文章專區

海洋酸化（ocean acidification）與海洋熱浪（marine heat waves）是氣候變遷下常見的海洋變化，許多研究者與社會大眾也較為關注這兩項議題。不過有些科學家 認為海洋缺氧（ocean deoxygenation）可能對海洋生物造成更顯著的影響。氣候變遷會加熱表層海水，因而析 出水中的氧氣造成海洋缺氧、影響海洋中的高階獵食 者，最終將使得廣袤的海洋不再適合生物生存、改變生 態系統，並將漁業產業導向難以預期的未來。隨著地球 持續變暖，科學家也預測海洋缺氧的狀況將變得更糟， 到了2100年海洋氧氣可能下降高達20％。

在為數眾多的海洋生物中，需要消耗大量氧氣以快速游 動、位於食物鏈頂端的鯊魚，可說是對海洋缺氧的影響 最為敏感的指標生物。來自英國海洋生物協會（Marine Biological Association）與南安普敦大學（University of Southampton）的海洋生物學家西姆斯（David Sims）， 在2000年代初期首次注意到鯊魚的行為與海水中氧氣含 量之間的關係。他與幾位朋友花費數年的時間破解小斑 點貓鯊（Scyliorhinus canicula）食性與交配習性，透過 小斑點貓鯊身上的追蹤標籤發現牠們在夏天會游得更靠 近海水表面，避開氧氣較低的區域。

海水受到汙染引發的缺氧

2011年，西姆斯以標籤與衛星訊號追蹤大西洋東側 的大青鯊（Prionace glauca）與尖吻鯖鯊（Isurus oxyrinchus）時，發現牠們會受到非洲西北部凸入大西洋的地方吸引——但大西洋是眾所周知的低氧區域， 為什麼這些遠洋鯊魚會前往氧氣較少的區域？隨著世 界各地的大片低氧水域擴大，對海洋生物的未來又會帶來哪些影響？

科學家長年記錄墨西哥灣與波羅的海等地的海洋缺氧區，發現土地流失的肥料等養分汙染海水，進一步引發 大量藻類繁殖，然後微生物以腐爛的藻類、植被為食， 消耗掉海中的許多氧氣。這些汙染區的發展迅速，螃蟹、海星、魚類等生物往往在逃離低氧區之前就窒息而死。此外，在美洲與非洲的西部邊緣也會自然形成低氧 區，數十年來見不到日光的缺氧海水自該處湧出。

洋流與風暴能夠攪動海水，使海水維持在高含氧量。 然而自1990年代以來，氣候模型就預測當氣溫升高而變暖時將會使地表水的含氧量減少，令表層水與深層海水之間的溫度愈差愈大，減少了將氧氣輸送到深處的混合過程。在2008年發表於《科學》（Science）期 刊的一篇論文中，科學家就指出非洲與美洲附近的低氧區愈來愈深，失去的氧氣也愈來愈多；2017年《自然》（Nature）期刊裡的一篇論文更寫道，全球海水自 1960年代以來已失去了約2％的氧氣，約是氣候模型預估的兩倍。

海洋缺氧將影響生物生存

儘管海水含氧量下降2％聽起來可能不多，但美國斯克 里普斯海洋研究所（Scripps Institution of Oceanography） 的生物海洋學家萊文（Lisa Levin）警告，全球的平均 值可能具有誤導性。根據她30多年以來研究低氧對海洋 生態系統影響的經驗，她認為海洋中有些地方的氧氣 含量下降幅度比平均值要大得多，且這些變化可能非 常重要。德國基爾亥姆霍茲海洋研究中心（GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel）的生物學家 奧希利斯（Andreas Oschlies）則推測，若海洋缺氧的現 況一直持續下去，到了2100年海洋中的含氧量將可能損 失20％，相當令人擔憂。

加州大學聖地亞哥分校（University of California, San Diego）的博士後研究人員麥考米克（Lillian McCormick）則說明，就算海水中含氧量降低不會直接 殺死海中生物，也會以多種方式影響牠們。例如干擾 對魚類繁殖而嚴重要的激素、阻礙幼魚生長、削弱牠 們的免疫系統——甚至可能使海洋動物失明。麥考米 克就曾在過去進行研究時就發現，當水中的氧氣下降 比例在10％以內時，就開始導致市場魷魚（Doryteuthis opalescens，一種乳白色的近海魷魚）、優雅岩蟹 （Metacarcinus gracilis）的視力開始變差。若是氧氣含 量再持續下降，便會使這些動物近乎失明，除了令牠們 很難獵食之外，也有因為無法逃避獵食者的追捕而成為 他人的盤中飧。

隨著海洋變暖，海中生物消耗氧氣的速度將會變得更 快，使得一些生物可能因此被趕出牠們原先的棲息地。 科學家根據海洋生物的代謝限制與海洋條件，計算出到2015年底大西洋鱈魚（Gadus morhua）、岩蟹（rock crab）、熱帶原條鯛魚（tropical sea bream）等常見於 淺水海域的物種，牠們的棲息空間在本世紀末可能將減 少26％。萊文表示，海洋缺氧的議題值得世人關注，但 大多數人並沒有意識到這些威脅的嚴重性。透過西姆斯 的研究，觀察鯊魚等人們關心的物種受到海洋缺氧的影 響，或多或少能增加大眾這項議題的關心。西姆斯也在後續研究中，分析了鯊魚被吸引到非洲西北部海岸的可能原因。他懷疑海洋中的低氧區就像一道柵欄，將鯖 魚、秋刀魚以及其他獵物限制在靠近地表的一個含氧小水池中，為鯊魚創造了一個豐富的狩獵場。

未來，西姆斯也將持續追蹤鯊魚在海水缺氧狀態下受到的影響與行為，期望能藉此增加公眾對這項議題的關注。

新聞來源
Cornwall, W. (2023, February 2). Breathless Oceans. Sciense. https://bit. ly/411cc7k