继海洋酸化之后又一重大海洋悲剧!海洋含氧量急剧下降!

躲避捕食者、消化和其他动物活动(包括人类活动)都需要氧气。但是一些新的研究表明,海洋生物不再像以前那么容易去获得这种基本成分了。

 

德国基尔亥姆霍兹海洋研究中心的海洋学家Andreas Oschlies领导着一个在全球范围内监控海洋含氧量的团队,他说,在过去的十年中,海洋的含氧量显著下降,这是一个与气候变化有关并且非常令人担忧的趋势。他说:“我们对所看到的变化的强度、海洋中氧气下降的速度以及其对海洋生态系统的影响之大感到非常惊讶。”

 

Oschlies说,对科学家来说,变暖的海洋正在失去氧气并不奇怪,但是含氧量下降的速度迫切需要关注。最近的一些研究显示,在过去的50年里,一些热带地区的氧气水平惊人地下降了40%。但其他地区的含氧量水平却下降得微妙得多,全球平均下降2%。

 

然而,Oschlies和他的研究领域的其他人发现,就算含氧量只有细微的变化,所有海洋动物都会通过到高氧区寻求庇护或调整自身行为来做出反应。这些行为调整会使动物不得不面对新的捕食者,或者迫使它们进入到食物匮乏的地区。Oschlies说,气候变化已经给海洋生物带来了严重的问题,比如海洋酸化等,但是脱氧是当今海洋动物面临的最紧迫的问题。毕竟,他说,“它们都得呼吸。”

墨西哥湾的沉积物部分源自密西西比河等河流。河流的沉积物携带着来自化肥的营养物质,这些营养物质为海藻的大量繁殖提供了营养,并消耗了海洋的氧气水平。来源:美国宇航局地球天文台

 

食物网的问题

变暖的海洋失去氧气有两个原因:第一,液体温度越高,它能溶解的气体就越少。Oschlies说,这就是为什么碳酸饮料放置在阳光下的话消气速度会更快。其次,随着极地海冰的融化,在更冷、更咸的海面上会形成一层浮力水,这个过程产生了一种“盖子”,这种“盖子”会防止洋流将地表洋流混合到更深的洋流中,而又因为所有的氧气都是经过表面洋流进入海洋的(要么直接从大气进入洋流,要么经过浮游植物的光合作用进入洋流),所以氧气与表面海水混合更少意味着深海的氧气也就更少。

 

赤道附近的一些沿海地区是自然的低氧热点地区,因为它们的水域营养丰富,细菌在分解死去的海洋生物还有繁殖时都会消耗氧气。但是生态系统在其他地方的变化——包括在开阔的海洋和极地周围——尤其地令Oschlies 和其他人感到惊讶和担忧,因为这些地区通常被认为是没那么脆弱的。Oschlies和他的同事在去年发表在《自然》杂志上的报告说,预测未来变化的气候模型通常也会低估已经在世界海洋中观测到的氧气下降含量,这是这一趋势需要更多关注的另一个原因。

 

2018年12月的《科学进展》(Science Advances)报告记录了氧气下降(哪怕是只有非常细微的下降)对浮游动物(食物链底部的动物)聚集水体的影响。罗德岛大学(University of Rhode Island)的海洋学家、研究负责人凯伦·维希纳(Karen Wishner)说:“它们非常敏感,”甚至比她预想的都还要敏感。有些物种会游到更深、更冷、含氧量更高的水中。她说:“但在某种程度上,它们只是往更深的地方游是行不通的。”因为在低温环境中觅食,繁衍都可能会变得更加困难。她指出,许多捕食者——包括鱼类、鱿鱼和鲸鱼——要么捕食浮游动物,要么捕食吃浮游动物的鱼类,因此浮游动物对含氧量下降的应对方式将会对食物链产生很大影响。

 

除了破坏食物网之外,动物在适应低氧水平时还会面临着其他各种生理挑战。上个月的一项海洋和淡水行为生理学研究报告称,中国对虾会在低氧环境下减少甩尾的力量以节省能量,因此对虾会变得不那么敏捷。2016年,研究人员在《自然通讯》杂志上发表文章称,随着氧气水平的下降,一些雄性鱼类产生的游动精子数量也越来越少,而且就算在未来几代中氧气水平得到提高,这种趋势似乎也不会反弹。

 

加州大学圣地亚哥分校(University of California, SanDiego)的博士生莉莲·麦考密克(LillianMcCormick)说,在缺氧的海洋中,鱼类的视觉和听觉等基本感官功能也可能受到影响。她的研究初步结果表明,即使是轻微的氧气水平下降也会损害某些浮游动物的视力。(这也发生在人类身上,有证据表明,在高海拔地区旅行的人夜间视力和色觉会下降。)她说,许多种类的浮游动物每天早晨都依赖视觉线索沿着水体向下移动以躲避捕食者,因此失明可能会妨碍它们捕捉这些光线线索的能力。

 

有些生物,如水母,比其他生物更能耐受低氧。但南佛罗里达大学海洋学家布拉德·赛贝尔(BradSeibel)说,所有的动物都会感受到脱氧作用的影响,因为它们进化出自己的氧气容量是有原因的。他说:“氧气的任何下降都会损害生物的生存能力和表现。”Seibel与Wishner 是最近浮游生物研究的合作者。

 

栖息地减少

随着富氧地区变得越来越稀少,目前的鱼类栖息地也将缩小,这回迫使一些重要的经济物种——如金枪鱼——进入新的栖息地。据估计,金枪鱼每年在全球产生420亿美元的产值。在东北热带大西洋,研究人员发现金枪鱼和长嘴鱼的栖息地在1960年到2010年期间由于缺氧而减少了15%。

 

海岸渔业还面临着农业径流的额外压力,这些径流使藻类大量繁殖,并在它们腐烂时消耗大量氧气——密西西比河河口附近的墨西哥湾长期以来就是这种情况。这些“死区”迫使一些鱼类在其典型活动范围的边缘寻找含氧量较高的区域。赛贝尔指出,这可以帮助渔民找到这些鱼,因为鱼类会聚集在这些密集的区域,但这也提供了一种虚假的富足感,从长远来看这是不可持续的行为。

 

为了解决整个脱氧问题,Oschlies于去年9月在基尔协助组织了一次关于这个问题的国际会议。与会者临时起草了一份名为《基尔海洋脱氧宣言》(Kiel declaration on Ocean deoxyation)的宣言,以提高国际政府、联合国和公众的认识,并呼吁立即采取行动。他们希望各国政府和国际组织在减缓气候变化和减少沿海径流污染(沿海径流污染加剧了氧气的减少)方面取得更大的进展。研究人员以摩纳哥宣言为模型,因为Oschlies认为摩纳哥宣言成功地提高了国际社会对2008年海洋酸化的认识。

 

Wishner说:“这份宣言真的是想提醒公众、政府和国际机构,这是一个重大问题。”Wishner是来自30多个国家的300多名科学家中的一员,他们在宣言上签了字,同样是签名者之一的赛贝尔对此事毫不讳言:“我认为这个现象可能会有一个非常可怕的后果。”

出处:前瞻网

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