研究:有机物来源影响海湾水质
下游“城市”有机物的持续存在有利于死区形成
每次下雨,雨水就会把从落叶、农作物残渣、土壤和其他有机物质中浸泡出来的泥土茶带进雨水排水沟和切萨皮克湾的溪流中。
由弗吉尼亚海洋科学研究所的研究人员领导的一项新研究表明,流域的土地利用产生了这种“溶解有机物”,对海湾水质有重要的影响,来自城市化或重度农业景观的径流中的有机碳更有可能持续存在,因为它被带到下游,从而为沿海水域的低氧“死区”提供能量。
这项研究发表在2013年4月的《地球物理研究杂志》上,并被该杂志的出版商美国地球物理联合会(American Geophysical Union)在其印刷和在线渠道上强调为“AGU研究焦点”。
该研究由VIMS博士后研究员luyuehan博士(现就职于阿拉巴马大学)、VIMS教授Elizabeth Canuel、俄亥俄州立大学教授Jim Bauer、日本北海道
大学副教授yohei Yamashita、William & 玛丽学院教授Randy Chambers和佛罗里达国际大学教授Rudolf jaff<s:1>共同撰写。
在切萨皮克湾和全球沿海生态系统中,低氧死区是一个日益严重的问题。虽然大多数管理措施侧重于减少氮和其他已知会助长死区的营养物质的投入,但Canuel说,“来自分水岭的有机物也可能起作用。”我们研究的一个目标是检查来自溪流的有机物的质量及其对死区形成的潜力。”
阳光与细菌
当溪流和河流带着溶解的有机物顺流而下时,细菌或阳光可以将其转化为有机物难以利用的化合物和形式。虽然该小组的研究表明,在清除或森林流域的有机物的细菌降解方面没有显著差异,但Canuel说,它确实表明,“受 人类活动影响的流域径流中的有机碳比森林流域径流中的有机碳更不容易 受到太阳降解的影响。”
Canuel说,“城市有机物”因此在更长时间内保持较高的 水平,“向河口输送更多的有机物质,并增加了在河口和沿海海洋等下游地区发展低氧条件的可能性。”
研究小组的研究样本取自汇入切萨皮克湾主要支流詹姆斯河和约克河的七条小溪。其中3条河流流经森林流域,树木覆盖率为87%至100%,而另外4条河流主要被人类活动转化为牧场、农田、人行道和建筑物。
作者还不确定为什么来自更发达的流域的 有机碳不太容易受到河流和溪流中阳光的破坏,但他们认为这可能是因为它已经暴露在阴凉的城市和农业环境中,受到了可观的阳光照射。
Canuel说:“城市有机物可能会在下游持续存在,因为在城市地区、农田和牧场的更大的光照下,它们的光反应性化合物已经被降解,只剩下更耐光的、难降解的化合物被冲入沿海地区。”
该研究小组的发现为在过去几十年中观察到的北美和欧洲地表水中溶解有机碳浓度的增加提供了一种可能的机制,并对全球沿海地区的水质管理产生了影响。
Canuel说:“我们的研究结果表明,未来的研究不仅应该评估进入河流和溪流的溶解有机碳的数量,还应该评估其来源。”“了解来自已开发和未开发流域的有机物在水生环境中的表现将有助于开发更有效的流域管理实践,并有望更成功地减少低氧死亡区的数量、范围和持续时间。”