近日,MED海洋生物地球化学团队在在环境与生态领域期刊Science of the Total Environment(1区top)发表了题为“Coastal eutrophication driven by long-distance transport of large river nutrient loads, the case of Xiangshan Bay, China”的研究成果。该研究基于现场观测数据和端元混合模型,定量估算了长江冲淡水南向输运对象山港营养盐的贡献,强调了世界级大河长距离输运对邻近港湾富营养化的重要影响及跨区域联合治理的必要性(图1)。第一作者为我所与浙江大学联合培养博士生孙翔宇,通讯作者为李宏亮研究员,共同作者包括陈建芳研究员、张静静副研究员、朱勇副研究员、何兴举、廖一波研究员、江志兵研究员和寿鹿正高工,以及浙江省海洋科学院王志文高工和德国莱布尼兹热带海洋研究所Tim C. Jennerjahn教授。

图1 象山港营养盐来源贡献示意图
随着人类活动的加剧,陆源污染物和营养盐入海通量增加,导致近海海域富营养化加剧和海岸带生态系统恶化。近海半封闭港湾富营养化受到多重过程的共同影响,其营养盐来源常被认为主要来自湾内。本研究运用基于盐度的保守混合模型,定量估算了长江口以南约200公里的象山港中内、外营养盐来源的贡献。研究发现,象山港营养盐主要由长江冲淡水南向输运影响的湾外水入侵提供,这一来源在2017年夏季贡献了约63%的溶解无机氮(DIN)、65%的溶解硅(DSi)和49%的溶解无机磷(DIP);至 2019年冬季,受长江冲淡水南向输运冬季增强的影响,湾外入侵水的对DIN和DSi的贡献升至75%,对DIP 的贡献也升至60%(图2)。

图2 象山港各营养盐来源的贡献。eNut表示湾外水入侵提供的营养盐,fNut表示湾内淡水输入提供的营养盐,rNut表示湾内局部非水团混合过程添加或清除(以“−”表示)的营养盐。
近40年来象山港与长江口营养盐浓度亦表现出同步变化特征,进一步证明长江入海营养盐沿岸输运对象山港的长时间持续的重要影响(图3)。湾内径流及地下水输入、排污、养殖等过程对象山港营养盐总存量的影响远不及湾外来源的贡献,且集中于局部小范围区域。相较于DIN和DSi显著的外源主导,象山港内源DIP的贡献与外源基本相当,可能与本地高磷输入及湾内快速的磷循环有关,也是不容忽视的富营养化控制因素。
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图3 象山港与长江下游营养盐浓度长期变化示意图。绿色圆点表示象山港营养盐年平均浓度;灰色阴影表示长江下游(大通站)年平均浓度;红色阴影和蓝色阴影分别表示长江入流在东海北部陆架区线性稀释至盐度25和30的浓度,即估算的象山港湾外沿岸水营养盐浓度范围。
本研究得到浙江省尖兵研发攻关计划(No. 2022C03044),浙江省自然科学基金创新群体项目(No. LDT23D06023D06),以及海洋二所基本科研业务费专项(No. JG2214)联合资助。
论文引用:
Xiangyu Sun, Jingjing Zhang, Hongliang Li, Yong Zhu, Xingju He, Yibo Liao, Zhibing Jiang, Lu Shou, Zhiwen Wang, Tim C. Jennerjahn, Jianfang Chen. Coastal eutrophication driven by long-distance transport of large river nutrient loads, the case of Xiangshan Bay, China. Science of The Total Environment, Volume 912, 2024.
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