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拖网渔船破坏海底微生物—图文

2020-03-25  来源:  作者:大通新闻

 

拖网搅动沉积物导致微生物去除的氮减少。过多的营养物质会损害水质。图片来源:Ingo Wagner/Picture Alliance

沿着海底用拖网捕捞海鲜的渔船会不加选择地伤害海洋生物,并且破坏它们的栖息地。现在,一项新的研究表明,拖网渔船还可能破坏海底微生物清除沿海水域中过量营养物质的能力,从而加剧海洋污染。

“这是第一篇研究拖网捕捞的实际生物地球化学效应的论文。”没有参与该研究的美国加州大学河畔分校海洋生物地球化学家Sebastiaan Van de Velde说,“整个研究的角度非常新颖。”

氮是海藻和被称为浮游植物的微小海藻等水生植物的重要营养素。但是,随着处理不当的污水或农田中流失的化肥被冲入海洋,过多的氮会刺激发生所谓的“藻华”。过多的海藻会造成麻烦,比如缠在船的螺旋桨上,在海滩上腐烂。当藻类在水中死亡时,情况会变得更糟——分解它的微生物会吞噬氧气,并形成死区,使鱼类和其他海洋生物窒息而死。

而海底沉积物中的微生物可以通过将过量的氮转化为一种释放到大气中的惰性气体来帮助解决这一问题。但拖网渔船会对此形成干扰吗?

为了找到答案,澳大利亚南十字星大学的生物地球化学家Bradley Eyre和他的同事在该国的莫顿湾进行了一项实验。

研究小组在一条向海湾输送氮的河流附近选择了3个地点。在1年的时间里,他们多次测量了来自沉积物的氮。这种气体是反硝化过程的最终产物,在该过程中,沉积物顶部几厘米的微生物会分解富含氮的有机物。

该过程需要一系列特殊的条件,因为有些生化反应需要有氧,而有些需要无氧。在海底,这种条件错综复杂的情况是由许多种海洋动物(如甲壳动物、蛤蜊和蠕虫)的挖掘所创造的。

接下来, Eyre和他的同事雇了一艘拖网捕虾船。这艘船得到了许可,允许在一个禁止拖网捕鱼的区域内拖网穿过几个地点。紧接着,潜水员跳入水中研究沉积物,并测量微生物释放的氮。不出所料,拖网将海底的沉积物混在了一起。

研究小组日前在《湖泊学与海洋学快报》上发表报告称,与附近未经历拖网捕鱼的地点相比,这一过程抹去了穴居动物创造的精细结构,阻碍了微生物的生长,并减少了多达50%的氮气排放。“这实际上是一个相当大的影响。”Eyre说。

Van de Velde对此表示同意。“这完全改变了这些底部沉积物的功能。”他说,“这是拖网捕捞带来的一个主要问题。”

每3个月一次,Eyre及其同事重复了该实验3次,最终都观察到相同的效果。好消息是,每次拖网过后,穴居动物都会返回并重新创造反硝化的条件。一个令人担忧的迹象是,每一次拖网都比前一次拖网减少了更多反硝化作用。这表明拖网捕鱼的损害是持久的,但这一趋势在统计上并不显著。

这一研究结果可能是保守的。由于水深只有4米,因此强烈的海浪会规律性地扰动沉积物,这会定期减少反硝化作用。Eyre认为,在动物洞穴更稳定的较深水域,拖网可能对反硝化作用产生相对较大的影响。但是,反硝化作用的总量在浅水中可能更大,因为那里有更多的有机物。

很难说拖网捕捞对反硝化作用和水质的影响到底有多大。Eyre和他的同事做了一些粗略的计算。假设拖网捕捞发生在莫顿湾的一半水域,而在实验中测量到的最大影响是可以阻止5477吨氮从水体和沉积物中逸出。这相当于每年从空气和陆地进入海湾的氮的80%。

Eyre说:“这仅仅显示了该研究的潜在重要性。”英国爱丁堡赫瑞瓦特大学的海洋生态学家Marija Sciberras说,这项新研究“无疑提供了一个重要的谜题”。她补充说,考虑到拖网捕捞的广泛程度,弄清楚其对营养循环的影响是一项紧迫的任务。

相关论文信息:https://doi.org/10.1002/lol2.10150

 

 

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