【行業(yè)新聞】海洋發(fā)生缺氧頻率在提高，國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究所建立評(píng)估模型
如果把長(zhǎng)江入海的營(yíng)養(yǎng)鹽輸入通量降低30%，可以減少東海夏季缺氧面積15%左右。這是日前我國(guó)學(xué)者發(fā)表在國(guó)際著名海洋學(xué)期刊Progress in Oceanography上的一項(xiàng)研究成果。
該研究由國(guó)家海洋局第二海洋研究所衛(wèi)星海洋環(huán)境動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)銜完成，他們建立了一個(gè)計(jì)算模型，可以科學(xué)評(píng)估長(zhǎng)江輸入營(yíng)養(yǎng)鹽通量對(duì)缺氧面積的影響。
客觀來講，自然界的水體中發(fā)生缺氧是正常現(xiàn)象?！艾F(xiàn)在比較棘手的問題是，當(dāng)前海洋發(fā)生缺氧的頻率在提高、面積在擴(kuò)大、程度在加重，這種趨勢(shì)的出現(xiàn)需要引起我們的警惕?！毙l(wèi)星海洋環(huán)境動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)副主任周鋒接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》采訪時(shí)說。
近海富營(yíng)養(yǎng)化導(dǎo)致海洋缺氧
海洋的缺氧過程與沼澤、池塘等水域缺氧過程的基本原理是一樣的。海水富營(yíng)養(yǎng)化會(huì)導(dǎo)致大量浮游植物生長(zhǎng)，浮游植物死亡之后會(huì)消耗大量的氧氣。
“海洋的上層因?yàn)楣夂献饔煤秃饨粨Q的原因，一般溶解氧濃度較高，但是在海洋躍層以下的黑暗區(qū)，既缺乏光合作用，又由于躍層阻礙上下水體的交換，降低了交換速率，因此底層溶解氧的消耗會(huì)逐漸累積起來，直到缺氧甚至無氧。”周鋒解釋說。
正常情況下，海洋發(fā)生缺氧的時(shí)間不長(zhǎng)，面積也不會(huì)太大。然而，海水營(yíng)養(yǎng)過剩會(huì)導(dǎo)致藻華發(fā)生的頻率增加，產(chǎn)生的有機(jī)質(zhì)也大大增加。不僅一些海區(qū)正在形成缺氧現(xiàn)象，部分已出現(xiàn)缺氧的海域正進(jìn)一步惡化為持久性缺氧甚至無氧。
長(zhǎng)期趨勢(shì)來看，有害藻華發(fā)生的次數(shù)在增加、影響區(qū)域在擴(kuò)大。大規(guī)模藻華的暴發(fā)會(huì)導(dǎo)致底層水體缺氧，使得對(duì)氧氣有較高要求的海洋生物（通常是經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的魚、蝦類）或者因?yàn)槿毖踔舷⑺劳觯蛘呤沟眠@些生物及其食物鏈逃離，從而改變了原海域的生物多樣性，導(dǎo)致更大的經(jīng)濟(jì)損失。
周鋒告訴記者，大多數(shù)近海國(guó)家都被有害藻華影響。我國(guó)局部海區(qū)的嚴(yán)重程度可能更加突出一些，如長(zhǎng)江口、渤海和珠江口，主要是這些沿海地區(qū)的人口密度、生活和生產(chǎn)力度、用海的強(qiáng)度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他海域。我國(guó)近海的有害藻華類型也很多樣，包括赤潮、綠潮、褐潮等。
陸地營(yíng)養(yǎng)鹽輸入是主要禍?zhǔn)?/span>
富營(yíng)養(yǎng)化和有害藻華之間存在一定關(guān)聯(lián)，這在學(xué)界已經(jīng)有些共識(shí)。譬如，營(yíng)養(yǎng)鹽輸入通量的影響可能超過營(yíng)養(yǎng)鹽濃度本身的影響；營(yíng)養(yǎng)鹽結(jié)構(gòu)的影響也是重要的，可能是引起近海藻華從硅藻逐漸向甲藻轉(zhuǎn)化的原因。
中科院院士蘇紀(jì)蘭早在上世紀(jì)90年代初就與我國(guó)海洋、漁業(yè)學(xué)家共同推動(dòng)全球海洋生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)在我國(guó)的發(fā)展。我國(guó)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，近海主要營(yíng)養(yǎng)鹽（如含氮、磷、硅的營(yíng)養(yǎng)鹽）的濃度較半個(gè)世紀(jì)以前有很大幅度的上升，本世紀(jì)初長(zhǎng)江口的硝酸鹽濃度是上世紀(jì)60年代的4倍以上，若干年份甚至可以達(dá)到6倍。
根據(jù)國(guó)家海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心統(tǒng)計(jì)結(jié)果，輸入渤海的總無機(jī)氮和磷酸鹽在上世紀(jì)90年代達(dá)到最高峰，如今雖有一定緩慢下降趨勢(shì)，但仍比上世紀(jì)80年代初要高。
營(yíng)養(yǎng)鹽入海通量增加是中國(guó)近海富營(yíng)養(yǎng)化的特征之一。另一個(gè)特征跟營(yíng)養(yǎng)鹽的結(jié)構(gòu)有關(guān)，就是不同類型營(yíng)養(yǎng)鹽的相對(duì)比例發(fā)生了較大變化。在長(zhǎng)江口，含氮的營(yíng)養(yǎng)鹽比例在增加，磷的比重在降低。
華東師范大學(xué)河口海岸學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授李道季告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者，由于全球氣候變化和人類活動(dòng)雙重影響的加劇，使得近岸海洋和河口生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能已經(jīng)發(fā)生了歷史性變化。黃海和長(zhǎng)江口暴發(fā)大規(guī)模滸苔綠潮就是一個(gè)強(qiáng)烈的信號(hào)。
專家坦言，富營(yíng)養(yǎng)化通過何種途徑和機(jī)理刺激有害藻華的過程是復(fù)雜而微妙的。
陸海統(tǒng)籌是解決問題的根本途徑
中國(guó)近海的復(fù)雜性在于不同海域的富營(yíng)養(yǎng)化和缺氧特征既有相似性也有差異。“譬如長(zhǎng)江口和渤海、珠江口的問題就有區(qū)別和聯(lián)系?！敝茕h說。
為此，衛(wèi)星海洋環(huán)境動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任柴扉領(lǐng)銜國(guó)家海洋局第二海洋研究所、中科院南海海洋研究所、天津大學(xué)和國(guó)家海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心等10余家單位，擬從渤海、黃海、東海、南海至太平洋，建立一套基于統(tǒng)一框架下的精細(xì)化生態(tài)環(huán)境數(shù)值預(yù)測(cè)模型。
“過去的海洋研究偏重機(jī)理上的理解，停留在科學(xué)層面看到什么?，F(xiàn)在更要和國(guó)家需求結(jié)合，注重加強(qiáng)預(yù)測(cè)技術(shù)研發(fā)，在此基礎(chǔ)上服務(wù)社會(huì)，要能告訴大家發(fā)生了什么，未來還會(huì)怎么變。“周鋒表示，這就如同氣象站與氣象服務(wù)一樣，要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)與預(yù)測(cè)一體化能力建設(shè)。
他同時(shí)指出，海洋的問題不能單單從海洋解決，而是要從源頭查起，必須把陸地流域和海洋統(tǒng)籌起來考慮。最新研究表明，降低長(zhǎng)江流域營(yíng)養(yǎng)鹽通量的總量，對(duì)緩解東海缺氧是有效的。這是支持陸海統(tǒng)籌國(guó)家政策的科學(xué)注解之一。
近海富營(yíng)養(yǎng)化和缺氧都是比較大的科學(xué)問題，周鋒坦言，這其中有很多挑戰(zhàn)都沒有解決，需要物理、生物、化學(xué)、遙感、沉積動(dòng)力學(xué)，甚至經(jīng)濟(jì)學(xué)和社會(huì)學(xué)的學(xué)者一起探討。
{來源|中國(guó)科學(xué)網(wǎng)}
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