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Exploring river nitrogen and phosphorus loading and export to global coastal waters in the Shared Socio-economic pathways

生物地球化学循环 营养物 环境科学 富营养化 持续性 水产养殖 卫生 营养循环 营养污染 地下水 水资源管理 环境保护 生态学 环境工程 渔业 生物 岩土工程 工程类
作者
Arthur H.W. Beusen,Jonathan Doelman,L. P. H. van Beek,Peter van Puijenbroek,José M Mogollón,Hans van Grinsven,Elke Stehfest,Detlef P. van Vuuren,Alexander F. Bouwman
出处
期刊:Global Environmental Change-human and Policy Dimensions [Elsevier]
卷期号:72: 102426-102426 被引量:62
标识
DOI:10.1016/j.gloenvcha.2021.102426
摘要

This global spatially explicit (0.5 by 0.5 degree) analysis presents the nitrogen (N) and phosphorus (P) inputs, processing and biogeochemical retention and delivery to surface waters and river export to coastal seas according to the five shared socioeconomic pathways (SSP). Four systems are considered: (i) human system; (ii) agriculture; (iii) aquaculture; (iv) nature. Exploring the changes during 1980–2015 and 2015–2050 according to the SSPs shows that the natural nutrient sources have been declining in the past decades and will continue to decline in all SSPs in future decades due to massive land transformations, while agriculture, human sewage and aquaculture are becoming increasingly dominant (globally up to 80% of nutrient delivery). More efforts than those employed in any of the SSPs are needed to slow down the global nutrient cycles. One of the drivers of the proliferation of harmful algal blooms is the tendency towards increasing N:P ratios in global freshwaters and export to the global coastal seas; this is the result of increasing N:P in inputs in food production, more efficient biogeochemical retention of P than of N in river basins, and groundwater N legacies, which seems to be most pronounced in a united world that strives after sustainability. The diverging strategies to achieve UN Sustainable Development Goals 14 (life below water), 2 (zero hunger) and 6 (clean water and sanitation) therefore require a balanced management system for both N and P in all systems, that accounts for future nutrient legacies.
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