本报讯（记者崔雪芹）北京大学研究员李东锋课题组构建了一套包含28万条全球河流总磷浓度原位监测及相应的环境变量数据库，基于多模态机器学习方法揭示了全球420条主要河流过去40年的入海磷通量变化趋势（1980年至2019年），发现了由北半球下降与南半球上升共同导致的“隐性平衡”现象。相关成果12月13日发表于《科学进展》。
研究揭示了河流磷入海的两种不同模式。结果发现，亚马孙河、刚果河等57条大型河流贡献了全球超过80%的磷通量，主导了全球入海磷通量的变化。与这种“大河主导”模式形成鲜明对比的是，流域面积小于2万平方公里的小型河流，其单位面积磷通量输出强度是大型流域的5倍以上，表明小流域磷管理在区域水环境健康和海岸带富营养化控制中的关键作用。
尽管全球入海磷通量在近40年间整体呈平稳趋势，但南北半球呈现强烈的区域异质性。北半球入海磷通量显著下降，而南半球入海磷通量却明显上升。研究基于可解释机器学习算法，进一步阐明了磷肥使用和大坝建设是入海磷通量变化最主要的驱动力。南半球磷肥使用的持续增强导致了河流入海磷通量的上升，而北半球大量筑坝阻碍了磷的入海过程，驱动北半球入海磷通量的显著下降。
值得注意的是，水库中被截留的磷形成了巨大的“遗留磷”库，随着时间推移逐渐释放，可能造成长期且难以逆转的生态环境风险。研究进一步指出，当前磷管理中存在“空间错配”问题，磷控制措施多集中在发达地区和大流域，而磷污染的实际生态与社会经济影响却主要体现在发展中国家和小流域。
基于上述发现，研究团队提出了“精准溯源-源头减量-大坝调控-过程拦截”全链条流域磷管理的新模式。该模式遵循“诊断-预防-控制”科学原则，以污染源解析为基础，倡导磷管理策略与水利工程、环境工程的深度融合，希望为全球和我国的流域生态文明建设提供系统性解决方案。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1126/sciadv.ady5884
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