生態警示！全球海洋無氧「死區」面積劇增

2011年7月25日，法國布列塔尼海岸海藻泛濫 / CFP

最近，《科學》雜誌上一項新的研究表明，在過去的50年里，世界海洋中完全缺乏氧的水量增加了4倍多。在過去的半個世紀里，廣袤的海洋失去了大約2%的溶解氧，這些溶解氧這對於魚類和其他海洋生物的生存是至關重要的。與此同時，在沿海地區，低氧區域也被稱為「海洋死區」，也有10倍的增長。氧飽和度是影響海洋生產能力的一個主要限制因素，這會影響生物多樣性及其自然地球化學循環。顯然，海洋無氧「死區」範圍的持續擴大，加速了海洋生態環境的惡化。因此，控制海洋無氧「死區」面積，是保護海洋的需要，也是人類自身持續發展的需要。

全球海洋死區面積持續擴大

我們知道，在中東地區有個內陸湖，因為含鹽分過高，這片水域沒有任何生命的跡象，稱之為「死海」。實際上，死海並不是海，也不屬於全球海洋生態系統，只是一個鹹水湖。科學家在對海洋生態系統進行研究的過程中發現，海洋生態系統中也有類似於「死海」一樣的區域，在這些區域中有不少生物是無法生存的，其含氧度極低，因此被稱之為「海洋死區」。海洋死區的出現無疑是人類活動的結果，是陸地及海洋環境的過度污染以及全球氣候變暖所導致的。

眾所周知，絕大多數生物在繁衍、生長的過程中需要氧氣，如果沒有氧氣，生物是無法生存的，大部分會窒息死亡。陸地上、海洋中的大部分生物都是如此。隨著人類探索、開發海洋的腳步在不斷加快，對海洋生態環境的破壞也在不斷加劇，科學家發現海洋中會出現多個低氧或無氧區域，這些死區的數量與面積在不斷增加，嚴重威脅到海洋生態環境及其生態平衡。在20世紀之前，全球的海洋到處充滿生機，從未發現過任何一塊無氧或低氧的「死區」。人類第一次發現海洋死區是在1910年，在隨後的100餘年時間內，全球海洋死區數量已經突破了400塊，面積也快接近30萬平方千米。要知道，地球上海洋的總面積也只是3.62億平方千米，僅這些海洋死區的面積就佔到了全球海洋總面積7‰。當前，地球上海洋死區面積最大的當屬美國密西西比河河口，這塊區域超過了2萬平方千米，中國的長江口、珠江口死區面積也在不斷增長，與密西西比河河口已經非常接近了。

一直以來，美國弗吉尼亞海洋研究所的羅伯特·迪亞茲領導的科研團隊專註於全球海洋無氧或低氧死區的研究。這個團隊從20世紀80年代就開始研究全球海洋死區問題，經過研究他們發現，在1920年左右，全球海洋死區僅有4塊，到1970年的時候已經上升到50塊，到1980年的時候已經接近90塊，到1990年的時候達到了160塊。進入21世紀之後，由於陸源污染不斷擴大以及全球變暖的加劇，海洋死區面積與數量不斷增長，增長速度是過去90年的2倍有餘。可見，海洋死區數量與面積增長的擴展速度與人類經濟社會的發展速度是一致的。如果人類不對自己的行為進行約束，任由這樣的擴展速度持續下去，可以預見在未來的數百年時間後，全球的海洋都會變成真正的「死海」，在海洋中再也找不到任何生命的跡象，這對人類而言將會是個巨大的災難。

2010年9月，在美國密西西比河入海口附近，密密麻麻的死魚完全覆蓋了水面 （搜狐網）

最近一期《科學》雜誌上發表的關於這方面的研究給我們描繪了海洋溶解氧的最全面現狀。污染和氣候變化都在消耗海洋含氧量方面扮演了重要角色，科學家強調人類必須扮演解決這些問題的角色。來自美國史密森環境研究中心的海洋生態學家丹妮絲·布雷德堡博士表示，氧是海洋生命生存的基本條件，海洋溶解氧的減少是人類活動對地球環境最嚴重的影響之一。營養負荷和氣候變化的綜合效應大大增加了海洋死亡區域的數量和大小，由於含氧量過低，大多數海洋生物將無法在這樣的環境中生存下去。營養負荷是指污水和化肥中的污染物含有能刺激水中藻類生長的營養物質。當這些藻類大量死亡時，它們會被細菌降解，同時需要消耗水中的氧。此外，氣候變暖導致表層海水變暖，這也使得氧氣更難進入海洋深處。

在海洋死區，由於含氧量很低，任何生活在那裡的生物都會窒息而死。因此，海洋生物會避免進入這些區域，從而導致它們的棲息地縮小。即使在氧氣減少程度較低的區域，含氧量的減少也會對生物造成各種非致命的影響，比如阻礙它們的生長、發育和繁殖。研究人員警告說，海洋含氧量降低所造成的影響十分廣泛，海洋生態環境的變化會直接影響到那些依賴海洋為生的人類。

陸源污染及全球變暖是主因

按照目前科學界認定的標準，將每升海水含氧量低於2毫克的區域確定為海洋死區。在這樣的含氧量狀態下，大部分生物是無法生存的。實際上，大部分海洋生物對於氧氣的需求量是較高的，即便是甲殼類動物也是如此。科學家在研究海洋死區的過程中，通常以甲殼類動物生存狀態作為是否是「死區」的判斷標準。比如，在加拿大、美國東部沿海地區的一種螃蟹，其對氧氣的需求量較低，但也需要在8.6毫克/升的海水環境中才能生存。由此可見，當前科學界認定的海洋死區氧氣含量標準是較低的，即便如此低的標準，海洋死區面積與數量還是驚人的，如果提高標準之後，可以想像其面積與數量會更大。鑒於此，很多科學家督促有關組織將這個標準提升（從2毫克/升改為4毫克/升），因為低於4毫克/升，99%的海洋生物是無法存活的。

那麼，海洋死區是如何形成的？其最直接的原因就是海藻泛濫。海藻在海水中生長會像陸生植物那樣吸收二氧化碳進而釋放出氧氣。由於海藻生長速度較快，死亡率高，死亡之後會沉入海底並腐敗，成為海底諸多細菌的食物來源。而這些細菌在分解海藻的過程中需要消耗大量的氧氣。按照科學家的分析，海藻生長過程中釋放出來的氧氣不足以抵消海底細菌分解腐爛海藻所耗費的氧氣，這樣就導致了周邊海水中的氧氣不斷被消耗，在海藻較多的水域就會形成無氧、低氧的「死區」。

儘管海藻泛濫是導致海洋死區形成的直接原因，但這並不是自然原因所造成的。海藻的瘋狂生長是人類活動的結果。如果沒有陸源上的污染及人類活動，海藻生長速度不會如此之快。人們在生產生活中將大量的廢水、污水排放到江河甚至是近海，這些廢水、污水最終都會通過自然循環系統進入海洋。而廢水、污水中富含海藻生長所需的各種營養成分，如農業生產中的肥料殘留、生活污水中的有機質、動物糞便、化石燃料燃燒後的污染物等。這些成分會大大刺激海藻的生長。同樣，海底細菌在分解海藻過程中也會從這些污染物中汲取營養成分，因此會消耗更多的氧氣。

除了海藻泛濫之外，全球變暖也是促進海洋死區形成的重要原因。而全球變暖無疑是人類活動的結果。氧氣在溫水中的溶解度是相對較低的，隨著海水氣溫的升高，其溶氧量就會進一步下降。這就導致了部分海洋區域一度出現季節性的死區，比如海藻瘋狂生長的季節或是氣溫較高的夏天。一旦過了這個時節，隨著海水中含氧量的增加，又會有生物在這些地方生活。但是如果人類不斷向海洋排放污染物，需氧細菌就會常年活動並且大量繁殖，此時這些海域將有可能變成永久都無法恢復生機的「死區」。

2015年8月間，加勒比海海岸出現大量的馬尾藻，把海水「染」成紅色，並散發出令人噁心的臭味 （中國新聞網）

海洋死區的發展與經濟發展程度是密切相關的。地球上出現海洋死區最多的地方是北半球緯度較高的沿海地區，如美國東海岸切薩比克海灣、北歐斯堪的納維亞的峽灣等，顯然這些地方都是工業發達區域，工業污染也較為嚴重。但隨著全球經濟的發展及氣候變化，廣大發展中國家在工農業生產及生活中排放的污染物也在不斷增加，導致了近些年來南美洲、印度洋、非洲、大洋洲這些地方的海洋死區不斷增加。

無疑，海洋死區面積的不斷擴大，已經嚴重危及全球海洋生態系統及其平衡。在海洋死區中，大部分的海洋生物是無法存活的，特別是魚類、甲殼類動物。一旦這些處于海洋生物鏈底端的生物無法生存，就會導致海洋生物鏈中上端生物因為沒有食物來源而死亡，這樣不僅會直接影響海洋漁業的發展，而且會破壞海洋生態平衡，對全球生態鏈是嚴重衝擊。對人類而言，海洋是地球的搖籃與緩衝帶，也是人類生存的根本。人類要想獲得持續發展，需要的是一片生機勃勃的海洋，而不是一片「死海」。

海洋酸化推波助瀾

布雷德堡博士表示，海洋無氧死區的持續擴大是全球氣候變暖、海水酸化及陸源污染三者相互作用的結果，三者之間產生連鎖效應，推動了海洋生態環境的惡性循環。人類在過去200年的時間內大量使用化石燃料，向大氣中排放了大量的二氧化碳，加速了全球氣候變暖。海洋作為吸收全球二氧化碳的一塊天然海綿，當其吸收能力飽和之後就會打破自身的生態平衡，進而導致海水酸化。而陸源污染的加劇，使得沿海地區的低氧、無氧區域持續擴大，最終再次削弱了海洋抵禦氣候變暖的能力。

陸地上的生態系統本身是多樣而複雜的，既有生機盎然的森林，也有生命蹤跡難覓的沙漠。相較於陸地生態系統而言，海洋的生態環境看起來似乎是相似的。但實際上，由於不同海域吸收二氧化碳的能力不一樣，造就了不同的海域其含氧量也是不同的，由此也就導致了不同海域的生物種類、數量有巨大差異。如果當海洋的含氧量低至2毫克/ 升或是4毫克/ 升的時候，無論是哪種類型的海域其最終的狀態都是一樣的，即形成如同陸地荒漠一樣的死亡區。

工業革命推動了人類社會的快速發展，也使得大量的化石燃料被使用，人們在獲得能量的同時也向大氣中排放了大量的溫室氣體，其中主要是二氧化碳。二氧化碳含量的增加，除了導致全球氣候變暖之外，還給海洋帶來了嚴重的傷害，即造成了海洋酸化。由於海水不斷吸收二氧化碳，導致海洋表面水體的pH值在不斷下降，與200年前相比，今天海洋表層水體的pH 值已經從8.2降為8.1。

在很多人看來，這個0.1的降幅與200多年的歷史相比顯然是微不足道的，甚至部分科學家也這麼認為。海洋科學家一度認為，只有當海洋酸化到能夠溶解碳酸鈣的時候，才會最終危及海洋生物的生存。當然，鈣化並不是單指某類物種，而是泛指在海洋生命形成過程中能夠合成碳酸鈣的物種，如珊瑚、甲殼類動物，還有製造鈣質的海藻以及諸多的單細胞生物。最近幾十年的研究表明，只要海水的pH 值在下降，那些鈣化生物就需要付出更多的能量才能夠完成碳酸鈣的合成，從而導致其壽命縮短。當海水中的pH 值降到7.8的時候，這些鈣化生物就沒有足夠的能量來合成碳酸鈣了。按照人類當前的碳排放規模，可以預計，到21世紀末，全球表層海水的pH值就會降到7.8，到那時眾多的鈣化生物將會面臨著滅絕的命運，從地球上永久的消失。

海洋佔到了地球面積的70%，孕育了地球上最初的生命。自從人類有了對海洋的認知以來，海洋就成了人類試圖征服的對象。在人類征服海洋的過程中，既體現了人類對海洋的畏懼，也體現了人類的無奈。今日，隨著科技的快速發展，可以說人類已經完全征服了海洋，人類活動也改變了地球。海洋是全球5億人口的主要食物來源，能夠為3.5億人提供就業機會。海洋物產豐富，人們早已習慣了不斷索取，甚至不相信海洋資源總有枯竭的一天。但實際上，海洋生物滅絕的危機已經悄然來臨。在此前不久的鰻魚苗汛期，中日韓三國的捕撈量竟然只有往年平均水平的10%。鰻魚苗的數量出現了大幅度的下降絕不是個案，這只是海洋死亡的開始。有科學家表示，在我們這代人身上，眾多的海洋鈣化生物將會消失，比如珊瑚。珊瑚構築的珊瑚礁，在缺氧的熱帶海洋區域能夠為諸多的生物營造一個生命的綠洲。一旦珊瑚消亡，依賴珊瑚礁生存的數萬種物種也會從地球上徹底消失。

珊瑚能為諸多生物營造一個生命的綠洲 （百度百科）

地球上每一次的物種滅絕事件，幾乎均與海洋環境的改變有密切關係。以往地質史上的海洋環境改變，需要數百萬年的時間。如今人類的活動對海洋環境造成的顯著改變，只需要兩三百年的時間。如此驚人的速度，如果還無視這樣的變化，依然我行我素，人類最終也許會同海洋生物一樣從地球上消失。

海洋死區擴大的後果嚴重

科學家分析，即便人類能夠在21世紀末控制大氣中的二氧化碳排放量，海洋無氧區面積還是會持續擴大，而且依然會持續幾百年甚至是更長的時間。顯然，隨著海洋中的氧氣含量不斷下降，勢必會威脅到大多數海洋生物的生存，包括魚類、貝類以及其他人類餐桌上常見的各類海洋食物。

實際上，海洋水溫越高，溶解在海水中的氧氣會越少。隨著氣溫的不斷上升，水中的氧氣會不斷返回大氣中。海水中氧氣的減少，海洋生物就會窒息，原來生活在深水區的海洋生物會不斷往淺水區尋求氧氣，可能會擾亂整個海洋生物鏈。2008年以來發表的各類研究成果及論文均顯示海水中的氧氣含量是在不斷下降的，海水中的無氧區是在不斷擴大的。隨著海水中的脫氧情況日漸嚴重，將會引發一連串的物理、化學反應，這些反應的疊加將會極大地延長海水含氧量減少這一效應。

為了弄清楚海水中的含氧量減少會持續多長時間，丹麥的科研人員構建了一個計算機模擬模型，用於追蹤海水含氧量減少在未來10萬年時間內的變化。按照這個模型，隨著21世紀末全球氣溫升高2℃，海洋溫度升高會持續擴大海洋無氧區域，在未來的2000年時間內，全球所有海域將會變成「死海」，到時候只有極少數的魚類能夠生存下來。特別是在印度洋北部、中美、南美、非洲等熱帶海洋領域，生物幾乎不可能生存。正如領導這項研究的丹麥科學家加里·謝弗認為的那樣，如今海水氧氣含量減少比全球變暖本身造成的影響還要惡劣。壞消息到此並未結束，謝弗表示，這一計算機模擬模型尚未將海水變暖導致海洋沉積物大量釋放甲烷這一情況考慮在內。如果海洋沉積物釋放的甲烷與氧氣再發生反應，海洋中的氧氣損耗將會更加嚴重。

聯合國環境規劃署（UNEP）執行主任克勞斯·特普費爾表示，如今的地球正處於一個巨大的化學實驗體系中，化學肥料的廣泛使用、未經處理的陸源垃圾隨意排放、工業生產的廢物與交通廢氣肆意排放，導致整個地球包括海洋成為這一化學實驗的載體。特普費爾認為，海洋死亡區的持續擴大，特別是近海水域死區面積的擴大，最直接的受害者當屬魚類。很多魚類在游向深海之前會在淺海水域停留，其魚卵基本上是在近海繁殖的，有些魚類終生大部分時間是在近海度過的。

當然，海洋死區造成的經濟損失到底是多少至今也無法估算，但這個數字肯定是龐大的。UNEP多次呼籲，全球應該攜手合作，採取有力措施減少陸源污染，控制近海捕撈及海水養殖，同時在近海地區種植更多的森林、草地，幫助海水吸收各類污染物。

但顯然，短時間內要徹底恢復海洋死區的勃勃生機，將會十分困難。當前全球各國通過主要河流排入海洋的污染物，仍然保持著增長態勢。比如我國2015年由長江、珠江、黃河和閩江等主要河流攜帶入海的主要污染物總量為4407萬噸，比上一年增長了1.8%。早在1995年，聯合國環境規劃署倡導的「保護海洋環境免受陸源污染全球行動計劃」（GPA）在美國華盛頓召開的政府間會議上獲得通過，同時發表了《華盛頓宣言》，中國是該計劃的108個成員之一。該計劃要求成員國採取積極措施改變陸源污染對海洋生態及近海環境造成的負面影響，避免污染物對海洋生物的繁殖、生長及生物多樣性維持造成威脅，要求各個成員國建立由國家、地方、區域及全球合作的跨領域行動機制。目前，從陸地上排放到海洋中的污染物多達200餘種，包括石油烴、重金屬污染物及有機物污染物等。而工業污水、廢物、石油和其他不易分解的有毒物質一旦進入海洋後，就極容易引起大面積海域嚴重缺氧，從而造成海鳥與海洋生物大量死亡。

海灣戰爭期間，以美國為首的多國部隊投下的炸彈炸毀了不少煉油廠，導致原油大面積泄漏，污染帶內大量的生物死亡 （鳳凰網）

因此，科學家呼籲世界各國建立緊急機制來應對海洋無氧區擴大的危機，包括積極削減碳排放量，減少人為的過度捕撈，終止不可持續的漁業生產以及加大海洋保護區建設等。國際海洋狀態項目（IPSO）的阿列克斯·羅傑斯博士表示，當前的海洋死區情況令人震驚，比我們設想的要壞得多，我們面對的是影響人類終生甚至是影響後代的危險局面，各國應該立刻採取行動，聚集全球智慧來保護我們這個星球，保護藍色海洋。

信息來源：生態經濟雜誌社 作者：李靜

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