研究称极端降雨推高韩国沿海藻类暴发风险

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极端降雨正通过将陆地养分大量冲刷入海,改变韩国沿海水域的水质结构,并推动藻类暴发的发生与扩展。发表在《海洋科学前沿》的一项多年研究指出,强降雨不仅带来河口与近海水体化学性质的显著波动,也会改变藻类暴发出现的时间与地点,从而影响海洋生态系统及沿海社区。

研究团队来自釜山韩国海洋大学,分析了韩国最长水系洛东江河口(在釜山附近入海)及其周边海域长达六年的季节性监测数据。研究将降雨记录与水体酸碱度、盐度、养分以及叶绿素a(作为水体微藻数量的代理指标)的变化进行对比。结果显示,在强降雨期间,沿海水体化学性质会出现剧烈变化,且河口与邻近近海水域的变化方向在部分指标上可能呈现相反趋势。

强降雨带来养分脉冲输入

研究指出,河口处于陆海交汇地带,其环境状态高度依赖河流淡水输入。极端降雨发生时,洛东江向河口排放大量淡水,导致盐度显著下降,同时携带从陆地冲刷而来的养分进入海域。研究记录显示,在雨季,磷、氮和硅的浓度分别上升至平时的36倍、70倍和740倍,这些元素均为藻类生长的关键营养来源。

研究将这一过程与富营养化联系起来,即水体养分增加促进植物与藻类生长。研究同时指出,藻类虽是海洋食物网基础,但过度繁殖可能引发有害藻华,造成水体缺氧、释放毒素,并对渔业与海洋生物带来破坏。研究认为,极端降雨是韩国沿海富营养化的重要驱动因素之一,尤其是在养分被冲刷并在近海水域积累的情况下。

研究还提到,与干旱条件相比,强降雨季节的养分水平会成倍增加,并与降水量紧密相关。研究认为,人类活动会加剧这一过程,农业径流、废水与城市污染等向陆地输入的养分,在降雨作用下更易进入河流并最终输送至海域。

河口与近海呈现不同生物响应

尽管河口是淡水与养分的首要接收区,研究显示其藻类响应与河口外近海水域并不一致。研究发现,在极端降雨事件中,河口内藻类水平往往因稀释与冲刷而下降:快速增加的河水流量会将藻类带离河口,抑制其在局地累积。

与之相对,河口外近海水域在强降雨后更可能出现叶绿素a浓度升高。研究解释称,富含养分的河流羽流扩散至相对平静、条件更稳定的沿海海域后,藻类可利用新增养分快速繁殖,从而推动近海藻华发展。研究据此指出,强降雨可能在河口附近抑制藻类累积,却在更外侧海域刺激藻华形成。

机器学习分组揭示季节循环

研究团队还使用机器学习方法对相似水质条件进行分组,以识别与降雨和河流排放相关的循环模式。结果显示,夏季季风期降水与河流流量最高,带来最强的养分输入;冬春季相对稳定,排放量与养分水平较低。研究同时指出,近海水域对高降雨期的响应相对滞后,但在强降雨之后仍会出现明显变化。

研究特别提及2020年的情况:韩国当年出现持续且创纪录的降雨,两个月内有48天降雨,为1971年以来最高夏季降雨。研究记录显示,该阶段养分浓度显著上升,近海藻类水平同步抬升,并形成以鞭毛藻Ceratium furca为主的“赤潮”。

研究强调长期监测的重要性

研究认为,在气候变化背景下,降雨模式变化可能使强降雨对沿海水质与藻类暴发的影响更加突出。研究指出,开展覆盖降雨、河流排放与沿海水质的长期监测,有助于识别有害藻华风险并支持海洋环境保护。

此外,研究提到,减少陆地养分污染(如改善废水处理、管理农业径流)可在强降雨发生时降低下游海域的富营养化压力。研究同时指出,沿海系统对养分输入变化的响应较快,意味着针对性的管理措施可能产生可观效果。

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