Гипоксия Балтийского моря - Baltic Sea hypoxia
Гипоксия Балтийского моря относится к низким уровням кислород в придонных водах, также известный как гипоксия, регулярно встречающиеся в Балтийское море. По состоянию на 2009 год[Обновить] общая площадь дна, покрытого гипоксическими водами с концентрацией кислорода менее 2 мг / л в Балтийском море, составила в среднем 49000 км2.2 за последние 40 лет. Конечная причина гипоксии - избыток питательное вещество нагрузка от деятельности человека, вызывающая цветение водорослей. Цветки опускаются на дно и используют кислород для разложения быстрее, чем он может быть добавлен обратно в систему посредством физических процессов перемешивания. Недостаток кислорода (аноксия ) убивает донные организмы и создает мертвые зоны.
Причины
Быстрый рост гипоксия в прибрежных районах по всему миру из-за чрезмерного поступления питательных веществ для растений, таких как азот и фосфор деятельностью человека. Источники этих питательных веществ включают сельское хозяйство, сточные воды и атмосферные выпадения азотсодержащих соединений в результате сжигания ископаемого топлива. Питательные вещества стимулируют рост водорослей, вызывающих проблемы с эвтрофикация. Водоросли опускаются на дно и используют кислород при разложении. Если перемешивание придонных вод происходит медленно, так что запасы кислорода не возобновляются, может возникнуть гипоксия.[нужна цитата ]
Описание
По состоянию на 2009 год[Обновить] общая площадь дна, покрытого гипоксическими водами с концентрацией кислорода менее 2 мг / л в Балтийском море, составила в среднем 49000 км2.2 за последние 40 лет.[1] В Балтийском море поступление соленой воды из Северное море через Датский пролив имеет важное значение для определения области гипоксии каждый год.[2] Более плотная и соленая вода поступает в Балтийское море и течет по дну.[3] Хотя большие поступления соленой воды помогают обновлять придонные воды и увеличивать концентрацию кислорода, новый кислород, добавляемый с притоком соленой воды, быстро используется для разложения органических веществ, находящихся в отложениях.[4] Более плотная соленая вода также уменьшает смешивание бедных кислородом придонных вод с более солоноватый, более легкие поверхностные воды.[5] Таким образом, когда в Балтийское море попадает больше соленой воды, возникают большие области гипоксии.[6]
Геологическая перспектива
Геологические архивы в отложениях, в первую очередь появление слоистые отложения которые возникают только при наличии гипоксических условий, используются для определения исторических временных рамок кислородных условий.
Гипоксические состояния были обычным явлением во время развития раннего Балтийского моря, называемого Мастоглоя Море и Литторина море начиная примерно с 8000 календарных лет До настоящего до 4000 л. Гипоксия исчезла на период почти 2000 лет, появившись второй раз незадолго до Средневекового потепления примерно с 1 года нашей эры до 1200 года нашей эры. Балтийское море снова стало гипоксическим около 1900 года нашей эры и оставалось гипоксическим в течение последних 100 лет.
Причины различных периодов гипоксии обсуждаются с научной точки зрения, но считается, что она является результатом высокой поверхностной солености, климата и антропогенного воздействия.[7]
Воздействия
Дефицит кислорода в придонных водах меняет типы организмов, обитающих на дне. Виды превращаются из долгожителей, глубоко роющих, медленнорастущих животных в виды, которые живут на поверхности отложений. Они маленькие, быстрорастущие и могут переносить низкие концентрации кислорода.[8] Когда концентрация кислорода достаточно низкая, могут выжить только бактерии и грибы. Эти области называются мертвые зоны. В Балтийском море низкие концентрации кислорода также снижают способность треска нереститься в придонных водах. Для развития мальков трески нерест трески требует как высокой солености, так и высоких концентраций кислорода, что сегодня является редкостью в Балтийском море. [9]Недостаток кислорода также увеличивает выделение фосфора из донных отложений.[10] Избыток фосфора в поверхностных водах и недостаток азота стимулируют рост цианобактерии.[11] Когда цианобактерии умирают и опускаются на дно, они потребляют кислород, что приводит к дальнейшей гипоксии, а из донных отложений выделяется больше фосфора.[12] Этот процесс создает порочный круг эвтрофикация что помогает поддерживать себя.[13]
Решения
Страны, окружающие Балтийское море, учредили Комиссию ХЕЛКОМ по защите морской среды Балтийского моря для защиты и улучшения экологического здоровья Балтийского моря. В 2007 году государства-члены приняли План действий Балтийского моря по сокращению биогенных веществ. Поскольку общественность и средства массовой информации были разочарованы отсутствием прогресса в улучшении экологического состояния Балтийского моря, прозвучали призывы к широкомасштабным инженерным решениям, чтобы добавить кислород обратно в придонные воды и вернуть жизнь в мертвые зоны. Международный комитет оценил разные идеи[14] и пришли к выводу, что крупномасштабные инженерные подходы не могут добавить кислород в чрезвычайно большие мертвые зоны в Балтийском море без полного изменения экосистемы Балтийского моря. Лучшее долгосрочное решение - это реализация политики и мер по снижению нагрузки биогенных веществ на Балтийское море.
Рекомендации
- ^ Конли Д.Дж., С. Бьорк, Э. Бонсдорф, Дж. Карстенсен, Г. Дестуни, Б.Г. Густафссон, С. Хиетанен, М. Кортекаас, Х. Куоса, Х. Э. М. Мейер, Б. Мюллер-Карулис, К. Нордберг, А. Норкко, Г. Нюрнберг, Х. Питкянен, Н.Н. Рабалайс, Р. Розенберг, О.П. Савчук, К. Сломп, М. Восс, Ф. Вульф, Л. Зиллен. 2009. Критический обзор: процессы, связанные с гипоксией в Балтийском море. Environ. Sci. Tech. 43: 3412-3420. http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/es802762a
- ^ https://phys.org/news/2016-09-black-sea-lost-habitable-volume.html
- ^ https://phys.org/news/2016-09-black-sea-lost-habitable-volume.html
- ^ https://phys.org/news/2016-09-black-sea-lost-habitable-volume.html
- ^ https://phys.org/news/2016-09-black-sea-lost-habitable-volume.html
- ^ https://phys.org/news/2016-09-black-sea-lost-habitable-volume.html
- ^ Зиллен, Л., Д.Дж. Конли, Т. Андрен, Э. Андрен и С. Бьорк. 2008. Случаи гипоксии в Балтийском море в прошлом и роль изменчивости климата, изменения окружающей среды и антропогенного воздействия. Наук о Земле. Ред. 91: 77-92.
- ^ Вакер-Суньер, Р. и К.М. Дуарте. 2008. Пороги гипоксии для морского биоразнообразия. Продолжить. Natl. Акад. Sci. Соединенные Штаты Америки 105: 15452-15457.
- ^ https://phys.org/news/2016-09-black-sea-lost-habitable-volume.html
- ^ https://phys.org/news/2016-09-black-sea-lost-habitable-volume.html
- ^ https://phys.org/news/2016-09-black-sea-lost-habitable-volume.html
- ^ https://phys.org/news/2016-09-black-sea-lost-habitable-volume.html
- ^ https://phys.org/news/2016-09-black-sea-lost-habitable-volume.html
- ^ Конли, Д.Дж., Э. Бонсдорф, Дж. Карстенсен, Г. Дестуни, Б.Г. Густафссон, Л.-А. Ханссон, Н. Рабале, М. Восс, Л. Зиллен. 2009 г. Смотровая площадка: Борьба с гипоксией в Балтийском море: инженерное решение - это решение? Environ. Sci. Tech. 43: 3407-3411.