近幾十年來，佛羅里達(dá)灣每年的藍(lán)藻華顯示出與水中堿度和溶解硅變化一致的空間和時(shí)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(kuò)散。水華吸收了溶解的無機(jī)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(dá)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(dá)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(lán)藻藻華的程度。藍(lán)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(jì)，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(lán)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(lán)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(lán)藻的增殖和擴(kuò)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(yán)重威脅13,14,15。許多研究都集中在觸發(fā)藍(lán)藻華的環(huán)境條件上，包括富營養(yǎng)化、營養(yǎng)負(fù)荷和高水溫16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26。*近的研究表明，藍(lán)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(dá)灣位于美國佛羅里達(dá)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(dá)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(dá)灣經(jīng)歷了持續(xù)的藍(lán)藻泛濫。佛羅里達(dá)灣的藍(lán)藻爆發(fā)每年都顯示出類似的時(shí)空模式28,29,30,31。許多研究記錄了佛羅里達(dá)灣每年春末或夏初藍(lán)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(qiáng)度的藻華，藍(lán)藻聚球菌的細(xì)胞生物容量經(jīng)常超過107μm3 ml?1(圖1)29。在秋季，高濃度的藍(lán)藻擴(kuò)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(qiáng)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(gè)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(dá)州Bay32中部地區(qū)水循環(huán)的驅(qū)動力。

　　佛羅里達(dá)灣40個(gè)采樣站的位置。藍(lán)藻繁盛的季節(jié)進(jìn)展由箭頭和等高線表示:實(shí)線為夏季，虛線為秋季(在Phlips et al.29之后)。

　　藍(lán)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(jī)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(jī)制涉及到二氧化碳的濃縮機(jī)制33。藍(lán)藻細(xì)胞能夠?qū)Ⅳ然负送?,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)位點(diǎn)的CO2濃度提高到環(huán)境水中的1000倍，從而提高細(xì)胞外部的pH值，從而促進(jìn)碳酸鈣的沉淀34。在以前的研究中已經(jīng)觀察到藍(lán)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。