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缘何新泽西州迪亚尔湖陷入赤潮的季节性循环怪圈?研究专家建议恢复湿地和自然
2023/1/17 16:53:00 本站

多年来,美国新泽西州迪亚尔湖在其滨水和支流沿线进行了大量的住宅和商业开发,减少了天然缓冲区,导致当地的下水道系统将未过滤的雨水直接从街道,通过地表径流排入湖中。随着气温升高,以及沉积物径流的填充,使得迪亚尔湖水变浅,水体更温暖。另一方面,雨水径流为湖泊汇集了草坪里的土壤、肥料和道路上的盐等营养物质。最终,迪亚尔湖赤潮大爆发,且陷入了赤潮的季节性循环怪圈。

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(图源:Unsplash/CC0 Public Domain)

4月的雨为新泽西州最大的沿海湖泊带来了7月的赤潮(HAB)。蒙茅斯大学(Monmouth University)一项发表在《城市自然学家》(Urban Naturalist)的研究发现,迪亚尔湖(Deal Lake)被锁定在一个季节性周期中,在寒冷的冬季和初春的几个月里,水体系统中充满了营养物质,从而在夏季和初秋的时候助长了蓝藻(cyanobacteria)的爆发。

该研究的主要作者、海洋科学教授杰森·阿道夫(Jason Adolf)将赤潮事件比作烤蛋糕,其配方需要一些关键成分:氮、磷、阳光和温水温度。研究人员发现,在寒冷的月份,雨水径流为湖泊汇集了草坪里的土壤、肥料和道路上的盐等物质,这些物质中富含的氮。

当海水升温时,赤潮生物大量吸收氮,数量开始膨胀,使海水浑浊并改变其化学性质。这进而引发湖底沉积物中储存的磷的释放。

根据阿道夫的说法,氮的消耗往往会有些快,这使得赤潮不得不依靠大雨来补给湖水,以维持自身稳定。然而,他注意到磷并不是那么容易分解的,迪亚尔湖可能全年都有大量的磷被锁定在湖底。

与蒙茅斯县(Monmouth County)的其他沿海水体一样,多年来,迪亚尔湖在其滨水和支流沿线进行了大量的住宅和商业开发,减少了天然缓冲区,否则这些缓冲区将阻止径流进入系统。当地的下水道系统尚未过滤雨水,就被直接从街道,通过地表径流排入湖中。

迪亚尔湖总面积155英亩,四周与七个城市相连,覆盖总人口超过7万,这个数字在夏季旅游季节会激增。它曾流淌在阿斯伯里公园(Asbury Park)和艾伦赫斯特(Allenhurst)之间,自由流入大西洋,但今天通过一个可以手动打开和关闭的水槽闸门连接起来,以调节水位,允许鱼类进出湖泊。

这项研究以新泽西州环境保护部(NJDEP)收集的2017年和2018年数据以及阿道夫和蒙茅斯大学学生当时采集的水样进行的实验为中心。蒙茅斯大学继续通过其沿海湖泊观测网络(CLONet)的领导和其他研究工作,定期监测迪亚尔湖。

将现代数据与1978年NJDEP研究收集的数据进行比较表明,该系统经历了重大变化。2017年7月,迪亚尔湖的平均气温达到84.2华氏华氏度,2018年7月至8月达到82-84华氏度,而1978年7月和8月的平均气温分别为66.6华氏度和68.9华氏度。作者提出了水温升高背后的两个可能因素:新泽西州的气温升高,以及沉积物径流的填充,使得湖水变浅,更容易变暖。

阿道夫说:“随着气候变化的推进,迪亚尔湖面临的挑战可能会变得更加严峻,从而带来更温暖的水域,更适合赤潮生物。沿湖社区应专注于有针对性的流域改善,包括恢复滨水区周围的湿地和自然特征,以控制雨水径流产生的季节性营养负荷。他们还应考虑疏浚,以减少冬季滞留在湖底的磷,并使水体更接近其原本历史深度。”

近年来,由于夏季旅游目的地(如霍普康湖和格林伍德湖)的长期关闭影响了当地经济,新泽西州的赤潮问题受到关注。赤潮事件中存在的毒素会使人类和宠物在接触时生病,导致大量鱼类死亡,并威胁水供应。它们像绿色的油渍,溢出的绿油漆,散发出恶臭。

(本文仅做研究资讯分享,不代表平台观点)




原文链接
https://phys.org/news/2023-01-lake-caught-seasonal-algal-blooms.html




文:Daisy
审:Sara
中国绿发会湿地工作组