珠江口夏季淡水输入与耗氧过程对低文石饱和度(Ωarag )的耦合影响机制及生态风险预警

本研究针对珠江口夏季低文石饱和度(Ωarag <1.5)威胁贝类养殖的生态问题，通过三次航次调查揭示了淡水输入(盐度S P <15)与表观氧亏(AOD>100 μmol/kg)对Ωarag 的协同降低机制，建立了基于盐度与AOD的预警公式，为海岸带酸化风险评估提供量化工具。

　　

在气候变化与人类活动双重压力下，海岸带生态系统正面临前所未有的酸化威胁。作为碳酸钙沉积的关键指标，文石饱和度(Ω_arag
)的降低直接威胁牡蛎、扇贝等经济贝类的生存——当Ω_arag
低于1.5时，贝类幼虫发育将受到显著抑制。珠江口作为中国第二大河口，其周边水域承载着广东省重要的贝类养殖产业，但近年来产量持续下滑。尽管学界对pH变化关注较多，但决定贝类钙化能力的Ω_arag
动态机制研究仍存空白，特别是夏季淡水输入与微生物耗氧过程的协同效应尚未量化。

为破解这一科学难题，南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）的Wenting Shi和Weidong Zhai团队在《Marine Pollution Bulletin》发表研究，通过分析2015年与2023年三次夏季航次数据，首次建立了珠江口Ω_arag
的盐度-氧亏预警模型。研究创新性地将表观氧亏(AOD，反映有机质矿化程度)与淡水稀释效应(盐度S
_P
)定量关联，发现二者通过不同途径降低Ω_arag
：淡水输入导致钙离子([Ca²⁺
])稀释，而AOD升高指示CO₂
积累（有机质矿化产物）。更值得注意的是，中等盐度(15-25)与中等AOD(50-100 μmol/kg)的叠加效应同样会触发Ω_arag
临界值，这一发现突破了传统认知中极端条件才引发风险的界限。

关键技术方法
研究团队采用走航式CTD(温盐深仪)获取水文数据，结合离散水样测定总碱度(TAlk)和溶解无机碳(DIC)，通过CO2SYS软件计算Ω_arag
。利用表观氧亏(AOD=氧饱和浓度-实测值)量化耗氧程度，并通过端元混合模型解析珠江洪水前后淡水组分变化（2023年6月洪前碱度1326 μmol/kg vs 8月洪后1510 μmol/kg）。

主要研究结果

1. 研究区域特征
   珠江口西江支流贡献70%淡水，其2023年6月流量3000 m³
   /s，8月因洪水增至6000 m³
   /s，显著改变碳酸盐体系端元值。

2. 低Ω_arag
   发生机制
   构建[TAlk-DIC]代理指标揭示：当S
   _P
   <15时，[Ca²⁺
   ]稀释主导Ω_arag
   下降；AOD>100 μmol/kg时，CO₂
   积累导致CO₃
   ^2?
   减少。二者协同作用使Ω_arag
   降幅超单独效应之和。

3. 预警模型构建
   洪水前公式Ω_arag
   ^Pre-flood
   =0.0101×(8.26×S
   _P
   –123/138×AOD)+0.02；洪水后公式系数调整为5.59×S
   _P
   且截距升至1.20，反映洪水带来的碱度缓冲效应。

结论与意义
该研究首次量化了珠江口夏季淡水-耗氧耦合驱动Ω_arag
下降的阈值：盐度15与AOD 100 μmol/kg构成生态风险"双临界点"。所建立的简易预警公式仅需常规水文参数即可实现Ω_arag
风险动态评估，为养殖区选址与灾害防控提供决策工具。更重要的是，研究揭示了中等环境压力叠加亦可引发显著生态风险，这对全球河口酸化研究具有范式启示。成果直接服务于中国"海洋负排放"(ONCE)计划，为海岸带可持续发展提供科学支撑。