《Marine Pollution Bulletin》陆源和海源SGD对海湾营养盐收支的贡献

海底地下水排放（Submarine Groundwater Discharge, SGD）作为海岸带陆海相互作用十分重要的表现形式之一，不仅仅是向近岸水体输送水量的过程，而且是调控溶解性物质从陆地向海洋转移的重要通道。SGD通常包含了两种类型，一是陆源淡水地下水（Submarine Fresh Groundwater Discharge, SFGD），主要来自于大气降雨下落至地表再渗透到岩石和土壤中，进而渗透至地下含水层，由陆地和海洋之间的水力梯度驱动排放入海；二是海水入侵沿海含水层，发生交换后再流回至海洋的水流，为再循环海水（Recirculated Saline Groundwater Discharge, RSGD）。虽然这两种类型SGD的驱动力有所差别，其传输路径也不尽相同，但都能富集和输送不同的营养盐等物质，进而对近岸水体生物地球化学的影响也可能不同。本研究聚焦于受人类活动影响较大的浙江三门湾，对三门湾的湾内水体和沿岸地下水中的镭（Ra）同位素和无机营养盐进行采样分析。基于²²⁴Ra质量平衡模型，估算得到三门湾总SGD的通量为（1.1 ± 0.1）× 10⁸ m³ d^-1（13.9 ± 0.5 cm d^-1）。同时，结合水量平衡模型，发现三门湾SFGD虽然约占总SGD的9.0%，但重要的是SFGD贡献了大量的营养盐，尤其是其输送的溶解无机磷（DIP）是总SGD输送的35.9%。考虑三门湾所有的营养盐源汇项，发现SGD贡献了总溶解无机氮（DIN）和DIP来源的53.9%和11.9%，是三门湾中最重要的营养盐来源之一。除了SGD，大量工业/生活废水和海洋养殖废物的排放也会导致三门湾海域营养盐水平的大幅度提高，因此合理控制养殖品种与规模、加强废水排放和SGD管理等举措对于维护三门湾海域生态环境尤为重要。该研究探讨了多种人类活动影响下的海湾中不同类型SGD输送营养盐的情况，阐明了不管是陆源SGD还是海源SGD对营养盐收支的重要性，以期为海湾生态系统的环境保护与治理提供基础科学依据。

图2 三门湾DIN和DIP主要源汇项示意图

来源：Marine Pollution Bulletin