气候变化背景下日本有明海缺氧形成的机制：来自正交设计的见解

《Environmental Science & Technology》：Mechanisms of Hypoxia Formation in the Ariake Sea, Japan, under Climate Change: Insights from Orthogonal Design

季节性缺氧威胁沿海生态，研究采用Taguchi方法评估温度、径流、营养负荷对Ariake海溶解氧（DO）的影响，发现夏季营养负荷和径流是主要驱动因素（分别贡献51.5%和41.2%），秋季存在滞后响应（径流贡献88.6%），模拟显示双倍输入扩大缺氧区至三分之二。

　　

季节性缺氧事件对沿海地区的环境和生态系统构成了严重威胁。温度、河流流量和营养物质负荷是主要影响因素，但其相对重要性会受到沿海地形和生态结构的空间变化的影响。本研究采用了田口法（Taguchi method）来评估这些因素对有明海（Ariake Sea）中溶解氧（DO）动态的影响，特别关注夏季洪水期。每个因素都被设置在了三个水平上，以代表潜在的气候变化情景，这种方法的优势在于能够通过较少的模拟次数（相比全因子设计所需的27次试验，即3^3）实现可靠的评估。结果表明，温度升高和河流流量增加会导致全年溶解氧含量下降，而低营养物质负荷则会在非夏季月份提高溶解氧含量。在夏季，营养物质负荷和河流流量是导致缺氧的主要因素，分别贡献了51.5%和41.2%的影响（p < 0.05）。秋季出现的滞后响应表明，河流流量变化可以解释88.6%的溶解氧下降（p < 0.05）。此外，实验模拟显示，如果河流流量和营养物质负荷同时翻倍，缺氧现象会扩散到几乎整个海域的三分之二区域，从而威胁到底栖生物和生态系统的稳定性。