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(jié)構(gòu)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(zhì)，進(jìn)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(yīng)。

 

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

 

為解答上述問題，海洋三所海洋保護(hù)生態(tài)學(xué)研究團(tuán)隊、廈門大學(xué)葉勇教授的研究團(tuán)隊和香港城市大學(xué)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(diào)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(jié)果發(fā)現(xiàn)，清塘廢水的排入，短期內(nèi)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(jìn)了土壤的氧化亞氮排放，納污區(qū)的氣體通量甚至可達(dá)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(dāng)天的潮汐特征有關(guān)。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(chǎn)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(zhì)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(xué)葉勇教授認(rèn)為，相比濱海濕地的固碳作用，濕地土壤排放溫室氣體產(chǎn)生增溫效應(yīng)這一負(fù)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(chǎn)生的增溫效應(yīng)與310千克二氧化碳相當(dāng)。”葉勇說。

 

廈門大學(xué)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(fù)后，在植被達(dá)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(chǎn)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(chǎn)生的增溫效應(yīng)就可以抵消紅樹林生態(tài)修復(fù)產(chǎn)生的固碳效益。因此需要加強(qiáng)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。