气候变化可不只是让夏天更热 水质下降的也很厉害

导读: ·农田施肥引起河水富营养化 ·全球气候变化导致降雨增多 ·降雨增多将更多的营养元素冲入水体

出品|网易科学人栏目组

译者|王五人

最新发表在《科学》上一篇名为《更多的降雨带来更多的污染》的一文称,在全球气候变化带来更多降雨的情况下,全球水质将进一步恶化。合理的农田管理措施迫在眉睫。

图为2011年伊利湖蓝藻爆发的卫星图片。图片看起来可能很美,不过都是些微胞藻属、假单胞菌,对人类有害的绿藻。

当我们说起气候变化是如何影响水体的时候,我们都以为是干旱、洪涝或者极端暴雨。但是实际上气候变化除了影响水量外,也会影响水质。

斯坦福大学卡耐基科学学会气候生态部门的实验室主管安娜·麦克拉科(Anna Michalak)发表在《科学》杂志上的文章称,由于气候变化会导致某些地区的降雨增加,全球范围内的水质将会降低。

一.富营养化的来源和危害

为了弄明白降雨如何影响水质,让我们看看墨西哥海湾:在过去的32年内,每年夏天都会形成一个死水区。在2016年,死水区面积达6000平方英里(几乎相当于一个康涅狄格州)。

今年,美国海洋大气管理局(NOAA)预测死水区面积将达到新泽西州,大约是8700平方英里。

造成死水区的来源是美国中西部的玉米种植带。该区域大量使用肥料,其中的氮元素就从农田流入径流和河流中,也就导致了我们所熟悉的富营养化。

所谓的富营养化,就是水体中营养元素过剩。

从玉米种植带,这些含氮物质一路流向密西西比河,最终到达墨西哥海湾。含氮物质和升温的夏季共同导致了绿藻爆发。这些爆发的绿藻们极尽绚烂地盛开,然后就归于死亡。

而在它们死后,细菌对其进行分解,耗尽氧气。鱼儿们就吸收不到氧气,无法存活。于是游得快的动物们背井离乡去往氧气充足的地方,而游得慢的动物如墨西哥湾著名的牡蛎就只能坐以待毙。

这些可怜虫的尸体继续滋养着死水区,使其进一步增大,陷入恶性循环的永恒中。而只有当秋天温度降低的时候,这个过程才得以好转。

二.气候变化加剧水质恶化

除此以外,麦克拉科和其他人还发现气候变化导致的降雨增加还会恶化以上过程。为什么?因为更多的降雨意味着更多的罪魁凶手——营养元素被冲入河流中。

在美国地区,该现象在玉米种植带和东北部很是明显。而在全球范围内,中国、印度、东南亚地区的富营养化也将恶化。

以上这些国家地区都依赖近海水域和表层水,但这些水域都已被严重污染。生活在此的人们受到的水质危害更为严重。

为了弄清楚这一问题,研究人员根据之前研究中的模型进行模拟。模型利用美国地质局研究调查中的氮负荷数据(即指定时间内能够进入生态系统中的氮的地区),再将这些数据与降雨联系起来。

比如说,如果降雨一英寸,那么最终会有多少氮进入水体?研究人员将气候变化模型数据整合进来,以研究在未来降雨会产生何种影响。

当然,所有实验都是基于模型,研究人员仅仅是想知道降雨的影响,于是他们并没有改动其他因素。比如说,他们并没有考虑由于降雨的不均匀性,农民会不会灌溉更多?会不会使用更多的肥料?

而真的要感谢科技进步,如今想要解决这些模型问题,不再需要超级计算机,而且计算模式也简洁了许多。计算机不需要处理那些错综复杂的数据,而仅仅是考虑降雨和氮负荷的关系。

最终的结果发现,降雨量的增加会导致整个国家的氮负荷增加20%。这里需要提到一点,由于富营养化非常恶劣,美国环境保护署正竭尽全力将其降低20%。

而根据这一研究,到了本世纪末,氮负荷将会上涨20%,EPA等于是前功尽弃。

三.影响是恶劣的、行动是紧迫的

在美国境内,密西西比上部、阿查法拉亚河流域、东北部和五大湖区域,都会出现多个氮负荷地区。墨西哥湾的死水区或许是面积最大的污染物区域,但它并非个例。

切萨皮克湾、伊利湖和密歇根湖都有死水区。

即使是不居住在以上区域的人们也难逃波及,比如说墨西哥湾死水区鱼虾死亡导致虾类价格上升。另外,研究人员还指出,研究关注的是营养元素是从何处进入水体,这有助更好地管理土地。

而营养元素最终进入地下水的话,也会危害饮用水安全。

这些听起来很糟糕,但不妨从另一方面看待:与其将这个研究看作是绝望的现状,不如看作是挑战。而为了应对这个挑战,我们必须意识到这个问题不仅仅是本地土壤管理,这关乎气候变化。

最终的解决办法就是减弱气候变化。虽然没有农田,就没有富营养化,但回到采集时代也是不可能的。只能寄望于更为合理的田地管理措施。气候变化迫在眉睫,必须抓紧行动。

就问一句,在气候变化导致夏季温度一年高于一年的如今,今天你低碳了吗?

标签:《科学》 降雨

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