隨機(jī)選擇18個(gè)柱，使用改性土壤進(jìn)行絮凝處理。將改性土壤懸浮液加入水華水中，并用玻璃棒攪拌。每個(gè)柱中改性土壤的最終濃度為3 mg/L殼聚糖和100 mg/L土壤。將絮凝后的柱靜置3小時(shí)，使藻絮體沉降。隨后，從絮凝后的柱中取出9個(gè)，覆蓋一層1厘米厚的天然土壤。僅進(jìn)行絮凝處理的9個(gè)柱標(biāo)記為"F-no capping"，進(jìn)行絮凝-覆蓋處理的9個(gè)柱標(biāo)記為"F-capping"。其余9個(gè)未進(jìn)行任何處理的柱設(shè)為"對(duì)照"。

所有柱在底部上方約15厘米處用布包裹以確保黑暗環(huán)境。此后，將每個(gè)處理組（對(duì)照、F-no capping、F-capping）的9個(gè)柱平均分為三部分（每組三個(gè)柱），分別在8°C、25°C和35°C下于熒光燈（2000-3000勒克斯，12小時(shí)光照/12小時(shí)黑暗）下培養(yǎng)。為使不同處理中的藻活力處于相同水平并使藻培養(yǎng)物適應(yīng)新溫度，所有柱在采樣前在相應(yīng)溫度條件下穩(wěn)定10小時(shí)。

活力實(shí)驗(yàn)持續(xù)60天，在第0、15、30、45和60天測(cè)量葉綠素a濃度。第0天的樣品取自對(duì)照組表層水以下10厘米處，并用0.45μm膜過(guò)濾。F-no capping和F-capping組的樣品為柱底沉積的藻絮體。對(duì)于葉綠素a濃度分析，所有樣品用90%丙酮在4°C下提取24小時(shí)，并用分光光度計(jì)測(cè)量。使用第0天和第60天的相同樣品分析形態(tài)、光合作用和呼吸作用。樣品在6000 rpm下離心3分鐘，用2.5%戊二醛預(yù)固定4小時(shí)，并用磷酸鹽緩沖液洗滌。然后，樣品用1%四氧化鋨后固定2小時(shí)，再次用磷酸鹽緩沖液洗滌。洗滌后的樣品依次通過(guò)30%、50%、70%、85%、95%和100%乙醇溶液脫水兩次，并用真空干燥器干燥。完全干燥的樣品隨后安裝在銅樁上，鍍金，并用掃描電子顯微鏡（SEM,S-3000N,Hitachi,Japan）觀察。對(duì)于光合作用和呼吸作用分析，將樣品加入微呼吸瓶（4 mL）中，并在與藻類(lèi)批次培養(yǎng)相同的條件下培養(yǎng)。將采樣瓶移入培養(yǎng)箱后，使用微呼吸系統(tǒng)（MRS,Unisense,Danmark）連續(xù)測(cè)量光合作用和呼吸速率。在每個(gè)培養(yǎng)周期（即10小時(shí)光照/10小時(shí)黑暗）內(nèi)，使用O2微傳感器每2分鐘連續(xù)測(cè)量每個(gè)樣品中的O2濃度60秒。

氮同化實(shí)驗(yàn)。與藻類(lèi)共培養(yǎng)后，使用30μm網(wǎng)收集15N標(biāo)記的銅綠微囊藻細(xì)胞，并用去離子水沖洗至少10次以去除未同化的15N-NO3。標(biāo)記的銅綠微囊藻的δ15N值為1072±13‰（n=2），將一定劑量的藻類(lèi)加入過(guò)濾的湖水（30μm）中，用于形成水華水（7.3-7.7 x 10^7細(xì)胞/mL）。總共40個(gè)柱（直徑8.4厘米，高50厘米）填充10厘米沉積物和1.6升水華水，并在實(shí)驗(yàn)前穩(wěn)定3天。沉積物采集自中國(guó)太湖。柱底上方15厘米區(qū)域用布包裹以避免環(huán)境光對(duì)沉積物的影響。所有柱均使用改性土壤進(jìn)行絮凝處理，然后覆蓋一層1厘米厚的天然土壤。覆蓋處理后，在20個(gè)柱中種植蓖齒眼子菜幼苗，命名為"有植被"組。另外20個(gè)柱保持無(wú)植被狀態(tài)，命名為"無(wú)植被"組。此后，從有植被組和無(wú)植被組中各取10個(gè)柱，在8°C的光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。每組剩余的10個(gè)柱在25°C下培養(yǎng)。兩種培養(yǎng)條件均設(shè)定在熒光燈（2000-3000勒克斯，12小時(shí)光照/12小時(shí)黑暗）下。選擇8°C和25°C的溫度來(lái)模擬太湖蓖齒眼子菜在春季和初夏的萌發(fā)和快速生長(zhǎng)階段。

在絮凝-覆蓋處理后立即（第0天）以及第10、17、27和45天采集植物（幼苗）和沉積物樣品（頂部5厘米）。每次采樣時(shí)，從兩個(gè)隨機(jī)選擇的柱（作為重復(fù)）中采集，并從其中收獲整個(gè)植物生物量。

分別將沉積物和植物均質(zhì)化、干燥，并使用與Flash EA1112元素分析儀聯(lián)用的Delta Plus Advantage質(zhì)譜儀（Finnigan MAT）分析穩(wěn)定氮同位素比率（15N/14N）。15N豐度使用相對(duì)于大氣氮標(biāo)準(zhǔn)的常規(guī)delta符號(hào)表示：

此外，為了比較不同處理組沉積物和植物中標(biāo)記15N的積累量，應(yīng)計(jì)算過(guò)量15N以確定標(biāo)記15N的絕對(duì)摻入量。數(shù)據(jù)以干樣中15N的過(guò)量濃度表示，并根據(jù)以下公式計(jì)算：

重復(fù)測(cè)量之間的分析誤差通常在±0.1‰以?xún)?nèi)。其中at%15Ncontrol代表第0天的值，δ15N表示為相對(duì)于大氣氮比率Rair=0.0036765的過(guò)量值。

統(tǒng)計(jì)分析。使用Origin 8.0（OriginLab,Northampton,MA,USA）和SPSS 16.0（IBM Corporation,Armonk,NY,USA）分別進(jìn)行繪圖和數(shù)據(jù)分析。所有比較的顯著性水平設(shè)定為P<0.05。在藻生物量活力實(shí)驗(yàn)中，使用雙因素方差分析及事后Duncan多重范圍檢驗(yàn)分別比較不同處理組在不同溫度下的葉綠素a濃度、光合作用和呼吸速率。在檢驗(yàn)中，組別（對(duì)照、絮凝、絮凝+覆蓋）和溫度（8°C、25°C、35°C）是兩個(gè)獨(dú)立因素，葉綠素a濃度、光合作用和呼吸速率是每個(gè)分析中的因變量。使用單因素方差分析及事后Turkey檢驗(yàn)檢驗(yàn)每個(gè)溫度下同一處理組內(nèi)的葉綠素a濃度。在氮同化實(shí)驗(yàn)中，使用雙因素方差分析及事后Duncan多重范圍檢驗(yàn)分析蓖齒眼子菜對(duì)15N同化速率能力的差異。處理（有植被和無(wú)植被）和溫度（8°C和25°C）是獨(dú)立因素，15N同化速率是因變量。此外，進(jìn)行線性相關(guān)分析以檢驗(yàn)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中15N同化速率與蓖齒眼子菜生物量之間的關(guān)系。

結(jié)果

藻生物量活力。 所有柱中的初始葉綠素a濃度為5670 μg/L。在對(duì)照組中，葉綠素a濃度顯著高于初始值，并在第60天分別達(dá)到7397 μg/L（8°C）和6731 μg/L（25°C）。35°C下的葉綠素a濃度在第15天顯著增加至9224 μg/L，隨后逐漸下降至第60天約2243 μg/L。在F-no capping和F-capping組中，在所有培養(yǎng)溫度下，葉綠素a濃度隨采樣時(shí)間持續(xù)下降。在第60天，F(xiàn)-no capping和F-capping組之間的相應(yīng)樣品觀察到顯著差異（P<0.05）。在8°C、25°C和35°C下，F(xiàn)-capping組中葉綠素a濃度分別下降至約3444、2277和18 μg/L，而F-no capping組中的值分別為4203、2574和500 μg/L。此外，較高的溫度加速了F-no capping和F-capping組中葉綠素a濃度的下降（P<0.05）。溫度和處理的交互作用對(duì)葉綠素a濃度變化沒(méi)有顯示出顯著影響（P>0.05）。

第0天收集的藻細(xì)胞顯示出完整的形態(tài)，對(duì)照組、F-no capping和F-capping組之間沒(méi)有明顯差異。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，從三個(gè)系統(tǒng)中收集的大多數(shù)藻細(xì)胞在8°C下總體上顯示出完整的形態(tài)。然而，與對(duì)照組相比，在25°C下培養(yǎng)的F-capping組收集的藻細(xì)胞明顯變形和裂解。此外，在35°C下培養(yǎng)的F-capping組中觀察到比對(duì)照組和F-no capping組更多的裂解細(xì)胞。

實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，從所有三組收集的銅綠微囊藻細(xì)胞都能維持正常的光合作用和呼吸速率，這表明光照階段產(chǎn)生的氧氣足以維持藻類(lèi)在黑暗階段的呼吸作用。培養(yǎng)60天后，從對(duì)照組和F-no capping組收集的藻細(xì)胞在8°C和25°C下仍能維持光合作用，這反映在光照階段氧氣變化率為正值。然而，在25°C下，F(xiàn)-no capping組的光合作用效率比對(duì)照組低八倍。盡管從F-capping組收集的細(xì)胞在8°C的光照階段能維持光合作用，但其效率遠(yuǎn)低于對(duì)照組。值得注意的是，在25°C下培養(yǎng)的F-capping組細(xì)胞即使在光照培養(yǎng)階段也顯示出負(fù)的O2變化率，表明藻生物量發(fā)生了死亡和衰亡。在35°C下培養(yǎng)60天后，所有三個(gè)系統(tǒng)都發(fā)現(xiàn)了藻細(xì)胞死亡和衰亡，這反映在負(fù)的O2變化率上。然而，絮凝-覆蓋處理加速了藻細(xì)胞死亡和衰亡，這可以通過(guò)F-capping組的O2消耗速率顯著高于F-no capping組或?qū)φ战M（P<0.05）來(lái)反映。應(yīng)當(dāng)指出，溫度和處理之間的交互作用顯著影響光合作用和呼吸速率（P<0.05）。