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(南京大學環(huán)境學院污染控制與資源化研究國家重點實驗室南京210093)摘要：通過室內(nèi)實驗和野外監(jiān)測相結(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)實驗結(jié)果表明水華微囊藻在以NH4N為氮源時比以NO3N為氮源時具有更高的生長以及光合能力當生長在不同的NH4NNO3N(濃度比)上時水華微囊藻均優(yōu)先吸收NH4N而當NH4N濃度大于2mgL時水華微囊藻的

2、生長速率急劇下降野外監(jiān)測結(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為主要氮源生長而低濃度NH4N環(huán)境避免了浮游植物的生長受到抑制兩者共同保證了夏秋季太湖浮游植物的高生長以及光合能力使得微囊藻生長旺盛、藍藻水華維持在嚴重狀態(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一般認為氮是海洋浮游植物生長的主要限制因子[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中具有重要作用在夏秋季藍藻水華暴發(fā)時期氮的作用更是超過磷成為限制浮游植物生長的因子[3].太湖中的氮以無機氮為主硝氮(NO3N)和氨氮(NH4N)在無機氮中占了主要部分其中又以NO3N居多[3]而對于這兩種太湖中

9、主要形態(tài)的氮在太湖藍藻水華自維持中的作用國內(nèi)外相關(guān)報道甚少.室內(nèi)實驗條件雖與自然條件相差甚遠但可讓我們了解太湖水華優(yōu)勢藻種在不同形態(tài)氮上時1生長以及光合特性的差異所以室內(nèi)藍藻培養(yǎng)實驗仍具有一定意義.本文擬通過室內(nèi)實驗和野外監(jiān)測相結(jié)合的方法探討NH4N和NO3N在太湖藍藻水華自維持中的不同作用.1材料與方法收稿日期：基金項目：國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展項目(2008CB418003)江蘇省自然科學重點基金項目（BK2010056）責任作者教授z

10、hkuili@nju.01002003004005001號點2號點3號點4號點浮游植物(cellsuL)10011005100911011105110912012001002003004005001號點2號點3號點4號點微囊藻(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(%)點位春季夏季秋季冬季140594346244829165356888765453718377Oliver和Ganf認為[8]水體中浮游植物濃度達到20cellsuL即可視為水華.從圖2可以看到四個湖區(qū)全年浮游植物濃度基本上均達到了這個數(shù)值夏秋季節(jié)達到峰值幾乎都處于100cellsuL以上其中以梅梁灣

12、(點位2)最為嚴重最高值達到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(點位1)以外浮游植物均以微囊藻為主.2.2溶解性無機氮季節(jié)變化0123451號點2號點3號點4號點NO3(mgL)10051001100911011105110912010123451號點2號點3號點4號點1009NH4(mgL)1001100511011105110912010.00.10.20.30