由加州大學聖地牙哥分校斯克里普斯海洋研究所(Scripps Institution of Oceanography)領導的科學家們警告,地球的海洋和淡水系統正迅速失去氧氣,可能將地球推入「不安全空間」。部分由此產生的變化可能會持續數百年,且在人類壽命內可能無法逆轉。
這項新的綜述檢視了水體缺氧現象,指的是海洋(海洋缺氧)、沿海水域、河流、湖泊和溪流中溶解氧水平的下降。研究人員評估了這個日益嚴重的問題如何與行星邊界框架(Planetary Boundaries framework)中的九大主要地球系統過程相互作用。
該框架於 2009 年推出,識別了維持地球穩定和韌性至關重要的環境過程,同時追蹤人類活動如何將這些系統推向不安全條件之外。
九大行星邊界包括氣候變遷、海洋酸化、生物多樣性喪失、大氣氣溶膠負荷、平流層臭氧消耗、淡水變遷、土地利用變遷、化學污染和生物地球化學循環(包括氮循環)。研究人員認為,溶解氧水平也應被正式納入。
「我們星球的健康和穩定取決於水生生態系統的健康和穩定,而水生生態系統需要氧氣才能正常運作,」主要作者 Erica Ferrer 表示,她是斯克里普斯海洋研究所的校友,目前是加州大學聖塔芭芭拉分校生態分析與合成國家中心的博士後研究員。「這項研究旨在提升水體缺氧作為全球威脅的關注度,並表明它並非孤立存在。」
暖化和污染正在耗盡氧氣
人為造成的暖化、過度的營養污染以及深層水體運動和通氣的變化是驅動水體缺氧的主要力量。
隨著氧氣水平下降,可能會擾亂有助於調節地球氣候的生物和化學過程。這種下降也威脅著水生食物網中的生物,從微生物到魚類和鯊魚。
即使海洋哺乳動物在水面呼吸空氣,牠們也可能受到影響。氧氣的流失會減少或改變牠們的獵物分佈,破壞棲息地,並改變牠們所依賴的食物網。
將缺氧與其他行星風險連結
Ferrer 和斯克里普斯生物海洋學家 Lisa Levin(該研究的資深作者)在參加了 2019 年於馬德里舉行的聯合國氣候變遷大會(COP25)後,萌生了進行這項綜述的想法。
他們希望這項研究結果能鼓勵研究人員和決策者將水體氧氣流失與氣候變遷、污染、生物多樣性下降和其他行星壓力一併檢視,而不是將其視為一個獨立的問題。
「將水體缺氧納入行星邊界框架,將有助於我們理解其對地球系統穩定性的影響,」Ferrer 說。「減緩其影響是維持生物多樣性和氣候的關鍵組成部分。」
Ferrer 在斯克里普斯攻讀博士學位期間完成了這項綜述。她的研究得到了美國國家科學基金會研究生研究獎學金計畫、斯克里普斯和加州大學聖地牙哥分校的研究生經費,以及後來加州大學聖塔克魯茲分校和加州大學聖塔芭芭拉分校的博士後支持。
該研究於 2026 年 6 月 30 日發表在《Limnology and Oceanography》期刊上。
其他作者包括四位前斯克里普斯博士生:Shailja Gangrade、Lillian McCormick、Ariel Pezner 和 Yassir Eddebbar(現為斯克里普斯氣候科學家)。其他貢獻者包括加州大學洛杉磯分校的 De'Marcus Robinson、巴黎地球物理研究所的 Véronique Caron 和倫斯勒理工學院的 Kevin Rose。
