氨氮和硝氮在太湖水華自維持中的不同作用

1、氨氮和硝氮在太湖水華自維持中的不同作用周濤李正魁馮露露(南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院污染控制與資源化研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室南京210093)摘要：通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和野外監(jiān)測(cè)相結(jié)合的方法探討了氨氮(NH4N)和硝氮(NO3N)在太湖水華自維持中的不同作用.室內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明水華微囊藻在以NH4N為氮源時(shí)比以NO3N為氮源時(shí)具有更高的生長(zhǎng)以及光合能力當(dāng)生長(zhǎng)在不同的NH4NNO3N(濃度比)上時(shí)水華微囊藻均優(yōu)先吸收NH4N而當(dāng)NH4N濃度大于2mgL時(shí)水華微囊藻的

2、生長(zhǎng)速率急劇下降野外監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示在太湖藻型區(qū)水體中的氮源以NO3N為主除了竺山灣其余湖區(qū)全年NH4NNO3N基本在0.5以下NH4N年平均濃度在2mgL以下.這些結(jié)果表明太湖中巨大的氨再生量使得浮游植物能以NH4N為主要氮源生長(zhǎng)而低濃度NH4N環(huán)境避免了浮游植物的生長(zhǎng)受到抑制兩者共同保證了夏秋季太湖浮游植物的高生長(zhǎng)以及光合能力使得微囊藻生長(zhǎng)旺盛、藍(lán)藻水華維持在嚴(yán)重狀態(tài).關(guān)鍵詞：氨氮；硝氮；水華自維持；太湖Thedifferentrole

3、sofammoniumnitrateinthebloomselfmaintenanceofLakeTaihu.ZHOUTaoLIZhengkuiFENGLulu(StateKeyLabatyofPollutantControlResourcesReuseSchoolofEnvironmentNanjingUniversityNanjing210093China)Abstract:Thedifferentrolesofammonium(N

4、H4N)nitrate(NO3N)inthebloomselfmaintenanceofLakeTaihuwerediscussedthroughthecombinationoflabatystudyfieldmoniting.DuringlabatystudyMicrocystisflosaquaegrowingonNH4Nhadhigherabilityofgrowthphotosynthesisthanthosegrowingon

5、NO3NtheyalwaysassimilatedNH4NpreferentiallywhengrowingondifferentratiosofNH4NNO3NbutwhenNH4Nconcentrationexceeded2mgLtheirgrowthratedeclinedsharply.FieldmonitingresultsshowedthatinalgaedominatedregionsofLakeTaihuthedomin

6、atednitrogensourcewasNO3N.ExceptinZhushanBaytheconcentrationratiosofNH4NNO3Nweremainlybelow0.5allovertheyeartheannualmeanconcentrationsofNH4Nwerebelow2mgL.TheseresultsindicatethatthelargequantityofregeneratedNH4enablethe

7、phytoplanktonofLakeTaihutorelymainlyonNH4NtogrowwhilelowNH4NconcentrationavoidinhibitingtheirgrowthwhichensuretheirhighabilityofgrowthphotosynthesisleadingthevigousgrowthofMicrocystismaintenanceofseriousbloomofLakeTaihu.

8、Keywds:ammonium；nitrate；bloomselfmaintenance；LakeTaihu一般認(rèn)為氮是海洋浮游植物生長(zhǎng)的主要限制因子[1]而在淡水中磷則是主要限制因子[2]但許海等研究表明氮在太湖浮游植物的生長(zhǎng)中具有重要作用在夏秋季藍(lán)藻水華暴發(fā)時(shí)期氮的作用更是超過(guò)磷成為限制浮游植物生長(zhǎng)的因子[3].太湖中的氮以無(wú)機(jī)氮為主硝氮(NO3N)和氨氮(NH4N)在無(wú)機(jī)氮中占了主要部分其中又以NO3N居多[3]而對(duì)于這兩種太湖中

9、主要形態(tài)的氮在太湖藍(lán)藻水華自維持中的作用國(guó)內(nèi)外相關(guān)報(bào)道甚少.室內(nèi)實(shí)驗(yàn)條件雖與自然條件相差甚遠(yuǎn)但可讓我們了解太湖水華優(yōu)勢(shì)藻種在不同形態(tài)氮上時(shí)1生長(zhǎng)以及光合特性的差異所以室內(nèi)藍(lán)藻培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)仍具有一定意義.本文擬通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和野外監(jiān)測(cè)相結(jié)合的方法探討NH4N和NO3N在太湖藍(lán)藻水華自維持中的不同作用.1材料與方法收稿日期：基金項(xiàng)目：國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展項(xiàng)目(2008CB418003)江蘇省自然科學(xué)重點(diǎn)基金項(xiàng)目（BK2010056）責(zé)任作者教授z

10、hkuili@nju.01002003004005001號(hào)點(diǎn)2號(hào)點(diǎn)3號(hào)點(diǎn)4號(hào)點(diǎn)浮游植物(cellsuL)10011005100911011105110912012001002003004005001號(hào)點(diǎn)2號(hào)點(diǎn)3號(hào)點(diǎn)4號(hào)點(diǎn)微囊藻(cellsuL)100110051009110111051109120120圖2浮游植物和微囊藻變化Fig.2SeasonalvariationofphytoplanktonMicrocystisnumber表1

11、微囊藻占浮游植物數(shù)量百分比Table1NumberpercentagesofMicrocystisinphytoplankton百分比(%)點(diǎn)位春季夏季秋季冬季140594346244829165356888765453718377Oliver和Ganf認(rèn)為[8]水體中浮游植物濃度達(dá)到20cellsuL即可視為水華.從圖2可以看到四個(gè)湖區(qū)全年浮游植物濃度基本上均達(dá)到了這個(gè)數(shù)值夏秋季節(jié)達(dá)到峰值幾乎都處于100cellsuL以上其中以梅梁灣

12、(點(diǎn)位2)最為嚴(yán)重最高值達(dá)到402cellsuL.微囊藻和浮游植物呈現(xiàn)類似的變化其在浮游植物中占有很大的比例(表1)在夏秋季節(jié)除竺山灣(點(diǎn)位1)以外浮游植物均以微囊藻為主.2.2溶解性無(wú)機(jī)氮季節(jié)變化0123451號(hào)點(diǎn)2號(hào)點(diǎn)3號(hào)點(diǎn)4號(hào)點(diǎn)NO3(mgL)10051001100911011105110912010123451號(hào)點(diǎn)2號(hào)點(diǎn)3號(hào)點(diǎn)4號(hào)點(diǎn)1009NH4(mgL)1001100511011105110912010.00.10.20.30