随着地球变暖,世界湖泊迅速失去氧气——生物多样性和饮用水质量受到威胁

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世界温带淡水湖的氧气水平正在迅速下降——比海洋的下降速度还要快——这一趋势主要是由威胁淡水生物多样性和饮用水质量的气候变化造成的。

研究于2021年6月2日发布自然发现,自1980年以来,在温带区的受访湖泊中的氧气水平下降了5.5%和18.6%。同时,在大多数营养污染湖泊的大型子集中,随着水温越过阈值,表面氧水平增加增加有利于蓝细菌,当他们以有害藻类盛开的形式蓬勃发展时,它可以产生毒素。

“所有复杂的生活都取决于氧气。这是水生食品网的支持系统。当你开始失去氧气时,您有可能失去物种,“克文·罗斯,作者和君尔斯·理工学院教授说。“湖泊正在失去氧气比海洋快2.75-9.3倍,这将产生在整个生态系统中产生的影响。”

世界的湖泊迅速失去氧气

世界温带淡水湖泊的氧气水平速度比海洋更快。信贷:明尼苏达大学格雷琴汉森

研究人员分析了自1941年以来收集的45,000多个溶解氧和温度曲线的总和,从全球近400湖。最长期的记录被收集在温带区,北纬23至66度。除了生物多样性之外,水生生态系统中溶解氧的浓度会影响温室气体排放,营养生物地球化学,最终,人类健康。yabovip2021

虽然湖泊仅占地球地面的3%,但它们含有不成比例的地球生物多样性集中。领导作者斯蒂芬F. Jane,他完成了他的博士学位。凭借玫瑰,表示,这种变化涉及其对淡水生态系统的潜在影响以及他们对一般环境变化的建议。

“湖泊是环境变革的指标或”哨兵“,以及对环境的潜在威胁,因为它们响应周围景观和大气的信号。我们发现这些不成比例的生物多样性系统正在迅速变化,表明持续大气变化已经影响了生态系统的程度,“Jane表示。

尽管在研究湖泊中溶解的氧气的广泛损失与气候变化有关,但是温暖气候和变化淡水氧水平之间的路径受到表面和深水之间的不同机制的驱动。

表面水域的脱氧主要是由最直接的路径:物理驱动的。由于地表水温每十年增加,表面水溶解氧浓度下降,每十年每升下降.11毫克。

“氧饱和度,也就是水可以容纳的氧气量,会随着温度的升高而下降。这是一种已知的物理关系,它解释了我们看到的表面氧气的大部分趋势。”罗斯说道。

然而,一些湖泊同时经历了溶解氧浓度增加和温度升高。这些湖泊往往更容易受到来自农业和发达流域的富营养径流的污染,而且叶绿素浓度较高。虽然这项研究没有包括浮游植物的分类测量,温暖的温度和升高的营养含量有利于蓝藻的水华,其光合作用被认为导致溶解氧过饱和的地表水。

“我们看到这些类型的湖泊中溶解氧的增加,这一事实可能预示着藻华的广泛增加,其中一些会产生有毒有害物质。”然而,由于缺乏分类数据,我们不能肯定地说,但我们所知道的其他任何东西都无法解释这种模式,”罗斯说。

水温在很大程度上稳定的深水中氧气的损失遵循更复杂的路径,最可能与增加的表面水温和每年温暖的温暖时期绑定。加热表面水与稳定的深水温度相结合意味着这些层之间的密度差异,称为“分层”。该分层较强,在层之间发生不太可能的混合。结果是在温暖分层期间深水中的氧气不太可能在温暖的分层期间补充,因为氧合通常来自水面附近发生的过程。

罗斯说:“分层现象的增加使得从大气中向深水混合或更新氧气变得更加困难,而且频率更低,深水溶解氧随之下降。”在一些湖泊中,水的清晰度损失也与深水溶解氧的损失有关。然而,湖泊的清晰度并没有出现总体下降。

氧气浓度调节许多其他水质特征。当氧水平下降时,在没有氧气的环境中茁壮成长的细菌,例如生产强大的温室气体甲烷的那些,开始增殖。这表明由于氧气损失导致湖泊释放湖泊将甲烷增加的含量增加。另外,沉积物在低氧气条件下释放出更多的磷,将营养物添加到已经强调的水中。

“正在进行的研究表明,世界海洋中的氧气水平正在迅速下降。这项研究现在证明,淡水中的问题甚至更为严重,威胁着我们的饮用水供应和使复杂淡水生态系统繁荣发展的微妙平衡,”理学院院长Curt Breneman说。“我们希望这一发现能给应对气候变化的日益不利影响带来更大的紧迫性。”

在国家科学基金会的支持下,《温带湖泊的广泛脱氧》发表了。罗斯和简与全球湖泊生态观测网络(GLEON)的数十名合作者一起工作,这些合作者来自世界各地的大学、环境咨询公司和政府机构。

Reference: “Widespread deoxygenation of temperate lakes” by Stephen F. Jane, Gretchen J. A. Hansen, Benjamin M. Kraemer, Peter R. Leavitt, Joshua L. Mincer, Rebecca L. North, Rachel M. Pilla, Jonathan T. Stetler, Craig E. Williamson, R. Iestyn Woolway, Lauri Arvola, Sudeep Chandra, Curtis L. DeGasperi, Laura Diemer, Julita Dunalska, Oxana Erina, Giovanna Flaim, Hans-Peter Grossart, K. David Hambright, Catherine Hein, Josef Hejzlar, Lorraine L. Janus, Jean-Philippe Jenny, John R. Jones, Lesley B. Knoll, Barbara Leoni, Eleanor Mackay, Shin-Ichiro S. Matsuzaki, Chris McBride, Dörthe C. Müller-Navarra, Andrew M. Paterson, Don Pierson, Michela Rogora, James A. Rusak, Steven Sadro, Emilie Saulnier-Talbot, Martin Schmid, Ruben Sommaruga, Wim Thiery, Piet Verburg, Kathleen C. Weathers, Gesa A. Weyhenmeyer, Kiyoko Yokota and Kevin C. Rose, 2 June 2021,自然
DOI:10.1038 / s41586-021-03550-y

1评论关于“地球变暖导致世界湖泊迅速失去氧气——生物多样性和饮用水质量受到威胁”

  1. “世界温带淡水湖泊的氧气水平速度比海洋更快。”

    这可能是因为夏天湖泊比海洋更浅、更温暖,这一直都是事实。然而,温带的湖泊在冬天的至少一部分时间里都被冰覆盖着,不像海洋那样被冰覆盖,从而阻止了气体的交换。这比“气候变化不好”更复杂!

    听起来对我来说,他们发现他们被倾向于找到的东西;即,每世纪1℃将破坏整个地球的生态系统。就个人而言,我会把钱放在肥料上。美国中西部有些地方,因为硝酸盐的含量高,水井水是不垂头的。伊利湖湖泊最浅的湖泊,比深层湖泊更温暖,近几十年来抢占藻类,这通常归因于肥料径流,因为排水盆中种植的所有玉米和大豆。

    顺便提一下,1948年,摄氏尺度被正式更名为“Celcius”,并且从大概在20世纪60年代以来尚未用于教科书。The International System of units (SI) was officially adopted by most of the world in 1960. Although, Wikipedia says that even the politically ‘woke’ BBC continued to use Centigrade for weather forecasts until 1985. This is a science website, not the National Enquirer.

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