海洋中的死区

任何水体都有可能成为死区。全世界淡水和盐水中都存在缺氧区域。死亡区主要发生在靠近集水区的沿海地区,尤其是人口稠密地区。...

死区在哪里

Red circles show the size and location of dead zones in 2010. Black dots indicate dead zones of unknown size. Dark blue regions indicate overly fertile water that may give rise to dead zones.

任何水体都有可能成为死区。全世界淡水和盐水中都存在缺氧区域。死亡区主要发生在靠近集水区的沿海地区,尤其是人口稠密地区。

世界上最大的死区位于黑海的下部。这是一个自然死区,当黑海的水与流经博斯普鲁斯海峡的地中海混合时形成。

波罗的海拥有最大的人为死区。墨西哥湾北部是第二大海湾,面积超过8700平方英里(约为新泽西州大小)。伊利湖和切萨皮克湾有很大的死区。几乎整个美国东海岸和墨西哥湾海岸都有死区。2008年的一项研究在全世界发现了400多个死亡区。

Underwater view of an algal bloom or red tide with grunt fish.

死区的类型

Temperature changes and turbulence can cause natural eutrophication.

科学家根据缺氧持续的时间对死亡区域进行分类:

  • 永久死区出现在非常深的水域。氧气浓度很少超过每升2毫克。
  • 临时死区是持续数小时或数天的缺氧区域。
  • 季节性死区每年在温暖的月份出现。
  • 昼夜循环缺氧是指在温暖月份出现的死区,但水只有在夜间缺氧。

请注意,分类系统并没有说明死亡区是自然形成的还是人类活动的结果。在自然死亡区形成的地方,生物可以适应生存,但人类活动可能会形成新的死亡区或扩大自然区,使沿海生态系统失去平衡。

什么导致死区?

Red tide is a special form of eutrophication. Organisms in the red tide release toxins, plus they deoxygenate the water.

任何死区的根本原因都是富营养化。富营养化是指水体富含氮、磷和其他营养物质,导致藻类生长失控或“水华”。通常,水华本身是无毒的,但赤潮除外,它产生的天然毒素会杀死野生动物并危害人类。

有时,富营养化自然发生。暴雨可以将土壤中的养分冲刷到水中,风暴或大风可以从底部吸取养分,湍急的水流可以搅动沉积物,或者季节性的温度变化可以颠倒水层。

水污染是造成富营养化和死亡区的营养物质的主要人类来源。化肥、粪肥、工业废物和处理不当的废水使水生生态系统超载。此外,空气污染有助于富营养化。来自汽车和工厂的氮化合物通过沉淀返回水体。

藻类如何减少氧气

Eutrophication leads to an algal bloom. The algae block light from reaching deeper water. When they die, bacteria overgrowth deoxygenates the water, forming a dead zone.

你可能想知道藻类,一种能释放氧气的光合有机体,是如何以某种方式减少氧气而形成死亡区的。有几种方法可以实现这一点:

  1. 藻类和植物只有在有光的情况下才会产生氧气。天黑时它们会消耗氧气。当天气晴朗、阳光充足时,氧气的生产量超过夜间的消耗量。连续多云的天气可以降低紫外线水平,使分数相等,甚至使天平倾斜,因此使用的氧气多于产生的氧气。
  2. 在水华期间,藻类会一直生长,直到消耗掉可用的营养。然后它又死掉了,在腐烂时释放出营养物质,然后又开花了。当藻类死亡时,微生物会分解它。细菌消耗氧气,很快使水缺氧。这种情况发生得如此之快,有时甚至连鱼都游不出一个区域的速度足以逃脱死亡。
  3. 藻类导致分层。阳光到达藻类层,但无法穿透生长,因此藻类下方的光合生物死亡。

防止和扭转死区

Dead zones can be reversed if excessive nutrients aren't released into the water.

水族馆或池塘中的死区是可以预防的。调节光/暗循环,过滤水,以及(最重要的)不过度喂养可以帮助避免缺氧条件。

在湖泊和海洋中,与其说是防止死区(因为它们存在于全球),不如说是扭转破坏。补救的关键是减少水和空气污染。一些死亡区域已经得到修复,尽管灭绝的物种无法恢复。

例如,在20世纪90年代,当农民买不起化肥时,黑海的一个大死区几乎消失了。虽然环境影响并非完全是故意的,但它确实证明了补救是可能的。从那时起,决策者和科学家一直在寻求扭转其他死区。莱茵河沿岸工业废水和污水的减少使北海死区的氮含量减少了35%。旧金山湾和哈德逊河的清理工作减少了美国的死区。

然而,清理工作并不容易。人类和自然都会引起问题。飓风、石油泄漏、工业的增加,以及生产乙醇的玉米产量增加带来的营养负荷,都加剧了墨西哥湾的死区。修复这一死区需要沿海地区、密西西比河、密西西比河三角洲及其支流的农民、工业和城市做出巨大的改变。

采取行动

Do your part! Be mindful of the water you use and how your community might reduce its release of potentially harmful nutrients.

今天的环境问题是如此之大,以至于看起来势不可挡,但每个人都可以采取一些措施来帮助扭转死区。

  • 尽量减少用水。你冲走的每一滴水最终都会回到流域,带来人为污染物。
  • 避免使用化肥。种子公司已经开发出需要较少氮和磷的作物品种,如果你对转基因植物感到不舒服,你可以轮换花园作物来自然补充土壤。
  • 注意空气污染。燃烧木材或使用化石燃料会将氮释放到空气中,然后进入水中。大多数人可以采取的最大措施是少开车,减少家庭能耗。
  • 了解可能恶化或改善情况的立法。投票,如果你看到问题,提高你的声音,成为解决方案的一部分。

死区钥匙外卖

  • 死区是海洋或其他水体中氧气浓度低的地方。
  • 死亡区自然发生,但缺氧区的数量和严重程度在很大程度上与人类活动有关。
  • 营养污染是死亡区的主要原因。废水中的营养物质刺激藻类生长。当藻类死亡时,分解会耗尽氧气,杀死该区域内的动物。
  • 全世界有400多个死亡区。波罗的海有最大的死区。墨西哥湾北部是第二大海湾。
  • 死区对渔民构成严重的经济威胁。环境影响可能预示着一场全球灾难。如果不解决死区问题,它们可能导致海洋生态系统的崩溃。
  • 在某些情况下,可以通过减少水污染来扭转死区。这是一项需要立法者、农民、工业和城市合作的重大事业。

来源

  • 水生死亡区。美国宇航局地球观测站。2010年7月17日修订。2018年4月29日检索。
  • 迪亚兹,R.J.&罗森博格,R.(2008)。传播死区和对海洋生态系统的后果。科学。321 (5891), 926-929.
  • Morrisey,D.J.(2000年)。“根据Findlay Watling模型预测新西兰Stewart岛海洋农场场地的影响和恢复”。水产养殖。185: 257–271.
  • Osterman,L.E.等人,2004年。从路易斯安那大陆架沉积物重建180年自然和人为缺氧记录。美国地质学会会议。11月7日至10日。丹佛。
  • 卡罗尔波特拉(2008年6月)。“玉米乙醇目标重新唤起了人们对死区的担忧”。环境健康展望。

  • 发表于 2021-09-10 09:04
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  • 分类:科学

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