关于世界海洋的更多坏消息：死亡地带——海底水域氧气过度消耗，无法支持大多数海洋生物的区域——正在蔓延，几乎遍布美国整个东海岸和南海岸以及几个西海岸河流出口。
根据《科学》杂志上的一项新研究，世界其他地区的情况也好不到哪里去——目前全球已确定有 405 个死亡地带，高于 1960 年代的 49 个——世界上最大的死亡地带仍然是波罗的海，其海底水域现在全年缺氧。
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这绝非小小的经济问题。1976 年，纽约州和新泽西州海岸附近发生了一次低氧事件（科学上称为缺氧），仅仅覆盖了 385 平方英里（1,000 平方公里）的海床，最终给该地区的商业和休闲渔业造成了超过 5 亿美元的损失。目前，每年大约有 83,000 吨（75,000 公吨）的鱼类和其他海洋生物因切萨皮克湾死亡地带而丧生——足以养活商业螃蟹年捕捞量的一半。
弗吉尼亚州威廉斯堡威廉与玛丽学院的海洋生物学家罗伯特·迪亚兹说：“墨西哥湾因缺氧而损失的食物超过 212,000 公吨 [235,000 吨]。”他与瑞典哥德堡大学的海洋生态学家鲁特格·罗森伯格一起调查了死亡地带。“这足以养活路易斯安那州海湾平均棕虾捕获量的 75%。如果没有缺氧，而且有更多的食物，你不认为虾和螃蟹会更快乐吗？它们肯定会更肥。”
只有少数死亡地带曾经恢复，例如黑海，它在 20 世纪 90 年代随着苏联解体以及俄罗斯和乌克兰田地肥料径流的大幅减少而迅速反弹。肥料含有大量氮，它会从农田中随水流失，流入河流，最终流入海洋。
这种肥料径流，非但没有促进玉米或小麦的生长，反而助长了沿海海洋中大规模的藻类繁殖。这些藻类反过来会死亡并沉入海底，在那里被微生物消耗，微生物在此过程中消耗氧气。藻类越多意味着氧气消耗越多，从而导致水中氧气减少，导致能够迁移的鱼类、甲壳类动物和其他海洋生物大规模逃离，以及蛤蜊或其他海底生物等无法移动的生物大量死亡。这时，在无氧环境中茁壮成长的微生物就会接管，形成产生硫化氢（一种有毒气体）的巨大细菌垫。
迪亚兹说：“海洋环境中的主要罪魁祸首是氮，而如今，氮进入海洋系统的最大来源是农业。世界各地的情况都是如此。农民并非故意这样做。他们宁愿让氮留在陆地上。”
除了肥料外，另一个主要罪魁祸首是化石燃料的消耗。燃烧汽油和柴油会产生形成烟雾的氮氧化物，随后当雨水将氮从天空冲刷下来并最终进入海洋时，烟雾就会消散。
技术进步，例如电动汽车或氢燃料汽车，可以解决这个问题，但农业问题更棘手。迪亚兹指出：“氮非常容易流失；很难将其留在陆地上。我们需要找到一种技术来阻止氮离开土壤。”
或者，农民可以通过采用新的生物技术来减少所需的氮总量，例如 Arcadia Biosciences 提供的氮利用效率 (NUE) 改进技术。通过对作物进行基因工程改造，使其过度表达一种允许根系吸收更多氮的基因，Arcadia 科学家表明，“NUE 作物有可能用一半的肥料产生相同的产量，”总裁兼首席执行官埃里克·雷伊说。“在油菜籽中，我们看到了三分之二的减幅。”
带有该技术基因的种子已分别授权给农业巨头孟山都公司和杜邦先锋良种国际公司，用于油菜籽和玉米——甚至 Scotts Miracle-Gro 公司的草种有一天也可能采用该技术。尽管过去四年的田间试验已证明基因改变的有效性，但进一步的测试和政府批准意味着此类作物在 2012 年之前不会种植。
雷伊说：“如果农民只使用一半的氮肥，这将对农民带来巨大的经济利益，并且对氮肥径流入水道产生巨大的有益影响。”他希望该产品能够像抗除草剂作物一样迅速被采用，抗除草剂作物从 1998 年推出到占美国玉米种植面积的近 70% 仅用了五年时间，现在已接近 90%。“一个合理的预期是，可能会在 2018 年之前大幅减少。”
但这仍然可能无法解决死亡地带问题。迪亚兹说，现在有大量的氮进入这些沿海水域，以至于大部分氮最终被埋在沉积物中，即使新的氮源被移除，这些沉积物也会随着时间的推移释放氮，从而使循环永久持续下去。
无法恢复的原因不仅是埋在沉积物中的氮，还因为尽管像密西西比河这样的大河流域流量巨大，但水层之间却无法混合。相反，较温暖、较淡的表层水位于较冷、较稠密、较咸的水之上，需要多次强飓风的能量才能将两者混合。
例如，当卡特里娜飓风以超过 130 英里（210 公里）/小时的强风袭击路易斯安那州海岸时，这场巨大的热带风暴带来了一个好处：它将温暖、富氧的表层水与下方较冷、几乎无氧的水混合，暂时驱散了美国最大的死亡地带。飓风丽塔紧随其后完成了这项工作，提前结束了每年在密西西比河口形成的季节性死亡地带。
那个死亡地带——去年蔓延面积约为 8,500 平方英里（22,000 平方公里），面积相当于新泽西州，并且由于早期的夏季洪水，预计 2008 年将更加广泛——它的形成是由于密西西比河从美国中西部农田携带下来的大量氮和磷造成的。
指望飓风既不流行也不明智，因此波罗的海国家的科学家们，为了寻求解决方案，正在考虑所谓的地球工程选项：对自然系统进行大规模的人为干预。在这种情况下，空气将被鼓入一些较小的海湾，以评估会发生什么。“如果你看看农业池塘，你可以给它们充气以防止缺氧，”迪亚兹说。“但那是一个池塘。我们谈论的是有潮汐的开放系统。水不会只停留在那里。”
最终，可能需要农业和交通运输的革命，以及飓风的能量，才能使死亡地带恢复生机。迪亚兹补充说：“如果你无法用飓风的能量混合死亡地带，我不明白地球工程将如何做到这一点。”