近海水體是陸源物質向海源輸送的一個重要途徑地， 而過量的營養鹽排放導緻了近海尤其是半封閉的近海河口和海灣區域的富營養化問題。 近海閉鎖性水域的營養鹽控制和富營養化防治是一個複雜和長期的過程，在具體實施措施後會有很長的恢複和緩沖期 。而近海沉積物扮演着重要的“源”與“彙”的作用，沉積物-水界面被認為是營養鹽循環的重要界面，沉積物對輸入營養鹽的調節和緩沖作用有待研究。 因此，研究沉積物尤其是半鹹水地區表層沉積物的營養鹽活性和潛在釋放通量，以及近海沉積物磷庫對磷的吸收和釋放的影響具有重要的科學意義。

學院海洋化學團隊基于對日本濑戶内海兒島灣的長期觀測數據，結合表層沉積物，柱狀沉積物，水體磷數據和通過沉積物柱重建的磷收支的變化，構建了總長28年的近海磷收支模型。模型指出近海沉積物磷蓄積的明顯變化，沉積物磷蓄積量從1980年大約15 g m^-2yr^-1即降低到2009年的負值，揭示近海磷庫逐漸從蓄積磷轉向釋放這一過程。沉積物數據和模型數據的對比發現，兒島灣區域沉積物磷庫蓄積的磷為383噸，占整體輸入磷的11%，而表層沉積物中整體磷庫的大小約為1288噸，約為過去28年磷蓄積量的4倍左右。這一結果也表明，在1980年以前的環境事件造成的磷蓄積量遠超現在，而且仍然在持續影響目前區域磷循環過程，沉積物臨界蓄積量的指标實際上是衡量區域富營養化恢複與否的重要指标。研究最後總結近海富營養化對富營養化治理響應的4個過程，即，1、輸入營養鹽增加，輸入大于輸出，此時臨界蓄積量快速增加；2、通過治理，輸入營養鹽開始減少，但輸入大于輸出，臨界蓄積量停止增加；3、輸入營養鹽持續減少，輸出大于輸入，沉積物磷庫開始調節磷循環過程，此時臨界蓄積量開始減少；4、輸入持續減少，輸出大于輸入，沉積物磷庫對磷循環的調節過程接近穩定，此時臨界蓄積量接近0或為負值。實際隻有等到第四個步驟才接近完成了整個富營養化恢複的過程。

上述成果發表在《Limnology》期刊2020年第21期，我院金廣哲副教授為第一作者和通訊作者。

圖1，濑戶内海兒島灣磷收支和臨界蓄積量變化過程

(a) 28年見近海磷收支模型，（b）沉積物對磷蓄積釋放的季節性特征，(c)近海沉積物臨界蓄積量對富營養化治理響應的4個過程