营养盐污染对海洋生物多样性的影响

氮、磷、硅、铁等多种元素对生物生长与健康是必不可少的。海水中溶解了含有这些元素的营养盐，如果营养盐不足，微藻的生长会受到抑制。反之，若海水中的营养盐含量过高，会引起藻类的异常发生与大量增殖，此过程中发挥核心作用的是浮游植物。

风暴可将海水下层及海底的营养盐卷到上层，河水也可将源于植物腐殖物的沉积物等一起带入海洋。此外，农田肥料与家畜粪尿以及污水处理厂排出或泄漏出的水也随河水将营养盐输送到海洋。大气因污染而含过量的氮元素，降雨使沿岸水域的氮元素浓度大增。海水具有较强的缓冲能力，因此酸雨并不容易使海水酸化，但增加的氮元素是海水富营养化的原因。沿岸水域中25%～40%的氮元素源于大气。据报道，流入美国切萨皮克湾的氮元素至少有25%源于俄亥俄州等周边广阔区域内的汽车及火力发电站所造成的大气污染。

氮元素也许是人类活动所产生的最明显的营养盐污染物。作为地球大气主要成分的氮气与溶于水中离子化的、可以被植物所利用的氮化合物之间有很大不同。氮气除了能被固氮细菌固定之外几乎无法被利用，而溶于海水中的氮化合物可以直接被主要初级生产者（如浮游植物）所利用。通常添加氮元素主要是为了促进生物生长。的确，氮元素及其他营养盐的流入可引起藻类增殖，若在一定范围内，不会损害生物多样性，反而能提高生态系统的生产力。

但若营养盐含量过高，可引起特定种的异常发生及大量增殖，对生态系统产生危害。如果藻类的生长超过植食性动物能摄取的量，藻类密度过高，可遮蔽阳光或造成暂时性的营养枯竭，导致藻类死亡并沉入海底。死亡的藻类被细菌及原生生物分解，降低了底层海水的溶氧量，引起氧缺乏。海底能移动的生物自然会离开，但固着生活的生物只能坐以待毙。食物链中各营养级的物质循环都变缓，物种多样性因此下降，生态系统的状况恶化。此过程就是海水富营养化。

如果营养盐含量能恢复到正常水平，浮游植物的密度即可保持在适度水平，生态系统就可恢复。但在一些河口及沿岸区域，营养盐不断流入，生态系统难以复原。在河口区域以外也可发生严重的富营养化，如位于墨西哥湾较浅处、面积达18 130平方千米的被称为“死海”的区域。因美国中部农业区的有机物随着密西西比河流入，这里的海水每到夏季都发生富营养化，海底近于无氧状态。近年该海域低氧区域的面积增加，持续时间延长。海如其名，生物无法生存，生物多样性极低。

纽约州沿岸海域也因东北部城市地下水的流入发生富营养化，海底附近持续一段时期呈缺氧状态。东京湾也是如此。除了富营养化，人类从海底获取建设用泥沙，海底形成深达十几米的凹陷。夏季，因日光照射，上层海水变暖且较轻，下层海水寒冷且较重，海水的垂直分层较稳定，有机物堆积于海底凹陷中。有机物分解消耗氧气产生硫化氢，凹陷中形成缺氧的环境。夏季过后，海水的层状构造解体，凹陷中的缺氧海水被风吹到浅湾处，流经途中的鱼及底栖生物会窒息死亡。海水中因含有硫黄颗粒而被称为“青潮”，是令人恐惧的现象。生物多样性因此遭受的危害可持续多年。

营养污染可引起浮游植物物种数的减少及特定种的异常发生。在极端情况下，过剩的营养盐与其他环境特点相结合，诱发一些微藻大量增殖，海水甚至变成这些微藻的颜色。赤潮名称的由来就是如此。这些特定微藻的异常发生并不能成为浮游动物的优良饵料，却是某些小型桡足类数量增加的原因。(www.xing528.com)

另一方面，过度捕捞使捕食这些小型桡足类的鱼类减少。在这种条件下，水母大量增殖。水母可凭借其带有刺细胞的触手以及如树根状延展的辐管进行捕食并消化多种饵料生物，包括体形小的微生物、体形较大的小鱼等。

大量水母捕食鱼卵及鱼苗，加剧了鱼类数量的减少，资源恢复变得更加困难。虽然这种关系尚待验证，但营养污染进一步恶化可改变食物链，最终沿岸区域可能变成水母的“天下”。实际上在东京湾和濑户内海，海月水母已成为主要的构成物种，数量不断增加，甚至堵塞了火力发电站冷却水的取水口，或引起渔业灾害。日本海沿岸出现大量的越前水母，造成巨大的渔业损失［15］。

营养盐增加的利弊，取决于浓度。营养盐通过各种途径进入海湾，通常可被分散稀释到低于引起污染的浓度。然而我们以此为说辞，铺设排污管通向外海以排放富含有机物的污水。

污染物的长期排放或丢弃，可招致沿岸及更大范围海域的富营养化，导致污染水体再次靠近海岸等状况。仅将海水中溶解的有机物分散已属不易，污水的沉淀物所含的病原体及有害物质可进一步引起环境问题。沿岸区域营养盐浓度的控制方法包括限制肥料的使用、减少空中施肥、优化污染排放的处理技术（以去除营养盐类）等，还须将污水处理厂排出的污泥处理成不含病原体的无害肥料并运回陆地，建造具有有机肥加工能力的堆肥型厕所，这样就不必用清水冲洗或将粪便储存在污水净化槽中［16］。

随着快速的工业化，营养污染给发展中国家的海洋环境造成了极为严重的破坏。人口增加最快的国家中，往往存在污水处理不充分甚至不处理污水的现象，沿岸居民的大量生活垃圾直接排入海洋或运河中。现在，营养污染被认为是造成沿岸渔业衰退的重要原因之一。另外，有毒物质污染也以相同途径引起了令人担忧的环境问题［17］。