氧气是人类和其他生物赖以生存的必备条件,地球上的氧主要存储在大气中,海洋仅仅容纳了地球全部氧含量的1%,然而大气中的氧气大约有50%至80%是来自海洋浮游植物。
氧气浓度在海洋中的分布并不是均匀的。其一般分布特征是海洋上层多、底层少,高纬度多、低纬度少,但在一些特殊时间段或者特殊海域,海洋中的氧气会特别少。比如:夏季,我国长江口的底层海水就经常发生氧气浓度很低的现象,甚至会低于大多数海洋动物所需氧气浓度的最低值,这种现象也被研究者称为水体缺氧。
随着全球气温上升,更多的氧气从水中回到了大气,全球变暖将导致海洋逐渐失去氧气。全球变暖并不是海洋缺氧的唯一原因。有研究认为,近海缺氧主要源于快速增长的人类活动。工农业活动、大城市排污,都会导致河口和近海水体的富营养化。例如种植作物时大量使用化肥,会使过量的营养物质进入河流并输入海洋,造成海水营养盐浓度上升、营养结构变化,使得藻类生长能力大幅度提升。藻类虽然消耗了水中部分营养物质,制造了氧气,但是藻类在死亡和沉降到海底的过程中也会不断消耗氧气,尤其是水下低光、弱光甚至无光层,无法靠光合作用补充氧气,耗氧速度更快,水体在几周甚至几天内就可能缺氧。
长江口缺氧面积占全国(渤海、长江口、珠江口)海洋缺氧面积的90%左右。水体缺氧也成为本海域新的环境压力(李道季与张经等, 2002)。虽然不同年份缺氧的面积有大有小,但已经有多次发现数千平方公里缺氧到近万平方公里,且大多数的夏季航次都有发现,而溶解氧的最低浓度从 1mg/L 到接近于零(Wei and He et al., 2007; 周锋与黄大吉等, 2010; Zhu and Zhang et al., 2011; 李宏亮与陈建芳等, 2011; Wang and Wei et al., 2012)。近期的调查甚至发现缺氧过程中的海水酸化现象(Wang and Chen et al., 2017)。