隨著地球愈來愈熱，生態系統崩潰正在以前所未有的規模發生，在目前的排放軌跡上，各種生態臨界點將會開始相互強化，崩潰速度將會加快。如第一個地球系統，北極夏季海冰已於 2023 年 7 月超過臨界點，無冰的海洋表面吸收更多陽光，正在加速變暖。
2023 年 9 月科學家首次量化調節地球系統穩定性和彈性的所有九個過程，擬定「地球限度」(Planetary boundaries) 清單，每六到七年更新一次，相當於一個人每六年去看一次醫生進行健康檢查。
目前科學家量化的「地球限度」項目分別是氣候變遷、海洋酸化、平流層臭氧消耗、對全球磷和氮循環的干擾、生物多樣性喪失速度、全球淡水利用、水和系統變化、氣溶膠負荷和化學污染。
「地球限度」清單已有六項被打破。圖片來源：Stockholm Resilience Centre
這些領域劃定「人類可以在其中繼續發展，並為子孫後代繁榮發展的閾值。」去年九個限度中已經有六個被打破，除了臭氧消耗之外，所有限度項目的壓力都在增加。
水生脫氧將導致生態滅絕
最近一個科學家團隊提議將水生脫氧添加到「地球限度」清單中。一項發表示在《自然·生態學與演化》期刊的研究發現，海洋和淡水生態系統的氧氣一直在大幅且迅速下降。
水中溶氧的濃度是魚類棲息地品質的關鍵條件，也是衡量河川健康的關鍵指標。近幾十年來，所有水生生態系統的溶氧濃度迅速大幅下降，從溪流和河流、湖泊、水庫和池塘，到河口、海岸和海洋。
自1980 年以來，湖泊和水庫的氧氣損失分別超過 5% 和 18%。自 1960 年以來，海洋的氧氣損失量約為 2%。
研究發現，水中的氧氣閾值下降速度已逼近其他「地球限度」崩潰速度。水中溶解氧的濃度下降原因很多，如水域溫度升高，導致水體無法容納那麼多的溶解氧，並且隨著溫室氣體排放繼續，使空氣和水溫高於長期平均水平，地表水越來越難以保留這種重要元素。
此外，水生生物消耗溶氧的速度，也可能快於生態系生產者補充溶氧的速度。可能原因是農業和家庭肥料、污水和工業廢物等有機物和營養物質的湧入，引發藻類大量繁殖和細菌繁殖，迅速吸收可用的溶解氧。
水體脫氧也是由水體各層之間密度差的增加，導致分層更強和更長，深水通風減少，原因可能是地表水變暖速度快於深層水，以及冰融化降低海洋表面鹽度。
研究警告，在最壞的情況下，氧氣會嚴重耗盡，導致微生物窒息死亡，體型較大的物種往往也會隨之死亡。
不依賴氧氣的微生物族群會以大量死亡的有機物質為食，生長到一定的密度，減少光照並限制光合作用，使整個水體陷入惡性、令人窒息的循環，即優養化。如果氧氣水平消耗到驚人的水平，即使是不依賴氧氣的微生物也會死亡。
海洋環境或任何水生環境中的氧氣下降都會使動物更難生存和繁衍，因此，脫氧可能會影響並可能重組整個海洋食物網和生態系統，最終影響人類的食物、水、收入和福祉。
參考資料
Earth’s Water Depleting Fast, Says Study, Explains Why It’s Dangerous
Loss of oxygen in lakes and oceans another sign of Earth systems under strain
※本文授權自科技新報，原文見此。
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