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《新发现》杂志官方博客

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窒息的海洋  

2009-02-09 16:57:43|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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窒息的海洋 - 新发现 - 《新发现》杂志官方博客

 

海洋缺氧是全球气候变暖导致的后果之一,却一直未受到注意。最新研究得出结论:随着气候的变暖,水中的氧气会越来越少,而海洋生态系统却在消耗越来越多的氧气,结果便造成了海洋缺氧。这种现象不仅对海洋生物构成了不容忽视的威胁,同时也危及人类的渔业活动。

编译 赵静利

 

    千上万的鱼蟹、海星和海参的遗骸堆积在海底或四处散落在海滩上,这就是美国俄勒冈大学的研究人员2006年考察俄勒冈州海域时看到的悲惨景象。要知道,这个位于美国西北部的州可是以盛产鱼类闻名的。如此大规模的海洋生物死亡令研究人员震惊不已,他们原本期待的是在这片营养丰富的水域看到生命欣欣向荣的情景。究竟是什么原因造成了这场惨剧?原来,作为整个海洋食物链中的基础环节,浮游植物群因来自太平洋深处的上升水流(亦称上升流)带来的丰富营养物质而迅猛繁殖,消耗了水体中的大量氧气。2008年3月,研究人员发表了研究结果,终于揭开了这场离奇死亡的原因:正是由于俄勒冈沿海水域中的氧气骤然间消失殆尽,导致鱼类、贝壳类和甲壳类动物窒息而亡。

 

浮游植物过剩是有害的

    其实,这种现象早已在人们熟知的几个上升流海域发生过,但此前在俄勒冈州海域还从未被观察到。更糟的是,近几年的观测结果显示,这种现象可能会越来越频繁、越来越持久地影响几乎全世界的上升流海域。科学家们认为,这种情况应该是全球气候变暖造成的,气候变暖不仅使得上升流区逐渐缺氧窒息,还会进一步影响到几乎全球的海域。形势如此严峻,以致俄勒冈研究团队的成员弗朗西斯·常(Francis Chan)认为海洋缺氧今后甚至可能成为“气候变暖对海洋造成的最令人担忧的后果之一”。

    老话说凡事“多多益善”……可美国科学家们的研究却表明,正是为数过多的浮游植物间接导致了鱼类的窒息死亡!弗朗西斯·常认为:“气候变暖加强了海面气流运动,导致上升流加剧,数量更多的海底营养物质随之上升到海面,海洋表面的海水也因此变得更富营养。”于是,浮游藻类迅速繁殖,数量增加之多、增幅之广,使得它们的天然噬食者根本消受不完,于是绝大多数藻类就地腐烂,成为细菌的美味。然而,为了把这些有机物质统统消化,这些其貌不扬的微小细菌却耗尽了所有溶于海水中的氧气。随之而来的后果是:这一区域的所有生物倾刻之间一命呜呼。

 

某些海域的生命可能绝迹

    不幸的是,这种灾难性事件并不是俄勒冈沿海水域特有的现象。几年来,上升流所在海域处处频发类似悲剧,比如美洲大陆西海岸、墨西哥、秘鲁、智利的海域……此外在印度洋和印度西海岸地区,人们于2000年首次观测到缺氧现象。也别忘了大西洋,要知道近些年来纳米比亚沿海地区接二连三发生过大面积的缺氧。

    当然,每次只是方圆数万平方公里的海域受到波及,出现完全缺氧。而且,即使所有上升流区定期遭受缺氧,受影响的海面面积至多也只占全球海洋总面积的1%左右。目前,海洋总体来说都含氧充分,无需担心它们会变得完全不适于海洋生物呼吸,就像曾经发生过的两次缺氧事件一样。这当然好!因为每次发生缺氧之后,紧随而至的便是全球范围内大量生物的销声匿迹。幸运的是,事情还没糟糕到这步田地。尽管如此,气候变暖也还是使得世界各地的海洋含氧量下降,有时下降的幅度之大甚至足以引起我们的警觉。在全球所有的海洋中,北太平洋看起来是对气候变暖最为敏感的。自从加拿大大不列颠哥伦比亚省锡德尼海洋科学研究所的弗朗克·怀特尼(Franck Whitney)于2007年8月发表其研究成果以来,我们知道“在1956年至2006年间,100~400米深处的海水,甚至包括那些俄勒冈州沿海上升流的水,含氧量已经减少了差不多22%”。这位加拿大科学家从这一骇人听闻的氧气剧减事实中总结出导致俄勒冈海岸缺氧的因素之一。来自该地区海洋深处的水流含氧量如此之低,只需少量稍稍贪吃的细菌就足以耗尽水中微薄的氧气储备。弗朗克·怀特尼毫不迟疑地指出:“依此速度发展,北太平洋广阔的海域在十几年内就将变得不再适合大部分物种生存。” 持这种观点的学者不止他一人。其他一些学者甚至认为在一些对气候变暖特别敏感的北太平洋次区域,如日本海,生命有可能完全绝迹。

    所幸,并不是世界上所有的海洋都面临如此糟糕的境况。但这也无法改变气候变暖在暗中继续破坏氧气储备的事实。因为,气候变暖无论在哪里都是海洋升温的代名词。然而,当海水温度升高时,海水中氧气的溶解度却在降低。更确切地说,海洋温度越高,它所含的氧气就越少。北太平洋、大西洋、印度洋……所有海洋都可能因此向大气层释放出自己的部分氧气。此外,海洋升温时,表层海水密度会降低,也就不可能潜入海洋深处为那里带去氧气,尽管表层水本身含氧丰富,但它们已经与大气层建立了联系。海洋表层水和深层水之间的对流受阻,还导致富含营养成分的深层水无法上升到洋面来滋养表层水(除非在上升流区)。所以,如果浮游植物群在沿海水域大量繁殖,那么它们在外海水域就会越来越少。此外,正如美国国家海洋气象局(NOAA)太平洋岛屿渔业中心的杰夫·波洛维纳(Jeff Polovina)所指出的那样,1998年至2006年间,海洋浮游植物几近灭绝的区域面积增加了近15%。这一扩张速度是目前最先进的气候-生态系统模型预测结果的10~25倍。

 

拯救海洋的唯一方法:沙丁鱼

    2004年,分别来自于美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校和斯克里普斯海洋研究所的约翰·哈利(John Helly) 和丽萨·莱文(Lisa Levin),制定了一份持久保持低氧状态的水域清单,海洋学家们称之为最低含氧区(OMZ)。当时将近100万平方公里的海域被列入低氧区。其中60%位于印度洋,30%位于东太平洋,10%位于大西洋。2008年5月,德国基尔大学研究员洛塔尔·斯特拉玛(Lothar Stramma)指出,近50年来这些海洋低氧区中的氧气在持续减少,而与此同时,最低含氧区的面积可能也扩大了。

    如果不提及河口湾的缺氧,那么对海洋聚氧作用所面临的威胁的描述便是不完整的。河口湾,顾名思义,大量营养物质正是从这里被倾入海洋。在发生上升流的情况下,这些营养物质便会导致严重的海水缺氧。气候变暖还可能对此产生加剧效应。一些科学家认为气候变暖将增强雨水对土地的冲洗,而这又将扩大倾泻范围,由此引发更为严重的缺氧。这还未将有些人为应对气候变暖而主张向海洋投放营养物质的做法考虑在内。

    全球海洋含氧量的下降使得科学家们忧心忡忡,他们担心这将对海洋生物造成巨大影响。举个例子,比如上升流区属于海洋中最富生产力的区域,因此世界上大多数渔场都位于上升流区,全世界产鱼量的20%来源于此!现在的问题在于,似乎没有人确切知道气候变暖已经给海洋带来的或者将给海洋带来什么样的后果。弗朗克·怀特尼和洛塔尔·斯特拉玛因此呼吁相关研究尽快展开。海洋缓慢的窒息,让我们有些措手不及。目前,科学家们提出的对付沿海区域缺氧的唯一办法是促进浮游植物强劲天敌沙丁鱼的发展。但现在还不能确定这么做是否来得及为海洋补充足够的氧气……

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