氧氣是水生食物網的支持系統。當你開始失去氧氣，你就可能失去物種。
                                                                                                ——Kevin Rose
世界頂級刊物《Nature》在今年六月份發表了一項最新研究“Widespread deoxygenation of temperate lakes”，對全球近400個湖泊在80年間的水體含氧量變化做了詳細分析，發現表層水和深層水的溶解氧（DO）均呈普遍下降趨勢。這一變化趨勢，意味著什么？又是何種原因，導致了湖泊DO在全球尺度內發生改變？一起了解下~
水體中DO的重要性

對于地球上的大多數生命形式來說，氧氣是一種生存“必需品”。

對于水生態系統而言，溶解氧（DO）同樣極其重要。它是水體的生存資本，是水生態系統自凈能力的重要表征。

DO濃度會影響水體養分平衡、生物多樣性、飲用水質量和溫室氣體排放；從水的生物地球化學，到可能依賴這些湖泊的人類的健康都會受到影響。

“所有復雜的生命都依賴氧氣，”倫斯勒理工學院的環境生物學家（本文通訊作者）Kevin Rose表示，“它是水生食物網的支持系統。當你開始失去氧氣，你就有可能失去物種。”
                           
影響DO的主要因素

溶解氧是空氣中的分子態氧溶解在水中，受空氣中氧的分壓、水的溫度等因素影響。

在自然情況下，空氣中的含氧量變動不大，水溫是主要影響因素，水溫愈低，水中溶解氧的含量愈高；水溫升高，則DO含量呈降低趨勢。

Kevin Rose在其研究中也指出，“湖泊水體溫度升高，氧氣在水中的溶解度會下降，進而導致DO濃度降低；但是長期的變化趨勢似乎較難預測。”

“隨著全球變暖，湖泊也在暖化，DO降低的程度可能被放大。這一結果可能主要源自分解作用增強與熱力分層程度增加。另一種情況則是，溫度升高導致初級生產力增大，DO反而會上升。”

這是兩種截然相反的推論。那么，實際的結果是什么呢？
                   
40年來，全球湖泊表層水DO下降5.5%，深層水DO下降18.6%

Kevin Rose和其他作者整理分析了1941年至2017年（近80年間）由政府、大學、非營利組織采集的湖泊數據，涵蓋393個溫帶湖泊、45148個DO和溫度數據。
研究結果發現，在表層水體和深層水體，DO的下降非常普遍：從1980年-2017年，表層水體DO下降0.45mg/L，深層水體DO下降0.42mg/L，下降速率分別為5.5%和18.6%。

此外，作者也發現了一些例外，87個湖泊（約占樣本的1/4）表層水體DO呈升高趨勢，這些主要是生產力較高的湖泊。

原因：湖泊水溫升高、透明度降低

研究認為，湖泊表層水DO含量下降5.5%，這可以歸結為一個簡單的物理原因：隨著越來越熱的空氣加熱湖的頂層，氣體在溫暖的水中更難溶解。

深水中DO含量平均下降18.6%，這可能有一個不同的解釋：雖然深水的溫度沒有顯著變化，但由于表層水溫度持續升高，水層的混合減少了，由于強化的熱力分層和水體透明度下降，導致了深層水DO的大幅下降。

對于87個特殊樣本，溫度和DO都呈上升趨勢，可能的解釋是這些湖泊被藍藻占據了——他們被來自農場和城市地區的富營養徑流“喂養”繁殖，大量浮游植物自己產生氧氣。也即水華可能會讓表層的氧濃度升高，深層的氧溶解度降低。
                                                     
全球氣候變暖，正在悄然改變著地表水生態系統

湖泊雖然僅占地球非冰川表面的3%-4%，但它們孕育著豐富多樣的水生態系統，為無數物種（包括人類）提供了棲息地和重要資源。

研究表明，氣候變化和水質下降，已經改變了湖泊的物理與化學環境。這比我們在地球上看到的海洋情況還要糟糕，以DO為例，淡水水體DO的下降程度是海洋水體的2.75-9.3倍，這一結果對河湖水體及其生物多樣性的威脅值得警惕。

Kevin Rose等認為，這可能只是氧氣消耗的開始，人類活動和氣候變暖預計將繼續導致湖泊溶解氧的進一步流失。而這，也威脅著我們的飲用水供應和淡水生態系統繁榮發展的微妙平衡。