不同氮磷比对藻类生长的影响

丰茂武等：不同氮磷比对藻类生长的影响176l9天分别达到1．1x10个·mL～，1．2x10个·mL～，8．O×l0个．mL～，是低氮条件(0：0，0：1)的8～12倍。．9lI875765a(N：P=0：0、．LpH----O----莲堕鱼量J864—2O【12108毛642O12345678910llf／dcfN：P=5：11—★一pH—一藻类细胞含量7891Ol116：1、—★一pH---O'--藻类细胞含量160000{140000]120000i00000180000J60000—4000020000012345678910l1t／d12108毛6420450000400000350000300000250000200000嚣150000基。0。0。0。0。霪O由图4可知，藻类生长都有它适合的pH范围，本实验中可以看到，适合藻类生长的pH范围在8．5~9．5之间。藻类生长周期内，水体pH变化明显。985875765b(N：P=0：11【—·r—p“■■藻类生物量1234567891011t／dd(N：P=10：1、—●一pH—一藻类细胞含量18000016000014000012000010000080000鲞000霪200000700000600000一{500000皇400000I300000嚣200000星J100000012345678910llt／d90000012r800000700000。『600000户8：吾300000翟4120000o蒸2}10000000g(N：P=80：11ffN：P=40：l1二!二pH莲誊翘鱼1234567891011t／d1000000、800000厶600000嚣：400000薰2000001234567891Ol1t／d图4pH与藻细胞密度的关系Fig4TherelationbetweenpHandtheamountofalagebiomass14000001200000_,-,1000000g800000600000翻400000薰2o0o0OOg．_)＼稍霉最O9876543210生态环境第l7卷第5期(2008年9月)图4a，b中，pH初始为7．5，逐渐上升到8．6，再逐渐降低到7．8左右稳定。而在图4：C，d，e，Cg中，pH初始为7．5，随着藻类的大量增长，逐渐上升到9．0～9．5，再逐渐降到8．5左右。这说明藻类生长周期内pH随着藻种群密度的增加呈现一定的变化规律。刘春光【2llJ等人的研究也说明了这一点。从图5我们可以得到，当环境中的磷源供应充足时，氮源成为影响藻类生长的限制因子。喜<_粕翟最015l0164080N：P图5培养11d后不同氮磷比对藻类生长的影响Fig．5EffectofdifferentN／Pratiosonthegrowthofalageafter11days3讨论Redfield定律认为，藻类细胞组成的原子比率C：N：P=106：16：1，如果氮磷比超过16：l，磷被认为是限制性因素；反之，当氮磷比小于10：l时，氮通常被考虑为限制性因素；而当氮磷比在10～20之间时，限制性因素则变得不确定l2。此规律一般适合海洋及湖泊等淡水中浮游植物的生长引。但由于藻类对氮、磷吸收率的不同，氮磷比对藻类生长的影响并不表现在一个确定值上，也不能用该比例来确定一个特定水环境中影响藻类生长的限制性因素，而应结合氮、磷质量浓度与氮磷比进行综合考虑。当磷源充足的情况下，适合藻类生长的最佳比例为40：1，可见Redfield定律有其一定的范围。而在不同质量浓度的磷对藻类生长的实验中，则符合了这一定律，根据玄武湖最近水质来看，玄武湖属于磷限制性湖泊。pH与藻类具有相对较好的相关性。在迟缓期，藻类需要经过一段时间的调整和适应，生物量增长缓慢，新陈代{身缓慢，pH表现缓慢增加；进入对数期，藻生长速度加快，此时的生命活性较高，表现到pH为迅速增加；在稳定期，随着营养物质的消耗，藻类生长的速度与死亡速度大体一致，生物量基本不再增加，pH也保持在一个相对稳定的范围。最后，一方面由于水体中依然保存一定数量的藻类，另一方面，由于藻类的光合作用，水体中存在一定量的CO2，也使得pH趋于稳定【2剞。玄武湖是一个典型的城市浅水型湖泊，近几十年来，由于沿湖周围工业的发展及人类活动的加剧，导致了湖泊的富营养化。从20世纪80年代末开始，采用了污水拦截、清淤、引水稀释等治理措施，迄今为止，湖泊的状况有所改善，但是每年仍会有大规模的藻类爆发。防治湖泊富营养化的措施之一是保持氮、磷及其它营养元素对湖泊的输人与输出保持在一个平衡的状态，并逐步降低湖泊中的磷质量浓度，最终使磷含量维持在一个较低的水平。5结论1．氮磷比与藻类生长关系密切。藻类的生长并不依赖于单一的氮或磷等营养元素。当环境中磷质量浓度较少时(p=0～0．1mg·L)，藻类生长的最佳条件是pp=0，07mg·L：当环境中的磷充足时=0．1～1mg·L)，藻类生长的最佳条件是N：P=40：1。2．藻类生长可导致环境中pH的变化。藻类的大量增殖会导致环境中的pH上升，由最初的7．5上升到9．0～9．5，并最终稳定在8．5左右。3．玄武湖是磷限制性湖泊，治理的关键是去除其中多余的磷。4．Redfield定律有其适用的范围。当环境中氮或磷元素质量浓度较高时，此定律就失去了其应用范围。参考文献：[1]MCCOMBAJ．EutrophicShallowEstuariesandLagoons[M]．BocaRaton，FL：CRCPress，1995：126-127．[2]LIVINGSTONRJ．EutrophicationProcessesinCoastalSystems：OriginandSuccessionofPlanktonBloomsandEffectsonSecondaryProductioninGulfCoastEstuaries[M]BocaRaton，FL：CRCPress，2002：145—147．[3]SANDERSJG’CIBIKSJ，DELIACF，eta1．Nutrientenrichmentstudiesinacoastalplainestua~：changesinphytoplanktonspeciescomposition[J]．CanadianJournalofFisheriesandAquaticScience，1987，44：83-90．[4]VITOUSEKPM，MOONEKHA，LUBCHENKOJ，eta1．HumandominationofEarth’Secosystems[J]Science，1997，277：233—239．[5]GUNNELA．Phosphorusasgrowth—regulatingfactorrelativetootherenvironmentalfactorsinculturedalgae[J]Hydrobiologia，1988，l70：19l一2l0[6]TILMAND．ResourceCompetitionandCommunityStructure[M]NewJersey：PrincetonUniversityPress，1982：98—99．[7]HOSUBK，SOONJINH，JAEKIS，eta1．EffectsoflimitingnutrientsandN：Pratiosonthephytoplanktongrowthinashallowhypertrophicreservoir[J]．Hydrobiologia，2007，581：255-267．[8]CARONDA，LIMEL，SANDERS，Reta1．ResponseofbacterioplanktonandphytoplanktontoorganiccarbonandinorganicOO0OO0OO∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞42O8642丰茂武等：不同氮磷比对藻类生长的影响1763nutrientadditionsincontrastingoceanicecosystems[J]．AquaticMicrobialEcology,2000，22：175-184．[9]DUARTECM，AGUSTIS，AGAWINSR．ResponseofaMediterraneanphytoplanktoncommunitytoincreasednutrientinputs：amesocosmexperiment[J]．MarineEcologyProgressSeries，2000，l95：61．70．[10]DUFOURP，BERLANDB．NutrientcontrolofphytoplanktonicbiomassinatolllagoonsandPacificOceanwaters：studieswithfactorialenrichmentbioassays[J]．JournalofExperimentalMarineBiologyandEcology,1999，234：147-166．[11】THINGSTADTF，ZWEIFEL，UL，RASSOULZADEGANFELimitationofheterotrophicbacteriaandphytoplartktoninthenorthwestMediterranean[J]．LirrmolandOceanogr,1998，43(1)：88—94．[12]DIAZRAIMBAULTP，BAUDJELLALB，eta1．EarlyspringphosphoruslimitationofprimaryproductivityinaNWMediterraneancoastalzone(Gulfoflion)[J]．MarineEcologyProgressSeries，2001，2lI：51—62．[13]ZOHARYLROBARTSRDExperimentalstudyofmicrobialPlimitationintheeasternMediterranean[J]．LimnolandOceanogr,1998，43f31：387-395．[14]CaoXiuyun，SongChunlei，LiQingman，eta1．DredgingeffectsonPstatusandphytoplanktondensityandcompositionduringwinterandspringinlakeTaihu，China[J]．Hydrobiologia，2007，581：287—295．[15】LiYeguang，LiZhongkui，GengYahong，eta1．EffectofN，Pconcentrationongrowthrate[J]．ActaEcologicaSinica，2006，26(2)：317．325．[16]DOKULILM，CHEN、v，CAIQ．AnthropogenicimpactstolargelakesinChina：theTaihuexample[J]．AquaticEcosystemHealth&Management，2000，3：81-94．[17]钟卫鸿，单剑锋，薛浚，等．氮和磷对铜山源水库优势藻生长影响实验研究[J】．环境污染与防治，2003，25(1)：20．22．ZhongWeihong，ShanJianfeng，XueJun，eta1．EffectofNandPonmainalgaegrowthintongshanyuanreservoir[J]．EnvironmentalPollution&Control，2003，25(1)：2O一22．[18]孙凌，金相灿，钟远，等．不同氮磷比条件下浮游藻类群落变化[应用生态学报，2006，17(7)：1218-1223．SunLing，JinXiangcan，ZhongYuan，eta1．Changesofalgalcommunitiesinwat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