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过量的养分导致科德角Waquoit湾的生态系统发生巨大变化|当前快看

时间 :2023-02-22 10:54:45   来源 : 互联网

Matthew Long 认为他的学生可以将他们的海外研究项目转移到研究 Waquoit 湾的海草草甸生态系统。它是马萨诸塞州科德角南侧的一个微潮浅河口，靠近伍兹霍尔海洋研究所 (WHOI)，Long 是该研究所海洋化学和地球化学系的副科学家。

然而，当Long和他的学生在他往年见过的地方寻找海草草甸时，只有几株垂死的Zostera marina eelgrass(一种海草)。


(资料图片)

这促使 Long 和科德角保护协会的恢复生态学家Jordan Mora分析了数十年的当地环境监测数据，以找出河口发生了什么。他们确定的是，由于人为原因，包括养分污染的过度涌入以及气候变化，Waquoit 湾已经从底栖生态系统转变为以远洋生物为主的生态系统。

据研究人员称，瓦夸伊特湾生态系统的破坏引起了人们对全球沿海河口命运的广泛关注。

此外，研究人员还指出了利用和分析长期监测数据以更好地了解 Waquoit 湾以及其他河口可能发生的变化的重要性。

研究人员指出，由于浸出化粪池系统、农业径流和其他人为来源造成的营养过剩，河口的水质和整体健康状况持续恶化。此外，气候变化导致水温升高，特别是在东北部，通过降低溶解氧水平和加速微生物代谢进一步降低氧气水平，加剧了氮负荷问题。

“Waquoit 湾向远洋优势的转变可能表明，未来其他富营养化和变暖的河口也可能转向远洋优势，因为东北部是变暖最快的地区之一，”根据“Waquoit 湾的脱氧、酸化和变暖” , USA, and a Shift to Pelagic Dominance”，Long 和 Mora 共同撰写的一篇论文发表在沿海和河口研究联合会的期刊 Estuaries and Coasts上。“Waquoit 湾子流域的氮负荷范围与世界上 90% 的河口的氮负荷范围相当，使其成为调查富营养化影响的理想地点。”

科学家们指出，他们在 Waquoit 湾的研究结果“无法解决全球变化或富营养化对河口衰退的影响。然而，他们确实指出了一种潜在的综合效应，可能导致其他类似的河口在未来成为远洋代谢的主导，以及由此产生的有害藻类大量繁殖、缺氧以及物种多样性和生态系统功能丧失的有害影响。”

研究人员的分析显示，最近整个河口水柱中叶绿素a浓度出乎意料地大幅增加，这是微藻大量繁殖的一个指标，这与河口底部大型藻类密度的持续下降相吻合。此外，分析显示过去 20 年温度升高，氧气和 pH 值显着下降，以及其他变化。

这些分析依赖于数十年来从 Waquoit 湾国家河口研究保护区协调的两个监测计划中收集的长期监测数据，包括保护区的全系统监测计划和 Waquoit BayWatchers，后者是一项公民科学水质监测程序。

该论文称，当前研究的主要目标之一是应用时间序列分析技术和有关监测计划历史的大量知识，以揭示水质的长期趋势。“这些方法可以应用于其他监测数据，以推进从类似监测计划中获得的知识，增强我们对河口生物地球化学的理解，并研究河口对长期变化的反应，”该论文指出。

Long 说，鳗草具有许多生态系统优势，包括稳定沉积物和为各种生物提供栖息地。此外，鳗草是良好河口水质的重要指标，也可作为碳汇。

“碳储存在世界范围内极为重要，我们正在积极尝试找出储存和封存碳的方法。海草草甸代表了一个非常重要和有效的碳储存槽，”Long 说。“我们不要失去海草草甸和我们已经存在的碳封存，让我们积极维护和恢复海草草甸。随着海草草甸的消失，比如我们在 Waquoit 湾看到的情况，我们正在积极地将碳排放回大气中。”

Long 补充说，使用环境监测数据有助于整理从 1980 年代到现在 Waquoit 湾从海草主导系统转变为大型藻类主导系统的故事。他说，如果没有长期数据，系统的逐渐变化将更难被发现。

“这篇论文不仅意义重大，因为它表明科德角南部的河口，更普遍的是东北部的河口，正在进入一个新的退化水平，在那里甚至大型藻类或海藻都无法持续存在，而且还因为它提供了明确的证据表明长期监测计划极其重要，值得维持，”Mora 说，他在 Waquoit 湾国家河口研究保护区工作了 10 年，与来访的科学家、志愿者和其他工作人员一起收集水质和淹没植被数据，并见证了逐渐第一手的栖息地质量下降。

“我希望通过展示温度升高对已经退化的系统的影响，本文将有助于促进地方和区域管理讨论，并加快缓解河口营养过载所需的决策，”莫拉补充道。

该文件指出，“迫切需要解决废水处理问题以改善河口，尤其是在全球变化的情况下。”

然而，Long 表示，如果可以解决包括营养污染在内的局部压力源，如果我们可以减少碳排放并减缓全球变暖和扩散到海洋中的碳量，“我们可以在它发生之前扭转这种局面世界上许多类似的河口系统，保护了海草草甸的宝贵生态功能，并发挥了它们的碳储存潜力。”

支持海洋生物实验室大型植物数据收集的资金由 Woods Hole Sea Grant 提供。这项研究由 WHOI 独立研究和开发拨款资助。

标签： 生态系统 研究人员 监测数据 富营养化

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