摘 要:國(guó)際上關(guān)于氣候變化對(duì)水資源的研究始于20世紀(jì)70年代。20世紀(jì)80年代中后期,各國(guó)開(kāi)始重視此方面的研究,但多數(shù)集中于氣候變化對(duì)水量的影響,對(duì)水環(huán)境質(zhì)量方面的研究較少。溫度是氣候變化主要體現(xiàn),溫度的改變必然改變水體的理化性質(zhì),進(jìn)而影響水環(huán)境質(zhì)量。本文對(duì)全球氣候變化如何通過(guò)溫度的改變影響水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行了相關(guān)闡述。
關(guān)鍵詞:氣候變化;溫度;水環(huán)境質(zhì)量;富營(yíng)養(yǎng)化
國(guó)際上關(guān)于氣候變化對(duì)水資源影響的研究始于20世紀(jì)70年代,主要由國(guó)際水文科學(xué)協(xié)會(huì)(IAHS)、聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)、世界氣象組織(WMO)和國(guó)際科學(xué)理事會(huì)(ICSU)等國(guó)際組織發(fā)起,先后展開(kāi)并實(shí)施了世界氣候變化對(duì)水資源的影響的研究計(jì)劃、全球能量與水循環(huán)試驗(yàn)等國(guó)際項(xiàng)目[1]。20世紀(jì)80年代中期以后,氣候變化對(duì)水資源的影響的研究引起國(guó)際科學(xué)家的重視,并展開(kāi)了大量的研究[2],但大部分研究集中在降水量的時(shí)空分配、融雪對(duì)溫度的敏感性、降水量與徑流關(guān)系等水量問(wèn)題上。關(guān)于氣候變化對(duì)水環(huán)境質(zhì)量方面的研究較少。水是污染物重要的的承載體和溶劑,氣候變化通過(guò)改變水量直接影響污染物的來(lái)源和遷移轉(zhuǎn)化[3]。氣候變化會(huì)導(dǎo)致溫度、風(fēng)速和風(fēng)型的改變,光照時(shí)間長(zhǎng)短以及輻射改變等變化可以通過(guò)影響水體中污染物的遷移轉(zhuǎn)化方式、生化反應(yīng)速率和生態(tài)效應(yīng)等過(guò)程而直接或間接對(duì)水環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生影響[4,5]。例如隨著氣溫的升高,水體的溫度也會(huì)隨之升高,水體的密度、表面張力、粘性等物理化學(xué)特性都與溫度有密切關(guān)系,這將會(huì)改變整個(gè)水環(huán)境,如增加污染物的溶解度、降低溶解氧等。此外,全球氣候變化致使極端氣候發(fā)生頻率升高,這也將致使一些水體污染等級(jí)升級(jí)[6]。例如,干旱會(huì)直接減少?gòu)搅髁浚瑥亩淖兯w的稀釋能力,使非點(diǎn)源污染排放污染物濃度升高,進(jìn)而使非點(diǎn)源污染事件的概率和量級(jí)升高[7]。
氣候變化主要表現(xiàn)在溫度上,而這些因素會(huì)對(duì)水環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生直接和間接影響。全球氣候變化引起的溫度升高會(huì)進(jìn)一步加劇水體中的富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象。首先,未來(lái)氣候變化引發(fā)的氣溫升高會(huì)增加土壤礦化程度,引發(fā)土壤中氮、磷及有機(jī)物的釋放[8],引起大量地表污染物進(jìn)入水體從而增加水體污染負(fù)荷[3, 9-11]。氣溫的升高也將促使水體升溫[3]。水溫升高又會(huì)直接影響水體的理化性質(zhì),如水體的密度、表面張力和存在形態(tài),甚至還可以改變?cè)兴疁貙拥姆植己退w中的生化反應(yīng)速率,使水體底層處于缺氧環(huán)境,促進(jìn)底泥中的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽向水體釋放,在一定條件下隨著水體垂向交換而釋放到水體表層,進(jìn)一步加劇水體富營(yíng)養(yǎng)化[12]。溫度對(duì)生物的酶活性有很大影響。一般情況下,隨著溫度的升高,生物的酶活性和理化反應(yīng)速率會(huì)增加,水體中藻類會(huì)快速增長(zhǎng),當(dāng)水體中有充足的營(yíng)養(yǎng)鹽、光照充足時(shí),富營(yíng)養(yǎng)化程度會(huì)加劇[13, 14]。同時(shí),當(dāng)水體溫度升高時(shí),水體中的飽和含氧量會(huì)下降。此外,水體溫度升高會(huì)加速水體中有機(jī)物的分解,增加水體需氧量,造成水體中含氧量降低,導(dǎo)致水體中出現(xiàn)過(guò)多的厭氧環(huán)境,使一些污染物毒性增加[15-17]。此外,溫度也會(huì)影響各種營(yíng)養(yǎng)鹽的溶解度和理化性質(zhì),從而間接影響水體富營(yíng)養(yǎng)化[18]。
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