鱼在水下怎样呼吸？这是孩子们问的那种问题。我们告诉他们，他们从水中获取氧气，但遗憾的是，情况并非总是如此。
世界海洋目前正在经历危险的转变。科学家们检测到大量“死亡区”世界各地缺氧水的地方缺乏必要的氧气为了海洋生物的生存。
这种变态——增加了自 20 世纪 50 年代以来增加了十倍以上– 是背后的关键机制之一历史上最严重的大规模灭绝。现在，新的研究表明，这种令人窒息的现象不仅出现在海洋中，而且也出现在美国城市的淡水溪流中。
“我们惊讶地发现这些死区发生在我们自己的后院，而不仅仅是在营养物污染主要点源下游的河流和沿海水域，”解释杜克大学的生态系统生态学家 Joanna Blaszczak。
在他们的新研究中，Blaszczak 和她的团队在 18 个月的时间内监测了北卡罗来纳州 6 条城市源头溪流的溶解（气态）氧浓度，还测量了光照水平、水化学和溪流流量。
他们发现，人类活动对河流和溪流周围自然环境的影响会影响这些水道的“流量状况”——由于侵蚀过程减少了低流量时的流量，导致水停滞和积水增加。
“在暴风雨期间，道路和雨水管道将径流迅速引入溪流，而不允许水渗透到土壤中，因此发达地区的溪流会受到强烈的侵蚀性风暴流的影响，”布拉斯扎克 说。
“我们发现，这些强烈的水流造成的侵蚀改变了一些河道的形状，以至于夏末水基本上停止流动。”
当水像这样停止流动时，溪流实际上会变成一系列相连的水池，水池大多是静止的。这种停滞是有代价的：养分径流和有机物的积累，包括下水道泄漏的氮、肥料和宠物粪便。
对于溪流居民来说，这种令人陶醉的组合似乎并不健康——事实并非如此。在所研究的一半河流中，基流期间的长期退化条件导致记录的氧气浓度较低。
在一个这样的案例中，研究小组观察到缺氧期后出现死鱼。死亡区也对我们无法轻易看到的海洋生物构成威胁：生活在这些生态系统中的细菌和其他小型生物体，它们依赖水中现有的溶解氧来源来维持生命。
“我们发现，在暴风雨频繁发生的溪流中，支持溪流食物网的藻类的生长速度较慢，”布拉斯扎克 说。
“再加上缺氧的发生，这给试图在这些城市溪流中生存的淡水生物描绘了一幅凄凉而充满压力的景象。”
现在判断这些仅源自北卡罗来纳州六条溪流的结果是否会在流经美国各地的较大河流中得到复制还为时过早。但研究人员表示，这种可能性很大。
正如研究指出的那样，这里研究的溪流的特征并不是独一无二的，之前的研究已经发现了像这样的地方水道中不同的氧气水平伊利诺伊州和堪萨斯州。
换句话说，如果我们不小心我们如何影响这些自然生态系统在我们周围，我们可以看到死区遍布整个区域——就像它们已经发生的那样在我们的海洋中。
如果发生这种情况，我们会有更大的问题而不是当我们的孩子问我们鱼如何呼吸时弄清楚该告诉他们什么。
“通常认为溪流和河流中不会发生缺氧，因为溪流的流动速度通常足以防止细菌将溶解氧降低到缺氧水平，”布拉斯扎克 说。
“然而，水坝建设和其他阻止水流的人类改变使这些淡水生态系统特别容易缺氧，对生物多样性产生负面影响，特别是在已经承受高营养污染的河流中。”
研究结果报告于湖泊学和海洋学。
