地球上的水正在迅速失去氧氣 暗藏巨大環境風險

一個科學家小組建議將水生生物缺氧問題列入"地球邊界"清單。"地球邊界"的最新形式描述了九個領域，這些領域規定了"人類可以世世代代繼續發展和繁榮的閾值"。

到目前為止，行星邊界包括氣候變化、海洋酸化、平流層臭氧消耗、全球磷和氮循環干擾、生物多樣性喪失速度、全球淡水使用、土地系統變化、氣溶膠負荷和化學污染。 行星邊界示意圖（Azote/斯德哥爾摩復原力中心/CC BY-NC-ND 3.0/Richardson 等人，2023 年）

美國倫斯勒理工學院淡水生態學家凱文-羅斯（Kevin Rose）領導的研究小組擔心，這份清單忽略了地球最重要的極限之一。

"觀察到的地球淡水和海洋生態系統的脫氧現象代表了另一個地球邊界過程，"它對地球生態和社會系統的完整性至關重要，既調節又響應其他地球邊界過程的持續變化。"作者寫道："與其他行星邊界過程相比，氧氣臨界閾值正在以相當的速度接近。"

水中溶解氧濃度下降的原因有很多。例如，溫度較高的水域無法容納那么多的溶解氧，而隨著溫室氣體排放使空氣和水溫持續升高，超過其長期平均值，表層水域越來越無法容納這種重要元素。

溶解氧被水生生物耗盡的速度也可能快于生態系統生產者的補充速度。農業和家庭化肥、污水和工業廢料等有機物和營養物質的大量涌入引發的藻類大量繁殖和細菌繁殖，會迅速消耗掉可用的溶解氧。

在最糟糕的情況下，氧氣會變得非常枯竭，微生物會窒息而死亡，通常還會帶走較大的物種。隨后，不依賴氧氣的微生物種群以死亡的有機物為食，其密度不斷增加，減少了光照，限制了光合作用，使整個水體陷入惡性、窒息性循環，即富營養化。

水體脫氧也是由水體中各層密度差的增加引起的。這種增加可歸因于表層水的變暖速度快于深層水，以及融化的冰降低了海洋表層的鹽度。

這些層越分明，水柱各層之間的運動就越少，而水下生物的垂直層正是依賴于這種運動。這些密度波動為含氧表層水進入深層提供了動力，如果沒有這種以溫度為動力的運輸，水生環境低層的通風就會停止。

所有這些都對水生生態系統造成了嚴重破壞，而我們人類的食物、水、收入和福祉都依賴于其中的許多生態系統。

論文作者呼吁全球共同努力，監測和研究地球"藍色"部分的脫氧情況，同時制定政策，防止快速脫氧和我們已經開始面臨的相關挑戰。

他們寫道："減少溫室氣體排放、養分徑流和有機碳輸入（例如原始污水負荷）將減緩或可能逆轉脫氧現象。擴大地球邊界框架，將脫氧作為一個邊界，[將有助于]集中這些努力。"

這篇論文以"視角"的形式發表在《自然-生態學與進化》（Nature Ecology & Evolution）上。