湖泊和海洋中的氧氣流失：地球系統面臨的另一個重大挑戰
圖靈學院編輯部/2024年7月24日/科楠
因為溫氣體造成地球的暖化隨著全球氣候變遷的加劇，我們的自然水體正在經歷前所未有的氧氣流失，這一現象被稱為去氧化。根據加州大學聖克魯斯分校的研究，這一全球性的去氧化過程與氣候變遷和其他地球系統界限過程密切相關。這篇將深入探討水域去氧化的原因、影響及解決方案，並強調全球應對這一挑戰的緊迫性。
水域去氧化的重要
去氧化現象已在全球範圍內迅速蔓延，對海洋和淡水生態系統造成了深遠的影響。2009年，《自然》期刊發表了《人類的安全運營空間》一文，描述了九個調節地球宜居性和穩定性的全球性過程，包括氣候變遷、土地利用變化和生物多樣性喪失。然而，最新的研究指出，我們忽略了一個重要的過程：水域去氧化。
去氧化的數據與趨勢
近幾十年來，所有水生生態系統中的溶解氧濃度迅速大幅下降。自1980年以來，湖泊和水庫的氧氣損失分別超過了5%和18%。自1960年以來，海洋的氧氣損失約為2%。儘管這個數字較小，但考慮到海洋覆蓋了地球表面超過70%的面積，這代表了更大規模和體積的水體。海洋生態系統也經歷了氧氣減少的顯著變異。例如，在加州中部沿海的深水區域，溶解氧含量在近幾十年中下降了多達40%。
氧氣流失的原因
去氧化與氣候變遷和土地利用變化密切相關。溫度上升導致水中氧氣溶解度下降，強化和延長的分層減少了深水通風，氧氣消耗呼吸增加也加劇了這一現象。這些變化不僅影響了水生物種的生存和繁殖，也導致了“死區”的形成，對漁業、水產養殖、旅遊和文化活動等生態系統服務造成威脅。
去氧化的生態影響
去氧化對水生生態系統的影響是深遠的。低氧環境下，個體生物常常經歷感覺能力、成長、體型和繁殖能力的減少。低氧也會導致廣泛的死亡和生態損害。低氧水平的水生棲息地通常被稱為“死區”，因為它們失去了生命，威脅到漁業、水產養殖、旅遊和文化活動等生態系統服務。這些變化導致水生生態系統轉變為替代和不受歡迎的狀態，例如有害藻華和廣泛的低氧。
全球應對挑戰的緊迫性
研究人員呼籲擴展地球系統界限框架，以改進全球監測、研究和政策應對措施，應對快速去氧化帶來的挑戰。將水域去氧化認作第十個地球系統界限，是引起人們關注和管理資源向這一重要全球變革問題傾斜的重要一步。認識到去氧化的全球性影響和緊迫性，對保護我們珍貴的水生生態系統至關重要。
具體建議和行動
要有效應對水域去氧化帶來的挑戰，必須採取多方面的措施。首先，需要加強全球範圍內的監測和數據收集，了解氧氣濃度變化的具體趨勢和影響。其次，應推動科學研究，探索減緩和適應去氧化的有效方法。此外，政策制定者應制定和實施針對性政策，減少污染物排放，保護水生生態系統。
結論
水域去氧化是當今全球變暖和污染的直接結果，對生態系統和人類社會都產生了深遠的影響。我們必須採取積極措施，保護我們珍貴的水生生態系統，以確保未來世代能夠享受健康和可持續的地球環境。只有通過全球合作和共同努力，我們才能應對這一重大挑戰，為地球的未來創造一個更好的環境。
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地球限度(圖片來源)
