人类高密度养殖活动引起的近岸营养盐补充不足

作者:何宇晴 发布日期:2022-12-14 阅读:646
近期,我室近海动力与生态环境团队在国际知名期刊Journal of Geophysical Research: Biogeosciences上发表了题为“Influence of Suspended Aquaculture on Hydrodynamics and Nutrient Supply in the Coastal Yellow Sea”的研究成果。第一作者为我室助理研究员何宇晴,共同通讯作者为宣基亮和丁睿彬,合作者包括周锋和沈辉。该项成果被选为AGU亮点文章在Eos上展示Coastal Aquaculture Can Reduce Nutrient Transport - Eos。
中国水产养殖总产量占世界水产养殖总产量60%以上,连续32年位居世界第一。作为中国水产养殖产量的主要贡献者,黄海近岸养殖范围已扩展到30 m水深的开阔外海,同时,养殖密度也居高不下(图1b)。然而,在这种大规模、高密度的养殖模式下,养殖海域出现了营养盐不足的问题,导致养殖产量和质量的下降。因此,迫切需要对高密度水产养殖下引起营养盐供应不足的原因进行研究,以期为合理制定养殖规划提供科学依据。

图 1 (a)研究区域所在的地理位置(红色矩形)。红点为黄海近岸筏式水产养殖区,粉色虚线为黄海锋面所在位置,蓝色阴影区域为春季黄海冷水团。(b)桑沟湾及邻近养殖海域。黑色曲线为水产养殖边界。(c)锋面次级环流和养殖边界环流示意图。.png

图 1 (a)研究区域所在的地理位置(红色矩形)。红点为黄海近岸筏式水产养殖区,粉色虚线为黄海锋面所在位置,蓝色阴影区域为春季黄海冷水团。(b)桑沟湾及邻近养殖海域。黑色曲线为水产养殖边界。(c)锋面次级环流和养殖边界环流示意图。

何宇晴等以黄海近岸典型养殖海域—桑沟湾及邻近区域(图 1a和b)为研究对象,结合现场观测资料和近海高分辨率水动力模型,研究了高密度水产养殖情景下,养殖区水动力过程改变对湾内营养盐补充的影响。桑沟湾观测的各种营养盐的分布显示,在海带生长期桑沟湾内营养盐的浓度很低,而外海冷水团影响区域近底层的营养盐浓度维持在较高水平。因此,外海补充是养殖区营养盐的重要来源。基于现场观测得到的养殖区域水动力和营养盐状况,研究人员设计了有养殖和无养殖情景下的高分辨率模型试验,并对比分析了养殖前后关键水动力要素和营养盐的变化。研究发现高密度养殖影响了黄海近岸锋面环流结构(图 1 c),养殖后养殖边界附近的南向流增强,并出现一个逆时针翻转的养殖边界环流,其大小超过无养殖条件下顺时针翻转的跨锋面环流。在养殖边界环流的影响下,外海向养殖区的营养盐补充显著减弱了,粒子追踪试验显示养殖后进入养殖区的高营养水量减少了约60%。



引  用

He Y, Xuan J, Ding R, et al. Influence of suspended aquaculture on hydrodynamics and nutrient supply in the coastal Yellow Sea. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, 2022, 127(2): e2021JG006633.https://doi.org/10.1029/2021JG006633


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