过量的营养导致科德角瓦奎特湾的生态系统发生巨大变化

马萨诸塞州伍兹霍尔——当新冠肺炎疫情于2020年爆发时，伴随着相关的旅行限制，马修·朗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。这是马萨诸塞州科德角南侧的一个浅微潮汐河口，靠近伍兹霍尔海洋研究所（WHOI），Long是海洋化学和地球化学系的副科学家。
' @- V  Z- L& o9 k/ C4 R" P然而，当长的他的学生们在他前几年见过的海草草地上寻找，那里只有几片枯死的嫩芽Zostera码头海草，一种海草。
这促使Long和乔丹·莫拉他是保护科德角协会的修复生态学家，他分析了几十年来当地环境监测数据，以了解河口发生了什么。他们所确定的是，由于人为原因，包括营养物质污染的过度涌入以及气候变化，瓦奎特湾已从底栖生态系统转变为以海洋为主的生态系统。
' _# p" K' L% S3 G据研究人员称，对瓦奎特湾生态系统的破坏引发了对全球沿海河口命运的广泛担忧。
3 r" z, Y* }$ }+ _1 J6 M此外，研究人员指出，利用和分析长期监测数据的重要性，以更好地了解瓦奎特湾以及其他河口的变化。
9 V- i; i4 W' J$ y/ l  q# B研究人员指出，由于淋溶化粪池系统、农业径流和其他人为来源的过量营养，河口的水质和整体健康状况继续恶化。此外，气候变化导致的水温升高，特别是在美国东北部，通过降低溶解氧水平和加速微生物代谢，进一步降低氧水平，加剧了氮负荷问题。
Long和Mora合著的一篇论文《美国瓦奎特湾的脱氧、酸化和变暖以及向远洋优势的转变》中写道：“瓦奎特湾向远洋优势转变可能表明，未来其他富营养化和变暖的河口也可能向远洋优势转移，因为美国东北部是变暖最快的地区之一。”江河口与海岸，海岸和河口研究联合会杂志。“Waquoit湾次流域的氮负荷范围相当于世界上90%的河口的氮负荷，是研究富营养化影响的理想场所。”
科学家们注意到他们在瓦奎特湾的研究结果“无法区分全球变化或富营养化对河口衰退的影响。然而，它们确实指出了一种潜在的综合效应，这可能会导致其他类似河口在未来成为远洋代谢的主导，以及有害藻华、缺氧以及物种多样性和生态系统功能丧失的有害影响。”
研究人员的分析揭示了最近叶绿素的意外大幅增加一在整个河口的水柱中，浓度是微藻爆发的一个指标，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，在过去20年中，温度升高，氧气和pH值水平显著下降，以及其他变化。
8 P: J) K" V$ z  I- e" n9 d. J这些分析依赖于几十年来从瓦奎特湾国家河口研究保护区协调的两个监测项目收集的长期监测数据，包括保护区的全系统监测项目和瓦奎特海湾观察者，后者是公民科学水质监测项目。
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项目历史的大量知识，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，以提高从类似监测项目中获得的知识，增强我们对河口生物地球化学的理解，并调查河口对长期变化的反应，”论文指出。
Long说，鳗草提供了许多生态系统益处，包括稳定沉积物和为各种生物提供栖息地。此外，鳗草是河口水质良好的一个重要指标，也是一个碳汇。
Long说：“碳储存在世界各地都极为重要，我们正在积极寻找储存和封存碳的方法。海草草地是一个非常重要和有效的碳储存库。”。“让我们不要失去海草草甸和我们已经存在的碳封存，让我们积极地维护和恢复海草草甸。随着海草草甸的消失，比如我们在瓦奎特湾看到的，我们正在积极地将这些碳释放回大气。”
Long补充道，使用环境监测数据有助于概括Waquoit湾从20世纪80年代到现在从海草为主系统转变为大型藻类为主系统的故事。他说，如果没有长期数据，系统的逐步变化将更难发现。
4 I) E" G- X9 Y莫拉说：“这篇论文之所以意义重大，不仅是因为它证明了科德角南部的河口，以及更广泛地说，美国东北部的河口正在进入一个新的退化水平，即使是大型藻类或海藻也无法持续存在，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，值得维护。”，他在瓦奎特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，亲眼目睹了栖息地质量的逐渐下降。
莫拉补充道：“我希望，通过展示气温升高对已经退化的系统的影响，这篇论文将有助于促进地方和区域管理讨论，并加快减轻河口营养物质超载所需的决策。”。
论文指出，“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，如果包括营养污染在内的当地压力源能够得到解决，如果我们能够减少碳排放，减缓全球变暖以及扩散到海洋中的碳量，“我们可以在世界各地许多类似的河口系统发生之前扭转这种局面，保护海草草甸的宝贵生态功能，并发挥其碳储存潜力。”
8 U: I* }" \* n8 U  v& E4 K支持海洋生物实验室大型植物数据收集的资金由伍兹霍尔海洋赠款提供。这项研究由世界卫生组织独立研究和发展赠款资助。
3 i: l% F6 p# d$ z+ B2 X" W/ f6 w作者：马修·H·朗1.和乔丹·W·莫拉2, 3
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* k7 g$ h8 C( r( Q% C从属关系：
8 ]4 e7 d. B8 h+ ]0 y; M1.美国马萨诸塞州伍兹霍尔海洋研究所海洋化学和地球化学系
2.瓦奎特湾国家河口研究保护区，美国马萨诸塞州瓦奎特
1 W3 r9 J) U+ i/ z0 }" M3.美国马萨诸塞州丹尼斯科德角保护协会
 
关于伍兹霍尔海洋研究所
伍兹霍尔海洋研究所（WHOI）是马萨诸塞州科德角的一家私营非营利组织，致力于海洋研究、工程和高等教育。成立于1930年，其主要任务是了解海洋及其与整个地球的相互作用，并传达对海洋在不断变化的全球环境中的作用的理解。WHOI的开创性发现源于科学和工程的完美结合，使其成为世界上基础和应用海洋研究和勘探领域最值得信赖和技术最先进的领导者之一。WHOI以其多学科方法、卓越的船舶操作和无与伦比的深海机器人能力而闻名。我们在海洋观测方面发挥着主导作用，运营着世界上最广泛的一套数据收集平台。顶尖的科学家、工程师和学生在全球范围内合作开展了800多个并行项目，跨越了知识和可能性的界限。有关更多信息，请访问：www.52ocean.cn