学术论坛：（一）湖泊富营养化治理——控磷？还是控氮？
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许博士课堂 | Algae-Hub 制作
编者按
湖泊富营养化是一个全球性的问题，其中氮磷控制是治理的重要手段。然而氮磷控制策略不仅在学界一直争论不休，在实践中也往往“胜负难料”。因此，我们选择这一话题作为Algae–Hub学术论坛的开篇之作。
一方面，该话题是当前的热点，被多篇文章和报道热议，为了厘清理论的来龙去脉，同时将各种代表性的观点收集整理，以飨读者。
另一方面，恰闻许海博士最近在整理这方面的文献资料，所以这里请他主笔此文，供大家鉴赏。
Algae–Hub学术论坛将推出系列文章，敬请关注和期待。
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控磷控氮之争
控氮控磷之争 | Algae-Hub 制作
观点一：湖泊富营养化治理只需控磷，无需控氮。
基于37年的全湖实验结果，加拿大学者发现，单独控磷即可以显著抑制藻类生长，而单独控氮则会诱导固氮蓝藻的产生，固氮蓝藻可以通过固氮满足自身的氮需求，不能有效降低
藻类生物量，由此提出湖泊富营养化治理只需控磷，无需控氮的观点。
控磷观点
观点二：富营养化治理需要氮磷同时控制
控磷观点在国际上引起了很大争议，很多学者对此持反对态度，他们在科学杂志上展开了激烈的争论。以Conley 为代表的一批学者提出湖泊富营养化的治理需要靠两条腿走路，氮磷同时控制更有效果。他们认为很多湖泊发生富营养化后，水体磷在底泥和水相之间快速循环，同时很多湖泊藻类往往以非固氮蓝藻为优势，同时控制氮磷可以显著降低藻类生物量，只控磷的策略不仅无法在一些富营养化湖泊中发挥作用，还会导致大量的氮进入海湾和海洋。
“Controlling eutrophication: nitrogen and phosphorus”
Conley et al. Science 322: 1014-1015, Feb, 2009
控氮控磷观点供
Shindler 等人立即回应，认为控氮还需要更多事例支持！
质疑控氮：控氮还需要更多的案例支持！
Shindler 等人认为通过控磷成功的案例有很多，控氮还需要更多的案例支持！
Reply of Conley et al.
'Eutrophication: More Nitrogen Data Needed'
W. Schindler and R.E. Hecky. Science 2009, 24: 721-722.
质疑控氮
然而，水生态系统固氮并不是总能实现的，而且控磷措施在很多浅水富营化湖泊都没有成功。
Eutrophication: Time to Adjust Expectations
Conley D J, et al. Science, 2009, 724-725.
Science上关于氮磷控制的争论
观点三：湖泊治理需要氮磷同时控制，夏季优先控氮
国内学者通过实验湖沼学实验发现，太湖藻类的生长在夏季主要受到氮限制，春季则主要受到磷限制。因此有学者认为湖泊治理应该在磷限制的时期优先控磷，氮限制的时期优先控氮，对于蓝藻水华暴发严重的夏季，应该优先控氮(Ma et al., 2015)。
实际上，因为湖泊所处的地理背景，湖泊的氮磷污染水平和污染历史，及湖泊的面积、深度、水力停留时间等均具有很大的差异性，湖泊的氮磷控制策略不能一概而论。
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氮磷限制的几个问题
中国湖泊富营养化问题比较严重，湖泊的治理目前正处在关键时刻，因此针对湖泊的氮磷控制策略有必要就几个问题进行阐明，供大家参考。
2.1 氮磷限制的概念
我们经常提到湖泊的磷限制或氮限制，湖泊富营养化治理也是根据藻类生长的氮磷限制为基础制定的控制策略。很多学者提出湖泊的严重富营养化早已使各类营养盐严重过量，不会再存在营养盐限制的问题；也有学者认为要控制生物生长，各种必需元素控一即可，氮磷是藻类生长的必需元素，因此控制其中一种即可。其实这些观点对限制因子的理解并不全面。
限制因子的概念最早是由德国有机化学家Liebig 在1840年提出的，他在研究谷物产量时发现，植物对某些矿物盐类的要求不能低于某一数量，当某种土壤不能供应这一最低量时，不管其它养分的量如何充足，该植物也不能正常生长；作物的产量常常不是过剩的营养物质所限制，而是取决于供应量不足的营养物质，后来人们将此称为Liebig最小限制因子定律。这与系统中的“木桶原理”涵义一致。
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