Nitrogen fixation associated with epiphytes on the seagrass Zostera marina in a temperate lagoon with moderate to high nitrogen loads
Nitrogen fixation associated with epiphytes on the seagrass Zostera marina in a temperate lagoon with moderate to high nitrogen loads
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中度至高氮负荷的温带泻湖中与大叶藻码头海草附生植物相关的固氮作用
DOI：
10.1007/s10533-023-01083-2
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发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
4
通讯作者：
Berg, Peter
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Marino, Roxanne;Hayn, Melanie;Howarth, Robert W.;Giblin, Anne E.;McGlathery, Karen J.;Berg, Peter
作为对浅温带泻湖中氮（N）负荷影响的长期研究的一部分，我们在2005年至2019年夏季期间测量了与海草（Zostera marina）附生植物相关的N2固定率，在沿着从高N地下水进入系统（表示为SH）到更好冲洗的外港（OH）的梯度的两个地点。这里提出的数据是第一个这样的长期N2固定估计任何海草系统和极少数报道的叶圈在温带系统之一。平均每日固定N2估计从光和暗测量使用乙炔还原测定intercalibrated使用掺入15 N2到生物量和一个新的应用程序的N2：Ar方法。令人惊讶的是，尽管大量的无机氮输入从氮污染的地下水羽，附生固氮率是中等到非常高的海草系统（OH站点14年平均值为0.94 mmol N m−2d−1），率最高的（2.6 mmol N m−2d−1），在氮负荷更多的富营养化位点（SH）测量其中溶解的无机氮较高，可溶性活性磷较低，比在更好的冲洗OH。超过95%的总N2固定测量是在光，这表明蓝藻的重要性，在附生植物组合。我们观察到两个研究地点内和两个研究地点之间的年际变化很大（范围从0.1到2.6 mmol N固定m−2d−1），我们认为这部分与气候变化有关。我们估计，在研究期间，叶圈N2固定的输入平均贡献额外的20%，每日总氮负荷内的海草草甸。
As part of a long-term study on the effects of nitrogen (N) loading in a shallow temperate lagoon, we measured rates of N2fixation associated with seagrass (Zostera marina) epiphytes during the summer from 2005 to 2019, at two sites along a gradient from where high N groundwater enters the system (denoted SH) to a more well-flushed outer harbor (OH). The data presented here are the first such long-term N2fixation estimates for any seagrass system and one of the very few reported for the phyllosphere in a temperate system. Mean daily N2fixation was estimated from light and dark measurements using the acetylene reduction assay intercalibrated using both incorporation of15N2into biomass and a novel application of the N2:Ar method. Surprisingly, despite a large inorganic N input from a N-contaminated groundwater plume, epiphytic N2fixation rates were moderately to very high for a seagrass system (OH site 14-year mean of 0.94 mmol N m−2d−1), with the highest rates (2.6 mmol N m−2d−1) measured at the more N-loaded eutrophic site (SH) where dissolved inorganic N was higher and soluble reactive phosphorus was lower than in the better-flushed OH. Over 95% of the total N2fixation measured was in the light, suggesting the importance of cyanobacteria in the epiphyte assemblages. We observed large inter-annual variation both within and across the two study sites (range from 0.1 to 2.6 mmol N fixed m−2d−1), which we suggest is in part related to climatic variation. We estimate that input from phyllosphere N2fixation over the study period contributes on average an additional 20% to the total daily N load per area within the seagrass meadow.
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