在模拟沿海生态系统中考虑氧气

　　在气候变化和污染的推动下，海洋中氧气含量的下降正在改变生物地球化学循环，威胁着海洋植物、动物和生态系统。但我们对海洋生物命运的预测有多准确呢?KAUST的研究人员说，如果海洋生态系统模型要真正为管理提供信息——尤其是沿海地区——它们必须考虑到氧气水平在时间和空间上的变化。

　　首席研究员Daniele Daffonchio说:“我们的研究提供了一个从不同角度监测海洋氧气下降的视角。”“海洋系统有一种通过平衡耗氧(呼吸)和产氧(光合作用)过程来调节氧气溶解的自然机制。”

　　海洋科学家Marco Fusi和来自意大利帕多瓦大学的Folco Giomi共同领导了这项研究，他说，目前的模型无法预测具有丰富光合作用生物的沿海生态系统的氧气动力学。例子包括海草草甸、红树林和珊瑚礁。他说:“这与在某些情况下被称为‘蓝色沙漠’的海洋非生产性部分看到的动态非常不同。”

　　在对红树林中螃蟹的初步观察中，Fusi发现它们可以在40度以上的水中生存，远高于它们已知的热阈值。水是“氧过饱和”的，在这种状态下，溶解在水中的氧比与大气平衡时的氧要多。由于温度升高而产生的额外氧气帮助甲壳类动物应对。

　　研究人员还讨论了威尼斯泻湖的波动，威尼斯泻湖曾被认为是亚得里亚海最缺氧的“死区”之一。泻湖拥有复杂的马赛克生态系统，包括海草和盐沼，由微藻和蓝藻组成。虽然溶解氧在夜间很低，但泻湖白天的饱和度接近300%。

　　来自红海珊瑚礁的数据——以前被认为是由于高温导致的低氧区——显示了类似的模式。Fusi说:“这些地区的海洋物种已经习惯了生活在过山车般的氧气水平中。”

　　研究小组建议，保护管理不应该基于专注于溶解氧平均值的线性模型，而应该基于一个包含变化的更复杂的数学模型。

　　“20年前对红海生物多样性丧失的预测表明，到目前为止，90%的生物多样性已经丧失。这还没有发生。这可能意味着两件事:建模过于简单，以及生活在富有生产力的海洋生态系统中的物种具有很高的适应能力，”Fusi说。“我们的希望是，我们的研究促进了关于如何更好地将波动纳入模型以及研究海洋物种恢复力的新方法的讨论。”

　　这项研究发表在《自然地球科学》杂志上。