珠江口富營養(yǎng)化引發(fā)的海水酸化的形成機(jī)制與季節(jié)演變規(guī)律獲揭示
中國科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋環(huán)境國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（LTO）研究員修鵬團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中山大學(xué)副教授胡嘉鏜和李適宇教授在珠江口富營養(yǎng)化引發(fā)的海水酸化的形成機(jī)制與季節(jié)演變規(guī)律的研究上取得新進(jìn)展。研究成果發(fā)表在Journal of Geophysical Research: Oceans《地球物理研究學(xué)雜志-海洋》上，梁博博士后為論文第一作者。
在河口與近岸海域，富營養(yǎng)化導(dǎo)致了活躍的有機(jī)物礦化過程并引發(fā)碳酸鹽體系的改變，加速了該區(qū)域的海洋酸化進(jìn)程。揭示富營養(yǎng)化導(dǎo)致的海水酸化現(xiàn)象的生消機(jī)制與控制因素，對(duì)于近岸海洋環(huán)境的保護(hù)具有重要意義。
研究人員利用珠江口-南海北部陸架區(qū)碳循環(huán)模式，對(duì)珠江口海域pH、方解石飽和度開展了模擬。結(jié)果顯示，珠江徑流與外海水團(tuán)的混合，塑造了珠江口口門低，并向外海逐漸升高的pH分布態(tài)勢(shì)（圖1）。將模擬結(jié)果與保守混合方法相結(jié)合，研究了富營養(yǎng)化引發(fā)的海水酸化在珠江口區(qū)域的季節(jié)演變規(guī)律。結(jié)果顯示伶仃洋與西四口門富營養(yǎng)化導(dǎo)致的海洋酸化，在酸化強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間以及起到關(guān)鍵調(diào)控作用的物理因子等方面存在顯著差異。
底層水體與沉積物中的生化反應(yīng)持續(xù)推動(dòng)著內(nèi)伶仃洋的富營養(yǎng)化引發(fā)的海水酸化過程，夏季較高的濁度限制了水體的初級(jí)生產(chǎn)，導(dǎo)致水柱整體處于酸化進(jìn)程之中；而在西四口門區(qū)域，生化反應(yīng)過程僅在夏季推動(dòng)了該區(qū)域的底層水體酸化，這與較強(qiáng)的鹽度分層相關(guān)，而在其它季節(jié)，層結(jié)強(qiáng)度不足以支撐初級(jí)生產(chǎn)與礦化過程的垂向解耦，富營養(yǎng)化導(dǎo)致的海洋酸化過程因此在西四口門區(qū)域衰退（圖2）。
本研究由國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗(yàn)室（廣州）重大專項(xiàng)核心團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目等項(xiàng)目共同資助完成。
相關(guān)論文信息：Liang, B., Xiu, P*., Hu, J*., & Li, S. (2021). Seasonal and spatial controls on the eutrophication-induced acidification in the Pearl River Estuary. Journal of Geophysical Research: Oceans, 126, e2020JC017107.
https://doi.org/10.1029/2020JC017107
圖1. 2006年8月珠江口表層月均（a, b）模式模擬的pH、（c, d）保守混合方法計(jì)算的pH及（e, f）富營養(yǎng)化引發(fā)的pH變化（ΔpH）的空間分布。（a-d）中的白色等值線表示pH值等值線；（e）中的黑色等值線分別表示鹽度為5‰、15‰、25‰的等值線；（f）中的紫色輪廓表示缺氧區(qū)，定義為DO≤3 mg L？1
圖2. 珠江口富營養(yǎng)化引發(fā)的海水酸化現(xiàn)象的生消機(jī)制概念模型
