Pulsing versus constant supply of nutrients (N, P and Si): effect on phytoplankton, mesozooplankton and vertical flux of biogenic matter

• Autores: Camilla Svensen, Jens C. Nejstgaard, Jorun K. Egge, Paul Wassmann
• Localización: Scientia Marina, ISSN 0214-8358, Vol. 66, Nº. 3, 2002, págs. 189-203
• Idioma: inglés
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    Suplementos constantes vs pulsos de nutrientes (N, P y Si): Efecto sobre el fitoplancton, mesozooplancton y en el flujo de materia biogénica. - Se realizó un experimento en agua de mar verticalmente estratificada y confinada en ocho mesocosmos de 27 m3 (9.3 m de profundidad, 2 m de diámetro, 90% de penetración de luz), con el fin de comprobar si la adición de pulsos de nutrientes puede causar: 1. Un incremento de la producción primaria, 2. Un incremento en la biomasa de fitoplancton, 3. Aumento temporal de la desincronización entre los hervíboros y la biomasa de fitoplancton. 4. Aumento de la tasa de sedimentación y si la respuesta de 1-4 puede ser distinta en sistemas fertilizados con y sin silicato. A todos los mesocosmos se añadía nitrato y fosfato (NP), mientras que el silicato solo se añadió a cuatro de los mesocosmos (NPS). Cada mesocosmo recibía la misma cantidad total de nutrientes, pero los nutrientes eran administrados en 4 intervalos diferentes, variando desde una única adición a adiciones en continuo. En los mesocosmos donde los nutrientes se habían añadido en uno o dos pulsos se desarrollaba una proliferación algal semejante a la de primavera, caracterizado por una elevada producción primaria, una elevada biomasa suspendida de clorofila a (chl a) y carbono orgánico particulado (POC) y una elevada tasa de sedimentación. En cambio los mesocosmos que recibían nutrientes una vez cada tres días o en adiciones continuadas, se comportaban como sistemas regenerados con bajas concentraciones de Chl a y POC suspendidos y bajas y estables tasas de pérdidas. Debido a un inóculo típico de otoño con dominancia de dinoflagelados y flagelados, las diatomeas no dominaban los mesocosmos NPS. El único efecto significativo de las adiciones de silicato era el de incrementar el flujo vertical de nitrógeno orgánico en los mesocosmos NPS y aumentar la biomasa de microzooplancton. El mesozooplancton no mostraba ninguna respuesta a las diferentes frecuencias de adición de nutrientes. Sin embargo, la acumulación de biomasa de mesozooplancton era más elevada en los NP-mesocosmos, probablemente reflejando mejores condiciones de alimentación. Concluimos que la frecuencia en la adición de nutrientes tenía una influencia más acusada en el desarrollo del fitoplancton y del flujo vertical de carbono que la adición o no adición de silicato en este experimento.

  • English

    An experiment with eight vertically stratified seawater enclosures of 27 m3 (depth 9.3 m, diameter 2 m, 90% penetration of PAR) was run in order to test whether pulsed addition of nutrients may cause: 1, higher primary production; 2, higher build-up of phytoplankton biomass; 3, larger temporal mismatch between herbivores and phytoplankton biomass; and 4, higher sedimentation rates, distinguishing in each case between silicate and non-silicate fertilised systems. Nitrate and phosphate were added to all enclosures (NP), while silicate was added to four of the enclosures (NPS). Each enclosure received the same total amount of nutrients, but the nutrients were supplied at four different intervals ranging from one single load to continuous additions. Spring bloom-like systems developed where nutrients were added in one or two pulses as they were characterised by high primary production, high suspended biomass of chlorophyll a (Chl a) and particulate organic carbon (POC) and high sedimentation rates. In contrast, the seawater enclosures receiving nutrients about every third day or in a continuous supply resembled regenerated systems with low concentrations of suspended Chl a and POC and with low and stable loss rates. Due to a typical autumn inoculum with dominance of dinoflagellates and flagellates, diatoms did not dominate the NPS enclosures. The only significant effect of the silicate addition was higher vertical flux of particulate organic nitrogen in the NPS enclosures, and higher microzooplankton biomass. The mesozooplankton did not show responses to the different frequencies of nutrient additions. However, accumulation of mesozooplankton biomass was higher in the NP-mesocosms, probably reflecting better feeding conditions. We conclude that the frequency of nutrient additions had a stronger influence on the development of the phytoplankton and vertical flux of carbon than the +/- silicate treatment in this experiment.