湖泊富营养化治理——控磷还是控氮？

关于淡水湖泊富营养化治理要不要控氮，争论的焦点是固氮蓝藻对控氮的响应，控氮是否会导致固氮蓝藻形成优势，满足生态系统氮需求？

加拿大实验湖区227号湖37年的大规模实验结果，认为当水中富磷而缺氮时，会出现具有固氮功能的蓝藻，固氮作用可以弥补浮游植物生长过程中需要的氮。

然而很多富营养化湖泊并不是固氮蓝藻占优势。蓝藻固氮是个耗能的过程，固氮过程依赖于光照提供能量，在超富营养的水体或风浪扰动频繁的浅水湖泊，光的利用性不断下降，导致非固氮蓝藻成为优势。同时，固氮作用还受其他元素影响，如固氮作用需要有足够的铁参与，铁的缺乏也往往限制了固氮作用。因此，氮限制并不是非固氮蓝藻向固氮蓝藻演替的决定因子。

即使是固氮蓝藻占优势的情况下，也不能保证有效的固氮。例如，离227号湖不足3 km的226号湖，即使在氮磷供应比例向着氮限制状态发展的情况下，也没有检测到固氮作用，而且当向湖中单独施用磷肥时，叶绿素和初级生产力也只有轻微的增加(Lewis and Wurtsbaugh, 2008)。对加拿大227号湖实验数据进行重新处理后发现，由蓝藻固定的氮不足以弥补外源氮的减少，而且浮游植物生物量随可利用氮的降低而降低(Scott et al., 2011)。研究表明由蓝藻固氮作用输入到水生态系统中的氮远不足浮游植物氮需求的10-50% 。因此，氮控制可以有效降低浮游植物的生物量。

我国浅水富营养化湖泊为什么亟待同时控制氮磷？

浅水湖泊水体氮磷的动态取决于外源输入与湖内的氮磷循环过程。