【行業(yè)新聞】海洋發(fā)生缺氧頻率在提高，國家重點實驗室研究所建立評估模型
如果把長江入海的營養(yǎng)鹽輸入通量降低30%，可以減少東海夏季缺氧面積15%左右。這是日前我國學者發(fā)表在國際著名海洋學期刊Progress in Oceanography上的一項研究成果。
該研究由國家海洋局第二海洋研究所衛(wèi)星海洋環(huán)境動力學國家重點實驗室領銜完成，他們建立了一個計算模型，可以科學評估長江輸入營養(yǎng)鹽通量對缺氧面積的影響。
客觀來講，自然界的水體中發(fā)生缺氧是正?，F(xiàn)象?！艾F(xiàn)在比較棘手的問題是，當前海洋發(fā)生缺氧的頻率在提高、面積在擴大、程度在加重，這種趨勢的出現(xiàn)需要引起我們的警惕?！毙l(wèi)星海洋環(huán)境動力學國家重點實驗副主任周鋒接受《中國科學報》采訪時說。
近海富營養(yǎng)化導致海洋缺氧
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。海水富營養(yǎng)化會導致大量浮游植物生長，浮游植物死亡之后會消耗大量的氧氣。
“海洋的上層因為光合作用和海氣交換的原因，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逐漸累積起來，直到缺氧甚至無氧?！敝茕h解釋說。
正常情況下，海洋發(fā)生缺氧的時間不長，面積也不會太大。然而，海水營養(yǎng)過剩會導致藻華發(fā)生的頻率增加，產(chǎn)生的有機質(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)缺氧的海域正進一步惡化為持久性缺氧甚至無氧。
長期趨勢來看，有害藻華發(fā)生的次數(shù)在增加、影響區(qū)域在擴大。大規(guī)模藻華的暴發(fā)會導致底層水體缺氧，使得對氧氣有較高要求的海洋生物（通常是經(jīng)濟價值較高的魚、蝦類）或者因為缺氧窒息死亡，或者使得這些生物及其食物鏈逃離，從而改變了原海域的生物多樣性，導致更大的經(jīng)濟損失。
周鋒告訴記者，大多數(shù)近海國家都被有害藻華影響。我國局部海區(qū)的嚴重程度可能更加突出一些，如長江口、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、用海的強度都遠遠超過其他海域。我國近海的有害藻華類型也很多樣，包括赤潮、綠潮、褐潮等。
陸地營養(yǎng)鹽輸入是主要禍首
富營養(yǎng)化和有害藻華之間存在一定關聯(lián)，這在學界已經(jīng)有些共識。譬如，營養(yǎng)鹽輸入通量的影響可能超過營養(yǎng)鹽濃度本身的影響；營養(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。
中科院院士蘇紀蘭早在上世紀90年代初就與我國海洋、漁業(yè)學家共同推動全球海洋生態(tài)系統(tǒng)動力學在我國的發(fā)展。我國學者研究發(fā)現(xiàn)，近海主要營養(yǎng)鹽（如含氮、磷、硅的營養(yǎng)鹽）的濃度較半個世紀以前有很大幅度的上升，本世紀初長江口的硝酸鹽濃度是上世紀60年代的4倍以上，若干年份甚至可以達到6倍。
根據(jù)國家海洋環(huán)境監(jiān)測中心統(tǒng)計結(jié)果，輸入渤海的總無機氮和磷酸鹽在上世紀90年代達到最高峰，如今雖有一定緩慢下降趨勢，但仍比上世紀80年代初要高。
營養(yǎng)鹽入海通量增加是中國近海富營養(yǎng)化的特征之一。另一個特征跟營養(yǎng)鹽的結(jié)構(gòu)有關，就是不同類型營養(yǎng)鹽的相對比例發(fā)生了較大變化。在長江口，含氮的營養(yǎng)鹽比例在增加，磷的比重在降低。
華東師范大學河口海岸學國家重點實驗室教授李道季告訴《中國科學報》記者，由于全球氣候變化和人類活動雙重影響的加劇，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。黃海和長江口暴發(fā)大規(guī)模滸苔綠潮就是一個強烈的信號。
專家坦言，富營養(yǎng)化通過何種途徑和機理刺激有害藻華的過程是復雜而微妙的。
陸海統(tǒng)籌是解決問題的根本途徑
中國近海的復雜性在于不同海域的富營養(yǎng)化和缺氧特征既有相似性也有差異。“譬如長江口和渤海、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)境動力學國家重點實驗室主任柴扉領銜國家海洋局第二海洋研究所、中科院南海海洋研究所、天津大學和國家海洋環(huán)境預報中心等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)一框架下的精細化生態(tài)環(huán)境數(shù)值預測模型。
“過去的海洋研究偏重機理上的理解，停留在科學層面看到什么?，F(xiàn)在更要和國家需求結(jié)合，注重加強預測技術研發(fā)，在此基礎上服務社會，要能告訴大家發(fā)生了什么，未來還會怎么變?！爸茕h表示，這就如同氣象站與氣象服務一樣，要加強監(jiān)測與預測一體化能力建設。
他同時指出，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，降低長江流域營養(yǎng)鹽通量的總量，對緩解東海缺氧是有效的。這是支持陸海統(tǒng)籌國家政策的科學注解之一。
近海富營養(yǎng)化和缺氧都是比較大的科學問題，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、遙感、沉積動力學，甚至經(jīng)濟學和社會學的學者一起探討。
{來源|中國科學網(wǎng)}
