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四问水体富营养还是“负”营养?

2013.7.12

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  自2007年以来,浒苔已连续进犯青岛。“到青岛看草原”已经成了当地一句戏谑。“海上草原”是海水中一种大型绿藻浒苔高度聚集而引发的生态“奇观”。这些个体呈管状中空结构的单层细胞藻类,最短几十厘米,最长2米,无数的个体缠绕着、簇拥着,在风海流的作用下,源源不断地涌向近海岸边,吞噬着美丽的海岸线。浒苔围城,水产养殖业、海洋环境和旅游业遭受巨大冲击。有观点认为,浒苔灾害产生的根源在海水富营养化。

  一问:海水富营养化由何而生?

  “想去看大海吗,来青岛;想去看大草原吗,来青岛;想体验草原上游泳吗,来青岛。”——近日,山东省青岛市受持续南风影响,最近漂移在黄海海域的大面积浒苔绿藻登陆青岛海滩,大量绿色浒苔堆积在海滩,青岛海滩摇身一变成“草原”。

  尽管浒苔无毒,但据研究发现,大规模暴发会影响海底藻类的生长,死亡的浒苔也会消耗海水中的氧气,这样一来便造成了海水富营养化的恶性循环。

  大片“草原”纵然新奇可辽阔海洋才算本土风情,如何击退浒苔看来还得先弄明白海水富营养化:既可能是罪魁祸首又何以称为营养化?谁是海水富营养化的始作俑者?如何治理还海洋一片新生机?……

  “海水富营养化从根本上讲是海水中氮、磷等营养物质过度增加导致海洋浮游植物加速生长的现象。”中国科学院海洋研究所宋书群博士告诉记者。

  据了解,自20世纪80年代起至21世纪初的近30年间,我国近海海水中总溶解无机氮年平均浓度明显上升,而磷酸盐浓度变化不大,硅酸盐浓度呈下降趋势,导致海水中氮磷比和氮硅比不断升高。

  海水中的氮、磷等营养物质何以过度增加?

  “引发海水富营养化的因素有很多,其中既有自然因素也有人为因素。”宋书群说,“自然因素包括自然界的自然发展与演变过程中营养物质输入、水体及其周边的自然环境条件等;但是,仅由自然因素导致的海水富营养化过程十分漫长。目前,全球面临的富营养化问题大都是由人为因素引起的,可以说发挥了决定性作用,大大加速了水体的富营养化进程。”

  据了解,人类活动导致水体营养物质的增加,包括工业废水和生活污水的排放、农业化肥的大量使用、畜禽养殖业粪便的不合理排放、水产养殖业饵料的大量投放、气体污染物的干湿沉降等,这些都不容忽视。

  二问:富营养化为何喜好河口?

  据了解,富营养化已经成为全球近海生态系统普遍存在的环境问题,在河口水域尤为突出。

  “长江口是太平洋西岸的第一大河口,受人类活动影响较大,近40年来,由于大量营养盐被输送入海,水体富营养化日趋严重,已成为我国近海富营养化最为严重的水域。”宋书群说,长江口水域浮游植物生物量和群落结构发生了很大变化,有害藻华频发,低氧问题不断加剧,潮下带底栖生物“荒漠化”,潮间带生物群落结构改变,渔业资源衰退,珍稀物种进一步减少或濒临灭绝。

  据资料显示,长江口及其邻近海域总氮和总磷的通量持续增大,已经属于富营养化区域。长江河口水体中化学耗氧量严重超标,有近70%的站位超出国家海水水质类标准。

  宋书群表示,随着长江流域和长三角地区的进一步开发和经济发展,人类活动对长江口的影响日益加剧。“渔业资源过度利用;长江径流携带上游十省市的工业废水和生活污水以及上海市的工业、生活排放导致营养盐、石油类和部分重金属超标严重,污染日益严重;上游的大型工程改变了长江的物质通量,也能影响长江口水域的生态系统。”

  三问:富营养破坏力究竟有多大?

  在我国唯一的热带滨海旅游城市三亚,那里的海域水质正悄然改变。据了解,由于海水富营养化严重,三亚的大部分珊瑚处于“亚健康”状态,局部海域的珊瑚正面临衰退甚至消亡。

  富营养化破坏力究竟有多大?

  宋书群说:“富营养化会破坏水域的生态平衡,导致本来健康的生态系统发生结构上的改变和功能上的退化,引起有害藻华频发、缺氧区扩大等异常生态灾害,造成沿海经济的损失等等一系列影响。”

  宋书群告诉记者,在富营养化过程中,水体营养盐结构和比例的改变导致浮游植物群落结构发生变化,占支配地位的硅藻被甲藻取代;引起食植动物增加,高级鱼种减少,低级的普通鱼种增加,对渔业生产非常不利。

  此外,宋书群表示,营养盐浓度增加与有害藻华暴发存在一定联系。“我国长江口及其邻近东海水域由于水体富营养化已成为有害藻华频发区,春季常暴发大规模甲藻藻华。大型藻特别是绿藻对过量营养盐具有较快的响应,所以在浮游植物大量繁殖的同时,大型藻也出现暴发性增殖,近年来大规模的大型藻水华在欧洲、北美、南美、亚洲和澳洲多地出现。”

  “富营养化会导致浮游植物大量繁殖,死亡后沉降至底层,分解消耗大量溶解氧,使水体呈现低氧甚至无氧状态,这样一来,导致底层水体处于厌氧环境,影响底栖生物的生长,对底栖大型生物的破坏尤为严重。”宋书群说。

  四问:水体健康如何变负为正?

  近日,长江水利委员会水资源管理局公布的一期《长江水资源质量公报》发现,在洞庭湖、鄱阳湖、巢湖等重点湖泊监测发现,这些湖泊的监测断面水质均为五类以及劣五类,呈现程度不一的富营养化。

  水体富营养化治理迫在眉睫。怎么做?宋书群表示,防治的关键是控制浮游植物的过渡繁殖和生长。“目前国际上常采用两种途径,一是通过降低水体营养盐的浓度来限制浮游植物生长,二是通过生态恢复手段构建合理的水生食物网来控制浮游植物数量。”

  宋书群告诉记者:“控制水体富营养化的关键是降低氮、磷浓度,因为径流是营养盐输入的主要途径,因此需要从全流域的角度对营养盐排放进行综合管理,控制农业面源污染和工业点源污染。同时采用生态恢复手段修复河口受损或退化的生态系统,利用湿地、大型海藻和滤食性动物净化富营养化水体。”

  宋书群说:“虽说‘海纳百川,有容乃大’,但海洋环境的承载力是有限的,它不是我们的垃圾场和下水道,人类活动施加的压力超出其限度,将对海洋环境造成难以修复的破坏,最后受害的还是我们自己。”

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