ENGLISH

ENGLISH

扫一扫关注我们

从山的那头来 关心海洋缺氧的秘密

2020-06-03

      5月30日,第四个“全国科技工作者日”,2020年的主题为“科技为民、奋斗有我”。29日,我室周锋研究员接受新华网记者郭辉的采访,介绍近期的科研成果,提高对海洋野外观测工作的认识。

      自去年11月底起,60人乘船从长江口到印度洋,行程约2万公里,连续工作110多天,在船上过了元旦、春节、元宵……回忆近期刚完成的近4个月的连续海上科考,周锋研究员说:“(科考工作)枯燥是枯燥,但这是工作也是责任。”

      这位将科考工作视为自己责任的远洋科考队负责人,出生于浙江安吉山坳里的一个小村庄。中学时受到班主任的鼓励,填报了海洋学志愿,并成功被录取。

      目前,周锋研究员是卫星海洋环境动力学国家重点实验室的副主任,并担任国家自然资源部长三角海洋生态环境野外科学观测研究站首席科学家。周锋和他的团队主要研究的课题是我国长江入海口生态系统动力学,尤其关注海洋的缺氧问题。

      氧气是维持生命的基本物质,其重要性不言而喻。与部分公众的一些认知不同,森林植物所进行的光合作用,并不足以维持大气中的氧气含量平衡,而海洋才是地球上氧气的主要来源。学者们大胆地估算,大气中的氧气大约有50%~80%是来自海洋浮游植物的无私贡献。

      然而,氧气浓度在海洋中的分布并不是均匀的。其一般分布特征是海洋上层多、底层少,高纬度多、低纬度少,但在一些特殊时间段或者特殊海域,海洋中的氧气会特别少。比如,夏季,我国长江口的底层海水就经常发生氧气浓度很低的现象,甚至会低于大多数海洋动物所需氧气浓度的最低值,这种现象也被研究者称为水体缺氧。长期生活在氧气浓度不足以满足自身生存的海域里的鱼类只有两个选择:要么逃离这片缺氧海域,要么等着窒息而死。缺氧的海洋是无法支撑大规模的鱼群生存的,所以又称为‘海洋死亡区’。

 QQ截图20200603164423.jpg

低氧区(左)与非低氧区(中、右)阿氏网采集的底栖生物种类对比

(自然资源部海洋生态系统动力学重点实验室-汤雁滨摄)

      周锋和他的团队在水体缺氧的问题上,通过野外观测研究取得过阶段性的研究成果,他们在之前的研究中揭示了我国长江口水域的缺氧其实是一种季节性现象。研究表明,这种水体缺氧的季节性现象持续时间较长——最长可以从每年五月中下旬一直持续到当年十月上旬,同时水体缺氧现象可能会随时间出现急剧变化。所谓“急剧变化”不仅意味着随着时间变化,水体中含氧量浓度值的巨大差别,同时这种变化又比较快速,给科学研究带来很大挑战,而相关水域的鱼群也难以有充足的时间去应对。水体缺氧现象存在的时间越长,对海洋生物可能产生的危害越大。但是到底危害程度有多大、会带来哪些损失,很难通过一次两次的观测来解释。

      研究表明,造成这种水体季节性缺氧现象的主要原因是海洋本身是激烈动态变化的系统。海洋系统变化的速度可能忽快忽慢,并且影响的因素也非常多,包括潮汐、台风、季风、环流、气候等不同时间尺度的自然现象。同时,激烈变化的海洋系统又会进一步影响到海洋中营养物质的循环、海洋生物的生长等。因而海洋的缺氧规律远比湖泊、池塘中的缺氧更为复杂。
      能帮助我们认识海洋的,是长时间连续的实时的海洋观测数据,同时这也是掌握海洋动态变化的必要途径。海洋野外站的重要性类似于气象观测站对于气象预报的作用。目前,我国自然资源部用于海洋动态监测的“长三角海洋生态环境野外科学观测研究站”的建设,也正是周锋所在的国重室团队在多年研究积累基础上得到的重要经验。
      “窒息”的海洋并不是我国长江口水域独有的现象。据观测研究表明,有些海洋缺氧出现在特定季节,有些是间歇性发生,也有些几乎是永久性存在;有些海区的缺氧还在继续恶化,有些地方已经逐渐开始缓解。
      在大洋中,人类也多次发现了海洋“窒息”的确凿证据。比如,位于赤道附近的东太平洋、印度洋北部的孟加拉湾和阿拉伯海等,均发现有不同程度的海水缺氧问题。其中在印度洋,缺氧的海洋深度范围从100米左右可延伸到海底近1000米。在孟加拉湾东部的安达曼海的观测中也发现了海水缺氧现象,经初步分析推测,这极有可能是海水流动把孟加湾的缺氧水体带入了安达曼海,也可能还有局地耗氧过程的共同作用。
      周锋及其团队目前正在尝试建设长周期的野外实时观测,通过观测数据来比较研究,把已经积累的一些近海研究中相对成熟的技术运用于科考工作经历分析,进而发展一些预测海洋缺氧的方法。(来源:新华网  魏承瑶  郭辉 )