一项联合研究工作创建了一个简单明了的模型，旨在指导管理伊利湖及类似环境中的水质和鱼类种群所涉及的复杂决策。
一句广为人知的冰球格言，常与韦恩·格雷茨基联系在一起，建议球员们要向冰球前进的方向滑行，而不是冰球所在的位置。
最近的研究表明，相应于保护伊利湖的渔业，这些旨在保障水质的法规正与这一原则相吻合。
具体来说，建议的农业营养物质入湖流失限制可能对某些鱼类物种来说过于严格。不过，根据密歇根大学最新的研究，这些限制被认为在未来几十年内尽管气候变暖，仍适合维持健康的渔业。
密歇根大学环境与可持续发展学院名誉教授唐·斯卡维亚表示：“现在的做法是瞄准未来目标。尽管提出的限制在目前看来可能过于严格，但切忌放松，因为通常需要十年或更长时间才能看到变化。”
这是斯卡维亚与来自美国和亚洲的合作者进行的一项研究中的若干见解之一。
研究团队将前瞻性的气候模型和近一个世纪的渔业数据与一个数学模型结合起来，该模型融合了伊利湖的营养负荷和一个关键的水质指标——湖底的氧气水平。
研究结果显示，这些相互作用并不像人们想象的那样简单。例如，虽然减少营养物质水平可以改善水质，但并不总是对所有鱼类物种都有益。
斯卡维亚指出：“存在权衡。”
此外，随着气温持续上升，它们将成为影响伊利湖及类似生态系统氧气水平的主要因素。
这强调了管理这些生态系统的复杂性。今天的解决方案必须不断评估，以在未来保持有效，这种挑战常被称为土地管理中的“棘手问题”。
幸运的是，团队的研究提供了应对这些挑战的宝贵见解。
问题的复杂性
农民使用的肥料含有营养物质，不仅有利于农作物，也滋养水生微生物，如藻类和蓝细菌。农田的富营养流失导致了伊利湖及其他地区（如墨西哥湾北部和切萨皮克湾）臭名昭著的藻类暴发。
当这些藻类和蓝细菌死亡后，它们沉降到水底并腐烂，消耗大量氧气，形成缺氧条件。在水生环境中，氧气对于生存至关重要，这使得这些低氧区域通常被称为“死区”。
缺氧对如湖白鱼等偏爱伊利湖较凉底层水的物种特别有害，俄亥俄州立大学水生生态实验室教授斯图尔特·卢德辛解释道。
然而，尽管藻类暴发中的蓝细菌在富营养条件下繁荣，较大的鱼类所食用的浮游生物也同样如此。此外，并非所有鱼类都栖息在缺氧影响的区域。例如，卢德辛指出，黄鲈实际上在营养丰富的水域中生长良好。
目前，营养物质的输入水平惠及像黄鲈和梭子鱼这样的物种，但可能限制了白鱼的栖息地。平衡渔业生产力和水质的最佳状态是一个持续变化的挑战，随着湖中的微生物生活在气温上升的背景下增加，这一挑战变得更加复杂。
卢德辛坚称：“我不希望我的研究被误解为提倡污染以保持渔业的生产力。如果我们忽视在气候变化持续中解决缺氧和水质问题，湖泊将无法支持必要的鱼类种群。”
他强调的核心信息更加微妙。
卢德辛建议：“我们必须确定优化营养水平，以增强水质和渔业多样性。”
什么是“最佳”的应该是水系统的管理者和利益相关者共同决策的结果，卡内基科学气候与韧性中心的创始主任安娜·米哈拉克辩称。
通过在这些讨论中利用数据和工具，比如他们的数学模型，所有参与者都可以理解，优先考虑水质可能会以牺牲渔业为代价，反之亦然。
米哈拉克表示：“关键是需要采用系统级的管理问题方法。这意味着在特定目标的基础上总会存在权衡。”她与斯卡维亚在伊利湖及其他水生系统的研究中合作了超过十年。
米哈拉克补充道：“我们不能仅仅对环境系统中出现的问题做出反应。采用整体观点对于开发有效解决方案至关重要。”
虽然数据和策略在不同生态系统中可能有所不同，但团队相信这种方法可以广泛应用。
北卡罗来纳州立大学环境工程副教授丹·奥贝诺尔表示：“我相信这项研究建立了一个适用于其他系统的模型和基础知识。”奥贝诺尔在密歇根大学攻读博士学位时，曾在斯卡维亚和米哈拉克的指导下完成学业。
该研究还表明，团队创建的气候-缺氧模型在长时间内是既坚固又可靠的。根据米哈拉克的说法，该模型设计得“极其简单”，已准备好为未来最佳实践提供指导。
奥贝诺尔评论道：“这个问题是一个棘手的问题。确定最佳管理解决方案是艰难的，即使达成共识，情况也将不可避免地变化。我们必须保持警惕。”
来自俄亥俄州海德堡大学、上海交通大学和中国科学院的研究人员也参与了这一项目。
