氣候變化將如何影響我們的水質
去年，黏糊糊的綠色和惡臭的藻類佔據了佛羅裡達的海灘，釋放出的毒素殺死了魚類和貝類，並使人們患病。水華促使佛羅裡達州州長宣佈進入緊急狀態，並可能造成廣泛的經濟損失。最新研究表明，如果氣候變化不受控制，我們可能會在沿海和湖泊看到更多的這種藻類水華。這意味著氣候變化不僅會影響我們的供水量，例如造成乾旱，還會影響供水質量。
今天發表在《科學》雜誌上的一項研究表明，在未來，更多的降雨和更多的極端風暴將把越來越多的營養物質如氮沖入河流和沿海水域。氮是被稱為浮游植物的微小藻類的食物，當它被衝上岸時，它可以像佛羅裡達州的藻類一樣喂養藻類(研究人員利用幾種氣候模型和預測結果表明，到本世紀末，美國大陸的氮徑流可能增加近20%，其中密西西比河上游的阿查法拉亞河流域和五大湖的氮徑流增幅最大。
氮從各種來源滲入水道：農民用它來給農作物施肥；動物和人類在他們的糞便中自然產生它；當我們燃燒化石燃料時會產生氮化合物。每當下雨的時候，這些多餘的氮（以及磷等其他營養物質）就會從土壤和空氣中被衝到河流、湖泊和地下水中，最終流入大海。在這裡，氮會造成巨大的破壞：它不僅會導致藻類大量繁殖，而且當這些藻類死亡時，它們會沉入海底腐爛，在這個過程中耗盡氧氣。這就造成了低氧區，魚類和貝類無法生存。藻類泛濫會擾亂漁業，造成數百萬美元的收入損失，並減少飲用水供應。
研究合著者、斯坦福大學卡內基科學研究所全球生態學教授安娜·米查拉克（Anna Michalak）在接受《邊緣報》採訪時說：“巨大的影響遠遠超出了你的想象，哦，好吧，只是水中的氮。”。
水華和所謂的死區（比如墨西哥灣或切薩皮克灣的死區）正在上升，而不僅僅是在美國。世界人口及其富含氮的廢物正在增加；農業正在發展壯大。結果，我們向環境中註入了越來越多的氮氣。但是將來會發生什麼呢？在這項研究中，斯坦福大學和普林斯頓大學的研究人員希望瞭解氣候變化將如何影響氮的流失，以及由此產生的水質。
Michalak和她的同事分析了21種不同的氣候模型，以瞭解到本世紀中葉和2100年降雨量可能會發生怎樣的變化。如果我們不採取任何措施來應對氣候變化，那麼除了德克薩斯州以外，美國幾乎任何地方的降雨量都可能會更多。可能還會有更多的極端風暴，尤其是在美國中西部和東北部。研究發現，即使我們在環境中投放的氮量沒有增加，我們也不採取任何措施來解決這個問題，增加的雨水將攜帶更多的氮進入水道。研究表明，東北部的氮徑流增加了近30%，密西西比河上游的阿查法拉亞河流域增加了24%，五大湖區增加了21%。
“有一句話可以說明，美國和世界上許多地方都已經出現了氮問題[馬薩諸塞大學波士頓分校的水文學副教授Ellen Douglas沒有參加這項研究，他說：“因為降水量會增加，情況只會變得更糟。”。還有其他一些因素會使氮超載的影響更嚴重，比如溫度升高。例如，藻類在天氣變暖時生長得更快。但這項研究只考慮了降雨。道格拉斯說，這些預測還假設，我們向環境中排放的氮量將保持不變，但我們知道，考慮到我們日益增長的人口和不斷增長的糧食需求，氮量可能會增加。
然而，史密森尼環境研究中心的資深科學家丹尼斯·佈雷特伯格（Denise Breitburg）說，這項研究是對氣候變化和降雨如何影響氮徑流的“最全面的檢驗”，她沒有參與這項研究。米恰拉克說，研究結果還表明，水質不僅僅是一個區域性問題，它還受到人類如何改變全球氣候的影響。
米恰拉克希望政策制定者能利用研究結果為減少我們的氮產量提供戰略依據。美國的地方**已經在努力解決這個問題——比如，透過實施更好的化糞池系統，或者與農民合作確定施肥量、時間和地點。在密西西比州的阿查法拉亞河流域，根據環境保護署的一項授權，農民們已經在努力減少20%的氮輸入量，與1980-1996年的水平相比。但為了在未來達到這個目標，考慮到氣候變化，他們應該減少60%以上的氮輸入，研究說。
當然，總有減少溫室氣體排放的選擇。但保持氮在海灣也是關鍵。”道格拉斯說：“我們不能一直把垃圾傾倒到環境中，不管是農業垃圾還是人類的垃圾。”我們需要找到方法來減少氮的流量。”
- 發表於 2021-05-29 05:50
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