专栏名称: 生命的智慧
华东师范大学课程《海洋与生命》《水生生物学》《动物学》和《水生生物学原理与进展》师生们的学习感悟。
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Nature | 温带湖泊急需“氧气罩”?

生命的智慧  · 公众号  ·  · 2024-09-17 00:00

正文

Article Published :

2021-06-02

Nature |

温带湖泊急需氧气罩?



水体系中溶解氧 (DO) 的浓度有助于调节生物多样性、营养物生物地球化学、温室气体排放和饮用水质量。沿海和海洋水域溶解氧浓度的长期下降与气候变暖和人类活动有关,但人们对湖泊溶解氧浓度的变化知之甚少。虽然溶解氧的溶解度随着水温的升高而降低,但长期的湖泊轨迹很难预测。在变暖的湖泊中,由于分解和热分层的加强,氧的损失可能会扩大,或者由于初级生产的增加,氧可能会增加。


由此,作者分析了45148个溶解氧和温度曲线,并计算了1941年至2017年393个温带湖泊的趋势。


1. DO和水温的趋势

从1980到2017年,全球湖泊表层水和深层水的 DO 浓度都是减少趋势,分别减少了0.45和0.42mg/L,下降速率分别为5.5%和18.6%。 Fig.1 Trends in dissolved oxygen and temperature. 红色 代表表层水的趋势, 蓝色 代表深层水的趋势, 虚线则 代表分布的中位数



2.造成该趋势的原因

湖泊表层水:大部分湖泊DO下降,是因为气候变暖导致气体溶度下降。87个湖泊(约占样本的1/4)DO的升高趋势是因为这些湖泊生产力较高。

湖泊深层水:深层水中DO含量平均下降18.6%,不是因为气体溶度的影响,而是因为湖泊表层水水温升高导致的强化的湖泊热分层和人类活动导致的水体透明度下降,进而导致了深水DO的大幅下降。【 Fig.2(c)(d)(e)(f)则刻画了表层水、深层水的DO和水温的趋势



Fig.3 Interaction of productivity and temperature in surface waters.

表层水中生产力和水温的相互作用



Fig.4 Effect of changes in water clarity and density difference on deep-water DO saturation change.

水体透明度和密度差变化对深水DO饱和度变化的影响


3.总结

在表层和深水栖息地,溶解氧的减少现象是 普遍存在 的。

地表水 溶解氧的减少主要与水温升高时 溶解度降低 有关,尽管在一些高生产力的变暖湖泊中,地表水的溶解氧增加了,这可能是由于浮游植物产量的增加。

相比之下, 深层水 中溶解氧的减少与 更强的热分层 水体透明度 的丧失相关,但与气体溶解度的变化无关。

研究结果表明,气候变化和水体透明度下降改变了湖泊的物理和化学环境。淡水中溶解氧的下降幅度是世界海洋的2.75至9.3倍,可能会威胁到基本的湖泊生态系统服务。


END



参考文献:Widespread deoxygenation of temperate lakes. Nature, 2021, 594: 66-70.


编辑人:项祺真

编辑人单位:温州大学


本文来源于第一届水生生物与水域生态学全国研究生暑期学校的学员作业。

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