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    我国学者和海外合作者在海底地下水排泄对海洋生态系统的影响研究中取得进展

    日期 2020-05-20   来源:地球科学部   作者:董紫君 刘羽  【 】   【打印】   【关闭

    图1 河(he)流和SGD向海输入(ru)的(de)营养物(wu)质,(a) 全球(qiu)尺(chi)度评(ping)估结果;(b) 全球(qiu)研究案例中(zhong)SGD与河(he)流营养物(wu)质通量比值

      在国(guo)家自(zi)(zi)然科学(xue)基金项(xiang)目(批准号(hao):41972260, 41430641)的(de)资(zi)助下(xia),南方科技大(da)学(xue)李海(hai)(hai)(hai)龙(long)老(lao)师团(tuan)(tuan)队与(yu)来(lai)自(zi)(zi)瑞典哥(ge)德(de)堡大(da)学(xue)、莱布尼茨热带(dai)海(hai)(hai)(hai)洋(yang)研(yan)究(jiu)中心等13家水(shui)资(zi)源与(yu)环境(jing)领域国(guo)际顶尖团(tuan)(tuan)队在海(hai)(hai)(hai)底(di)地(di)下(xia)水(shui)排(pai)泄(xie)(xie)对海(hai)(hai)(hai)洋(yang)生(sheng)态(tai)系统的(de)影(ying)响(xiang)研(yan)究(jiu)中取(qu)得(de)进展(zhan),回顾了全球(qiu)海(hai)(hai)(hai)底(di)地(di)下(xia)水(shui)排(pai)泄(xie)(xie)(以下(xia)简称SGD:Submarine Groundwater Discharge)的(de)研(yan)究(jiu)进展(zhan),阐释了SGD潜在的(de)生(sheng)态(tai)环境(jing)效应,探(tan)讨了SGD对海(hai)(hai)(hai)洋(yang)及(ji)生(sheng)物(wu)(wu)资(zi)源管理的(de)影(ying)响(xiang)。研(yan)究(jiu)成果以“海(hai)(hai)(hai)底(di)地(di)下(xia)水(shui)排(pai)泄(xie)(xie)对沿(yan)海(hai)(hai)(hai)营(ying)养物(wu)(wu)质生(sheng)物(wu)(wu)地(di)球(qiu)化学(xue)的(de)影(ying)响(xiang)(Submarine groundwater discharge impacts on coastal nutrient biogeochemistry)”为(wei)题(ti)于(yu)2021年3月30日发表(biao)于(yu)《自(zi)(zi)然》子刊《自(zi)(zi)然评论(lun)地(di)球(qiu)与(yu)环境(jing)》(Nature Reviews Earth & Environment)。论(lun)文链接:http://doi.org/10.1038/s43017-021-00152-0。

      海(hai)洋(yang)中(zhong)营养物质(zhi)的(de)来源(yuan)评估通常只(zhi)考虑可见的(de)来源(yuan),如地(di)表(biao)河流、大气沉降、养殖以及点源(yuan)排放等(deng),但营养物质(zhi)也会通过(guo)海(hai)底地(di)下(xia)水排泄进入海(hai)洋(yang)。然而由于SGD的(de)隐蔽性,监测和量(liang)化非常困难,在海(hai)洋(yang)水质(zhi)管理(li)中(zhong)经(jing)常被忽略。因此(ci),准确量(liang)化SGD携带的(de)营养物质(zhi)入海(hai)通量(liang)既重(zhong)要(yao)又富有挑战(zhan)性,需要(yao)综合(he)利用海(hai)洋(yang)学、水文学和生(sheng)物地(di)球化学等(deng)多学科技术手段才能实现。

      鉴于此,该研究通过(guo)调查(cha)包括我国大部分海(hai)(hai)(hai)域(yu)在内的全(quan)球(qiu)200多(duo)个地(di)(di)(di)点的地(di)(di)(di)下(xia)水营养物(wu)(wu)质排放情(qing)况(kuang),结果表明,在60%以上(shang)的沿(yan)海(hai)(hai)(hai)地(di)(di)(di)区,SGD携(xie)带的营养物(wu)(wu)质入海(hai)(hai)(hai)通量超过(guo)河流输入(图(tu)1)。研究表明,全(quan)球(qiu)地(di)(di)(di)下(xia)水每年向海(hai)(hai)(hai)洋排放约1.4亿吨硅、4000万吨氮和900万吨磷。SGD对海(hai)(hai)(hai)洋生态(tai)环境是一(yi)(yi)(yi)把双(shuang)刃剑(jian),它对滨海(hai)(hai)(hai)生态(tai)系统是“福(fu)”也可能是“祸”。一(yi)(yi)(yi)方(fang)面,SGD可以提高(gao)海(hai)(hai)(hai)洋初级(ji)生产(chan)力(li)、鱼类生产(chan)或(huo)珊瑚钙化;另一(yi)(yi)(yi)方(fang)面,SGD也会(hui)加剧沿(yan)海(hai)(hai)(hai)水域(yu)富(fu)营养化、酸(suan)化,导(dao)致藻(zao)华或(huo)缺氧等。例如,在夏威夷海(hai)(hai)(hai)岸附近就发生了这种现(xian)象,为此美国最高(gao)法院最近裁定执行《清(qing)洁(jie)水法》(The Clean Water Act),更好地(di)(di)(di)保护(hu)沿(yan)岸地(di)(di)(di)下(xia)水,以保护(hu)沿(yan)海(hai)(hai)(hai)海(hai)(hai)(hai)洋环境免受伤(shang)害。

      该项研究成果(guo)全面回顾(gu)了(le)(le)全球海(hai)底地下水(shui)排泄研究进展(zhan),阐释(shi)了(le)(le)SGD的潜在(zai)(zai)生(sheng)态环境(jing)效应,为政(zheng)府和执法部门在(zai)(zai)海(hai)洋及生(sheng)物资(zi)源管理中尽快考虑SGD的作用提(ti)供了(le)(le)新的科学证据。




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