湖光巖瑪珥湖春季浮游植物對(duì)溶解態(tài)氮的吸收*

張國(guó)維，李長(zhǎng)玲，黃翔鵠，古濱河

(1:廣東海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，湛江 524088)

(2:美國(guó)佛羅里達(dá)大學(xué)土壤和水科學(xué)系，佛羅里達(dá)州 32611)

湖光巖瑪珥湖春季浮游植物對(duì)溶解態(tài)氮的吸收*

張國(guó)維1，李長(zhǎng)玲1，黃翔鵠1，古濱河2

(1:廣東海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，湛江 524088)

(2:美國(guó)佛羅里達(dá)大學(xué)土壤和水科學(xué)系，佛羅里達(dá)州 32611)

利用15N穩(wěn)定同位素示蹤技術(shù)，采用現(xiàn)場(chǎng)掛瓶培養(yǎng)的方法測(cè)定了湖光巖瑪珥湖浮游植物群落對(duì)銨態(tài)氮、硝態(tài)氮和尿素態(tài)氮的吸收速率，研究了湖光巖瑪珥湖浮游植物群落氮吸收及其吸收動(dòng)力學(xué)特征.結(jié)果表明：湖光巖瑪珥湖共檢測(cè)到浮游植物7門(mén)54種(包括變種和變型)，主要為藍(lán)藻門(mén)、硅藻門(mén)和綠藻門(mén)種類(lèi)，分別占浮游植物總量的44.68%、26.70%和19.21%，其中水華微囊藻(Microcystisflos-aquae)與銅綠微囊藻(Microcystisaeruginosa)為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)種，優(yōu)勢(shì)度分別為0.39與0.28.湖光巖瑪珥湖浮游植物群落對(duì)銨態(tài)氮的絕對(duì)吸收速率最高，分別是對(duì)硝態(tài)氮、尿素態(tài)氮絕對(duì)吸收速率的5.8和4.2倍，占3種溶解態(tài)氮總吸收量的73.3%.銨態(tài)氮、硝態(tài)氮和尿素態(tài)氮的相對(duì)優(yōu)先指數(shù)分別為2.907、0.190和1.192，說(shuō)明浮游植物群落優(yōu)先吸收銨態(tài)氮，其次為尿素態(tài)氮，最后為硝態(tài)氮.銨態(tài)氮、硝態(tài)氮和尿素態(tài)氮的周轉(zhuǎn)時(shí)間分別為3.72、57.03和9.07h.湖光巖瑪珥湖浮游植物對(duì)溶解態(tài)氮的吸收可用Michaelis-Menten酶動(dòng)力學(xué)方程描述，最大比吸收速率表現(xiàn)為銨態(tài)氮>尿素態(tài)氮>硝態(tài)氮，親和力表現(xiàn)為硝態(tài)氮>銨態(tài)氮>尿素態(tài)氮.湖光巖瑪珥湖浮游植物群落對(duì)銨態(tài)氮具有較高的吸收潛力，并且對(duì)硝態(tài)氮具有一定的親和力，具備利用硝態(tài)氮的能力.

湖光巖瑪珥湖；浮游植物；穩(wěn)定同位素；氮吸收；吸收動(dòng)力學(xué)

湖光巖瑪珥湖(21°09′N(xiāo)，110°17′E)是雷瓊新生代火山區(qū)中一個(gè)典型的瑪珥湖，位于中國(guó)廣東省湛江市西南方約18km處(圖1)，屬于熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年均氣溫23℃，其匯水面積為32km2，平均水深約為12m，最大深度約為22m[1].湖光巖瑪珥湖是由平地火山爆發(fā)后冷卻下沉形成的瑪珥式火山湖，湖水的變化主要取決于降水和地下水，是一個(gè)典型的亞熱帶湖泊，也是世界上最大的瑪珥湖，可作為研究瑪珥湖現(xiàn)代生態(tài)學(xué)的理想場(chǎng)所.由于湖光巖瑪珥湖是一個(gè)封閉式、面積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，自然環(huán)境獨(dú)特，水體生態(tài)環(huán)境良好，浮游植物群落結(jié)構(gòu)多樣，通過(guò)浮游植物對(duì)溶解態(tài)氮的吸收轉(zhuǎn)化作用完成湖泊氮素的生物循環(huán)和水質(zhì)凈化.

氮素的生物地球化學(xué)循環(huán)是整個(gè)生物圈物質(zhì)循環(huán)的重要組成部分，在湖泊營(yíng)養(yǎng)循環(huán)中占有重要地位[2].氮循環(huán)包括地球化學(xué)循環(huán)和生物循環(huán)，浮游植物是湖泊生態(tài)系統(tǒng)氮生物循環(huán)的主要承擔(dān)者，也是生物地球化學(xué)循環(huán)的關(guān)鍵環(huán)節(jié).有研究表明，湖泊生態(tài)系統(tǒng)中氮營(yíng)養(yǎng)物主要通過(guò)微生物的作用去除[3]，而浮游植物的作用也是必不可少的，它們?yōu)楹醚跣臀⑸锏南趸饔锰峁┏渥愕难鯕夂土己玫奈⑸鷳B(tài)環(huán)境，同時(shí)也直接吸收利用部分溶解態(tài)氮用于自身生長(zhǎng)[4].浮游植物作為水域生態(tài)系統(tǒng)中的初級(jí)生產(chǎn)者，是整個(gè)水域生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的基礎(chǔ)，其對(duì)水體營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)的變化能迅速做出響應(yīng)[5].溶解態(tài)氮是浮游植物吸收氮的主要形式，但不同形態(tài)氮的吸收特征因浮游植物群落組成和環(huán)境條件不同而存在差異[6].

浮游植物對(duì)溶解態(tài)氮的吸收，是湖泊生態(tài)系統(tǒng)氮循環(huán)的重要環(huán)節(jié)[7].國(guó)外對(duì)湖泊等水域生態(tài)系統(tǒng)浮游植物氮吸收的相關(guān)研究較多[8-10]，而國(guó)內(nèi)的相關(guān)研究較少[7，11-13].Gu等[9-10]利用15N同位素示蹤技術(shù)，對(duì)美國(guó)Smith、Okeechobee等湖泊中浮游植物氮吸收開(kāi)展了研究，揭示了浮游植物氮吸收的相關(guān)機(jī)理及其動(dòng)力學(xué)特征；在國(guó)內(nèi)，楊柳等[7]利用15N同位素示蹤技術(shù)研究了太湖的浮游植物群落對(duì)不同形態(tài)氮的吸收速率特征.目前，瑪珥湖研究主要集中在沉積與環(huán)境方面，而關(guān)于湖光巖瑪珥湖浮游植物氮吸收的研究尚無(wú)相關(guān)報(bào)道.因此，本文利用穩(wěn)定同位素示蹤技術(shù)，研究浮游植物群落對(duì)溶解態(tài)氮的吸收及其動(dòng)力學(xué)特征，了解浮游植物在氮循環(huán)中的作用規(guī)律，以期為湖光巖瑪珥湖氮素生物循環(huán)的研究提供基礎(chǔ)資料.

1 材料與方法

1.1 采樣

根據(jù)湖光巖瑪珥湖生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定并且相對(duì)封閉的水文條件，本研究共設(shè)6個(gè)采樣點(diǎn)(圖1)用于分析湖光巖瑪珥湖浮游植物群落組成特征，并選擇S4點(diǎn)位進(jìn)行穩(wěn)定同位素示蹤技術(shù)測(cè)定浮游植物氮吸收實(shí)驗(yàn).采樣于2013年5月12、13日進(jìn)行，用2.5L有機(jī)玻璃采水器采集水面下0.5m深水樣進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn).同時(shí)采水樣500ml裝入采樣瓶中，用于測(cè)定水化指標(biāo).另采集1L水樣，加15ml魯哥試劑固定，用于浮游植物群落組成分析.采樣的同時(shí)，用YSI 650 MDS型多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀(美國(guó))測(cè)定采樣水深處的溫度(T)、pH值、溶解氧(DO)等指標(biāo)，透明度(SD)用塞氏盤(pán)測(cè)定.測(cè)定氮吸收的浮游植物水樣用180μm的絹網(wǎng)過(guò)濾除去大型浮游動(dòng)物和碎屑，以排除對(duì)氮吸收的干擾[7].

1.2 水化指標(biāo)測(cè)定與浮游植物分析

水樣用孔徑為0.45μm的醋酸纖維濾膜抽濾后，濾膜用于葉綠素a測(cè)定，水樣用于總?cè)芙鈶B(tài)氮、總?cè)芙鈶B(tài)磷、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、尿素等測(cè)定.其中總?cè)芙鈶B(tài)氮、總?cè)芙鈶B(tài)磷測(cè)定采用過(guò)硫酸鹽氧化法[14]，尿素測(cè)定采用二乙酰一肟法[15]，銨態(tài)氮采用靛酚藍(lán)分光光度法[16]，硝態(tài)氮采用紫外分光光度計(jì)比色法[14].浮游植物葉綠素a含量測(cè)定采用丙酮萃取分光光度法[17].浮游植物計(jì)數(shù)采用計(jì)數(shù)框行格法，浮游植物種類(lèi)鑒定參照文獻(xiàn)[18].

1.3 氮吸收實(shí)驗(yàn)

圖1 湖光巖瑪珥湖及采樣點(diǎn)位置Fig.1 Geographical location of the Huguangyan Maar Lake and coring site

測(cè)定浮游植物對(duì)不同形態(tài)氮的吸收速率，采用掛瓶的方法，在S4點(diǎn)位采集0.5m深處水樣進(jìn)行原位掛瓶，將1L水樣加入1.1L透明聚乙烯培養(yǎng)瓶，再分別加入3種不同形態(tài)的氮穩(wěn)定同位素示蹤劑(15N-NH4Cl、15N-NaNO3、15N-Urea)，示蹤劑豐度均為98%(98% atom15N, Sigma-Aldrich)，在對(duì)應(yīng)深度進(jìn)行掛瓶培養(yǎng).同時(shí)掛3個(gè)不添加同位素的空白瓶用來(lái)測(cè)定浮游植物的氮同位素自然豐度.添加的15N穩(wěn)定同位素濃度要小于或等于環(huán)境氮濃度的10%來(lái)計(jì)算氮的吸收速率[19].15N-NH4Cl、15N-NaNO3、15N-Urea添加濃度分別為0.05、0.10、0.05μmol/L，掛瓶4h后向瓶中加入飽和氯化汞溶液終止實(shí)驗(yàn)[10].帶回實(shí)驗(yàn)室，用預(yù)先在450℃馬弗爐中灼燒3h的Whatman GF/C濾膜抽濾，再抽濾10ml去離子水以清洗掉吸附在濾膜上的示蹤劑.過(guò)濾后的膜放入70℃的烘箱中，48h后稱重[7].最后用刀片刮下浮游植物，用Pressed Tin Capsules 5mm×9mm錫囊包裝，藻體中δ15N和顆粒態(tài)氮(PN)由美國(guó)華盛頓州立大學(xué)實(shí)驗(yàn)室采用CF-ZRMS穩(wěn)定同位素比例質(zhì)譜儀(GV instruments Isoprime, Manchester, UK)測(cè)定.

參照如下公式，計(jì)算氮吸收特征參數(shù).

比吸收速率V(h-1)[20]為：

(1)

式中，15NS為實(shí)測(cè)樣品的15N豐度，15Nn為浮游植物15N的天然豐度(0.366%)，15Nenr為加入示蹤劑后培養(yǎng)介質(zhì)初始15N豐度，T為培養(yǎng)時(shí)間(h).

絕對(duì)吸收速率ρ(μmol/(L·h))[20]為：

ρ=V·PN

(2)

相對(duì)優(yōu)先指數(shù)RPI[7，20]、周轉(zhuǎn)時(shí)間TT(h)[21]為：

(3)

(4)

1.4 氮吸收動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)

吸收動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)采用濃度梯度法[10].采集0.5m深處水樣1L加入透明聚乙烯培養(yǎng)瓶，再加入3種不同形態(tài)的氮穩(wěn)定同位素示蹤劑，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)掛瓶實(shí)驗(yàn).示蹤劑濃度梯度為0.05、0.1、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0μmol/L，每種形態(tài)氮設(shè)置3個(gè)重復(fù).示蹤劑濃度梯度代表的是N原子的摩爾濃度，一分子Urea含有兩個(gè)N原子，因而Urea的添加濃度為以上濃度的一半[22].實(shí)驗(yàn)方法同1.3.

利用米氏(Michaelis-Menten)方程的Lineweaver-Burk plot法，將1/V對(duì)1/[S]作圖回歸計(jì)算米氏常數(shù)(KS)與最大比吸收速率(Vmax)，并通過(guò)對(duì)數(shù)作圖進(jìn)行吸收動(dòng)力學(xué)曲線擬合.

(5)

式中，S為底物濃度(μmol/L).

2 結(jié)果

2.1 浮游植物群落組成與環(huán)境特征

共檢測(cè)到湖光巖瑪珥湖浮游植物7門(mén)54種(包括變種和變型)，主要為藍(lán)藻門(mén)、硅藻門(mén)和綠藻門(mén)，分別占44.68%、26.70%和19.21%(圖2).各點(diǎn)位浮游植物豐度范圍為8.3×104～20.7×104cells/L.主要種類(lèi)有水華微囊藻(Microcystisflos-aquae)、銅綠微囊藻(Microcystisaeruginosa)、微小色球藻(Chroococcusminutus)、顆粒直鏈藻(Melosiragranulata)、小球藻(Chlorellavulgaris)等，其中水華微囊藻與銅綠微囊藻為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)種，優(yōu)勢(shì)度分別為0.39與0.28.

研究樣點(diǎn)的水溫約為30℃，pH值為7.83～8.10，溶解氧濃度范圍為6.82～7.05mg/L，透明度為370cm.光照、溫度與pH等環(huán)境條件適合浮游植物的生長(zhǎng)，春季浮游植物群落結(jié)構(gòu)組成較為復(fù)雜.葉綠素a(Chl.a)含量均值為2.76μg/L，應(yīng)用卡爾森營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)(TSI)對(duì)研究水域水體營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)，其葉綠素a分指數(shù)TSIM(Chl.a)為35.7，按照TSI指數(shù)在37以下為貧營(yíng)養(yǎng)的標(biāo)準(zhǔn)[23]，湖光巖瑪珥湖在春季表現(xiàn)出貧營(yíng)養(yǎng)特征.本研究表明湖光巖瑪珥湖不同采樣點(diǎn)位的浮游植物群落組成與理化因子差異較小，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定.

圖2 湖光巖瑪珥湖浮游植物群落結(jié)構(gòu)組成Fig.2 Phytoplankton community composition of the Huguangyan Maar Lake

2.2 氮吸收特征

2.2.1 比吸收速率與絕對(duì)吸收速率 氮吸收實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，浮游植物群落對(duì)銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、尿素態(tài)氮的比吸收速率(V)分別為0.076、0.013、0.018h-1，對(duì)銨態(tài)氮的比吸收速率約為硝態(tài)氮的5.8倍，約為尿素態(tài)氮的4.2倍.浮游植物群落對(duì)銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、尿素態(tài)氮的絕對(duì)吸收速率(ρ)分別為0.211、0.034、0.043μmol/(L·h)，浮游植物以銨態(tài)氮吸收占主導(dǎo).湖光巖瑪珥湖浮游植物對(duì)3種氮的比吸收速率與絕對(duì)吸收速率均表現(xiàn)為銨態(tài)氮>尿素態(tài)氮>硝態(tài)氮.

2.2.2 相對(duì)優(yōu)先指數(shù)與周轉(zhuǎn)時(shí)間 湖光巖瑪珥湖浮游植物氮吸收相對(duì)優(yōu)先指數(shù)(RPI)是銨態(tài)氮>尿素態(tài)氮>硝態(tài)氮，分別為2.907、1.192、0.190，表明浮游植物群落優(yōu)先吸收銨態(tài)氮，其次為尿素態(tài)氮，最后為硝態(tài)氮.湖光巖瑪珥湖浮游植物群落對(duì)銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、尿素態(tài)氮的吸收周轉(zhuǎn)時(shí)間(TT)分別為3.72、57.03、9.07h,表明湖光巖瑪珥湖浮游植物對(duì)銨態(tài)氮的吸收周轉(zhuǎn)快于尿素態(tài)氮和硝態(tài)氮.3種溶解態(tài)氮的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間為23.27h.

2.3 δ15N的變化特征

2.4 浮游植物對(duì)溶解態(tài)氮吸收動(dòng)力學(xué)特征

湖光巖瑪珥湖浮游植物群落對(duì)不同形態(tài)氮素的吸收速率均隨15N底物濃度的增加而增大，并逐漸趨于飽和(圖4).對(duì)氮營(yíng)養(yǎng)鹽的吸收速率與其初始濃度之間的關(guān)系符合Michaelis-Menten方程V=Vmax·S/(KS+S).經(jīng)Lineweaver-Burk作圖法線性回歸求得Vmax和KS.浮游植物群落對(duì)銨態(tài)氮的最大比吸收速率為2.943h-1，顯著高于硝態(tài)氮和尿素態(tài)氮；浮游植物群落對(duì)3種溶解態(tài)氮的親和力(1/KS)表現(xiàn)為硝態(tài)氮>銨態(tài)氮>尿素態(tài)氮.湖光巖瑪珥湖浮游植物群落對(duì)銨態(tài)氮具有最大的吸收潛力，同時(shí)對(duì)硝態(tài)氮具有一定的親和力，具備利用硝態(tài)氮的能力(圖4).

圖3 不同15N底物和不同濃度條件下，掛瓶4h實(shí)驗(yàn)后浮游植物δ15N值(各組間字母不同表示差異顯著)Fig.3 Comparison of δ15N values of phytoplankton after the experiment when different substrate forms and concentrations of 15N were added

圖4 湖光巖瑪珥湖浮游植物群落氮吸收動(dòng)力學(xué)曲線Fig.4 Nitrogen uptake kinetic curves for phytoplankton in the Huguangyan Maar Lake

3 討論

3.1 不同形態(tài)氮吸收速率的比較

3.2 不同形態(tài)氮的吸收選擇性

浮游植物對(duì)不同形態(tài)氮的吸收優(yōu)先性與浮游植物群落結(jié)構(gòu)有關(guān)，氮的存在形態(tài)也會(huì)影響浮游植物的群落結(jié)構(gòu)[32-33].McCarthy等[34]提出了RPI的概念，用于表征哪一種氮源是浮游生物優(yōu)先利用的形式.相對(duì)優(yōu)先指數(shù)等于1，表明浮游生物對(duì)該營(yíng)養(yǎng)鹽的吸收正比于其提供量；相對(duì)優(yōu)先指數(shù)大于或小于1，表明相對(duì)于提供量而言，浮游生物具有較快或較慢的吸收速率[11].Wheeler等[35]證明銨態(tài)氮的吸收是水域生態(tài)系統(tǒng)氮吸收的主要部分之一，這與原核生物的生命活動(dòng)密切相關(guān).本研究結(jié)果表明，湖光巖瑪珥湖浮游植物群落組成中，原核生物中的藍(lán)藻為主要組成部分，占44.68%，其絕對(duì)優(yōu)勢(shì)種為水華微囊藻與銅綠微囊藻.湖光巖瑪珥湖浮游植物對(duì)銨態(tài)氮吸收的相對(duì)優(yōu)先指數(shù)高，表明除了吸收銨態(tài)氮所消耗能量最少的內(nèi)因之外，該湖泊中以藍(lán)藻門(mén)為主的浮游植物群落組成對(duì)其也有一定影響.湖光巖瑪珥湖浮游植物群落對(duì)銨態(tài)氮吸收的相對(duì)優(yōu)先指數(shù)大于硝態(tài)氮和尿素態(tài)氮，銨態(tài)氮是湖光巖瑪珥湖浮游植物優(yōu)先利用的氮源.硝態(tài)氮的相對(duì)優(yōu)先指數(shù)相對(duì)較低而周轉(zhuǎn)時(shí)間較長(zhǎng)，硝態(tài)氮是湖光巖瑪珥湖浮游植物群落吸收的一種次要氮源.因此，銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、尿素態(tài)氮都是湖光巖瑪珥湖浮游植物可吸收的氮源，而浮游植物更偏好銨態(tài)氮.

3.3 吸收動(dòng)力學(xué)

浮游生物營(yíng)養(yǎng)吸收動(dòng)力學(xué)的研究目的主要在于獲得浮游生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽吸收方面的有關(guān)參數(shù)，并通過(guò)這些參數(shù)對(duì)浮游生物的生態(tài)習(xí)性和特點(diǎn)作出推斷和闡釋?zhuān)瑥亩私馑鼈冊(cè)谏鷳B(tài)系統(tǒng)中的作用和功能[13].Michaelis-Menten方程是表示一個(gè)酶促反應(yīng)的起始速度與底物濃度關(guān)系的速度方程[36].Suttle等[37]的研究表明，浮游植物對(duì)氮的吸收過(guò)程可用Michaelis-Menten方程來(lái)描述.Vmax表征細(xì)胞對(duì)營(yíng)養(yǎng)離子的吸收潛力，KS表征細(xì)胞對(duì)營(yíng)養(yǎng)離子的親和力[38].

本實(shí)驗(yàn)中，湖光巖瑪珥湖浮游植物對(duì)銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、尿素態(tài)氮的吸收動(dòng)力學(xué)符合Michaelis-Menten方程(圖4).銨態(tài)氮的Vmax高于尿素態(tài)氮和硝態(tài)氮，表現(xiàn)出浮游植物群落對(duì)銨態(tài)氮具有較高的吸收潛力.銨態(tài)氮、尿素態(tài)氮的KS分別約為其環(huán)境濃度的2.6倍和11.5倍，而硝態(tài)氮的KS低于其環(huán)境濃度，這個(gè)結(jié)果與Gu等[9]對(duì)Smith湖的研究結(jié)果相似.湖光巖瑪珥湖浮游植物群落對(duì)硝態(tài)氮的KS最小，說(shuō)明在環(huán)境氮濃度較低的條件下浮游植物細(xì)胞對(duì)硝態(tài)氮具有一定的親和力，具備利用硝態(tài)氮的能力.

3.4 湖光巖瑪珥湖溶解態(tài)氮吸收的重要性

氮是湖泊水體的營(yíng)養(yǎng)限制因子[39-41].湖泊生態(tài)系統(tǒng)中氮的生物地球化學(xué)循環(huán)是生物圈物質(zhì)能量循環(huán)的重要組成部分，浮游植物對(duì)溶解態(tài)氮的吸收、轉(zhuǎn)化是湖泊中氮生物循環(huán)的關(guān)鍵環(huán)節(jié).本研究結(jié)果表明，湖光巖瑪珥湖中銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、尿素態(tài)氮都是浮游植物可吸收的氮源，浮游植物對(duì)這幾種氮的吸收動(dòng)力學(xué)曲線均可通過(guò)Michaelis-Menten方程進(jìn)行描述，并且浮游植物對(duì)銨態(tài)氮表現(xiàn)出高吸收速率，更偏好利用銨態(tài)氮.浮游植物對(duì)溶解態(tài)氮的吸收轉(zhuǎn)化作用一定程度上降低了水體氮濃度，參與湖泊中氮素的生物循環(huán)，對(duì)湖泊水體自凈起了重要的生物學(xué)作用，另外，有關(guān)浮游植物氮吸收的深入研究也有助于進(jìn)一步豐富湖泊浮游植物的營(yíng)養(yǎng)理論.

致謝：古濱河在同位素樣品測(cè)定和實(shí)驗(yàn)方法上提供的重要幫助，劉新宇、曾園園、梁輝健、李新宇等協(xié)助完成采樣工作，在此向他們表示衷心的感謝.

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Uptake of dissolved nitrogen by phytoplankton in spring in Huguangyan Maar Lake

ZHANG Guowei1， LI Changling1， HUANG Xianghu1& GU Binhe2

(1:FisheriesCollege，GuangdongOceanUniversity，Zhanjiang524088，P.R.China)

(2:TheSoilandWaterScienceDepartment，UniversityofFlorida，F(xiàn)lorida32611，USA)

Using15N stable isotope tracer technique by adopting thein-situflask culture， the uptake rates of ammonium， nitrate and urea by phytoplankton community were measured in Huguangyan Maar Lake， in order to characterize the nitrogen absorption and the characteristics of absorption kinetics by phytoplankton community in spring in the lake. The results showed that there were 54 species (including varieties and forms belonging to 7 phyla) of phytoplankton in the lake， mainly from the Cyanophyta， Bacillariophyta and Chlorophyta， which accounted for 44.68%， 26.70% and 19.21%， respectively.Microcystisflos-aquaeandM.aeruginosawere the absolute dominant species， and the dominance indexes were 0.39 and 0.28， respectively. Uptake rate of ammonium of phytoplankton community was the highest， about 5.8 times of nitrate， 4.2 times of urea， and accounted for 73.3% of the total nitrogen uptake of the three kinds of dissolved nitrogen. The relative preference indices for ammonium， nitrate and urea were 2.907， 0.190 and 1.192， respectively. Phytoplankton communities prefer uptaking ammonium， followed by urea， and finally nitrate. The turnover time for ammonium， nitrate and urea were 3.72， 57.03 and 9.07h， respectively. Nitrogen uptake kinetics of phytoplankton community agree with Michaelis-Menten equation. The maximum uptake rate was ammonium>urea>nitrate， and affinity (1/Ks) was nitrate>ammonium>urea. Phytoplankton community of the Huguangyan Maar Lake has a high absorption potential of ammonium， and a certain affinity to nitrate， therefore， the lake has the ability to use nitrate.

Huguangyan Maar Lake; phytoplankton; stable isotope; nitrogen uptake; absorption kinetics

*廣東省科技攻關(guān)項(xiàng)目(2010B060200011)和廣東省自然基金項(xiàng)目(9152408801000003)聯(lián)合資助.2014-03-08收稿；2014-10-08收修改稿.張國(guó)維(1988～)，男，碩士研究生；E-mail:twzhangguowei@126.com.

J.LakeSci.(湖泊科學(xué))， 2015， 27(3)： 527-534

http： //www.jlakes.org.E-mail： jlakes@niglas.ac.cn

?2015 byJournalofLakeSciences

**通信作者；E-mail:ybcl901@126.com.