當「湧升流」、「藻華」和「缺氧」現象同時發生時？

112年01月09日

【本篇報導由生命科學系  陳仲吉教授研究團隊提供】 　　湧升流海域通常具有高生產力與豐富的魚類資源。而本研究探討東海浙江沿岸罕見的「湧升流」、「浮游植物藻華」和「缺氧」同時發生的現象，並評估湧升流對藻華和缺氧的影響。研究顯示，湧升流會將底水抬升至水表以下5-10公尺處，在湧升流區，浮游植物大量繁殖，表水以下則出現缺氧或低氧現象，在缺氧區域有高濃度的硝酸鹽和磷酸鹽的再生現象。當湧升流把缺氧水抬升到水表時，增加了對海洋生物的生存威脅。本研究也發現，除了河流攜帶注入的養分，這些富含營養鹽的湧升水，尤其是磷酸鹽，會造成浮游植物的大量繁殖。本研究認為，當浮游植物藻華消散後，這些被分解的有機物質，將可能使海域缺氧現象變得更加嚴重。   　　浮游植物藻華(尤其是有毒藻華)所擴及的範圍及持續時間，在全球各沿海地區的生態系統中大幅增加，成因主要與優養化現象增加有關。在東海，尤其在長江出海口及浙江沿岸，浮游植物藻華的發生頻率也逐漸提升，值得關注的是，此區藻華的出現主要與長江所注入的大量營養鹽有關。由於污染及化肥用量的增加，河川攜入的營養鹽在過去半個世紀中急劇增加，浮游植物藻華的發生與規模，也可能與沿岸海域嚴重優養化的增加有關；優養化也可能會驅動並增加東海及其沿岸海域中的缺氧(≤ 2.0 mg L-1)現象，原因可能與優養化促使浮游植物大量產生的有機碳分解有關，因此缺氧區域經常發生在與浮游植物藻華相似的位置，即長江出海口與浙江沿海。  　　自1960年代以來，大量營養鹽經由長江進入東海陸棚，使其營養負荷量急劇增加，由於長江出海口與浙江沿海優養化事件頻繁發生，缺氧的嚴重性及發生率也隨之增加；此外，與浮游植物藻華及缺氧現象發生的地區，也同時有湧升流的發生。儘管已知東海自河川攜入與湧升流湧升的營養鹽，二者可能引發增強浮游植物藻華的聯合效應，但這種現象卻很少被探討，更幾乎沒有湧升流對東海缺氧現象影響評估相關的研究，特別是湧升流本身即可能對沿海生態系造成複雜的影響。本研究即針對上述三種現象：「缺氧」、「浮游植物藻華」及「湧升流」同時發生時，探究湧升流對東海缺氧及浮游植物藻華的潛在影響。  　　研究期間在藻華或其鄰近區域觀察到兩處湧升流發生，一處位於長江出海口附近，另一處則在浙江沿海。長江出海口的湧升流，使得底水抬升至海平面下10-15m處，其底層水溶氧飽和度為60.3%，且富含高營養鹽，在這個湧升流區域，浮游植物的生長，似乎主要肇因於河川注入而非湧升流提供之營養鹽，但其生長仍然受到低磷酸鹽的限制；而在浙江沿海的湧升流，低溶氧且高營養的底層水幾乎達表水以下5-10m處，並可能將缺氧或低氧水抬升並擴大到表水，對海洋生物構成生存危機，此結果顯示，在湧升流區透過河川輸入與湧升流的共同作用，營養鹽將促進浮游植物的大量繁殖。本研究認為，在湧升流區消耗藻華所衍生的有機物質，將進一步加劇缺氧的現象。  原文出處：https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2021.112288