Снижение уровня содержания кислорода (деоксигенация) в прибрежных и океанических водах во всем мире за последние десятилетия ускорилось.
Причины деоксигенации
Основными причинами этого являются изменение климата (более теплая вода удерживает меньше кислорода и вызывает увеличение стратификации, что снижает вентиляцию) и заметно более высокие концентрации питательных веществ (эвтрофикация) в результате активизации деятельности человека в прибрежных районах.
Деоксигенация, потепление и повышение уровня кислотности океана обусловлены увеличением содержания двуокиси углерода в атмосфере (CO2); все они являются многочисленными факторами стресса для морских экосистем, социально-экономические последствия которых только начинают ощущаться.
По прогнозам, деоксигенация морских вод будет и далее усиливаться по мере дальнейшего повышения глобальной температуры и численности населения, что повлечет за собой широкомасштабные последствия.
Кислород является основополагающим условием существования для всей аэробной жизни – от прибрежной до экстремально-глубоководной. Кислород имеет ключевое значение для здоровья планеты, играя непосредственную роль в биогеохимическом круговороте углерода, азота и многих других основных элементов. Деоксигенации подвержено всё - от небольших прибрежных зон до самых глубин мирового океана, называемых «зонами минимума» с чрезвычайно низким содержанием кислорода.
Прослеживание эффект от деоксигенации на небольших территориях может быть экстраполирован на более широкие масштабы через анализ миграции организмов и экологических, экономических и социальных последствий утраты видового разнообразия и аквакультуры в местах, затронутых этой проблемой.
Признание важности
Вопрос о деоксигенации океана поднимался в недавнем докладе МГЭИК (Межправительственная группа экспертов по изменению климата), однако глобальность характера этой новой угрозы для океана не получила полного признания и не была в полной мере учтена директивными органами и заинтересованными сторонами. Деоксигенация, связанная с сельским хозяйством и отходами жизнедеятельности человека, как правило, регулируется на местном или региональном уровне, и низкий уровень кислорода в более глубоководных зонах, начинает признаваться лишь сейчас - как следствие изменения климата.
Океан играет важную роль в глобальном круговороте оксигенов. Фотосинтез морских водорослей производит кислород (не менее 50% кислорода, которым мы дышим); в то же время океан испытывает постоянную потерю кислорода по множеству причин. Эта потеря кислорода усугубляется антропогенным обогащением прибрежных вод и вод открытого океана питательными веществами, а также изменениями климата Земли, вызванным увеличением концентрации углекислого газа в атмосфере.
Изменяющийся климат также усугубляет прибрежную гипоксию и гипоксию эстуариев. В эстуариях и на шельфе, где дно заселено экологически и экономически ценными видами бентоса, возникновение гипоксических/аноксических условий может привести к катастрофическим биологическим потерям. Некоторые из наиболее серьезных примеров гипоксии в эстуариях уже наблюдались в нашей истории, и до сих пор встречаются в системах, где неочищенные сточные воды из крупных населенных пунктов сбрасываются непосредственно в водные пути. Все эти факторы вызывают озабоченность по поводу здоровья человека и окружающей среды, выходящую за рамки вопросов продовольственной стабильности, связанных с потенциальным воздействием гипоксии на рыболовство и аквакультуру.
Оптимистичный сценарий
Хорошая новость заключается в том, что когда причиной гипоксии является эвтрофикация, всё еще можно восстановить уровень кислорода даже в самых мертвых зонах. Тем не менее, морские отложения замедляют процесс восстановления. Из-за нелинейности морских процессов, эти процессы трудно оценить, и они могут варьироваться от системы к системе.
Более того, потепление будет препятствовать восстановлению гипоксичных участков и может потребовать большего сокращения выбросов питательных веществ в водные пути. Необходимы как переработка отходов жизнедеятельности человека, так и резкое повышение эффективности использования удобрений.
Новые государственно-частные партнерства также необходимы во всех ключевых секторах для стимулирования инноваций в области сокращения содержания питательных веществ из отходов жизнедеятельности человека.
К наборам инструментов относятся: контроль за качеством воды, снижение объемов вылова или закрытие рыбопромысловых сооружений в низкий кислородный сезон, создание насыщенных кислородом «убежищ» или морских заповедников, восстановление режима циркуляции в статичных водоемах, а также контроль загрязнений и уменьшение деградации среды обитания.
Но наиболее эффективным решением для смягчения последствий глобальных экологических изменений является ограничение выбросов углерода, к чему нам, как человечеству, следует стремиться.