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长江冬季径流驱动的中盐度环境对黄海浒苔暴发的跨季节影响机制及风险评估
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月22日 来源:Journal of Environmental Management 8.0
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针对黄海浒苔(Ulva prolifera)暴发的驱动机制不明问题,本研究通过室内实验与数值模拟相结合,首次揭示长江冬季径流通过维持25-28 PSU中盐度环境促进浒苔生长的关键作用,建立基于径流-风应力的线性回归模型(R2=0.89)实现MDA预测,为半封闭海域绿潮防控提供新思路。
在全球沿海富营养化加剧的背景下,黄海连续17年暴发的浒苔(Ulva prolifera)绿潮已成为全球最大规模藻华灾害,年均最大分布面积(MDA)超38,000 km2。尽管营养盐输入被普遍认为是主要诱因,但长江冬季径流塑造的中盐度(25-28 PSU)环境对浒苔暴发的跨季节影响机制长期被忽视。这一认知空白严重制约了绿潮的精准预测与防控。
为破解这一难题,中国某研究团队在《Journal of Environmental Management》发表的研究中,创新性地将室内控制实验与海洋环流模型(OGCM)模拟相结合。研究团队首先通过梯度盐度培养实验(21-32 PSU)量化浒苔生长响应,随后利用数值模拟追踪冬季长江淡水输运路径,最终构建包含径流-风应力因子的线性最小二乘回归模型。关键技术包括:1)浒苔样本采集自苏北海岸(121°17′23″E)进行14天盐度梯度培养;2)采用Spearman相关性分析生长率与盐度关系;3)基于观测数据验证长江淡水对苏北沿岸盐度的贡献占比;4)开发冬季径流与夏季MDA的滞后相关模型。
研究结果揭示:
U. prolifera blooming and salinities
室内实验显示浒苔生长率与盐度呈显著负相关(p<0.05),21 PSU组生物量积累最快,证实中盐度(25-28 PSU)为最适生长窗口。数值模拟表明冬季长江径流贡献苏北沿岸80%淡水输入,其与夏季MDA的相关系数达0.89。
Discussion
三峡大坝(TGD)运行后长江冬季径流增加,叠加冬季偏北风减弱,形成持续中盐度"记忆效应"。该研究首次量化了水文过程的跨季节调控作用,推翻传统认为冬季径流对营养盐分布影响有限的认知。
Conclusions
建立的径流-风应力预测模型可实现提前6个月的绿潮风险评估。该成果为半封闭海域环境灾害管理提供范式:1)证实盐度与营养盐的协同驱动机制;2)揭示大型工程对河口生态的级联效应;3)提出基于水文调控的"季节性前置防控"新策略。
这项研究突破传统富营养化研究框架,将藻华预测时间尺度扩展到季节际,为全球类似海域的绿潮治理提供关键技术支撑。特别是提出的"冬季径流-夏季藻华"因果链,为理解人类活动-水文过程-生态响应的耦合机制开辟了新视角。
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