Phytoplankton-Specific Response to Enrichment of Phosphorus-Rich Surface Waters with Ammonium, Nitrate, and Urea
Notice bibliographique
Résumé
Supply of anthropogenic nitrogen (N) to the biosphere has tripled since 1960; however, little is known of how in situ response to N fertilisation differs among phytoplankton, whether species response varies with the chemical form of N, or how interpretation of N effects is influenced by the method of analysis (microscopy, pigment biomarkers). To address these issues, we conducted two 21-day in situ mesocosm (3140 L) experiments to quantify the species- and genus-specific responses of phytoplankton to fertilisation of P-rich lake waters with ammonium (NH(4)(+)), nitrate (NO(3)(-)), and urea ([NH(2)](2)CO). Phytoplankton abundance was estimated using both microscopic enumeration of cell densities and high performance liquid chromatographic (HPLC) analysis of algal pigments. We found that total algal biomass increased 200% and 350% following fertilisation with NO(3)(-) and chemically-reduced N (NH(4)(+), urea), respectively, although 144 individual taxa exhibited distinctive responses to N, including compound-specific stimulation (Planktothrix agardhii and NH(4)(+)), increased biomass with chemically-reduced N alone (Scenedesmus spp., Coelastrum astroideum) and no response (Aphanizomenon flos-aquae, Ceratium hirundinella). Principle components analyses (PCA) captured 53.2-69.9% of variation in experimental assemblages irrespective of the degree of taxonomic resolution of analysis. PCA of species-level data revealed that congeneric taxa exhibited common responses to fertilisation regimes (e.g., Microcystis aeruginosa, M. flos-aquae, M. botrys), whereas genera within the same division had widely divergent responses to added N (e.g., Anabaena, Planktothrix, Microcystis). Least-squares regression analysis demonstrated that changes in phytoplankton biomass determined by microscopy were correlated significantly (p<0.005) with variations in HPLC-derived concentrations of biomarker pigments (r(2) = 0.13-0.64) from all major algal groups, although HPLC tended to underestimate the relative abundance of cyanobacteria. Together, these findings show that while fertilisation of P-rich lakes with N can increase algal biomass, there is substantial variation in responses of genera and divisions to specific chemical forms of added N.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
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