作者:王方 来源:中国科学报 发布时间:2017/8/9 9:54:49
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缩小墨西哥湾“死亡地带”进展甚微

 

要想把墨西哥湾“死亡地带”的面积缩减到美国特拉华州大小,就需要将密西西比河远至玉米带的氮径流减少59%。

这一发现是由一项新研究给出的,科研人员使用了4个计算机模型来研究如何达成长期存在而难以实现的目标,即削减墨西哥湾夏季缺氧区约2/3的面积。这是一个低至无氧的区域,可杀死鱼类和其他海洋生物。

在线发表于美国《国家科学院院刊》的报告结论是,虽然目标仍可以实现,但需要在上游农业区大规模应用大胆的新方法。

在墨西哥湾缺氧区行动计划中,一个政府间小组将其实践活动延长到2035年底,以实现削减1950平方英里“死亡地带”的目标,这大致相当于特拉华州的大小。而海湾“死亡地带”最近五年的平均面积是5410平方英里。

农田径流中含有肥料和牲畜粪便,这是氮、磷的主要来源,由此形成了墨西哥湾缺氧区,也就是它为什么被称为“死亡地带”。

“除非采用更严厉的行动来减少中西部地区化肥流失到密西西比河系统里,我们才能达到1950万平方英里行动计划的目标。”论文第一作者、美国密歇根大学水生生态学家Don Scavia表示。

每年6月,Scavia和团队合作者利用计算机模型来预测墨西哥湾缺氧区的大小,其由美国国家海洋和大气管理局(NOAA)预报。NOAA 2017年预测,这一“死亡地带”大约8000平方英里,或相当于新泽西州的面积,这将是有记录以来的第三大数值。

科研人员在发表的论文中提出,在减少流入墨西哥湾的河流的营养水平以及缺氧区的大小方面,进展甚微。

氮的化合物——硝酸盐在河流中的浓度从上世纪80年代以来没有下降。目前输送到墨西哥湾的硝酸盐的五年平均值跟1980—1996年基线没有显著区别,尽管美国农业法案计划自1995年以来在密西西比河流域花费了超过280亿美元。

“显然需要有更多不同以往的实践。”Scavia表示,“是时候该问什么是防止更广泛威胁的策略了,如果在恰当的地方实施不足,消减负荷的目标是30%、45%或59%都无关紧要。”

减少氮和磷水平的潜在途径包括改变施肥量,使用覆盖作物(种植防止土壤侵蚀的快速生长作物),改善整体营养管理,并寻求替代玉米基生物燃料。

密歇根大学、北卡罗来纳州立大学、路易斯安那州立大学和威廉及玛丽学院都有科研人员参与到这项工作中。密西西比河/墨西哥湾流域营养工作组还商定了一个临时目标,即在2025年底前将流入墨西哥湾的氮量减少20%。

他们的模型研究还观察了20%的氮减少可能产生的影响,并得出结论:从长远来看,它会使“死亡地带”的规模下降18%,尽管在未来5~10年内,可能不会出现可衡量的效果。

根据报告,尽管氮一直被认为是导致墨西哥湾缺氧区的主要成分,“双重营养策略”同时减少氮和磷似乎是最谨慎的管理方法。这也意味着比完成行动计划要求的削减幅度更大。

此外,这项研究还首次标记了多重模式来预估缺氧系统对削减营养负荷的响应。不确定因素包括气候变化的潜在影响,如干旱和洪水的频率、强度和时间,将影响流入墨西哥湾营养物质的时间和数量。“尽管如此,缺氧区对氮减排的反应在完全不同和独立的模式下表现得较为稳健,这为实现目标提供了更大信心。”Scavia称。(王方编译)

《中国科学报》 (2017-08-09 第6版 科研)
 
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