高位海水養(yǎng)殖可加劇溫室氣體排放

 

研究證實，養(yǎng)殖池塘的上覆水排入紅樹林后能改變土壤中的微生物群落結構以及碳和氮的代謝過程。相比養(yǎng)殖池塘的外排水，清塘廢水中攜帶著更多的營養(yǎng)物質，進入潮間帶濕地后可能造成更為不利的生態(tài)和環(huán)境效應。

 

溫室氣體的排放通量與土壤中的有機碳和營養(yǎng)水平密切相關。隨著養(yǎng)殖清塘廢水排放，大量的營養(yǎng)物質進入濕地土壤，將如何影響土壤的溫室氣體排放？將產生什么樣的負面效應？

 

為解答上述問題，海洋三所海洋保護生態(tài)學研究團隊、廈門大學葉勇教授的研究團隊和香港城市大學譚鳳儀教授合作，在我國南方某地開展研究。研究人員在該地跟蹤了兩次養(yǎng)殖清塘廢水排放事件，在排污后連續(xù)開展了20天左右的連續(xù)調查，比較納污區(qū)和沒有受廢水直排影響的對照區(qū)濕地土壤中甲烷和氧化亞氮兩種溫室氣體的排放通量。

 

研究結果發(fā)現(xiàn)，清塘廢水的排入，短期內就改變了紅樹林土壤的營養(yǎng)水平。陳光程告訴記者，納污的紅樹林表層土壤具有更高的總氮、總磷和氨氮含量，其中氨氮含量受到的影響更為明顯，其含量約為對照區(qū)的25倍。富含氨氮的清塘廢水排放至紅樹林后促進了土壤的氧化亞氮排放，納污區(qū)的氣體通量甚至可達到對照區(qū)的30倍。盡管如此，土壤排放的氧化亞氮通量很快就發(fā)生衰減，在排污的第二天即下降到較低的水平。與氧化亞氮不同，這兩次研究中未發(fā)現(xiàn)土壤甲烷氣體的排放受到廢水排放的影響。

 

研究也發(fā)現(xiàn)，清塘廢水排放對土壤氨氮含量和氧化亞氮通量的影響與廢水排放當天的潮汐特征有關。小潮日期間紅樹林地潮水浸淹時間短，排放廢水后納污區(qū)土壤氨氮含量高于大潮日，產生氧化亞氮增排作用的維持時間也更長；而大潮日排放廢水則可能造成營養(yǎng)物質隨潮汐輸送至毗鄰的非直排區(qū)域，加劇非直排區(qū)域土壤的氧化亞氮排放。

 

廈門大學葉勇教授認為，相比濱海濕地的固碳作用，濕地土壤排放溫室氣體產生增溫效應這一負面作用還未引起足夠的重視。“本研究中，清塘廢水排放第一天，每公頃濕地土壤排放的氧化亞氮超過1千克，產生的增溫效應與310千克二氧化碳相當。”葉勇說。

 

廈門大學和海洋三所的另一項研究發(fā)現(xiàn)，該地紅樹林生態(tài)修復后，在植被達到成熟狀態(tài)前（林齡小于24年前），每公頃紅樹林濕地每年約固定19噸二氧化碳，而在成熟后則只有4噸二氧化碳。“這意味著，如果只考慮廢水排放后第一天產生的氧化亞氮排放，每年僅需往紅樹林排入幾十次養(yǎng)殖清塘廢水，其引起的氧化亞氮增排作用所產生的增溫效應就可以抵消紅樹林生態(tài)修復產生的固碳效益。因此需要加強對沿海地區(qū)海水養(yǎng)殖廢水的管理，以減少溫室氣體的排放。”葉勇說。