講座7 海洋低氧現(xiàn)象

海洋低氧現(xiàn)象

OceanHypoxia《海洋化學(xué)進(jìn)展》講座7陳敏廈門大學(xué)海洋與環(huán)境學(xué)院Oregen2006hypoxiaevent漁業(yè)資源豐富的海域，但2006年：成千上萬魚蟹、海星、海參的殘骸堆積在海底或散落在海灘上。Oregen2006hypoxiaevent風(fēng)生上升流Oregen2006hypoxiaeventOregen2006hypoxiaevent定義低氧或缺氧：對(duì)需氧水生生物的生理或行為產(chǎn)生有害影響的氧環(huán)境，如生長(zhǎng)速率、繁殖能力、多樣性、死亡、次級(jí)生產(chǎn)力、漁業(yè)產(chǎn)量等。難以定義某一DO為低氧或缺氧，因?yàn)椴煌铩⒉煌L(zhǎng)期、不同行為會(huì)有不同響應(yīng)。DO對(duì)水生生物的影響DO(mg/L)對(duì)水生生物的影響5生物生長(zhǎng)受抑制2生物離開，拖網(wǎng)無法捕捉到大型動(dòng)物0.5穴居生物從沉積物爬出，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)將死亡0.2沉積物變黑，海底形成硫氧化細(xì)菌~0H2S形成定義低氧（hypoxia）：通常<2mg/L（30%飽和度），不同作者有不同定義缺氧（Anoxic）：DO=0定義死亡區(qū)（Deadzone）：路易斯安娜附近海域，當(dāng)水中DO低于2mg/L時(shí)（1972年），底拖就無法捕到海蝦，當(dāng)?shù)厝藢⑦@些水稱為“deadwater”。路易斯安娜“TheMorningAdvocate”報(bào)紙的一名記者將其描述為“deadzone”（1981年）。

一般用于描述含氧量正常的海水發(fā)生氧缺乏，并導(dǎo)致大型動(dòng)物遷移或死亡的沿岸海域，該術(shù)語并不適用于永久氧缺乏的陸架、陸坡海域。海洋低氧類型自然低氧現(xiàn)象：地質(zhì)時(shí)期存在、存在于海洋較深層

OMZ、上升流區(qū)人為低氧現(xiàn)象：受人類活動(dòng)輸送營(yíng)養(yǎng)鹽影響的沿岸海域、河口區(qū)氧極小值區(qū)（OMZ）描述水體相對(duì)上、下層具有更低氧的特征一般DO未低至“hypoxia”水平地球低DO的最大面積所在

OMZ大多介于100-1200m，一般長(zhǎng)期存在氧極小值區(qū)（OMZ）OMZ形成的影響因素：（1）高的上層初級(jí)生產(chǎn)力；（2）老的水團(tuán)年齡；（3）不活躍的海流。OMZ驅(qū)動(dòng)過程：全球變化HellyandLevin,2004Stramma等，2008上升流系統(tǒng)東部邊界流：（1）全球海洋最高初級(jí)生產(chǎn)力，達(dá)973g/m2/a（2）不到全球海洋面積0.5%，貢獻(xiàn)全球漁業(yè)產(chǎn)量7%（3）所提供營(yíng)養(yǎng)鹽支持的生產(chǎn)力未被完全攝食，有機(jī)物大量沉降，導(dǎo)致低氧（4）自然過程主導(dǎo)秘魯沿岸上升流El-Nino非El-Nino沿岸海域—富營(yíng)養(yǎng)化人類活動(dòng)導(dǎo)致輸入海洋的N、P增加，Si變化不大沿岸海域生產(chǎn)力提高，生物種群結(jié)構(gòu)發(fā)生變化水體富營(yíng)養(yǎng)化與低氧的關(guān)系黑海沿岸海域富營(yíng)養(yǎng)化的生態(tài)效應(yīng)低氧或缺氧有害赤潮降低光穿透水生物的減少營(yíng)養(yǎng)級(jí)及食物網(wǎng)的改變生物資源的影響生態(tài)旅游的影響沿岸海域低氧的發(fā)展與維持機(jī)制層化水體：分離底層水，溶解氧向下擴(kuò)散受限制季節(jié)層化循環(huán)有機(jī)物的降解降低底層水氧含量某些區(qū)域易發(fā)生，取決于水體更新能力沿岸海域低氧區(qū)的分布波羅的海：84000km2黑海西北陸架區(qū)：40000km2墨西哥灣北部：21000km2亞德里亞海北部北海南部海域其他沿岸海域、河口區(qū)：紐約灣、切薩皮克灣、長(zhǎng)島峽灣、努思河口、長(zhǎng)江口等沿岸低氧區(qū)的全球分布沿岸海域低氧區(qū)的全球分布沿岸低氧區(qū)的演化—Oregen沿岸海域沿岸低氧區(qū)的演化—BalticSea8-9月1-3月沿岸低氧區(qū)的演化

—ChesapeakeBayandGulfofMexico沿岸低氧區(qū)的演化—ChesapeakeBay沿岸低氧的危害GulfofMexico沿岸低氧的危害海域影響面積（km2）底棲生物響應(yīng)底棲生物產(chǎn)量漁業(yè)響應(yīng)路易斯安娜陸架15000死亡正常存在壓力，但仍具高產(chǎn)量卡德加特海峽2000大量死亡降低挪威龍蝦資源崩潰；底層魚類減少黑海西北陸架20000大量死亡正常底層魚類減少，浮游種類增加波羅的海100000消失無底層魚類減少，浮游種類增加沿岸低氧的危害PycnoclineDayCoolDarkWarmhypoxicDayDayHypoxicDayNormoxic降低富營(yíng)養(yǎng)化，減少沿岸低氧全球變化與人類活動(dòng)對(duì)海洋低氧的影響結(jié)語Itisclearthatnootherenvironmentalvariableofsuchecologicalimportancetoestuarineandcoastalmarineecosystemaroundtheworldhaschangedsodrasticallyinsuchashortperiodoftime,asdissolvedoxygen.