撰文/沈婷婷

海洋“死亡地带”气候变化

撰文/沈婷婷

有人说：“风是上帝抛沙的那只手”，这只手亦在海洋中惩罚着人类，制造出一个又一个海中的“死亡地带”，只有真正正确地认识生态环境对人类生存发展的重要性，我们才能更好地在这个美丽的地球上繁衍生息。

海洋的“死亡地带”是指大面积缺氧而造成鱼类等生物无法生存的地区

相信很多人对今年暮春时的首场沙尘暴依旧记忆犹新。漫天的沙尘，所有人都在掩鼻躲闪。不能畅快呼吸新鲜空气的痛楚，让我们对于沙尘暴心有余悸。而沙尘暴的成因，很大程度上是因为土地沙漠化带来的恶果，累积到今天，我们无奈地承担着生态环境恶化的境况。那些被沙漠化的土地最终成为了人类无法居住的死亡地带。

同样的，因为人类活动造成的污染也加剧了海洋的沙漠化，制造出一个又一个海洋中的“死亡地带”。那么，在海洋中，什么样的海域才能被称为“死亡地带”呢？一般来说，海洋的“死亡地带”是指大面积缺氧而造成鱼类等生物无法生存的地区。如同人类无法在缺氧的条件下生存样，海水中的鱼类和贝类等生物在缺氧的环境下，也同样会受到影响窒息死亡

一般情况下，溶解氧小于2毫克每升或溶解氧饱和度小于30%的水体被称为缺氧水体。近年来，随着人类社会经济的高速发展，对于环境的污染加剧，由河流和沿海工业进入海洋的营养物质加剧，富营养程度加深，海洋浮游生物增长迅猛。海水中的有机物分解过程得不到充分的氧气补充，生态系统及脆弱的食物链进而被打乱。因此，富营养化是加剧缺氧水域增加的一个重要原因。

在世界上著名河流入海口处，低氧区域的产生，如在墨西哥湾“死亡地带”，一般都是由于农业化肥污染和藻类大量繁殖促成。但是在深海的低氧区域，则是自然发生的。在那里，从高生产力的水域过滤沉淀而来的有机物质，只能被排放二氧化碳的厌氧细菌所消耗。这样的环境中，溶解氧水平很低。与此同时，气候、海水分层、风向和太平洋海流变化都可能扩大这些缺氧水域。

由于缺氧，海洋“死亡地带”不仅威胁到海洋生物，这些水域还会释放出氧化亚氮（N2O）。马里兰大学环境科学中心的海洋学者卢·科迪斯波蒂博士在《科学》杂志上发表论文，解释在低含氧量的（缺氧）水域中N2O的增加，可能引起其在大气中浓度增高，会进一步加剧全球变暖的影响，并且造成臭氧“空洞”，而使紫外线辐射增强，对人类造成伤害。

因为这些缺氧水域向海表面移动并且沿着海岸扩展，使得温室气体氧化亚氮增加，UMCES霍恩波恩特实验室的科迪斯波蒂博士认为：“低氧水域生产N2O量大约是海洋的产生的N2O总量的一半，如果继续放任这些死亡地带扩展，将会使N2O的量在大气中的含量进一步增加。”

氧化亚氮是《京都议定书》中提出的6种温室气体之一。与二氧化碳相比，虽然N2O在大气中的含量很低，但其单分子增温潜势却是二氧化碳的310倍。它在大气中的存留时间很长，对臭氧层的破坏不容小觑。

臭氧层是指距离地球25千米至30千米处臭氧分子相对富集的大气平流层，它能吸收99%以上对人类有害的太阳紫外线，从而保护地球上的生命免遭其害，因此被誉为地球生物的保护伞。人类活动曾致使南极上空的臭氧层一度出现大面积空洞。

氧化亚氮这种高效温室气体，正在成为破坏平流层中臭氧的主要因素。在过去的40万年当中，大气中N2O的变化看上去大致与二氧化碳一样，并未对气候有重大影响，但这一情况也将改变。正是由于人类活动导致地球上的陆源N2O前所未有地猛增，含氮污染源、变暖的海水以及海水酸化都有可能导致N2O量的激增。且因为海洋是N2O的净产地，其所产生的N2O中大部分都将进入大气，从而进一步加剧对气候的影响。

氧化亚氮的增加会使溶解氧水平下降。在良好的氧化条件下，微生物的N2O产率并不高。但在氧气浓度下降到缺氧的水平的时候，这些缺氧水域中的N2O生产量就会增加。这是因为，浮游植物一般是在阳光普照的水面附近生产呼吸作用所需的“燃料”，在那里呼吸作用和生物周转比率均更高，所以N2O产生率比在低氧水域中低。而当300英尺以内的海水深度发生缺氧时，在高呼吸速率与反硝化作用（脱氮作用）的共同作用下，N2O的生产速度会是其在海洋表面平均生产率的1万倍。

随着水域环境中氮含量的增加，将进一步促进浮游植物的旺盛生长，它们会消耗水中所有的氧气。从而导致水域生态环境中氧气大量消耗，促使那些水底水生物种更适应于缺氧状态，这也将进一步促进N2O气体的释放。

未来海洋中N2O的产生关键取决于占据海洋水量中大约百分之十的缺氧和低氧海洋水域。“从许多含氧量低的水域，包括切萨皮克湾沿海地区N2O的数据来看，”博士科迪斯波蒂说：“我们应该增强观察沿海低氧水域的集中和水域中氧化亚氮的关系。”

科迪斯波蒂博士的意见使我们明白，地球环境的显著变化很多都归咎于人类的活动。美国国家海洋与大气管理局地球系统研究实验室研究人员利用数学模型推算出，人类通过使用化肥、化石燃料等每年最终向大气中排放约1000万吨氧化亚氮。未来如果能够抑制其排放，不仅将有效加速地球臭氧层的恢复，并且还能减缓气候变化。

有人说：“风是上帝抛沙的那只手”，这只手亦在海洋中惩罚着人类，制造出一个又一个海中的“死亡地带”，只有真正正确地认识生态环境对人类生存发展的重要性，我们才能更好地在这个美丽的地球上繁衍生息。

小贴士：

海洋缺氧区的受益者——休博尔特鱿鱼

在其他海洋物种因为海洋中“死亡地带”的不断扩大而苦苦挣扎的时候，休博尔特鱿鱼的数量却在稳步上升。休博尔特鱿鱼又称为“超大鱿鱼”，它成年体的长度约两米，重达50千克，远远超出30厘米长的加州市场鱿鱼。

10年前，能在圣地亚哥以北看到这种鱿鱼都属罕见，但是现在，在北至阿拉斯加的海域都能发现它的踪迹。虽然这些大鱿鱼被认为只有一到两年的生存期，但微小的磷虾到40厘米长的鳕鱼，鲑鱼都是它们的猎食范围，它们甚至可以吃掉彼此。

一般来说，许多海洋生物会选择宜居的高氧含量海域作为栖息地。但人们发现，休博尔特鱿鱼可以忍受缺氧的环境，从而在海洋中的“死亡地带”躲避天敌。造成的休博尔特鱿鱼领地扩张一个因素就是太平洋东部不断增长的“死亡地带”。它们原本生活在圣迭戈横跨赤道延伸到智利北部，但现在已经从南部延伸到智利的最南端。

不断扩大的缺氧区，不断延伸的变暖水域，对这些鱿鱼来说不亚于是一个福音。因为海水中的氧含量降低，很多海洋生物的活动变得迟缓，这使得休博尔特鱿鱼不用费太大力气就可以获得食物。有很多证据显示，这些鱿鱼扩张曾经对鳕鱼渔业产生巨大影响。

而商业性鱿鱼渔业在墨西哥、智利和秘鲁不断增长，狼和熊都对被冲上岸的鱿鱼产生了兴趣。休博尔特鱿鱼亦成为陆地食物网的一环。作为日益突出的生态系统中的重要一员，研究它们可以使专家得到很多有用的数据。