河流迅速变暖失去氧气研究发现水生生物面临危险

根据宾夕法尼亚州立大学今天(9 月 14 日)在《自然气候变化》杂志上发表的一项由宾夕法尼亚州立大学领导的研究，河流变暖和失去氧气的速度比海洋更快。研究表明，近800条河流中，87%发生变暖，70%发生氧气流失。

该研究还预测，在未来 70 年内，河流系统，尤其是南部的河流系统，可能会经历氧气含量极低的时期，以至于河流可能“导致某些鱼类急性亡”，并威胁到当地的水生生物多样性。大的。

“这是一个钟，”宾夕法尼亚州立大学伊塞特土木与环境工程教授、该论文的通讯作者李莉说。“我们知道气候变暖导致海洋变暖和氧气流失，但没想到这种情况会发生在流动的浅水河流中。这是第一项全面研究河流温度变化和脱氧率的研究，我们的发现对全球水质和水生生态系统的健康具有重大影响。”

国际研究团队利用人工智能和深度学习方法重建了和中欧近 800 条河流历史上稀疏的水质数据。他们发现河流升温和脱氧的速度比海洋快，这可能对水生生物和人类的生活产生严重影响。国家海洋和大气管理局估计，大多数人居住在距离河流或溪流一英里的范围内。

“河水温度和溶解氧水平是水质和生态系统健康的重要衡量标准，”宾夕法尼亚州立大学土木与环境工程系助理研究教授、该研究的主要作者魏志说。“然而，人们对它们的了解却知之甚少，因为不同河流之间缺乏一致的数据，而且涉及的无数变量可能会改变每个流域的氧气水平，因此很难量化它们。”

他解释说，研究团队开发了新颖的深度学习方法来重建一致的数据，以便能够对不同河流进行系统比较。

“如果你仔细想想，水中的生命依赖于温度和溶解氧，这是所有水生生物的生命线，”宾夕法尼亚州立大学能源与环境研究所的李说。“我们知道墨西哥湾等沿海地区在夏季经常出现亡区。这项研究向我们表明，这种情况也可能发生在河流中，因为有些河流将不再像以前那样维持生命。”

她补充说，河流中氧气的减少或脱氧也会导致温室气体的排放，并导致有金属的释放。

为了进行分析，研究人员根据 580 条河流和中欧 216 条河流的大量数据(从年降水量到土壤类型到阳光)训练了一个计算机模型。该模型发现，87% 的河流在过去四十年中变暖，70% 的河流正在失去氧气。

研究表明，城市河流的变暖速度最快，而农业河流的变暖速度最慢，但脱氧速度最快。他们还使用该模型预测未来的脱氧率，发现在他们研究的所有河流中，未来的脱氧率比历史脱氧率高出 1.6 至 2.5 倍。

“河流中的氧气流失是出乎意料的，因为我们通常认为河流的氧气流失程度不会像湖泊和海洋等大水体那样多，但我们发现河流正在迅速流失氧气，”李说。“这确实令人担忧，因为如果氧气含量足够低，就会对水生生物造成危险。”

该模型预测，在未来 70 年内，某些鱼类可能会因较长时间的低氧水平而完全灭绝，李说这将广泛威胁水生生物多样性。

“河流对于包括我们自己在内的许多物种的生存至关重要，但它们作为了解气候变化的机制历来被忽视，”李说。“这是我们第一次真正了解世界各地河流的状况，这令人不安。”

该论文的其他作者是宾夕法尼亚州立大学的 Jiangtao Liu 和奥地利维也纳自然资源与生命科学大学的 Christoph Klingler。

宾夕法尼亚州立大学计算与数据科学研究所部分支持了这项研究。

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