氮的激增使海藻变成了世界上最大的有害藻华

几个世纪以来，浮游的海藻(Sargassum)漂浮在褐色的海藻中，生长在北大西洋的低营养水域中，并受到自然营养源的支持，例如鱼类和无脊椎动物的排泄物，上升流和固氮作用。通过使用1980年代独特的历史基线并将其与2010年以来收集的样本进行比较，佛罗里达大西洋大学海港分校海洋研究所的研究人员和合作者发现了羊栖菜的化学和组成发生了巨大变化，从而将这种充满活力的活生物体转化为有毒的“死灵”区。”

他们的发现发表在《自然通讯》上，表明来自自然和人为来源(包括污水)的氮供应增加，正支撑了Sargassum的开花，并将关键的苗圃栖息地变成了有害的藻类繁殖，对沿海生态系统，经济和人类健康造成了灾难性的影响。在全球范围内，有害藻华与营养物污染增加有关。

由FAU港务分公司与南佛罗里达大学，伍兹霍尔海洋研究所，南密西西比大学和佛罗里达州立大学合作进行的这项研究旨在更好地了解氮和磷的供应对Sargassum的影响。研究人员使用了1980年代的碳(C)，氮(N)和磷(P)以及C：N：P摩尔比的基线组织数据集，并将它们与2010年以来收集的最新样本进行了比较。

结果表明，从1980年代到2010年代，Sargassum组织中的组织N百分比显着增加(35%)，而磷百分比(42%)降低。在长期研究中，元素组成也发生了显着变化，C：N：P比率也发生了变化。值得注意的是，最大的变化是氮磷比(N：P)，显着增加(111%)。碳：磷比率(C：P)也类似地增加(78%)。

“我们的研究数据不仅支持磷限制生产力的主要作用，而且还表明，由于地表径流，大气输入以及可能的环境氮供应的相对较大增加，磷作为限制性营养素的作用得到了加强。其他自然资源，例如固氮”，资深作者，Sargassum的主要专家，FAU Harbor Branch的研究教授Brian Lapointe博士说。

在1983年至1989年以及最近的2010年至2019年之间的北大西洋盆地的各种研究项目和航行期间，共收集了488个海藻的组织样本，其中包括在佛罗里达低礁岛(1983年和1984年)的卢厄礁礁的季节性采样)和更广泛的地理采样(1986年和1987年)，分别位于佛罗里达礁岛礁，墨西哥湾流(迈阿密，查尔斯顿和佛得角)和中美洲伯利兹附近。大洋站包括北部，中部和南部的Sargasso海。

氮含量最高的发生在受富氮地表径流影响的沿海水域，而较低的C：N和C：P比发生在冬季和春季高峰河流量期间。N：P比率的总体范围是4.7至99.2，平均值最高的是佛罗里达州西部的西部海湾(89.4)，其次是墨西哥湾和加勒比海地区。N：P比率最低的地区是在东加勒比海的圣托马斯(20.9)和巴巴多斯(13.0)。

由于人为排放的氮氧化物(NO x)，NO x的沉积速率大约是工业化之前的五倍，这主要归因于能源生产和生物质燃烧。自1980年代以来，合成肥料的氮产量增加了9倍，而磷酸盐的产量增加了3倍，这导致了全球N：P比率的增加。值得注意的是，自1985年以来，所有合成氮肥的生产量就达到了85%，这是在1983年从Looe Key开始进行基本Sargassum采样之后不久的。

“在其广泛的分布范围内，新形成的大大西洋猿猴带可以得到来自各种来源的氮和磷的输入的支持，包括来自刚果河，亚马逊河和密西西比河的排放物，非洲沿岸的上升流，垂直混合，赤道上升流，撒哈拉沙漠尘埃造成的大气沉积以及中部和南非的植被生物量燃烧”，拉波因特说。

长期卫星数据，数值颗粒追踪模型和野外测量表明，自2011年以来，大大西洋Sargassum带每年重复发生一次，从非洲西海岸到墨西哥湾一直延伸到8,850公里，并于2018年7月达到顶峰。

“考虑到大大西洋猿猴带对非洲，加勒比海，墨西哥湾和南佛罗里达州的沿海社区造成的负面影响，迫切需要开展更多的研究，以更好地为社会决策提供信息，以减轻和适应各种陆地结节藻的海洋和大气驱动器开花。”拉波因特说。

在较早的，较不严重的淹没期间，从德克萨斯州海滩清除海藻的费用估计为每年290万美元，仅佛罗里达州的迈阿密戴德县估计最近每年的清除费用为4500万美元。2018年加勒比海地区的清理费用为1.2亿美元，其中不包括因旅游业损失而减少的收入。海藻的绞线也影响海洋生物，并引起腐烂过程和其他人类健康问题，例如粪便细菌增多，引起呼吸系统疾病。

拉波因特说：“人类活动极大地改变了全球碳，氮和磷的循环，现在氮输入被认为是“高风险”并且在安全的行星边界之上。“根据科学研究，至少自1950年代以来，人口增长和土地利用变化增加了氮污染以及河口和沿海水域的退化。尽管某些沿海流域的氮负荷减少，但与许多河流相比，N：P比率仍然升高达到历史价值。大西洋盆地主要河流的N：P比率趋于上升，这与我们现在在Sargasum中看到的N：P比率上升相平行。”

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