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    我國學者和海外合作者在海底地下水排泄對海洋生態系統的影響研究中取得進展

    日期 2021-05-20   來源:地球科學部   作者:董紫君 劉羽  【 】   【打印】   【關閉

    圖1 河流和SGD向海輸入的營養物質,(a) 全球尺度評估結果;(b) 全球研究案例中SGD與河流營養物質通量比值

      在國家自然科學基金項目(批準號:41972260, 41430641)的資助下,南方科技大學李海龍老師團隊與來自瑞典哥德堡大學、萊布尼茨熱帶海洋研究中心等13家水資源與環境領域國際頂尖團隊在海底地下水排泄對海洋生態系統的影響研究中取得進展,回顧了全球海底地下水排泄(以下簡稱SGD:Submarine Groundwater Discharge)的研究進展,闡釋了SGD潛在的生態環境效應,探討了SGD對海洋及生物資源管理的影響。研究成果以“海底地下水排泄對沿海營養物質生物地球化學的影響(Submarine groundwater discharge impacts on coastal nutrient biogeochemistry)”為題于2021年3月30日發表于《自然》子刊《自然評論地球與環境》(Nature Reviews Earth & Environment)。論文鏈接:https://doi.org/10.1038/s43017-021-00152-0。

      海洋中營養物質的來源評估通常只考慮可見的來源,如地表河流、大氣沉降、養殖以及點源排放等,但營養物質也會通過海底地下水排泄進入海洋。然而由于SGD的隱蔽性,監測和量化非常困難,在海洋水質管理中經常被忽略。因此,準確量化SGD攜帶的營養物質入海通量既重要又富有挑戰性,需要綜合利用海洋學、水文學和生物地球化學等多學科技術手段才能實現。

      鑒于此,該研究通過調查包括我國大部分海域在內的全球200多個地點的地下水營養物質排放情況,結果表明,在60%以上的沿海地區,SGD攜帶的營養物質入海通量超過河流輸入(圖1)。研究表明,全球地下水每年向海洋排放約1.4億噸硅、4000萬噸氮和900萬噸磷。SGD對海洋生態環境是一把雙刃劍,它對濱海生態系統是“福”也可能是“禍”。一方面,SGD可以提高海洋初級生產力、魚類生產或珊瑚鈣化;另一方面,SGD也會加劇沿海水域富營養化、酸化,導致藻華或缺氧等。例如,在夏威夷海岸附近就發生了這種現象,為此美國最高法院最近裁定執行《清潔水法》(The Clean Water Act),更好地保護沿岸地下水,以保護沿海海洋環境免受傷害。

      該項研究成果全面回顧了全球海底地下水排泄研究進展,闡釋了SGD的潛在生態環境效應,為政府和執法部門在海洋及生物資源管理中盡快考慮SGD的作用提供了新的科學證據。




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