有緣人會訊

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水中脫氧 生態滅絕

撰文.紫式部 

國內電子報引用國際媒體指出報導指出,將水中溶氧列入地球限度清單,溶氧的指數越來越低,生態滅絕的機率也將上升。

氧氣是生命的基石,水中的溶氧(DO)對於健康的水生生態系統,無論是淡水還是海洋也是生命仰賴的關鍵。但科學家警告,全球水體中溶氧的供應正在迅速減少,已成地球生命維持系統面臨的最大風險之一。

隨著地球愈來愈熱,生態系統崩潰正在以前所未有的規模發生,在目前的排放軌跡上,各種生態臨界點將會開始相互強化,崩潰速度將會加快。如第一個地球系統,北極夏季海冰已於2023年7月超過臨界點,無冰的海洋表面吸收更多陽光,正在加速變暖。

2023年9月科學家首次量化調節地球系統穩定性和彈性的所有九個過程,擬定「地球限度」(Planetary boundaries) 清單,每六到七年更新一次,相當於一個人每六年去看一次醫生進行健康檢查。目前科學家量化的「地球限度」項目分別是氣候變遷、海洋酸化、平流層臭氧消耗、對全球磷和氮循環的干擾、生物多樣性喪失速度、全球淡水利用、水和系統變化、氣溶膠負荷和化學污染。

「地球限度」清單已有六項被打破。取自科技新報,來源:Stockholm Resilience Centre

這些領域劃定「人類可以在其中繼續發展,並為子孫後代繁榮發展的閾值。」去年九個限度中已經有六個被打破,除了臭氧消耗之外,所有限度項目的壓力都在增加。

最近一個科學家團隊提議將水生脫氧添加到「地球限度」清單中。一項發表示在《自然·生態學與演化》期刊的研究發現,海洋和淡水生態系統的氧氣一直在大幅且迅速下降。

水中溶氧的濃度是魚類棲息地品質的關鍵條件,也是衡量河川健康的關鍵指標。近幾十年來,所有水生生態系統的溶氧濃度迅速大幅下降,從溪流和河流、湖泊、水庫和池塘,到河口、海岸和海洋。自1980年以來,湖泊和水庫的氧氣損失分別超過5%和18%。自1960年以來,海洋的氧氣損失量約為2%。

研究發現,水中的氧氣閾值下降速度已逼近其他「地球限度」崩潰速度。水中溶解氧的濃度下降原因很多,如水域溫度升高,導致水體無法容納那麼多的溶解氧,並且隨著溫室氣體排放繼續,使空氣和水溫高於長期平均水平,地表水越來越難以保留這種重要元素。

水中溶氧的濃度是魚類棲息地品質的關鍵條件,也是衡量河川健康的關鍵指標。

此外,水生生物消耗溶氧的速度,也可能快於生態系生產者補充溶氧的速度。可能原因是農業和家庭肥料、污水和工業廢物等有機物和營養物質的湧入,引發藻類大量繁殖和細菌繁殖,迅速吸收可用的溶解氧。水體脫氧也是由水體各層之間密度差的增加,導致分層更強和更長,深水通風減少,原因可能是地表水變暖速度快於深層水,以及冰融化降低海洋表面鹽度。

研究警告,在最壞的情況下,氧氣會嚴重耗盡,導致微生物窒息死亡,體型較大的物種往往也會隨之死亡。不依賴氧氣的微生物族群會以大量死亡的有機物質為食,生長到一定的密度,減少光照並限制光合作用,使整個水體陷入惡性、令人窒息的循環,即優養化。如果氧氣水平消耗到驚人的水平,即使是不依賴氧氣的微生物也會死亡。

海洋環境或任何水生環境中的氧氣下降都會使動物更難生存和繁衍,因此,脫氧可能會影響並可能重組整個海洋食物網和生態系統,最終影響人類的食物、水、收入和福祉。

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