海洋正在窒息，科学家警告

逃避捕食者、消化和其他动物活动（包括人类的活动）都需要氧气。但几项新的研究表明，这种基本成分对于海洋生物来说已不再那么容易获得。

过去十年，海洋氧气水平急剧下降——亥姆霍兹海洋研究中心（德国基尔）的海洋学家安德烈亚斯·奥施利斯说，这种令人担忧的趋势与气候变化有关，他的团队追踪全球海洋氧气水平。“我们对我们看到的这些变化的强度感到惊讶，氧气在海洋中下降的速度如此之快，以及对海洋生态系统的影响如此之大，”他说。

对于科学家来说，变暖的海洋正在失去氧气并不奇怪，但奥施利斯说，下降的规模需要紧急关注。一些最近的研究表明，在过去的50年里，一些热带地区的氧气水平惊人地下降了40%。其他地方的水平下降得较为微妙，全球平均损失为2%。

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奥施利斯和该领域的其他研究人员发现，海洋动物，无论大小，都会对氧气的轻微变化做出反应，方法是在较高氧气区域寻求庇护或调整行为。这些调整可能会使动物暴露于新的捕食者之下，或迫使它们进入食物稀缺的地区。气候变化已经给海洋生物带来了严重的问题，例如海洋酸化，但奥施利斯说，脱氧是当今海洋动物面临的最紧迫的问题。毕竟，他说，“它们都必须呼吸。”

一个食物网范围的问题

变暖的海洋失去氧气有两个原因：首先，液体温度越高，它能容纳的气体就越少。奥施利斯说，这就是为什么碳酸饮料放在阳光下会更快变质的原因。其次，当极地海冰融化时，它会在较冷、更咸的海水表面形成一层漂浮的水层。这个过程形成了一种盖子，可以阻止水流将地表水混合到更深处。由于所有氧气都是在表面进入这个栖息地的——要么直接来自大气，要么来自地表浮游植物在光合作用过程中产生氧气——混合减少意味着深处的氧气也减少。

赤道周围的一些沿海地区自然是低氧热点，因为它们含有富含营养的水域，那里的细菌大量繁殖，在分解死亡的海洋生物时会消耗氧气。但其他地方的生态系统变化——包括在公海和极地周围——尤其让奥施利斯和其他人感到惊讶和担忧，因为这些地区以前不被认为是脆弱的。他和他的同事去年在《自然》杂志上报告说，预测未来变化的气候模型也经常低估全球海洋已经观测到的氧气损失——他说，这是这个趋势需要更多关注的另一个原因。

2018年12月发表在《科学进展》杂志上的一份报告记录了即使是非常细微的氧气下降对浮游动物（食物网底层的动物）在水柱中聚集位置的影响。“它们非常敏感，”罗德岛大学的海洋学家、研究负责人凯伦·威什纳说，甚至比她预期的还要敏感。一些物种会游到更深、更冷、氧气更多的水中。“但在某种程度上，仅仅是游得更深对它们来说是行不通的，”她说，因为在较低温度的水域中可能更难找到食物或繁殖。许多捕食者——包括鱼类、鱿鱼和鲸鱼——要么吃浮游动物，要么吃以浮游动物为食的鱼类，因此她指出，浮游动物的应对方式将对食物网产生连锁反应。

除了食物网的 disruption，动物在身体适应较低的氧气水平时，还面临着各种其他的生理挑战。一份上个月发表在《海洋与淡水行为与生理学》杂志上的研究报告称，中国对虾在较低氧气环境中会减少尾部摆动的力度以节省能量，从而降低了敏捷性。此外，研究人员在2016年发表在《自然通讯》杂志上的报告中指出，当氧气水平下降时，一些雄性鱼类产生的精子数量和活力也会下降——而且当氧气水平提高时，这种趋势似乎在后代中不会反弹。

加利福尼亚大学圣地亚哥分校的博士生莉莲·麦考密克说，基本的感官功能，如视觉和听觉，也可能在缺氧的海洋中受到影响。她的初步结果表明，即使是少量氧气下降也会损害一些浮游动物的视力。（人类也会发生这种情况，有证据表明，在高海拔地区旅行的人会出现夜视和色觉下降。）许多种类的浮游动物依靠视觉线索在每天早上向下迁移到水柱中以躲避捕食者，因此她说，视力丧失可能会阻碍它们接收这些光线线索的能力。

有些生物，如水母，比其他生物更能耐受低氧。但南佛罗里达大学的海洋学家布拉德·塞贝尔说，所有动物都会感受到脱氧的影响，因为它们进化出的氧气容量都是有原因的，他与威什纳一起进行了最近的浮游动物研究。“任何氧气下降都会损害生存能力和表现，”他说。

栖息地萎缩

随着富氧区域变得越来越稀少，当前的鱼类栖息地也将萎缩，并将迫使经济上重要的物种——如金枪鱼，其全球年产值估计为420亿美元——进入新的活动范围。在东北热带大西洋，研究人员发现，由于氧气流失，从1960年到2010年，金枪鱼和旗鱼渔业的栖息地萎缩了15%（pdf）。

沿海渔业也可能面临农业径流的额外压力，农业径流使藻类大量繁殖，并在腐烂时消耗大量氧气——长期以来，密西西比河河口附近的墨西哥湾就一直是这种情况。这些“死亡区”迫使一些鱼类在其典型活动范围的边缘寻找氧气较高的区域。这可以帮助渔民找到它们，因为鱼类会聚集在这些浓缩区域，但塞贝尔指出，这也会提供一种虚假的丰富感，并且从长远来看是不可持续的。

为了解决整体脱氧问题，奥施利斯帮助于去年九月在基尔组织了一次关于该主题的国际会议。与会者起草了一份名为《基尔海洋脱氧宣言》的临时宣言，以提高国际政府、联合国和公众的意识，并呼吁立即采取行动。他们希望各国政府和国际组织在减缓气候变化和减少加剧氧气下降的沿海径流污染方面取得更认真的进展。研究人员模仿了《摩纳哥宣言》（pdf）起草了这份新宣言，《摩纳哥宣言》在奥施利斯看来，成功地提高了国际社会对2008年海洋酸化的认识。

“它的真正目的是向公众以及各个政府和国际机构发出警报，表明这是一个重大问题，”威什纳说，她是来自30多个国家的300多名签署该宣言的科学家之一。同样是签署者的塞贝尔对这个问题毫不含糊地说：“我认为这可能是非常可怕的。”