世界缺氧:科学家在迄今最广泛的研究中揭示相关危险和解决方案

2018-01-09

        在过去的50年里,公共海域无氧海水的体量增加了四倍以上。在沿海岸水域,包括河口和海洋,自1950年以来,低氧区增加了10倍以上。随着地球变暖,科学家预计这两类区域的氧气含量将继续下降。一国际科学家团队于1月5日发表在《科学》杂志上的论文断言,为了防止情况恶化,世界需要采取措施控制气候变化和富营养化污染。

        这项研究来自由教科文组织政府间海洋学委员会(IOC)于2016年设立的新工作组——全球海洋氧气网络(GO2NE),目前有11个国家的21个机构参与。该论文系首次在公海和近岸海域,对全球范围的低氧的原因、后果和解决方案进行全面审视。文章明确了对海洋和社会的最大威胁,以及如何保持地球水域的健康和生产力。

        关切点

        政府间海洋学委员会执行秘书Vladimir Ryabinin介绍:“全球大约一半的氧气来自海洋。然而,营养负荷和气候变化的综合影响大大提高了公海和沿海水域‘死亡地带’ 的数量和规模。这些区域氧气含量太低,大多数海洋生物无法生存。”

        在传统上被称为“死亡地带”的海域,如切萨皮克湾(美国)和波罗的海的某些区域,氧气迅速下降至极低水平,许多动物窒息死亡。由于鱼类需要避开这些区域,它们的栖息地因此缩小,从而更容易受到捕食者或捕捞的威胁。文章同时指出,问题不止“死亡地带”的影响。即便是微量的氧气含量下降都可能会阻碍动物生长和繁殖,导致疾病甚至死亡。这也可能引发危险化学物质的释放,如一氧化二氮和有毒的硫化氢。一氧化二氮产生的温室效应比二氧化碳高300倍。虽然有些动物可以在死亡地带繁衍,但整体生物多样性却下降了。

        气候变化是公海状况恶化的关键罪魁。温暖的地表水使得氧气难以穿透海洋表层。而且随着海洋整体变暖,其能保有的氧气在减少,然而不幸的是,生活在温暖水域的动物需要更多的氧气。在近岸海域,来自陆地的过量营养污染会造成藻华,即便氧气稀少,藻类死亡和分解的过程还会进一步消耗氧气。

        科学家们认为,民生也会因此受到影响,发展中国家受害尤为明显。当低氧环境破坏其收成或迫使鱼类迁徙时,小型手工渔业可能无法随之搬迁。在菲律宾,某个城市的水产养殖中低氧造成的鱼类死亡造成逾千万美元的损失。珊瑚礁是许多国家的重要旅游资源,如果没有足够的氧气,珊瑚礁也会消亡。

        某些渔业领域可能会在短期受益,因为养分污染可刺激鱼类食物的生产。此外,当鱼被迫逃离低氧区域,捕捞会更容易。但从长远来看,这可能会导致过度捕捞和经济损失。

        赢得战争:三管齐下

        健康的海洋对地球的生存至关重要。它能为当地、全国和全球经济做出贡献,总共创造约3.5亿个就业机会。蓝色经济通过可再生能源、旅游业、水产养殖或生物技术为发展中国家带来巨大机遇。人类从海洋生态系统获取的许多益处会因为氧气减少而受到威胁。

        科学家们建议,世界需要从三个角度来控制低氧问题:

        § 直面根源:通过大幅减少农业化肥使用和温室气体排放来减少富营养化污染和气候变化。虽然这两个问题均复杂棘手,但这些可以带领我们走向胜利的步骤既可造福人类,也可以使环境受益。更好的污物处理系统和卫生设施可以保护人类健康同时防止水污染。

        § 保护脆弱的海洋生物和海洋资源。由于低氧区域的扩张在某些地方似乎是不可避免的,让已在承受风险的渔业免受进一步的压力至关重要。根据这些全球海洋氧气网络科学家的说法,这可能意味着要在动物用来逃脱低氧区域的海域建立海洋保护区或禁渔区,或转为捕捞受氧气浓度下降威胁较少的鱼类。

        § 强化全球低氧跟踪。科学家们已经基本了解未来海洋可能损失多少氧气,但是他们并不知道这些低氧区域究竟在哪里。加强海洋监测,尤其是南半球监测,强化实验工作,增进对低氧的原因和后果相关过程的理解,以及开发先进的数字模型的协助确定高风险海域,并寻找最有效的解决方案。

        论文提出的调查结果以及与这项国际努力有关的许多其它活动,将有助于联合国海洋科学促进可持续发展十年计划的实施。增进我们的知识,更好地了解关于海洋低氧、变暖、酸化以及其他人类活动造成的压力的威胁,将是确保我们的共同利益—— 海洋——的可持续治理的关键。

        “这是我们可以解决的问题,”论文主要作者、Smithsonian环境研究中心海洋生态学家Denise Breitburg说, “停止气候变化需要全球的共同努力,但当地的行动也可以缓解富营养化导致的氧气下降。”Breitburg以切萨皮克湾的持续复苏为例予以解释。有效的污水治理、更好的农业实践和诸如《清洁空气法案》的成功律例,使该海域氮污染从高峰期下降了24%。虽然有些低氧区仍持续存在,但是切萨皮克地区的零氧气海域几乎消失。她补充说:“应对气候变化的任务可能看起来更为艰巨,但采取行动对于阻止海洋中氧气的减少以及保护地球上的几乎所有生命都是至关重要的。”

        教科文组织政府间海洋学委员会项目专家Kirsten Isensee强调:“由于人类的活动,海洋缺氧正在世界各地发生,因此我们需要在全球范围内协调解决这一问题。我相信全球海洋氧气网络引领的国际努力可以帮助地方、区域和全球层面更好地适应现状,并降低缺氧问题的影响,缩小其海域范围。”

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        全球海洋氧气网络GO2NE)是由联合国教科文组织(UNESCO)政府间海洋学委员会组织的科学工作组。网络成立于2016年,网络内来自世界各地的科学家致力于提供关于海洋缺氧的跨学科观点,为政策制定者提供解决海洋低氧问题和保护海洋资源的建议。

        如需更多资讯,请联系:

        政府间海洋学委员会计划专家Kirsten Isensee (k.isensee(at)unesco.org