我们应该担心墨西哥湾的死亡地带吗?

由:雅各布·西尔弗曼

照片的NASA/戈达德太空飞行中心科学可视化工作室 上面的地图显示了浮游植物的浓度, 也就是在墨西哥湾沿岸水域造成死区的藻华。查看更多 海洋保护的图片

每年春天,墨西哥湾北部的大片地区都会失去大部分氧气对海洋生物来说是致命的。“盲区”,也叫盲区缺氧区,是由大量生长的藻类引起的藻华.随着藻类死亡,细菌以它们为食,在这个过程中,吸收了水中可用的氧气。氧气水平下降到海洋生物无法生存的程度,海洋生物必须游到其他水域,否则就会死亡。除了对大多数海洋生物不适宜外,藻华还会导致死水区水域变成棕色。

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是什么导致了藻华?在某种程度上,这是一种自然现象,但它们已经显著地提高了肥料污水以及从密西西比河和阿特查法拉亚河进入墨西哥湾的其他污染物,这两条河的水源来自全国各地。这些污染物含有磷和氮,是藻类的绝佳食物。当春天到来,积雪融化,水位上升为藻类带来更多的营养,它们也在温暖的水中茁壮成长。死区在8月初达到顶峰,然后在秋季消退,那时水中的氮含量会减少。

2007年的死区是自1985年开始测量以来最大的死区之一。据地图显示,它的面积约为7900平方英里,比美国的几个州还要大[来源:CNN]。2006年的死亡地带为6662平方英里[来源:英国广播公司],而2002年的那次则是迄今为止有记录以来最大的一次,面积达8,495平方英里[来源:路透].

2007年,进入墨西哥湾的促进藻类生长的营养物质比半个世纪前的水平增加了300%,当时死区还很少出现[来源:英国广播公司].路易斯安那州立大学的一位科学家将这种变化归因于集约化农业的增加,这种农业通常使用大量富氮化肥,再加上天气的影响[来源:英国广播公司].

负责监测死区的美国国家海洋和大气管理局(NOAA)表示,该区域对德克萨斯州和路易斯安那州沿海每年价值28亿美元的捕鱼业构成了威胁。美国国家海洋和大气管理局].每年在这些水域捕获数百万磅的棕虾,但在过去十年中,渔民报告称棕虾的捕获量在下降。虾可能快死了,或者只是游到其他更透气的水域。

墨西哥湾死区并不是世界上唯一的缺氧区。多年来,伊利湖不断出现死区,据信这是磷污染、贻贝物种入侵和气候变暖综合作用的结果。2003年联合国的一份报告称,自20世纪60年代以来,全球季节性死亡区的数量每10年翻一番。英国广播公司].美国国家海洋和大气管理局的一份报告指出,低氧水平是全球浅水水道和沿海地区的一个主要问题。

渔业社区也面临着其他问题。有害藻华(HABs),如赤潮和金藻,在腐烂时产生毒素,杀死海洋生物,使生物对人类有毒。但是HABs不应该与上面描述的藻华相混淆。虽然人类污染导致了墨西哥湾的死区和其他缺氧区,但科学家们还没有确定污染和自然发生的hab之间的联系。

在下一页中,我们将进一步研究死区形成的原因,以及为防止它进一步扩大所采取的措施。

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死亡区的原因

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上图显示了一些被冲上岸的死螃蟹 俄勒冈州海岸,是该地区大面积死亡区域的受害者。
伊丽莎白·盖茨/美联社

死区是自然发生的,但人类活动使情况变得更糟,因为它允许支流过度充满某些营养物质,而这些支流缺乏其他关键营养物质。氮(在海水中)和磷(在淡水中)是导致藻华的主要营养物质。水中缺乏硅会限制细菌的生长硅藻这是一种有益的藻类。那么营养污染从何而来呢?集约农业这种做法通常与死亡区域有关。

集约化农业,又称集约化农业,使用大量的资本投资和一些综合肥料杀虫剂、杀菌剂、重型机械、灌溉以及其他现代农业技术,使一块土地的产量最大化。这种做法的特点是生产率高,需要的劳动力较少广泛的农业

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批评者指责集约农业从业者通过制造动物粪便和化肥径流、使用危险的杀虫剂、导致动物疾病和为牲畜提供不人道的环境,对环境造成了伤害。今天,集约化农业既普遍又高产,尽管化肥、化学品和安全环保措施的使用可能因农民和农民的不同而有很大差异政府监管。

一些科学家引用了乙醇的狂热是死亡区域的罪魁祸首。生物燃料作物的使用意味着美国种植的玉米比以往任何时候都要多。种植玉米需要大量的肥料,这些肥料富含氮,会渗入地下水,最终通过当地河流流入密西西比河。2007年5月,与2002年相比,密西西比河的氮含量上升了35%,而与五年前相比,密西西比河的水位下降了20%以上,导致了大量藻华的涌入[来源:《先驱论坛报》].

湿地的丧失大大降低了区域生态系统从当地水域中去除氮的能力。在过去的200年里,美国中西部的7个州失去了3500万英亩的湿地,而田纳西州、路易斯安那州、密西西比州和阿肯色州的湿地消失了50%[来源:美国国家海洋和大气管理局].

尽管死区正在逐渐扩大,科学家们认为我们有能力减少它。限制富氮化肥的使用,实施水资源保护和循环利用措施,防止污水泄漏和废物处理厂的径流,这些措施都应有助于降低氮水平。1998年,美国国会通过了《有害藻华和缺氧研究与控制法案》,要求审查有关研究并努力遏制有害藻华和缺氧。大学和美国国家海洋和大气管理局的研究人员正在使用建模技术来估计需要清除多少特定化合物才能减少死区的大小。

具有讽刺意味的是,死区可能会受到活动的积极影响飓风的季节。造成死区的一个主要因素是当水变成分层——温暖的淡水落在更冷、更咸的水上面。这种分层限制了深海的通气性,因为藻华会沉到海底并腐烂。一场飓风可能搅动墨西哥湾水域,驱散一些藻类,并部分补充氧气水平。美国国家海洋和大气管理局预测,2007年将有7到10场飓风,其中3到5场可以称得上是“主要飓风”[来源:美国国家海洋和大气管理局].虽然这些风暴可能会搅动死区,并可能增加棕色虾的捕捞量,但它们将在墨西哥湾沿岸社区仍在从卡特里娜和丽塔飓风的破坏中恢复之际到来。

欲了解更多关于死区、藻华和其他相关主题的信息,请查看下一页的链接。

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更大的链接

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  • “美国HABs的分布。”有害藻类页面。http://www.whoi.edu/redtide/HABdistribution/HABmap.html
  • “海湾死区将是有史以来最大的。”BBC新闻。2007年7月18日。http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/6904249.stm
  • “有害藻华”。德州公园和野生动物。2007年2月9日。http://www.tpwd.state.tx.us/landwater/water/environconcerns/hab/
  • “缺氧和营养污染。”资助海岸海洋研究中心。美国国家海洋和大气管理局。2007年4月12日。http://www.cop.noaa.gov/stressors/pollution/welcome.html
  • 《深入研究:赤潮》。先驱论坛报》。2007年2月21日。http://www.heraldtribune.com/apps/pbcs.dll/section?CATEGORY=NEWS20§ioncat = 134090
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  • 考克斯,托尼。“随着乙醇需求的增长,墨西哥湾的‘死亡地带’也在增长。”彭博新闻。国际先驱论坛报》。2007年7月23日。http://www.iht.com/articles/2007/07/22/bloomberg/bxdead.php
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  • Vosgerchian,杰西卡。“伊利有什么可怕的?”每天密歇根。2006年11月14日。http://media.www.michigandaily.com/media/storage/paper851/news/2006/11/14/State/Whats.Eerie.About.Erie-2458015.shtml?norewrite200611141537&sourcedomain=www.michigandaily.com&mkey=2200913
  • Zabarenko,黛博拉。墨西哥湾的“死区”今年可能会扩大。英国路透社。2007年7月17日。http://uk.reuters.com/article/scienceNews/idUKN1723032420070717

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