近日，中國水產(chǎn)科學研究院南海水產(chǎn)研究所院級南海漁業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與評價創(chuàng)新團隊谷陽光研究員、黃洪輝研究員，聯(lián)合日本山形大學Richard W. Jordan教授及海南大學姜仕軍教授等學者，在對大亞灣和柘林灣溶解性活性磷（Dissolved Reactive Phosphorus, DRP）的研究中發(fā)現(xiàn)，沿海地區(qū)的工業(yè)化與城市化顯著增強了DRP的動態(tài)變化，使其更易釋放至水體中，從而對海洋生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成潛在威脅。相比之下，以農(nóng)業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖為主的海灣，DRP的穩(wěn)定性較高，主要滯留于沉積物中，對水體的直接影響較小。該研究成果以《Impact of coastal industrialization and urbanization on marine phosphorus cycle: Insights from Daya Bay and Zhelin Bay》為題，發(fā)表在國際知名期刊《Gondwana Research》（JCR/中科院一區(qū)，TOP期刊，IF=7.2，谷陽光為第一/通訊作者）。
研究團隊基于梯度薄膜擴散技術(shù)（Diffusive Gradients in Thin Films, DGT）對比分析了工業(yè)化和城市化高度集中的大亞灣與以農(nóng)業(yè)及水產(chǎn)養(yǎng)殖為主的柘林灣，揭示了兩者在磷循環(huán)機制上的顯著差異。結(jié)果表明，大亞灣沉積物中的DRP具有較低的穩(wěn)定性，易于釋放至上覆水體，從而增加水體富營養(yǎng)化的風險。而在柘林灣，沉積物中的DRP則主要處于被固定狀態(tài)，不易釋放，從而降低了對水體的直接影響。研究表明，工業(yè)廢水排放、城市徑流輸入及人為擾動等因素可能削弱沉積物對磷的固存能力，導致DRP更易釋放至海水中，進而影響水質(zhì)及生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
進一步分析表明，溶解性鐵（Fe2?）和硫化物（S2?）在磷的釋放過程中起著關(guān)鍵作用。研究發(fā)現(xiàn)，Fe2?、S2?與DRP濃度呈顯著線性相關(guān)，表明這兩種元素的動態(tài)變化直接影響磷的釋放機制。此外，研究團隊建立了定量方程，系統(tǒng)描述Fe2?、S2?與DRP之間的相互關(guān)系，為進一步研究沿海沉積物磷循環(huán)過程及其生態(tài)風險評估提供了科學工具。
該研究成果為沿海水環(huán)境保護及污染防控提供了重要的科學依據(jù)，具有廣泛的應(yīng)用前景。①在水環(huán)境監(jiān)測方面，研究表明沿海工業(yè)化和城市化可能增強DRP的不穩(wěn)定性，從而加劇水體富營養(yǎng)化風險。因此，建議加強對溶解性鐵和硫化物的監(jiān)測，以預(yù)測DRP的釋放趨勢，提高沿海水環(huán)境管理的科學性。②在水體富營養(yǎng)化防治方面，該研究可為制定磷污染控制策略提供數(shù)據(jù)支持，以降低赤潮及水華等生態(tài)問題的發(fā)生風險，進而維護海洋生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。③在生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域，該研究揭示了磷釋放的主要驅(qū)動因素，為受污染海域的生態(tài)修復(fù)提供科學指導，優(yōu)化沿海生態(tài)治理方案，以降低外源污染對水環(huán)境的長期影響。④在農(nóng)業(yè)與水產(chǎn)養(yǎng)殖管理方面，研究成果有助于優(yōu)化施肥策略及水產(chǎn)養(yǎng)殖中的磷管理，減少農(nóng)業(yè)面源污染對海洋生態(tài)的威脅，為可持續(xù)農(nóng)業(yè)及水產(chǎn)養(yǎng)殖模式提供理論支撐。
研究團隊指出，沿海地區(qū)的工業(yè)化和城市化仍在快速推進，如不采取有效措施，可能進一步加劇磷的釋放，導致水質(zhì)惡化及生態(tài)系統(tǒng)失衡。因此，應(yīng)強化沿海生態(tài)環(huán)境監(jiān)測，優(yōu)化污染物排放管理，并結(jié)合本研究的發(fā)現(xiàn)，制定科學的水質(zhì)保護與生態(tài)修復(fù)策略。隨著沿海經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，該研究成果不僅為海洋環(huán)境治理與可持續(xù)管理提供了重要的科學依據(jù)，同時也提醒社會各界關(guān)注沿海生態(tài)系統(tǒng)的健康發(fā)展，共同推動海洋環(huán)境保護工作的深入實施。
本研究獲得了國家重點研發(fā)項目（2022YFC3105600）、國家自然科學基金（42322704）、海南省自然基金（422MS155）和中國水產(chǎn)科學研究院中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費（2023TD15）項目的資助。
全文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1342937X25000164
官方微信
