導讀： ·農(nóng)田施肥引起河水富營養(yǎng)化 ·全球氣候變化導致降雨增多 ·降雨增多將更多的營養(yǎng)元素沖入水體

　　出品|網(wǎng)易科學人欄目組

　　譯者|王五人

　　最新發(fā)表在《科學》上一篇名為《更多的降雨帶來更多的污染》的一文稱，在全球氣候變化帶來更多降雨的情況下，全球水質(zhì)將進一步惡化。合理的農(nóng)田管理措施迫在眉睫。

　　圖為2011年伊利湖藍藻爆發(fā)的衛(wèi)星圖片。圖片看起來可能很美，不過都是些微胞藻屬、假單胞菌，對人類有害的綠藻。

　　當我們說起氣候變化是如何影響水體的時候，我們都以為是干旱、洪澇或者極端暴雨。但是實際上氣候變化除了影響水量外，也會影響水質(zhì)。

　　斯坦福大學卡耐基科學學會氣候生態(tài)部門的實驗室主管安娜·麥克拉科（Anna Michalak）發(fā)表在《科學》雜志上的文章稱，由于氣候變化會導致某些地區(qū)的降雨增加，全球范圍內(nèi)的水質(zhì)將會降低。

　　一.富營養(yǎng)化的來源和危害

　　為了弄明白降雨如何影響水質(zhì)，讓我們看看墨西哥海灣：在過去的32年內(nèi)，每年夏天都會形成一個死水區(qū)。在2016年，死水區(qū)面積達6000平方英里（幾乎相當于一個康涅狄格州）。今年，美國海洋大氣管理局（NOAA）預測死水區(qū)面積將達到新澤西州，大約是8700平方英里。

　　造成死水區(qū)的來源是美國中西部的玉米種植帶。該區(qū)域大量使用肥料，其中的氮元素就從農(nóng)田流入徑流和河流中，也就導致了我們所熟悉的富營養(yǎng)化。所謂的富營養(yǎng)化，就是水體中營養(yǎng)元素過剩。

　　從玉米種植帶，這些含氮物質(zhì)一路流向密西西比河，最終到達墨西哥海灣。含氮物質(zhì)和升溫的夏季共同導致了綠藻爆發(fā)。這些爆發(fā)的綠藻們極盡絢爛地盛開，然后就歸于死亡。而在它們死后，細菌對其進行分解，耗盡氧氣。魚兒們就吸收不到氧氣，無法存活。于是游得快的動物們背井離鄉(xiāng)去往氧氣充足的地方，而游得慢的動物如墨西哥灣著名的牡蠣就只能坐以待斃。這些可憐蟲的尸體繼續(xù)滋養(yǎng)著死水區(qū)，使其進一步增大，陷入惡性循環(huán)的永恒中。而只有當秋天溫度降低的時候，這個過程才得以好轉(zhuǎn)。

　　二.氣候變化加劇水質(zhì)惡化

　　除此以外，麥克拉科和其他人還發(fā)現(xiàn)氣候變化導致的降雨增加還會惡化以上過程。為什么？因為更多的降雨意味著更多的罪魁兇手——營養(yǎng)元素被沖入河流中。在美國地區(qū)，該現(xiàn)象在玉米種植帶和東北部很是明顯。而在全球范圍內(nèi)，中國、印度、東南亞地區(qū)的富營養(yǎng)化也將惡化。

　　以上這些國家地區(qū)都依賴近海水域和表層水，但這些水域都已被嚴重污染。生活在此的人們受到的水質(zhì)危害更為嚴重。

　　為了弄清楚這一問題，研究人員根據(jù)之前研究中的模型進行模擬。模型利用美國地質(zhì)局研究調(diào)查中的氮負荷數(shù)據(jù)（即指定時間內(nèi)能夠進入生態(tài)系統(tǒng)中的氮的地區(qū)），再將這些數(shù)據(jù)與降雨聯(lián)系起來。比如說，如果降雨一英寸，那么最終會有多少氮進入水體？研究人員將氣候變化模型數(shù)據(jù)整合進來，以研究在未來降雨會產(chǎn)生何種影響。

　　當然，所有實驗都是基于模型，研究人員僅僅是想知道降雨的影響，于是他們并沒有改動其他因素。比如說，他們并沒有考慮由于降雨的不均勻性，農(nóng)民會不會灌溉更多？會不會使用更多的肥料？

　　而真的要感謝科技進步，如今想要解決這些模型問題，不再需要超級計算機，而且計算模式也簡潔了許多。計算機不需要處理那些錯綜復雜的數(shù)據(jù)，而僅僅是考慮降雨和氮負荷的關系。

　　最終的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，降雨量的增加會導致整個國家的氮負荷增加20%。這里需要提到一點，由于富營養(yǎng)化非常惡劣，美國環(huán)境保護署正竭盡全力將其降低20%。而根據(jù)這一研究，到了本世紀末，氮負荷將會上漲20%，EPA等于是前功盡棄。

　　三.影響是惡劣的、行動是緊迫的

　　在美國境內(nèi)，密西西比上部、阿查法拉亞河流域、東北部和五大湖區(qū)域，都會出現(xiàn)多個氮負荷地區(qū)。墨西哥灣的死水區(qū)或許是面積最大的污染物區(qū)域，但它并非個例。切薩皮克灣、伊利湖和密歇根湖都有死水區(qū)。

　　即使是不居住在以上區(qū)域的人們也難逃波及，比如說墨西哥灣死水區(qū)魚蝦死亡導致蝦類價格上升。另外，研究人員還指出，研究關注的是營養(yǎng)元素是從何處進入水體，這有助更好地管理土地。而營養(yǎng)元素最終進入地下水的話，也會危害飲用水安全。

　　這些聽起來很糟糕，但不妨從另一方面看待：與其將這個研究看作是絕望的現(xiàn)狀，不如看作是挑戰(zhàn)。而為了應對這個挑戰(zhàn)，我們必須意識到這個問題不僅僅是本地土壤管理，這關乎氣候變化。最終的解決辦法就是減弱氣候變化。雖然沒有農(nóng)田，就沒有富營養(yǎng)化，但回到采集時代也是不可能的。只能寄望于更為合理的田地管理措施。氣候變化迫在眉睫，必須抓緊行動。

　　就問一句，在氣候變化導致夏季溫度一年高于一年的如今，今天你低碳了嗎？