Nährstoffe des Changjiang-Flusssystems im Zusammenhang mit Landnutzungsänderungen und Klimaschwankungen

Diese Studie untersucht die Zustandsänderungen von Nährstoffen (Stickstoff, Phosphor und Silizium) aus einem der zehn größten Flusssysteme der Welt, dem Changjiang, basierend auf Feldexpeditionen und Zeitreihendaten seit Anfang der 1980er Jahre. Die Studie umfasst eine Fläche von ~80 % des gesamten Einzugsgebiets (dh 1,8 × 106 km2) und 70 % des Wasserlaufs, einschließlich der Hauptströme und 15 großen Nebenflüsse.

Ein beträchtlicher Anstieg der anthropogenen Nährstoffe (z. B. Stickstoff und Phosphor) tritt auf, wenn der Fluss das Qinghai-Tibet-Plateau verlässt, und Veränderungen im Artenverhältnis wurden von einigen der großen Nebenflüsse festgestellt, die durch dicht besiedelte und ausgedehnte landwirtschaftliche Gebiete entwässern. Dieser Einfluss kann weiter flussabwärts bis zur Mündung verfolgt werden.

Anders als die vorangegangenen Studien liefert die vorliegende Arbeit Hinweise darauf, dass der Drei-Schluchten-Staudamm und der Stausee einen eher begrenzten Einfluss auf das sogenannte „Trapping of Nutrients“ haben. Die Untersuchung der Daten von 2003 bis 2016 zeigt, dass selbst für gelöste Silikate eine Systematik (dh Trends) zwischen stromaufwärts vom Stausee und stromabwärts vom Damm fehlt.

Zeitreihendaten an der Flussmündung ab den 1980er Jahren weisen auf kontinuierlich steigende Mengen an gelöstem anorganischem Stickstoff und Phosphor hin. Insbesondere Stickstoff begann Anfang der 1980er Jahre über dem Fluss zu liegen, während ein beträchtlicher Anstieg von Phosphat später, Mitte der 1990er Jahre, mit einer höheren Rate als bei Stickstoff auftrat. Dies macht den Changjiang im Vergleich zu anderen Top-Ten-Flusssystemen der Welt in Bezug auf Belastungen und Artenverhältnis für anthropogene Nährstoffe herausragend.

Darüber hinaus zeigt die vorliegende Studie, dass das von den Gezeiten beeinflusste Deltagebiet eine wichtige, aber bisher unbeachtete Rolle bei der Regulierung des seewärtigen Flusses des Changjiang spielt. Die Remobilisierung von Nährstoffen aus dem gezeitenbeeinflussten Deltagebiet trägt zusätzlich 5–10 % für gelösten anorganischen Stickstoff und Silikate, aber bis zu 20 % für Phosphat bei. Eine solche Menge an Nährstoffen hängt nicht mit der Landwirtschaft zusammen, sondern mit der Küstenverstädterung.

Im Vergleich zu anderen Flüssen befinden sich die Wassereinzugsgebiete des Changjiang noch in der Anreicherungsphase für anthropogene Nährstoffe, und eine „alte“ Quelle kann selbst in der Zeit der Verringerung des Einsatzes chemischer Düngemittel in der Landwirtschaft relativ hohe Konzentrationen im Fluss aufrechterhalten. Daher muss die Managementstrategie das Potenzial der Legacy-Quelle berücksichtigen.

Auf der Ebene der Einzugsgebiete wird die kontinuierliche Zunahme anthropogener Nährstoffe im Changjiang hauptsächlich durch die menschlichen Aktivitäten reguliert, während der Einfluss der Klimavariabilität eher begrenzt und basierend auf den aktuellen Datensätzen nicht systematisch ist.