对于地球上的大多数生命形式来说,氧气是必需品,而不是可选的额外品——因为我们地球变暖,氧气正在迅速从淡水湖泊中消失,使水生生物和生态系统受到威胁。
研究人员研究了 1941 年至 2017 年期间从全球温带地区 393 个湖泊采集的样本和测量结果,发现表层和深水栖息地的溶解氧普遍下降。
氧气含量的变化会产生连锁反应,从水的生物地球化学到可能依赖这些湖泊的人类的健康。 它还可能导致产生甲烷的水生细菌排放的温室气体增加。
“所有复杂的生命都依赖于氧气,”环境生物学家凯文·罗斯说,来自伦斯勒理工学院。 “它是水生食物网的支持系统。当你开始失去氧气时,你就有可能失去物种。”
“湖泊失去氧气的速度是海洋的 2.75-9.3 倍,这种下降将对整个生态系统产生影响。”
研究人员在超过 45,000 个水温和溶解氧分布中发现,在过去 40 年里,地表水中的溶解氧平均下降了 5.5%。 这可以归结为简单的物理原理:随着越来越热的空气加热湖的顶层,气体很难溶解在温暖的水中。
同一时期深水中溶解氧平均下降18.6%却有不同的解释。 虽然这里的温度没有变化,但随着表面保持温暖的时间更长,水层的混合正在减少。 这种分层正在发生海洋里也有。
在一部分湖泊中——大约占总样本的四分之一——科学家发现温度和氧气都增加了。 可能的解释是,这些湖泊主要是由农场和城市地区富含营养物质的径流引起的蓝藻大量繁殖,这些径流可以自己产生氧气。
“湖泊是环境变化和环境潜在威胁的指标或‘哨兵’,因为它们对周围景观和大气的信号做出反应,”水生生态学家斯蒂芬·简说,来自伦斯勒理工学院。
“我们发现这些生物多样性异常丰富的系统正在迅速变化,这表明持续的大气变化已经在多大程度上影响了生态系统。”
湖泊占大约地球非冰川表面的 3% 至 4%,但它们被认为是特别丰富的生态系统为无数物种(包括人类)提供栖息地和重要资源。 氧气供应的减少不仅威胁着湖泊内的水生物种,还威胁着这些生物多样性系统及其整个食物网。
更重要的是,随着氧气含量下降,多种类型的甲烷排放细菌就会进入——随着这些湖泊排放更多的温室气体,全球变暖效应将持续存在,并且循环继续下去。
这比我们所看到的情况更惨淡与地球的海洋,研究人员认为这可能只是氧气消耗的开始。 唯一的积极因素是,有了更多的数据和更多的信息来说明问题的严重性,我们就可以采取更有效的措施来应对。
“正在进行的研究表明,世界海洋中的氧气含量正在迅速下降,”柯特·布雷尼曼说伦斯勒理工学院理学院院长,他没有直接参与这项研究。
“这项研究现在证明,淡水中的问题更为严重,威胁着我们的饮用水供应以及复杂淡水生态系统蓬勃发展的微妙平衡。
“我们希望这一发现使解决日益不利影响的努力变得更加紧迫。”。
该研究发表于自然。