【研究成果】調查淡水河口及鄰近海域N2O季節變化,建立都市化河口水域環境資料集

by Yang-Kuang Chao
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撰稿  /  何郁庭 (科學推展中心特約編輯)


圖1. 研究區域和測站位置圖。+:秋季測站(2019年11月);○:春季(2020年5月)和夏季(2020年8月);□:冬季(2021年1月)。Δ:淡水河口的測站。綠點:台北港風速測站。紅點:中央氣象局淡水氣象站。

氧化亞氮(nitrous oxide, N2O)被認為是嚴重破壞臭氧層,並加劇全球暖化的溫室氣體。由於人類活動與工業發展逐漸蓬勃,大氣層內N2O的濃度急遽升高,在此同時,河口與沿岸區域被認為是N2O重要的釋放源。2023年,國立臺灣海洋大學海洋環境與生態研究所曾筱君副教授團隊,建立首個淡水河口與鄰近海域N2O與水文的資料集,並在《Frontiers in Earth Science》期刊發表研究成果。

研究團隊於2019年至2021年間取樣蒐集淡水河口及離岸約20公里遠,深度約70公尺深的近海區域水樣,並記錄水溫、鹽度、N2O濃度、溶氧量(dissolved oxygen, DO)、NH4+、NO2、NO3以及PO4等資料,並計算N2O與DO的飽和度,以及N2O的海-氣通量(sea-to-air flux);此外,亦取得樣區附近測站的風速和氣溫。

根據研究結果顯示,淡水河口N2O濃度受河水與海水混和的影響,鹽度越低則N2O濃度越高,且N2O濃度有明顯的季節性差異, N2O濃度在秋季達到最高峰,其次依序為冬季、春季,與夏季,且N2O於秋季河口區域明顯有被移除的現象,推測是受沉積物的脫硝作用影響。由於淡水河口周遭被山和高聳建築物圍繞,因此受風的季節影響並不明顯。N2O的海-氣通量數值主要受到風速跟表水N2O飽和度的影響,所以主要影響河口N2O季節性通量變化的原因取決於季節性N2O表水飽和度的變化。

而淡水河口的鄰近海域,表水N2O濃度無明顯季節性變化,風速則為秋、冬兩季較大,有明顯的季節性差異,所以鄰近海域的N2O通量主要受不同季節的風速左右。

將此淡水河口數據與全世界其他地區的河口研究相比,淡水河口N2O的飽和度遠高於全球平均值,而N2O的通量則略高於世界上大多數的河口數值。

N2O為關鍵的溫室氣體之一,也是觀測水域環境周遭人為活動的重要指標。曾筱君副教授的研究團隊首次於淡水河口及鄰近海域蒐集了N2O、DO,及其他營養鹽的高解析度資料,補足河口環境資料的空缺。藉由此研究所建立的資料集,或可為相關領域研究者提供一塊關鍵的拼圖。

 


參考文獻

[1] Tseng, H. C., Yuh Han, Y. T., Lin, C. C., & Gong, G. C. Seasonal variations of nitrous oxide in a populous urban estuary and its adjacent sea. Frontiers in Earth Science, 11, 1112192.

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