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环境学院刘永课题组在全球湖泊氮磷截留的效应机制研究方面取得进展

由于全球人口的持续增长和工业化进程,氮的人为排放量增长速度显著快于磷,导致全球氮磷循环出现不平衡,进而对大气和水环境质量、生物多样性以及生态系统生产力等产生不利影响。湖泊是全球陆地氮磷循环的重要节点,对削减氮磷通量起到了至关重要的作用。然而,目前尚不清楚在全球尺度上湖泊的氮磷截留究竟对陆地氮磷的循环平衡起正向还是负向作用。

北京大学环境科学与工程学院、国家环境保护河流全物质通量重点实验室刘永研究员课题组与麻省理工学院、巴塞罗那自治大学、明尼苏达大学、中国科学院南京地理与湖泊研究所、广东工业大学、中国环境科学研究院等组成联合研究团队,开发了基于贝叶斯推断的湖泊营养盐通量模型,并以此估算和推算了全球5000余个湖泊的内部循环过程通量及其不确定性。研究发现,全球超过80%的湖泊对氮磷具有截留效应,近90%的湖泊表现出更强的磷截留效果;湖泊内部氮磷截留效应的差异加剧了全球氮磷循环的不平衡,且随着湖泊营养状态上升,氮比磷更易被释放出来,这将增加湖泊下游缺氮生态系统(如:近岸海域)中藻类暴发的风险。该研究同时还探讨了湖泊富营养化治理的政策建议,提出除关注湖体氮磷浓度及入湖氮磷比之外,还应增加对湖泊内循环过程中氮磷比的关注。

图 全球湖泊的氮磷截留结果分布,其中(a) 和(b)分别代表氮和磷的湖内EN/DE比值(enrichment/depletion)。黄色代表湖泊对入湖氮磷有正向的截留效应,蓝色表示湖泊会向下游输出更多氮磷

研究成果以为题于2022年6月2日在线发表于Nature Geoscience;同时在Research Briefings中以Preferential phosphorus retention in lakes alters the balance of global nutrient cycles为题介绍了研究背景、主要发现以及专家和编辑观点。

刘永为通讯作者,吴桢博士(现为麻省理工学院博士后)为第一作者,合作者包括倪晋仁院士、秦伯强研究员、JosepPe?uelas教授、JacquesC. Finlay教授、Michael J. Follows教授、霍守亮研究员、Jordi Sardans博士、高伟副教授、Gregory L. Britten博士以及博士生李金城、黄吉霖、孙延鑫、蒋青松。该研究得到国家自然科学基金(42142047、51721006)等的资助。

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