热带珊瑚礁系统正过渡到一个新时代——“人类世”（Anthropocene），在这个时代里，白化现象反复发生的时间间隔很短，珊瑚礁无法得到完全恢复。这项研究分析了1980-2016年间全球100个珊瑚礁地区的珊瑚白化记录。研究表明，从1980年以来，相邻的严重白化事件之间的时间间隔逐渐变短，目前只有6年。 这项研究重新编译了54个国家的300次珊瑚白化事件在36年间的复发历史，通过使用标准化的方案来检查白化事件的复发时间和强度。研究结果表明，珊瑚礁已经进入了以人为主的新的“人类世”时代，更为严重的是，白化事件的频率和强度正迅速接近不可持续的水平。从时间尺度上来说，过去四十年中，严重白化事件的复发年数减少了五倍，即从20世纪80年代初的每25年到30年一次，下降到2016年的每5.9年一次。 另外，分析表明白化事件复发的空间模式已经从1980年之前存在极少甚至不存在大规模空间尺度的珊瑚白化事件，转变到1980年代开始，因当时全球变暖增加了强厄尔尼诺事件的热应力，从而导致的全球性白化事件。而且，大西洋西部比其他地方更早开始变暖，导致更早发生珊瑚白化：1998年之前大西洋西部平均每个地点发生4.1次事件，而其他地区则为0.4到1.6次。 在未来数年和数十年间，气候变化将不可避免地继续加剧珊瑚礁白化事件的数量，并持续压短每次事件之间的间隔。即使生长最快的珊瑚物种，也需要10到15年的时间才能恢复生长，而形成完整的生物组合系统，则需要更长的时间。未来珊瑚礁的生长状况，以及它们提供给人类的生态系统服务，将严重依赖于全球碳排放轨迹和在下一次白化事件发生之前，通过管理当地影响因素，建立抵御高频白化发生的能力。 （刘雪雁 编译）

斯克利普斯海洋研究所的研究人员发现了一种测量海洋平均温度的方法，这项研究成果发表于1月4日出版的《Nature》杂志。 由于不同水团的分布，确定整个世界海洋平均温度的变化几乎是不可能的。每一层水的温度可能差别很大，因此确定整个海洋表面以及不同深度的平均值非常困难。而研究人员通过间接确定的方法可以解决这一难题，即不是测量水温，而是测定大气中惰性气体的比例，与海洋温度直接相关。 科学家们测量了取自西南极冰盖（WAIS）分离取芯项目收集的冰样中的惰性气体氩、氪和氙的数量。随着海洋变暖，氪气和氙气释放到大气中，其释放数量已知。因此，这些气体在大气中的比例可用于计算全球平均海水温度。 研究结果发现，最近冰期高峰期的平均全球海洋温度为0.9ºC（33.6ºF）。现代海洋的平均温度是3.5ºC（38.3ºF）。这些数据点之间的增量测量提供了对全球气候前所未有的理解角度。 研究人员Sarah Shackleton提到，这项研究之所以让人振奋，是因为之前的海洋热量重建方法存在很大的年龄不确定性，从而那些记录更加微妙的特征数据会趋于平滑。这是第一次看到冰川消融记录中的微妙特征，这助于我们更好地理解控制海洋热量变化的过程。 研究热源Severinghaus发现氙和氪在冰芯中保存得很好，提供了温度信息，科学家们可以在数十万年的时间里研究地球海洋和大气的许多其他方面。展望未来，这些相同惰性气体的比例可以从世界上任何地方的大气样本中确定，而先进的设备可以提供更精确的测量结果，使科学家能够使用这种技术来跟踪目前全球海洋变暖的趋势。 目前，这项研究已经证明大气中惰性气体提供了长期以来的历史记录，并且可以进一步优化以获得对现代海洋温度变化的认识。 （傅圆圆 编译）

在过去的50年里，公海中不含氧的水量增加了四倍多。在包括河口和海洋在内的沿海水体中，自1950以来，低氧区增加了10倍多。斯克里普斯海洋研究所的研究团队预计，随着地球变暖，在这些区域之外的海水含氧量仍在继续下降。 研究人员指出，要控制这种含氧量下降的趋势，需要遏制气候变化和营养盐污染，相关论文发表在1月份的《Science》期刊上。 这项研究的主要作者Denise Breitburg提到，氧气是海洋中生命的基础，海洋含氧量的下降是人类活动对地球环境最严重的影响之一。该团队的研究人员Lisa Levin认为，这种情况对所有的相关产业来说是一个巨大的损失，不健康的海洋生态系统带来的影响是广泛的。 该研究团队的成员属于GO2NE（全球海洋氧气网络），是由联合国政府间海洋学委员会于2016年创办的组织。这篇综述论文第一次全面地审视了开放性海洋和沿海水域中低氧的原因、后果和解决办法。这篇文章强调了海洋和社会面临的最大危险，以及如何使地球的水体保持健康和生产力。 促成GO2NE组织成立的联合国政府间海洋学委员会官员Vladimir Ryabinin认为，地球的氧气大约有一半来自海洋，然而，营养负荷和气候变化的综合影响，大大增加了开放海域和沿海水域“死亡区”的数量和规模，因为那里的氧气太低，无法使大多数海洋生物生存。 在传统的被称为“死亡区”的领域，例如在切萨皮克湾和墨西哥湾的死亡区，许多动物因为氧骤降至水平很低而窒息死亡。当鱼避开这些区域时，它们的栖息地缩小，它们变得更容易受到捕食者或捕鱼的伤害。但作者指出，这个问题远远超出了“死亡地带”。即使是较小的氧气下降也会阻碍动物的生长，阻碍繁殖，导致疾病甚至死亡。这种情况也可能引发危险化学物质如氧化亚氮的释放，这是一种比二氧化碳强300倍的温室气体，此外还有有毒的硫化氢。虽然有些动物能在死亡区茁壮成长，但整体的生物多样性却在下降。 气候变化是公海含氧量变少的罪魁祸首。变暖的地表水使氧气难以到达海洋内部。此外，随着海洋整体变暖，其拥有的氧气更少。在沿海水域，来自陆地的过量营养污染造成藻类水华，在它们死亡和分解时排出氧气。但动物在温暖的海水中却需要更多的氧气。 科学家们报告称，在发展中国家，低氧破坏渔民的收成并使鱼迁移到其他地方。在菲律宾，一个小镇的水产养殖场的鱼死亡造成超过1000万美元的损失。珊瑚礁是许多国家的重要旅游胜地，如果没有足够的氧气，其也会被消耗掉。一些流行的渔业可能会在短期内受益，营养污染能为鱼类生产更多的食物，此外，当鱼被迫挤在一起以躲避低氧时，它们会更容易被捕获。但从长远来看，这可能会导致过度捕捞和破坏经济。 为了遏制和缓解这种低氧状态，科学家们认为需要从三个角度解决这些问题： （1）营养污染和气候变化。虽然这两个问题都不简单，也不容易，但能造福人类，也有益于环境。更好的化粪池系统和卫生设施可以保护人类健康，防止污染。削减化石燃料的排放不仅减少温室气体和对抗气候变化，也可以减少危险的空气污染物，如汞。 （2）保护脆弱的海洋生物。随着一些低氧状态不可避免，至关重要的是保护处于风险的渔业免受进一步的压力。可能需要建立海洋保护区或非捕鱼区。 （3）改善全球的低氧追踪。科学家们对未来海洋可能损失多少氧气需要有一个正确的认识。 （王琳、罗璇 编译）

最近，有研究发现7000年以来，西北太平洋地区的一个标志性物种奇努克鲑鱼（Chinook salmon，以下简称Chinook）目前已经丧失了三分之二的遗传多样性，该研究结果已于《PLOS ONE》杂志上发表。此发现证实了科学家们长期以来的担忧：即使适应了气候变化和海洋酸化，过度捕捞、流域栖息地丧失、水坝以及从孵化场释放的数百万幼苗仍然会威胁到未来的鲑鱼数量，从而导致哥伦比亚河流域的遗传多样性剧减。 遗传多样性往往是使物种适应不断变化的环境条件的关键。例如鲑鱼中，一些个体或种群可携带使其不易受新型疾病或海洋变暖影响的基因，从而使物种在其他遗传性丧失的情况下存活下来。而Chinook的部分多样性消失无疑是其种群数量总体减少的必然结果。从19世纪80年代末到20世纪20年代初，每年可捕获约1100万公斤的Chinook，然而今天，每年只能捕获约200万公斤，其中大约一半来自孵化场释放的鱼种，其个体间携带的遗传基因与野生个体间相比更为相似。另外，其他因素也同样导致了鲑鱼数量的减少，如流域栖息地的破坏、农业用水改造以及在哥伦比亚河流域及其主要支流斯内克河（Snake River）上建设的400多座大坝（阻止一半以上的鲑鱼游到产卵栖息地）。 为了量化Chinook遗传多样性的丢失程度，华盛顿州立大学（WSU）和俄克拉荷马大学（OU）的研究人员与几个美洲原住民部落合作，从美国原住民垃圾堆、贝冢的考古遗址中收集了346个Chinook的椎骨样本，其中一些样本可追溯到7000年前；然后对每个样本的线粒体DNA进行分析和测量，以确定每个地区中不同谱系的数量；最后，比较了古代样本与379个现代样本的遗传多样性，结果发现，哥伦比亚河的Chinook已有三分之二的遗传多样性消失。 野生鲑鱼中心总裁兼首席执行官Guido Rahr表示：“鲑鱼的多样性、健康性和适应性是由对当地特定环境条件的适应所驱动的。而现在的问题是，这些鱼类能否跟得上快速的环境变化？” （刘雪雁 编译）

由伍兹霍尔海洋研究所的Lauren Kipp、Matthew Charette和Paul Henderson，南卡罗来纳大学的Willard Moore以及华盛顿大学的Ignatius Rigor组成的研究团队发现了北极地区气候迅速变化的惊人证据：在过去的十年里，北极附近的北冰洋中部的镭-228含量几乎翻倍。这意味着，沿海地区正在发生大规模的变化，因为镭来源于海洋周围的陆地和浅层大陆架。相应地，这些沿海地区的变化也可能使更多的营养物质、碳和其他化学物质进入北冰洋，并对北极食物网和动物种群产生巨大影响。目前，此项研究成果已于2018年1月3日发表在《Science Advances》杂志上。 研究人员认为，融化的海冰导致海岸附近开阔水域增多，形成波浪。波浪作用到达浅层大陆架，搅动浅层大陆架上的沉积物，释放出镭和其他化学物质，这些化学物质被带到地表，并通过极地漂流等海流冲刷进入开阔海域。同样的机制也可能会调动更多的营养物质，碳和其他化学物质进入北冰洋，从而促进食物链底部浮游生物的生长。这反过来又会对鱼类和海洋哺乳动物产生重大影响，并改变北极生态系统。 研究发现，自2007年测量以来，北冰洋中部的镭-228浓度已大幅增加；过量的镭来自于地球上最大的大陆架——俄罗斯东西伯利亚北极大陆架的沉积物，大陆架平均深度为170英尺，但距海岸930英里，含有大量的镭和其他化合物。 科学家们还提到，还有其他可能的因素会导致大陆架变化。例如，更多的波浪作用会加重海岸线侵蚀，海洋中陆地沉积物含量增多；温度升高会使永久冻土解冻，释放更多的物质进入海洋，增加河流和地下水径流可以携带更多的镭、营养物、碳和其他物质带入北极。 （冯若燕 编译）