原文信息:作者GiseleGaloustain
《CORALMAGAZINE》杂志第五期REEFNEWS
译者:西南风校对:Sky
最新研究显示氮径流是导致珊瑚礁死亡的重要因素
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科学家将许多环境应激源归结为珊瑚白化和最终导致珊瑚大量死亡的原因,尤其是由于气候变化而导致的水温升高。
然而,在《海洋生物学》杂志上发表的一项新研究中,一些科学家揭示了他们认为在造成珊瑚礁死亡方面看似不明显但其实是非常主要的因素。佛罗里达州大西洋大学海港分校海洋学研究所(FloridaAtlanticUniversity’sHarborBranchOceanographicInstitute)的研究人员和他们的合作伙伴从佛罗里达群岛下游的卢厄珊瑚礁(LooeKeyReef)收集了近30年的数据,这些独特的记录结果表明,珊瑚白化不仅是由于地球变暖,还是因为在同一时间内地球上高活性氮的浓度正因为各种原因而变得更多。
白化的鹿角珊瑚丛高氮含量给珊瑚带来压力并使它们更容易患病和死亡
处理不当的污水,化肥和表层土都会抬升氮的含量,导致珊瑚中会发生磷胁迫反应(phosphorusstarvation),从而导致触发珊瑚白化的温度阈值下降。科学家们说,在珊瑚礁受到水温升高的影响之前,它们就已经死亡了。这项研究代表了全球范围内针对珊瑚礁活性营养素和藻类浓度研究的最长记录。
布莱恩·拉普安特(BrianLapointe)博士是海洋学研究所的资深作者兼教授研究员,他表示:“我们的结果取得了令人信服的证据,表明佛罗里达群岛和佛罗里达大沼泽地区域的生态系统的氮负荷是由于人类活动造成而不是由于温度升高,这是卢厄礁保护区珊瑚礁退化的主要驱动力,”
藻华
该研究的一项关键发现是,陆基的养分径流提高了珊瑚藻中的氮:磷比(N:P),这会增加磷限制的程度,而磷限制也是已知的会导致珊瑚代谢压力的原因,并最终使它们饿死。活性氮的浓度已经超过了先前为佛罗里达群岛制定的关键生态系统临界值,近海珊瑚礁的浮游植物数量也是如此,这也是由于养分过量而造成的,大规模大型的藻类的爆发和其他有害藻华的出现都是这方面有力的证明。
研究人员采集了至年间的数据,并收集了旱季和雨季的海水样本。拉普安特博士以及他在佐治亚大学和南佛罗里达大学的合作伙伴还监测了活着的珊瑚,并收集了丰富的海藻(大型藻类)物种用于组织营养分析。他们监测了大沼泽地和卢厄珊瑚礁之间的海水盐度,温度和营养梯度。他们想更好地了解氮是如何从大沼泽地流到下游的佛罗里达群岛的国家海洋保护区的珊瑚礁去的,该保护区的珊瑚覆盖率目前是整个加勒比海地区中最低的。
佛罗里达海域中白化的脑珊瑚死去的骨骼斑块上长满了藻类
数据显示,卢厄珊瑚礁保护区的活珊瑚覆盖率从年的近33%下降到了年的不到6%。研究期间珊瑚每年的死亡率各不相同,但在出现大量降水后,大沼泽地的输水会增加,如年到年间以及年到年间,这些年份的死亡率都有升高。年至年之间,来自大沼泽地的径流和大量的强降雨导致卢厄珊瑚礁的活性氮和浮游植物水平激增,并且超过了已知会导致珊瑚压力甚至死亡的阈值。仅仅由于气候变化而引起的降雨量变化,预计就会使全球沿海的氮负荷增加19%,这表明我们需要采取紧急管理措施以防止进一步的退化。
拉普安特博士说:“好消息是,我们有一些应对氮问题的措施,例如改善污水处理,减少化肥使用以及增加佛罗里达州内陆雨水的储存和处理。在有效减少氮污染方面,加勒比海荷属博内尔岛的珊瑚礁就是一个很好的例子。随着年新污水处理厂的建设,大大减少了化粪池的氮负荷,而那里的珊瑚礁也逐渐开始恢复。”
一位研究员表示“将气候变化作为全球珊瑚礁灭绝的唯一原因,却忘记了关键的一点,那就是水质也起着至关重要的作用。尽管居住在珊瑚礁附近的社区几乎无法阻止全球变暖,但他们在减少氮径流方面可以做很多工作。我们的研究表明,保护珊瑚礁的斗争需要本地化的行动,而不仅仅是全球行动。”
自然中的氮循环
胁迫:对生物产生伤害的环境称为逆境,也称为胁迫。胁迫作用即逆境对生物的作用。胁迫因素包括非生物因素和生物因素。生物胁迫就是我们所说的病虫草害和病毒,非生物胁迫,包括物理和化学两个方面,物理方面包括温度、水分、辐射、机械损伤,化学包括空气污染、农药、毒素、土壤、水酸碱度、盐碱化。
氮径流:氮径流损失,是指降雨或灌溉时,氮素随地表径流迁移出土壤的过程。土壤氮径流损失是水土侵蚀和养分迁移过程的综合体现。其中降雨量和降雨强度直接影响径流量大小,二者通常与氮径流损失呈正相关,
应激源:应激源是指向机体提出适应要求,并可引起应对反应、稳态失衡的客观变化的环境事件或情境,也可称为刺激物或刺激。
藻华:藻华又称“水华”。是指水体中某些藻类过度生长所产生的现象。藻华大量爆发时,水面形成一层很厚的绿色藻层,能释放毒素,对鱼类有害。藻类死亡、腐败、分解后,消耗大量水中溶解氧,使水体产生恶臭。藻华主要是氮磷等生物营养物质过多所致。
珊瑚侠
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