全湖肥料施用が底生生息地と浮遊生息地間の一次生産の分布に及ぼす影響

湖の一次生産がリンの負荷と正の関係にあるという認識は、ほとんど全てが植物プランクトンの研究に基づいています。これは、湖における底生生息地と浮遊生息地がしばしば別々の生態系として扱われ、それぞれのプロセスが独立して評価されるからです。しかし、光と栄養素はしばしば、底生生息地と浮遊生息地の両方で一次生産者を制限します。我々は、植物プランクトンの増加に伴う光の減少が底生藻類（ペリフィトン）の一次生産に補償的な減少を引き起こす可能性があるという仮説を検証しました。1991年から1995年の間、アメリカ・ミシガン州の4つの湖で、堆積物上のペリフィトン（エピペロン）、木上のペリフィトン（エピキシロン）、および植物プランクトンの生産を監視しました。1993年から1995年の夏の間、我々は3つの湖で窒素とリン（N:P ≥ 25 by atoms）を使って肥料を施し、0.3から2.0 mg P·m−3·d−1の範囲で植物プランクトンの生産を刺激しました。肥料施用に対するペリフィトンの反応は基質特異的でした：エピキシロンは肥料施用に伴い増加しましたが、エピペロンは減少しました。しかし、面積特異的生産が全湖規模に外挿されると、エピキシロンは決して底生一次生産の4％を超えることはありませんでした。したがって、エピペリック生産の減少が肥料施用に対する底生応答を支配しました。全湖（エピペロン＋植物プランクトン）の一次生産も推定しました。エピペリック藻類は、環境栄養素レベルで全湖一次生産の50～80％を構成しました。しかし、最も高い肥料施用率では、底生であった一次生産はわずか10～40％でした。水柱の肥料施用による全湖一次生産の増加は、植物プランクトン濃度の増加によりエピペリック藻類が影にされることで引き起こされる補償的な減少を考慮しなかったため、大幅に過大評価されました。