过去40年，全球湖泊溶解氧下降5.5%

氧气是水生食物网的支持系统。当你开始失去氧气，你就可能失去物种。
                                                                                                ——Kevin Rose
世界顶级刊物《Nature》在今年六月份发表了一项最新研究“Widespread deoxygenation of temperate lakes”，对全球近400个湖泊在80年间的水体含氧量变化做了详细分析，发现表层水和深层水的溶解氧（DO）均呈普遍下降趋势。这一变化趋势，意味着什么？又是何种原因，导致了湖泊DO在全球尺度内发生改变？一起了解下~
水体中DO的重要性

对于地球上的大多数生命形式来说，氧气是一种生存“必需品”。

对于水生态系统而言，溶解氧（DO）同样极其重要。它是水体的生存资本，是水生态系统自净能力的重要表征。

DO浓度会影响水体养分平衡、生物多样性、饮用水质量和温室气体排放；从水的生物地球化学，到可能依赖这些湖泊的人类的健康都会受到影响。

“所有复杂的生命都依赖氧气，”伦斯勒理工学院的环境生物学家（本文通讯作者）Kevin Rose表示，“它是水生食物网的支持系统。当你开始失去氧气，你就有可能失去物种。”
                           
影响DO的主要因素

溶解氧是空气中的分子态氧溶解在水中，受空气中氧的分压、水的温度等因素影响。

在自然情况下，空气中的含氧量变动不大，水温是主要影响因素，水温愈低，水中溶解氧的含量愈高；水温升高，则DO含量呈降低趋势。

Kevin Rose在其研究中也指出，“湖泊水体温度升高，氧气在水中的溶解度会下降，进而导致DO浓度降低；但是长期的变化趋势似乎较难预测。”

“随着全球变暖，湖泊也在暖化，DO降低的程度可能被放大。这一结果可能主要源自分解作用增强与热力分层程度增加。另一种情况则是，温度升高导致初级生产力增大，DO反而会上升。”

这是两种截然相反的推论。那么，实际的结果是什么呢？
                   
40年来，全球湖泊表层水DO下降5.5%，深层水DO下降18.6%

Kevin Rose和其他作者整理分析了1941年至2017年（近80年间）由政府、大学、非营利组织采集的湖泊数据，涵盖393个温带湖泊、45148个DO和温度数据。
研究结果发现，在表层水体和深层水体，DO的下降非常普遍：从1980年-2017年，表层水体DO下降0.45mg/L，深层水体DO下降0.42mg/L，下降速率分别为5.5%和18.6%。

此外，作者也发现了一些例外，87个湖泊（约占样本的1/4）表层水体DO呈升高趋势，这些主要是生产力较高的湖泊。

原因：湖泊水温升高、透明度降低

研究认为，湖泊表层水DO含量下降5.5%，这可以归结为一个简单的物理原因：随着越来越热的空气加热湖的顶层，气体在温暖的水中更难溶解。

深水中DO含量平均下降18.6%，这可能有一个不同的解释：虽然深水的温度没有显著变化，但由于表层水温度持续升高，水层的混合减少了，由于强化的热力分层和水体透明度下降，导致了深层水DO的大幅下降。

对于87个特殊样本，温度和DO都呈上升趋势，可能的解释是这些湖泊被蓝藻占据了——他们被来自农场和城市地区的富营养径流“喂养”繁殖，大量浮游植物自己产生氧气。也即水华可能会让表层的氧浓度升高，深层的氧溶解度降低。
                                                     
全球气候变暖，正在悄然改变着地表水生态系统

湖泊虽然仅占地球非冰川表面的3%-4%，但它们孕育着丰富多样的水生态系统，为无数物种（包括人类）提供了栖息地和重要资源。

研究表明，气候变化和水质下降，已经改变了湖泊的物理与化学环境。这比我们在地球上看到的海洋情况还要糟糕，以DO为例，淡水水体DO的下降程度是海洋水体的2.75-9.3倍，这一结果对河湖水体及其生物多样性的威胁值得警惕。

Kevin Rose等认为，这可能只是氧气消耗的开始，人类活动和气候变暖预计将继续导致湖泊溶解氧的进一步流失。而这，也威胁着我们的饮用水供应和淡水生态系统繁荣发展的微妙平衡。