九年前的明天 - 2010年4月20日 - 原油開始從深水地平線鉆井平臺(tái)泄漏到墨西哥灣，這是歷史上最大的海上石油泄漏事故。一項(xiàng)長(zhǎng)期研究表明，石油仍在影響墨西哥灣沿岸的鹽沼，并揭示了沼澤草在這些重要的沿海濕地整體恢復(fù)中的關(guān)鍵作用。
進(jìn)行這項(xiàng)研究的是一個(gè)多機(jī)構(gòu)研究小組，其部分資金來(lái)自墨西哥灣研究計(jì)劃，這是一項(xiàng)為期10年的獨(dú)立計(jì)劃，是通過(guò)BP提供的5億美元財(cái)政承諾建立的。在漏油事件最終被遏制后不久，該團(tuán)隊(duì)開始抽樣，并繼續(xù)今天的工作。他們最近的一篇文章 - 在河口和海岸- 報(bào)道了泄漏后的前六年半的采樣。
該研究的主要作者是路易斯安那州立大學(xué)名譽(yù)教授約翰弗萊格。共同作者是Rita Riggio，Irving Mendelssohn，Qianxin Lin和LSI的Aixin Hou;威廉瑪麗弗吉尼亞海洋科學(xué)研究所的大衛(wèi)約翰遜;阿特金斯北美的唐納德·戴斯;內(nèi)華達(dá)大學(xué)里諾分校凱文卡曼;尼科爾斯州立大學(xué)的肖恩·格雷厄姆;和研究規(guī)劃公司的Scott Zengel
約翰遜是VIMS的助理教授和鹽沼無(wú)脊椎動(dòng)物專家，他說(shuō)：“我們的研究強(qiáng)調(diào)了植物在恢復(fù)墨西哥灣沿海食物網(wǎng)中重要環(huán)節(jié)方面的重要作用。”這些鏈接最終連接到支持該地區(qū)經(jīng)濟(jì)和文化的魚類和貝類。
兩種植物主導(dǎo)著健康的墨西哥灣沿岸鹽沼 - 光滑的草地早熟禾(Spartina alterniflora)和黑色針葉樹(Juncus roemerianus)。在沼澤地表面也有豐富的單細(xì)胞，植物樣生物，科學(xué)家們統(tǒng)稱為底棲微藻，而一套小型無(wú)脊椎動(dòng)物 - 片腳類動(dòng)物，橈足類，線蟲，蝸牛，蠕蟲等 - 游泳，跳躍，并在草葉中爬行或在下面的根區(qū)域挖洞。
該團(tuán)隊(duì)使用表面地塊和淺核心，通過(guò)測(cè)量路易斯安那州巴拉塔里亞灣的重油，中油和無(wú)油區(qū)域的豐度和生物量來(lái)研究這些生物。2011年至2016年間，采樣間隔大約6個(gè)月進(jìn)行。
研究人員的早期抽樣顯示，幾乎所有油污區(qū)域的植物都死亡，而底棲微藻和穴居無(wú)脊椎動(dòng)物則顯著減少。他們后來(lái)的采樣表明，沼澤恢復(fù)是由底棲微藻和Spartina引起的 - 它在兩到三年內(nèi)開始顯示出顯著的地上生長(zhǎng)。
重要的是，只有在Spartina開始復(fù)蘇之后，無(wú)脊椎動(dòng)物群落才能真正開始恢復(fù)。“植物是鹽沼的基礎(chǔ)，”約翰遜解釋道。“沼澤草便于定植穴居無(wú)脊椎動(dòng)物;燃料食物網(wǎng)，提供動(dòng)物的棲息地，結(jié)合土壤和水流緩慢沒(méi)有植物，沒(méi)有沼澤，并且有以下沒(méi)有植物一路領(lǐng)先泄漏沒(méi)有泥恢復(fù)。”
如果你種植它們，它們會(huì)來(lái)
該團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果對(duì)于應(yīng)對(duì)任何未來(lái)泄漏事件具有重要意義。Fleeger說(shuō)：“我們的研究結(jié)果表明，任何未來(lái)泄漏的緩解策略都應(yīng)包括種植諸如Spartina等基礎(chǔ)物種。”
VIMS校友Mendelssohn(MA '73)表示，基礎(chǔ)物種“通過(guò)提供棲息地和減少沉積物侵蝕來(lái)提高恢復(fù)能力。”從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，他說(shuō)，“植物生長(zhǎng)通過(guò)改善土壤質(zhì)量來(lái)促進(jìn)恢復(fù)。植物產(chǎn)生的有機(jī)物質(zhì)積聚在地下，而它們的根和根莖釋放氧氣，結(jié)合沉積物，增加沉積物體積。植物組織的分解也提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)一步刺激沼澤地的植物生長(zhǎng)和有益的微生物過(guò)程。“
完全康復(fù)的緩慢之路
通過(guò)種植諸如Spartina之類的草來(lái)緩和沼澤恢復(fù)的希望是該團(tuán)隊(duì)的發(fā)現(xiàn)，在深水地平線溢油事故發(fā)生6年多之后，嚴(yán)重上油的沼澤地點(diǎn)仍然比中度上油和無(wú)油的地點(diǎn)健康。重油站點(diǎn)仍有較高濃度的油及其分解產(chǎn)物，并顯示黑色針刺的生長(zhǎng)較慢，植物碎屑和地下有機(jī)質(zhì)的產(chǎn)量較低，土壤密度改變。蠕蟲，幼魚和其他小型無(wú)脊椎動(dòng)物的種群也未能完全恢復(fù)。
令人不安的是多毛類蠕蟲Manayunkia aestuarina的持續(xù)罕見(jiàn)。無(wú)脊椎動(dòng)物群落中最豐富的單一物種之一，這種管道居民對(duì)沼澤沉積物的健康很重要，并且在作為螃蟹，蝦和魚的主要獵物的沼澤食物網(wǎng)中起著關(guān)鍵作用。“這個(gè)物種幾乎沒(méi)有出現(xiàn)可能表明在油污嚴(yán)重的地方生態(tài)功能發(fā)生了重大變化，”約翰遜說(shuō)。
同樣令人不安的是，將觀察到的醪液回收速度預(yù)測(cè)到未來(lái)，表明中度和重度油污站點(diǎn)的完全恢復(fù)可能需要十年以上的時(shí)間。這比之前許多關(guān)于石油泄漏及其對(duì)沼澤社區(qū)影響的研究報(bào)道的要慢。
“以前的研究表明，鹽沼中的石油泄漏可能會(huì)影響到底棲的無(wú)脊椎動(dòng)物四十多年，”弗萊格說(shuō)。“長(zhǎng)期接觸石油及其分解產(chǎn)物也可能降低這些生物對(duì)未來(lái)泄漏的敏感性和恢復(fù)力，”他補(bǔ)充說(shuō)。
更為明顯的是，約翰遜及其同事之前的一項(xiàng)研究表明，施用Spartina種植可以促進(jìn)其莖和根的生長(zhǎng)，從而有助于長(zhǎng)期的沼澤恢復(fù)。“我們開始看到墨西哥灣的鹽沼反彈，”約翰遜說(shuō)，“但在我們看到完全復(fù)蘇之前可能會(huì)持續(xù)十年或更長(zhǎng)時(shí)間。”