近日，一项由生态学院海南省珊瑚礁生态学国际联合研究中心赵洪伟教授科研团队完成的重要研究揭示了不同形态的氮污染物——硝态氮和铵态氮，在国家一类海水水质相关浓度下，对受热胁迫的珊瑚会产生截然相反的生理效应。该研究成果为深入理解气候变化与营养盐污染复合作用对珊瑚礁生态系统的影响提供了全新视角，并首次提出了一个可指导水质管理的具体硝酸盐浓度阈值。相关论文已发表于Nature Index收录期刊《Environmental Science & Technology》。

研究通过对珊瑚进行综合生理测量、转录组学及定量脂质组学分析发现，在海洋变暖的背景下，氮污染物的化学形态是决定珊瑚能否耐受海洋变暖的关键因素。硝态氮会与热胁迫产生协同效应，加剧珊瑚白化。其机制在于硝酸盐能增加虫黄藻的氧化损伤，破坏光合膜脂稳定性，从而损害光合功能，并诱发珊瑚宿主的炎症反应，致使高温胁迫下的珊瑚虫与虫黄藻之间的共生关系破裂。相反，铵盐则表现出与热胁迫的拮抗作用，它能增强珊瑚的热耐受性，通过增强珊瑚宿主的抗氧化能力、促进虫黄藻类囊体脂质合成等途径，有效缓解珊瑚氧化应激并维持光合作用正常进行。基于实验数据，研究团队首次量化提出了一个明确的保护性阈值：将水体中硝态氮浓度维持在0.13 mg/L（约9 µmol/L）以下，有助于减轻珊瑚在热应激下的白化程度。这一具体数值为水质管理提供了清晰的科学目标，可直接应用于像《大堡礁2050水质改善计划》这样的政策实践中，将宏观的污染削减目标转化为可监测、可评估的生态保护基准。

这项研究明确指出了一个常被忽视的事实：并非所有的氮输入对珊瑚的影响都是相同的，而人为活动排放的硝态氮是加剧珊瑚热白化的‘推手’之一。在沿海富营养化通常以硝态氮为主的区域，例如海南岛、加勒比海、大堡礁等，控制人类活动产生的硝态氮的绝对浓度比简单地设定一个负荷削减比例更为关键和有效。尽管气候变暖仍是珊瑚礁面临的首要威胁，但人类活动输入的硝态氮污染会进一步削弱珊瑚的热耐受性。因此，在制定珊瑚礁保护策略时，除了应对全球气候变化，实施严格且有针对性的本地水质管理，特别是控制以硝态氮形式存在的人为氮污染，对于提升珊瑚礁生态系统在面对全球变化时的韧性至关重要。

生态学院硕士生张婧婧（现厦门大学博士在读）和康为露副研究员为共同一作，博士生周彦妤和硕士生周卓璟参与了部分工作，赵洪伟教授为论文通讯作者。该论文研究和撰写过程中还得到中国环科院吴丰昌院士、汤智副研究员，新加坡国立大学Chou Loke Ming院士以及美国Haereticus环境实验室主任Craig Downs的大力支持和帮助。

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.5c13276

撰文：张婧婧，赵洪伟

审核：孙仲益、林豪燕