinh vật thủy vực đảo ven bờ miền Trung.