蓝藻有一个显著的特点是具有一种调节细胞沉降的结构—伪空胞,通过动态调节伪空胞内的气囊数来控制浮力,这就较其它藻类在分层的水体中更容易生长,并成为优势种群。在水柱中向上和向下迁移的过程中:它能使蓝藻到营养丰富的深水处进行摄取营养,也可以到表面光强的地方进行光合作用,在垂直迁移的不同阶段,营养摄取和光合作用的耦合导致藻体内部营养状态的起伏,我们以氮份额(nitrogen quota)来表示这种内部的营养状态变化。本文通过水华蓝藻细胞氮份额的变化建立了氮份额营养状态模型,运用Stokes方程来模拟水华在静止水体中的垂直迁移,并比较温度、光照条件、和种群直径对垂直迁移的影响。本模型在经过简化的、典型的温带地区夏季水体环境中进行了模拟计算,其结果如下:1.水华发生过程是藻类在短时间大量繁殖和生长,并迅速聚集和向表层水迁移的过程。模型模拟了不同种群直径对垂直迁移的影响。模拟结果表明,种群能够根据光照产生周期性迁移,种群白天进行光合作用,细胞镇重物增加,导致向深水处迁移,晚上由于互相作用对镇重物的消耗而向上层水迁移。种群的迁移深度随种群直径增大而增大,并且较大直径的种群较小直径的种群迁移速度要快,也说明小的种群直径在深处停留时间较长。2.水华蓝藻的垂直迁移行为是由多因子控制的,其迁移模式的模拟结果表明,水华蓝藻种群能够根据水体中的温度、光照等因子的变化而调整迁移行为。当种群直径不变,温度从19℃到29℃改变时,种群的迁移深度呈减小的趋势,并且迁移周期也跟随减小,迁移速度增大。3.在一定pH、温度和营养条件下,光照的强弱和时间的长短决定着藻类光合作用的效率,对藻类的生长速率起着重要的作用。模拟结果表明,随光照强度的增强,种群向水体深处迁移,但种群迁移距离的增幅不大,当光照强度超过900μmol·m-2·s-1时,种群的迁移速度增长较快,迁移深度也增加。