糧食生產對水質影響研究
水是農業(yè)生產的基礎資源，然而我們的水系統(tǒng)目前卻正受到農作物種植和糧食生產的威脅。在許多國家，農業(yè)生產是造成水體富營養(yǎng)化的首要原因，而隨著全球人口增長以及對食物需求的增加，這種情況還將不斷加劇。
因此，下周由斯德哥爾摩國際水研究所(StockholmInternationalWaterInstitute)舉辦的世界水周(WorldWaterWeek)將關注水和食品安全問題，就顯得非常切合時宜。
世界資源研究所的水質團隊將于8月29日參加由水環(huán)境協(xié)會（WaterEnvironmentFederation）和美國環(huán)保協(xié)會（EnvironmentalDefenseFund）共同舉辦的斯德哥爾摩水周邊會，并發(fā)表題為“水體富營養(yǎng)化問題：保證食品安全的同時確保水質量”的主題發(fā)言。該工作由世界資源研究所水質團隊及其合作伙伴弗吉尼亞海洋科學研究所（VirginiaInstituteofMarineScience）鮑勃·迪亞茲博士（Dr.BobDiaz）共同完成，主要評估全球水體富營養(yǎng)化問題的程度和范圍，包括這些問題是如何由農業(yè)導致的。
水體富營養(yǎng)化（Eutrophication）：一個日益嚴重的問題
水中的營養(yǎng)物污染或水體富營養(yǎng)化問題，在過去50年里呈指數(shù)增長。盡管氮和磷是糧食作物生長和保持生態(tài)系統(tǒng)健康所必須的營養(yǎng)物質，但過量的施用則會導致淡水和沿海生態(tài)系統(tǒng)的破壞。農田中施用的化肥和糞肥，連同城區(qū)內的污水隨著徑流進入水系，從而導致過量的營養(yǎng)物質污染水體。
當水體中的營養(yǎng)物質過剩時就會出現(xiàn)藻類的大規(guī)模爆發(fā)，其中還包括一些有毒藻類。這些藻類會引起珊瑚礁和海草的死亡，使得水生物種的棲息地遭到破壞，從而導致魚類死亡和水生生態(tài)系統(tǒng)的結構轉變。同時，海藻死亡時會消耗水中的氧氣，從而在水體中形成低氧區(qū)或死亡區(qū)，造成魚類和其他水生生物無法在這些區(qū)域生存。在全球范圍內，沿海水體的富營養(yǎng)化已經從1960年的不足75例發(fā)展到今天的800多例，其中超過500例出現(xiàn)過缺氧問題。
在包括美國在內的許多國家，農業(yè)是水體富營養(yǎng)化問題的最大來源。在20世紀初，人們實現(xiàn)了非活性氮（non-reactiveformsofnitrogen）到活性氮（reactiveforms）的轉化，并將此制成氮肥。由此引發(fā)了綠色革命，導致肥料的使用數(shù)量空前巨大，并大大提高了農作物產量。
但集約農業(yè)也帶來了許多意想不到的環(huán)境問題。在過去的100年里，相比自然環(huán)境中磷、氮水平，人為增加的磷肥已經翻了三倍，而活性氮的數(shù)量也翻了一番。然而，用于農作物生長的大部分氮和磷都隨著雨水沖刷而流入到河流和小溪中，或者直接釋放到大氣中。真正被植物吸收利用的氮僅有20%，余下部分則逸散到環(huán)境中，最終進入到我們的湖泊、河流和河口。
水體富營養(yǎng)化對經濟的影響
水體富營養(yǎng)化已經造成了經濟領域的影響。因為富營養(yǎng)化引起的藻類爆發(fā)和魚類死亡通常會導致旅游業(yè)、娛樂行業(yè)、捕撈漁業(yè)和水產養(yǎng)殖業(yè)的經濟損失。例如在2009年，緬因州海岸有毒水藻大規(guī)模爆發(fā)，導致貝類養(yǎng)殖場被迫關閉，5000萬美元的項目遭受損失，州政府不得不申請救災基金。
同時，水體富營養(yǎng)化還會增加了水環(huán)境治理的費用。在某些情況下，淡水資源會因為富營養(yǎng)化而無法用來飲用。根據美國環(huán)境工作組（EnvironmentalWorkingGroup）最近的一項研究顯示，美國每年要花費48億美元用來凈化氮超標的飲用水，而對于一座擁有10萬人口的小鎮(zhèn)，為了凈化其因為富營養(yǎng)化導致的有毒藍藻污染的飲用水，成本估計達到1200萬美元到6600萬美元。
養(yǎng)活日益增長的人口，兼顧對水系統(tǒng)的保護
隨著全球人口將在2050年達到90億，我們必須考慮養(yǎng)活如此數(shù)量龐大的人口將會對水質產生什么樣的影響。不斷增加的糧食需求將可能導致肥料使用的增長——根據千年生態(tài)系統(tǒng)評估（theMillenniumEcosystemAssessment）預計，到2050年人為的氮使用量將再次增加近50%。此外還存在著另一種風險，為了應對糧食需求上升的問題，原本吸收過濾營養(yǎng)物質以防止他們流入水系網絡的森林和濕地，將越來越多地被轉化為農業(yè)使用。為了我們的后代，保護和維系現(xiàn)有的水資源勢在必行，我們應當專注于制定可持續(xù)農業(yè)政策，在不破壞水質的前提下確保糧食安全。
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