地球上的水正在迅速失去氧气 暗藏巨大环境风险

一个科学家小组建议将水生生物缺氧问题列入"地球边界"清单。"地球边界"的最新形式描述了九个领域，这些领域规定了"人类可以世世代代继续发展和繁荣的阈值"。

到目前为止，行星边界包括气候变化、海洋酸化、平流层臭氧消耗、全球磷和氮循环干扰、生物多样性丧失速度、全球淡水使用、土地系统变化、气溶胶负荷和化学污染。 行星边界示意图（Azote/斯德哥尔摩复原力中心/CC BY-NC-ND 3.0/Richardson 等人，2023 年）

美国伦斯勒理工学院淡水生态学家凯文-罗斯（Kevin Rose）领导的研究小组担心，这份清单忽略了地球最重要的极限之一。

"观察到的地球淡水和海洋生态系统的脱氧现象代表了另一个地球边界过程，"它对地球生态和社会系统的完整性至关重要，既调节又响应其他地球边界过程的持续变化。"作者写道："与其他行星边界过程相比，氧气临界阈值正在以相当的速度接近。"

水中溶解氧浓度下降的原因有很多。例如，温度较高的水域无法容纳那么多的溶解氧，而随着温室气体排放使空气和水温持续升高，超过其长期平均值，表层水域越来越无法容纳这种重要元素。

溶解氧被水生生物耗尽的速度也可能快于生态系统生产者的补充速度。农业和家庭化肥、污水和工业废料等有机物和营养物质的大量涌入引发的藻类大量繁殖和细菌繁殖，会迅速消耗掉可用的溶解氧。

在最糟糕的情况下，氧气会变得非常枯竭，微生物会窒息而死亡，通常还会带走较大的物种。随后，不依赖氧气的微生物种群以死亡的有机物为食，其密度不断增加，减少了光照，限制了光合作用，使整个水体陷入恶性、窒息性循环，即富营养化。

水体脱氧也是由水体中各层密度差的增加引起的。这种增加可归因于表层水的变暖速度快于深层水，以及融化的冰降低了海洋表层的盐度。

这些层越分明，水柱各层之间的运动就越少，而水下生物的垂直层正是依赖于这种运动。这些密度波动为含氧表层水进入深层提供了动力，如果没有这种以温度为动力的运输，水生环境低层的通风就会停止。

所有这些都对水生生态系统造成了严重破坏，而我们人类的食物、水、收入和福祉都依赖于其中的许多生态系统。

论文作者呼吁全球共同努力，监测和研究地球"蓝色"部分的脱氧情况，同时制定政策，防止快速脱氧和我们已经开始面临的相关挑战。

他们写道："减少温室气体排放、养分径流和有机碳输入（例如原始污水负荷）将减缓或可能逆转脱氧现象。扩大地球边界框架，将脱氧作为一个边界，[将有助于]集中这些努力。"

这篇论文以"视角"的形式发表在《自然-生态学与进化》（Nature Ecology & Evolution）上。