淡水盐度不断升高，对全球产生连锁影响 | 海洋与湿地·新研究

摘要：阿拉斯加位于高纬度地区，气候寒冷且降水丰富。这里的山脉和海洋条件使得雪和冰长期积累，并在重力作用下逐渐形成冰川。阿拉斯加的冰川主要分布在沿海地区和高山地区，其中以哥伦比亚冰川、哈伯冰川等最为著名。上图是阿拉斯加的冰川，摄影：刘茂胜（绿会BCON专家） | ©绿

本文来源于“海洋与湿地”（OceanWetlands）：

阿拉斯加位于高纬度地区，气候寒冷且降水丰富。这里的山脉和海洋条件使得雪和冰长期积累，并在重力作用下逐渐形成冰川。阿拉斯加的冰川主要分布在沿海地区和高山地区，其中以哥伦比亚冰川、哈伯冰川等最为著名。上图是阿拉斯加的冰川，摄影：刘茂胜（绿会BCON专家） | ©绿会融媒·“海洋与湿地”（OceanWetlands）

在全球气候变化的背景下，淡水生态系统正经历着前所未有的变化。“海洋与湿地”（OceanWetlands）小编注意到，一项于2025年3月10日发表于《Biogeochemistry》期刊的研究指出，从源头到沿海，从河流、溪流到河口，淡水系统正面临着盐化现象日益加剧的问题，这一变化不仅对生态系统本身构成了威胁，还对依赖淡水的人类社会产生了深远的影响。这一现象背后隐藏着诸多气候风险、海水入侵以及复杂的生物地球化学连锁反应。

美国马里兰大学的研究人员长期致力于淡水盐化问题的研究。他们发现，人类活动如道路融雪盐的使用、采矿和土地开发正在加速自然“盐循环”。最新的研究进一步揭示：海洋盐水与淡水供应混合，特别是在沿海地区。

气候变化导致的全球变暖以及降水模式的改变，正在加剧淡水生态系统中的盐离子浓度变化。一方面，土地利用变化、道路融雪盐的使用、废水排放、资源开采、地下水抽取、灌溉等因素增加了陆地来源的盐污染；另一方面，海平面上升引发的海水入侵，使得沿海地区的淡水盐度上升。这些因素共同作用，使得淡水生态系统中的盐离子浓度和组成发生了显著变化。

淡水盐化不仅仅是一个环境问题，它还对公共健康、农业和基础设施稳定性产生了实实在在的影响。在美国，约70%的饮用水来自河流和地表水，这使得饮用水供应特别容易受到盐度上升的影响。盐浓度的增加使得水净化变得更加困难和昂贵，增加了成本。农民也依赖淡水进行灌溉，盐度的增加会损害农作物、降低产量，并随着时间的推移降低土壤质量，从而威胁到整个粮食生产。此外，桥梁、污水管道和水下电缆等基础设施由于长期暴露在含盐水中，可能会更快地腐蚀，导致维修费用升高以及安全问题。

同时，气候变化和极端天气事件正在加剧淡水盐化问题的复杂性。干旱、洪水和气温上升都会影响盐度。研究人员警告说，气候变化、陆地盐污染和盐水入侵并非独立作用，而是以复杂的方式相互作用。这些因素可能会在水中引发化学反应，进一步放大污染，甚至可能产生威胁水生生物和人类健康的有毒副产品。

研究人员还解释了冬季常用的道路融雪盐可能带来的意外副作用。他指出：“一些主要的化学物质会与其他污染物反应，形成次级化学物质，对水质造成双重打击。”令人担忧的是，这些连锁反应正在整个淡水-海洋连续体中发生，对生态系统、农业和基础设施产生了连锁影响。

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生物地球化学连锁反应

盐离子在淡水生态系统中引发一系列生物地球化学连锁反应。这些反应中，一种生物地球化学反应的产物会影响后续反应的进程，从而对生态系统产生连锁影响。例如，盐离子的增加可能会导致酸化或碱化现象，进而影响生态系统中的营养循环、温室气体排放（如二氧化碳、甲烷、一氧化二氮）、基础设施的腐蚀、水体的脱氧以及污染物的迁移等。这些连锁反应不仅影响着淡水生态系统的健康，还可能对人类社会的可持续发展构成威胁。

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气候风险框架

研究人员构建了一个气候风险框架，用以预测气候变化和盐污染如何改变盐分来源、运输、储存和反应性，从而影响从源头到潮汐水域的生态系统。在这个框架中，研究者们识别了多个相互关联的风险因素，包括气候变化导致的盐分来源变化、降水变异性与人类活动相互作用下盐分脉冲的增强、流域内盐分的保留以及盐水入侵对生态系统功能和服务的影响等。

研究通过对美国切萨皮克湾流域的长期监测数据以及美国地质调查局（USGS）在全美各地的数据分析，发现在过去40年中，切萨皮克湾的支流和潮汐淡水区域的盐化现象加剧，而主干流则因径流增加而出现淡化趋势。此外，美国东部河流中主要离子的浓度和负荷也在不断增加，有时其向沿海水域的输出量比森林参考条件高出100倍以上。这些变化表明，人类活动与气候变化的相互作用正在改变盐离子的来源、运输、储存和反应性，从而对整个淡水-海洋连续体产生影响。

阿拉斯加的冰川不仅是自然奇观，也是地球气候和生态系统的一个重要组成部分。冰川的融化对阿拉斯加及周边地区的生态和气候有着深远的影响。它们的融水为周边的河流提供源头，并且随着全球气候变暖，许多冰川正面临急剧退缩的趋势，这也影响着当地的生物栖息地。上图是阿拉斯加的冰川，摄影：刘茂胜（绿会BCON专家） | ©绿会融媒·“海洋与湿地”（OceanWetlands）

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对生态系统的影响

在全球范围内，不同流域的盐分保留率差异显著，从2%到90%不等。从美国的切萨皮克湾到欧洲的河流，再到亚洲的灌溉系统，盐度的增加正在改变淡水生态系统的面貌。盐分在生态系统中的保留会与多种全球生物地球化学循环相互作用，从而引发“快速”和“缓慢”的连锁反应。例如，盐分的增加可能会导致淡水的临时酸化和长期碱化，影响营养循环、温室气体排放以及基础设施的腐蚀等。此外，盐分还会对碳循环产生影响，改变从源头到沿海的有机物质的运输量和质量。

在生态系统层面，盐分的增加可能会导致生物地球化学过程的改变，从而影响生态系统的结构和功能。例如，盐分的增加可能会导致某些生物的生存受到威胁，改变物种的分布和多样性。此外，盐分的增加还可能会影响生态系统的能量流动和物质循环，进而影响生态系统的稳定性和恢复力。

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未来研究方向与管理策略

面对淡水生态系统盐化和碱化的未来趋势，研究人员提出了未来的研究方向和管理策略。首先，需要加强对淡水生态系统盐分变化的监测，特别是在盐分变化剧烈的潮汐淡水区域，并采取预防措施以避免未来的污染，防止这种损害成为永久性的。通过处理道路融雪盐径流、管理工业盐排放、加强污水处理以及管理沿海盐水入侵，可以减轻对水质和水资源可用性的威胁。其次，需要进一步研究盐分变化对生态系统服务的影响，包括对饮用水质量、农业、渔业、能源生产等方面的影响。此外，还需要开发新的技术和方法，用于去除水中的盐分，以应对日益严重的盐化问题。

在管理策略方面，研究人员强调了跨学科合作的重要性。生态学家、水文学家、海洋学家、景观建筑师、规划师、地球化学家、流行病学家和工程师等需要共同努力，以应对淡水生态系统盐化和碱化的挑战。此外，还需要加强与利益相关者的合作，共同制定应对盐化问题的策略。例如，可以通过调整土地利用方式、减少盐污染的排放、改善水资源管理等措施，来减轻盐化对生态系统的影响。

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编译 | Sara
审核 | Samantha
排版 | 绿叶

【参考资料】

Kaushal, S. S., Shelton, S. A., Mayer, P. M., Kellmayer, B., Utz, R. M., Reimer, J. E., ... & Chant, R. J. (2025). Freshwater faces a warmer and saltier future from headwaters to coasts: climate risks, saltwater intrusion, and biogeochemical chain reactions. Biogeochemistry, 168(2), 31.

https://link.springer.com/article/10.1007/s10533-025-01219-6

https://www.earth.com/news/freshwater-is-getting-saltier-with-cascading-effects-worldwide/

【海湿·小百科】海洋哺乳动物如鲸鱼、海豚、海牛、儒艮、鲸鲨等濒危物种，在水中活动时，很容易与航行的船舶发生碰撞。开放式螺旋桨高速旋转，一旦与这些大型动物发生碰撞，极易造成严重的撕裂伤、骨折、切割，甚至当场死亡。许多动物直接沉尸深海，很难被发现。此外，开放式螺旋桨对于人类（游泳者、潜水人员和海上作业人员）的伤害案例也比比皆是。许多专家建议，在海洋保护区、或重要海洋哺乳动物区域（IMMAs）或重要迁徙路线上降低船舶速度、加装螺旋桨保护装置，是减少损害、保护海洋生物多样性的良好举措。（海洋与湿地·宣）

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