气候驱动的水位下降导致亚热带水库缺氧事件提早发生

学术 2024-10-12 08:55 广东

全球变暖背景下，湖泊和水库的溶解氧含量正逐渐下降。当水体中溶解氧浓度低于2 mg/L时会发生缺氧事件，湖库水体缺氧问题已成为当前全球性生态环境挑战之一。湖库重度缺氧不仅恶化水质，还会威胁水生生物多样性，进而严重影响生态系统服务功能。亚热带季风区水库的水温和水位波动幅度较大，使得这些水库的缺氧现象更易受到气候变化的影响。然而，亚热带深水水库缺氧区对气候变化的响应规律尚不明确；由于长期连续观测数据缺乏和系统定量研究不足，人们对这些水库缺氧事件开始和结束的时间知之甚少。

围绕气候变化背景下水库缺氧问题，中国科学院城市环境研究所水生态健康研究组（杨军团队）在福建水库建立了长期定位观测研究站，选择汀溪水库进行连续五年的水体剖面监测和数据分析，研究气候变化和水位降低对亚热带单次混合型深水水库底层水体缺氧区的影响。基于10天一次观测频率，分析了2015至2020年间的气象要素、水位、热分层、氧分层、营养盐，以及浮游藻类之间的关系。结果表明，干旱等气候事件引发的水位下降显著提前了水库热分层的开始时间，并且加剧了热分层，从而使底层水体缺氧区提前形成。

研究发现，丰水年的水库水位较高，缺氧区的形成大约在当年的第131至149天。然而，在枯水年（如2015年和2018年），缺氧区的形成时间提前到第98至99天，提早了约40天。值得注意的是，枯水年的水库水位下降不仅增加了热分层的强度，还阻碍了氧气的垂直混合，加剧了底层水体缺氧现象。在气候变暖和降水减少的双重影响下，水库水位下降和底层缺氧的发生可导致沉积物营养盐的内源性释放增强，进而促进蓝藻等浮游藻类的快速繁殖，最终将提高蓝藻水华的暴发风险。

研究揭示了气候驱动的水位变化对亚热带季风区水库缺氧事件的影响，发现枯水年低水位期水库底层缺氧区提早形成的规律，加深了我们对气候变化背景下水库生态系统演变过程的理解和认知，有助于提高人类社会应对和适应气候变化的能力。研究结果不仅填补了全球气候变化下亚热带水库缺氧发生时间研究的空白，还为制定更加精准的水库水质管理和早期生态干预提供了科学依据。

摘要图

研究结果以Climate-driven decline in water level causes earlier onset of hypoxia in a subtropical reservoir为题，发表在环境科学与生态学领域的国际期刊Water Research, 2024, 267: 122445。博士生陈辉煌和罗安琪为共同第一作者，杨军研究员为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、福建省科技厅对外合作项目等的资助。

http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU5NjcyMzQ0Mw==&mid=2247551777&idx=4&sn=8330e730aafd3ac284751fa5ec7525ea

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