氮和磷对浅水水库中的共同限制作用

1、氮和磷对浅水水库中的浮游植物的共同限制作用：以磷的限制作用作为范例IntroductionMethodsResultsDiscussion 浮游植物大量增殖，特别是由有毒的蓝藻细菌主导的增殖，由于产生强有力的毒素会对饮用水的供应造成严重后果。因此，饮用水管理的目标之一就是控制造成浮游植物增长的原因向水中排放大量富营养元素氮和磷。在这两种主要的营养元素中，磷一直是淡水系统营养管理的焦点，减少湖泊和水库中磷的排放在许多案例中成功的藻类和蓝藻的生物量。但是，氮的单独作用同样可以限制浮游植物的生产效率，而且越来越多的证据表明有时会出现两中营养元素对浮游植物的共限制作用。因此在某些湖泊，控制氮元素的含量

2、也和控制磷元素一样重要。 Introduction 而且营养元素的限制作用也会出现季节性的变化，同时不同的湖泊也会出现不同的情况。尽管磷的限制作用会出现在一年中的大部分时间，但有时会在春季出现磷和硅酸盐的共限制作用，在秋季会出现氮和磷的共限制作用。研究者发现，在磷为主要限制因素的湖泊中，有些月份，氮和磷都不成为限制因素，而剩下的月份氮成了唯一的限制性因素。相反由氮作为主要限制因素的湖泊在初夏的一小段时间内磷会成为主要限制因素，随后在转向氮成为主要限制因素前会有一段氮和磷共同限制的时间。因为在藻类生长阶段限制性营养因素的改变对藻类爆发的形成至关重要，所以在这些改变发生前或发生时控制某一特定的营养

3、元素可能非常重要，而更为重要的是要在这一年剩下的时间内控制其他营养元素。 格雷厄姆斯顿水坝是澳大利亚东南部的一个中营养浅水饮用水水库，我们检测了格雷厄姆斯顿水坝中氮和磷对浮游植物的限制作用。这个水库有一个小的天然的森林集水，当需要的时候会从附近的河流用泵抽水来保持水位。这一过程会将营养物质带出湖泊中，因为河中营养物质的浓度比湖中更高。湖中存在着潜在的有毒的蓝藻细菌，但它不是湖中浮游植物的优势种。但是，可以确定的是水中营养物质的增加会导致蓝藻细菌的爆发。我们的目标是在群落和种群的基础上找到限制浮游植物生长的营养元素，从而确定限制性营养因子是否随季节变化而不同，同时在群落和种群水平上检验的不同实验

4、阶段是否影响浮游植物对营养富集的反应。Methods 这次研究中所选的三种不同的位置都各有独特的环境特点。3点接近布雷克罗运河，是最浅的，也是保护最好的地点（深度4-6米，依赖湖水的容量）。2点接近湖的中心，风力最大且最深的地方（9-10米）。1点接近饮用水取水地，深度为7到9米。每个地点都用浮标长期标记。l 微观富营养化实验：原地富营养化微观实验在三个位置分别于2009年4月，2009年8月，2010年2月，2010年5月，2010年10月，2011年5月，2011年8月进行试验。每一个微观实验持续4天）。三个不同营养成分的处理和一组空白试验都在三个不同位置分别作了相同的测试。l 中型富营养

5、化实验：原地中型实验是用来检测在富营养化的条件下延长浮游植物的培养时间对其生长所产生的影响。格雷厄姆斯顿位置三的中型实验与之前的微观实验显示的结果一样，浮游植物在这一点的生长速度要高于其他两点，同样这一点的蓝藻含量通常也要高一些。l 叶绿素a的分析l 浮游植物计数l 营养物质分析Results富营养化后叶绿素富营养化后叶绿素a的变化的变化中型富营养化实验中叶绿素a对富营养化实验的反应种属对富营养化的反应种属对富营养化的反应在2013年1月和3月的中型实验中浮游植物（转板藻属，隐球藻属，蓝隐藻属，四棘藻）对磷处理，氮处理，氮磷处理后生物量随时间的变化，单位用mm3/L表示。P表示磷处理，N表示氮

6、处理，PN表示氮磷处理，C表示对照实验。误差条表示平均值的标准误差，n=3.在2013年1月（隐藻属，小环藻）和3月（丝囊藻属，项圈藻属）的中型实验中浮游植物 对磷处理（底部）和氮磷处理或氮处理（顶部）和氮磷处理后生物量随时间的变化，单位用mm3/L表示。P表示磷处理，N表示氮处理，PN表示氮磷处理，C表示对照实验。误差条表示平均值的标准误差，n=3.Discussion 在富营养化实验中，氮磷的共同处理所引起的反应更加频繁而单独的营养处理却没有引起太剧烈的反应。这些现象在生物总量和单独的种属水平上都有反映。同时加入两种营养物质比单独加入一种物质更能引起生长反应，这种加入营养因子的反应类型通常

7、指的是两种营养物质的共限制作用。进一步讨论两种类型的共限制作用：同时和单独。对两种物质联合作用有反应但对其中的一种却没有反应可以将其归类为同时共限制作用。在单独共限制作用中，加入两种物质中的某一种物质都会引起相同的增长反应。当同时加入两种物质时，因为两种物质的单独作用而使反应程度得到增强。大部分微观实验的结果都是属于共同限制作用。 在利用叶绿素a或其他综合手段检测生长反应的短期学术研究中，浮游植物生长的共限制作用经常被提到。在季节性富营养化实验和两个中型实验这两种不同的富营养化试验中，我们不仅发现浮游植物生长在群落水平上氮和磷的共限制作用，在种属水平上也是如此。l 在我们的实验中不同的容器尺寸，包含或不包含浮游动物，中型实验或微观实验这些可能也独自的影响浮游植物对营养物质添加的反应。但是容器尺寸只有在2013年3月的试验中产生了影响。l 因为人们对磷对浮游植物生长的限制作用的普遍认可和大坝内特殊的种属使得近年来人们对大坝中的共限制作用