Ölü bölge (ekoloji) - Dead zone (ecology)

Kırmızı daireler, birçok ölü bölgenin yerini ve boyutunu gösterir.
Siyah noktalar, bilinmeyen boyutta ölü bölgeleri gösterir.
Denizdeki ölü bölgelerin boyutu ve sayısı -derin sularda deniz canlılarının yaşayamayacağı kadar düşük çözünmüş oksijene sahip olduğu alanlar- geçtiğimiz yarım yüzyılda patlayıcı bir şekilde büyüdü. NASA Dünya Gözlemevi (2008)

Ölü bölgeler şunlardır hipoksik (düşük oksijen dünyanın içinde) alanları okyanuslar ve büyük göller . Hipoksi, çözünmüş oksijen (DO) konsantrasyonu 2 ml 02 /litreye veya altına düştüğünde meydana gelir . Bir su kütlesi hipoksik koşullar yaşadığında, su florası ve faunası, suyun daha yüksek oksijen seviyelerine sahip bölümlerine ulaşmak için davranışlarını değiştirmeye başlar. ÇO , bir su kütlesinde 0,5 ml 02 /litrenin altına düştüğünde , toplu ölüm meydana gelir. Bu kadar düşük DO konsantrasyonu ile, bu su kütleleri orada yaşayan su yaşamını destekleyemez. Tarihsel olarak, bu sitelerin çoğu doğal olarak meydana geliyordu. Ancak, 1970'lerde, oşinograflar ölü bölgelerin artan örneklerini ve genişliklerini fark etmeye başladılar. Bunlar yerleşim yakınında gerçekleşen kıyı , sucul yaşam en konsantre edilir.

Ölü bölgeler, çoğu deniz yaşamını desteklemek için yeterli oksijen (3) seviyesine sahip olmayan su kütleleridir. Ölü bölgelere, insan kirliliğini içeren ancak bunlarla sınırlı olmayan oksijen tüketen faktörler neden olur (4). Bu, azot ve fosfor gibi elementler arttıkça oksijen seviyelerinin azaldığı ötrofikasyon adı verilen bir süreçtir. Sağlıklı bir nehir, organizmalar tarafından tüketilmek üzere artan miktarda oksijene sahip olacaktır (1). Azot arttıkça, algler (5) büyük miktarda oksijen üretir, ancak artan azottan ölür. Ayrıştırıcılar daha sonra algleri ayrıştıran kalan tüm oksijeni kullanır, bu da oksijen kalmasına ve oksijen üretilmesine neden olmaz. (2).

Mart 2004'te, yeni kurulan BM Çevre Programı ilk Küresel Çevre Görünümü Yıllığı'nı ( GEO Yıl Kitabı 2003 ) yayınladığı zaman , dünya okyanuslarında tükenmiş oksijen seviyeleri nedeniyle deniz yaşamının desteklenemediği 146 ölü bölge bildirdi . Bunlardan bazıları kilometrekare (0,4 mi²) kadar küçüktü, ancak en büyük ölü bölge 70.000 kilometre kareyi (27.000 mi²) kapsıyordu. 2008 yılında yapılan bir çalışmada dünya çapında 405 ölü bölge saydı.

nedenler

Ölü bölgeler genellikle kaynaklanır çürüme ve yosun sırasında alg sahası kıyılarında bunun gibi, La Jolla, San Diego, Kaliforniya .
İklim, ekolojik ölü bölgelerin büyümesi ve azalması üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Bahar aylarında, yağış arttıkça, Mississippi Nehri'nin ağzından daha fazla besin açısından zengin su akar. Aynı zamanda, ilkbaharda güneş ışığı arttıkça, ölü bölgelerdeki alg büyümesi önemli ölçüde artar. Sonbahar aylarında tropik fırtınalar Meksika Körfezi'ne girmeye ve ölü bölgeleri parçalamaya başlar ve döngü ilkbaharda tekrarlanır.

Suda ve denizde ölü bölgelere ötrofikasyon olarak bilinen sudaki besinlerdeki (özellikle nitrojen ve fosfor) bir artış neden olabilir . Bu besinler, su sütununda yaşayan tek hücreli, bitki benzeri organizmaların temel yapı taşlarıdır ve büyümeleri kısmen bu malzemelerin mevcudiyeti ile sınırlıdır. Daha fazla besin maddesi ile, tek hücreli su organizmaları (algler ve siyanobakteriler gibi) önceki büyüme limitlerini aşmak için gerekli kaynaklara sahiptir ve üstel bir hızla çoğalmaya başlar. Üstel büyüme , alg patlaması olarak bilinen bir fenomen olan bu fitoplanktonların belirli türlerinin yoğunluğunda hızlı artışlara yol açar .

Deneysel Göller Bölgesi'ndeki araştırmaları deterjanlarda zararlı fosfatların yasaklanmasına yol açan Limnolog Dr. David Schindler , alg patlamaları ve ölü bölgeler hakkında uyardı,

1960'larda ve 1970'lerde Büyük Göller'i harap eden balık öldüren çiçekler kaybolmadı; batıya, insanların, endüstrinin ve tarımın giderek daha az tatlı suyun kalitesini vergilendirdiği kurak bir dünyaya taşındılar. burada olması gereken... Bu sadece bir çayır sorunu değil. Alg patlamalarının neden olduğu ölü bölgelerin küresel genişlemesi hızla artıyor."

Yosun önemli gruplarıdır Siyanobakteriler , yeşil algler , dinoflagellatlar , Coccolithophores ve Diyatom algler . Azot ve fosfor girişindeki bir artış genellikle Siyanobakterilerin çiçek açmasına neden olur. Diğer algler tüketilir ve bu nedenle Siyanobakteriler kadar birikmezler. Siyanobakteriler zooplankton ve balıklar için iyi bir besin değildir ve bu nedenle suda birikir, ölür ve sonra ayrışır. Biyokütlelerinin bakteriyel bozunması sudaki oksijeni tüketerek hipoksi durumunu yaratır .

Ölü bölgelere doğal ve antropojenik faktörler neden olabilir . Doğal nedenler arasında kıyıların yükselmesi, rüzgardaki değişiklikler ve su sirkülasyon modelleri yer alır. Ölü bölgenin oluşumunu veya yoğunluğunu belirleyen diğer çevresel faktörler arasında uzun su kalma süreleri, yüksek sıcaklıklar ve su sütunundan yüksek güneş ışığı penetrasyonu bulunur.

Ek olarak, doğal oşinografik fenomenler, su sütununun parçalarının oksijensizleşmesine neden olabilir. Örneğin, fiyortlar veya Karadeniz gibi kapalı su kütlelerinin girişlerinde sığ eşikler bulunur ve bu da suyun orada uzun süre durgun kalmasına neden olur. Doğu tropikal Pasifik Okyanusu ve kuzey Hint Okyanusu, tüketilen oksijeni değiştirmek için minimum dolaşımın olduğu bölgelerde olduğu düşünülen oksijen konsantrasyonlarını düşürdü. Bu alanlar aynı zamanda oksijen minimum bölgeleri (OMZ) olarak da bilinir . Çoğu durumda, OMZ'ler kalıcı veya yarı kalıcı alanlardır.

Mississippi Nehri'nin ağzına yakın tortu tabakalarında bulunan organizmaların kalıntıları, sentetik gübrenin gelişinden önce dört hipoksik olaya işaret ediyor. Bu tortu tabakalarda, anoksi -tolerant türler en sık kalıntıları bulunmuştur. Sediment kaydı tarafından belirtilen periyotlar, Vicksburg, Mississippi'deki aletler tarafından kaydedilen yüksek nehir akışının tarihi kayıtlarına karşılık gelir .

Devam eden iklim değişikliğinin tetiklediği okyanus dolaşımındaki değişiklikler, okyanustaki oksijen azalmasının diğer nedenlerini de ekleyebilir veya büyütebilir.

Antropojenik nedenler arasında kimyasal gübrelerin kullanımı ve bunların su akışında ve yeraltı suyunda bulunması, nehirlere ve göllere doğrudan kanalizasyon deşarjı ve büyük, birikmiş miktarlardaki hayvan atıklarından yeraltı suyuna besin deşarjı yer alır. Kimyasal gübre kullanımı, dünyadaki ölü bölgelerin insan kaynaklı başlıca nedeni olarak kabul edilir. Bununla birlikte, kanalizasyondan, kentsel arazi kullanımından ve gübrelerden gelen akış da ötrofikasyona katkıda bulunabilir.

Ağustos 2017'de yayınlanan bir raporda , Meksika Körfezi'ndeki şimdiye kadarki en büyük ölü bölgeden ağırlıklı olarak ABD et endüstrisi ve tarımsal ekonomik sistemin sorumlu olduğu öne sürüldü . Tarım arazisi yönetimi ve toprak işleme uygulamalarının yanı sıra gübre ve sentetik gübre kullanımı ile şiddetlenen toprak akışı ve sızan nitrat , Heartland'den Meksika Körfezi'ne kadar kirlenmiş su. Bu bölgede yetiştirilen mahsullerin büyük bir kısmı, Tyson ve Smithfield Foods gibi tarım işletmeleri için et hayvanlarının üretiminde ana yem bileşenleri olarak kullanılmaktadır .

Amerika Birleşik Devletleri'ndeki kayda değer ölü bölgeler arasında, Mississippi Nehri'nin akıntısını çevreleyen kuzey Meksika Körfezi bölgesi, Kuzeybatı Pasifik'in kıyı bölgeleri ve Virginia Beach'teki Elizabeth Nehri yer alıyor ve bunların hepsinin tekrar eden olaylar olduğu gösterildi. son birkaç yıldır. Dünyanın dört bir yanında, Baltık, Kattegat, Karadeniz, Meksika Körfezi ve Doğu Çin Denizi gibi tümü önemli balıkçılık alanları olan karasal denizlerde ölü bölgeler gelişmiştir.

Türler

Ölü bölgeler türlerine göre sınıflandırılabilir ve oluşum sürelerine göre tanımlanır:

  • Kalıcı ölü bölgeler , litre başına 2 miligramı nadiren aşan derin su oluşumlarıdır.
  • Geçici ölü bölgeler , saatler veya günler süren kısa ömürlü ölü bölgelerdir.
  • Mevsimsel ölü bölgeler her yıl, tipik olarak sıcak yaz ve sonbahar aylarında meydana gelir.
  • Diel bisiklet hipoksisi , yalnızca gece boyunca hipoksik hale gelen belirli bir mevsimsel ölü bölgedir.

Ölü bölgenin türü, bazı yönlerden suyun tam sağlığına kavuşması için gereken süreye göre kategorize edilebilir. Bu zaman çerçevesi, ötrofikasyonun yoğunluğuna ve oksijen tükenmesinin düzeyine bağlıdır. Oksijensiz koşullara düşen ve topluluk çeşitliliğinde aşırı azalma yaşayan bir su kütlesi, tam sağlığa dönmek için çok daha uzun bir yol kat etmek zorunda kalacak. Yalnızca hafif hipoksi yaşayan ve topluluk çeşitliliğini ve olgunluğunu koruyan bir su kütlesi, tam sağlığa geri dönmek için çok daha kısa bir yol uzunluğuna ihtiyaç duyacaktır.

Etkileri

Batı Baltık'taki deniz tabanının ölü veya ölmekte olan yengeçler, balıklar ve oksijen tükenmesi nedeniyle öldürülen istiridyelerle kaplı sualtı video karesi

Ötrofikasyonun en dikkate değer etkileri, bazen toksik olan bitkisel çiçeklenmeler, biyolojik çeşitlilik kaybı ve suda yaşayan organizmaların büyük ölçüde ölümüne yol açabilen anoksidir.

Ölü bölgelerdeki hipoksik koşullar nedeniyle, bu bölgelerdeki deniz yaşamı kıt olma eğilimindedir. Çoğu balık ve hareketli organizma, oksijen konsantrasyonları düştükçe bölgenin dışına göç etme eğilimindedir ve bentik popülasyonlar, oksijen konsantrasyonları 0,5 mg l −1 O 2'nin altında olduğunda ciddi kayıplar yaşayabilir . Şiddetli anoksik koşullarda, mikrobiyal yaşam topluluk kimliğinde de dramatik değişimler yaşayabilir ve aerobik mikropların sayısı azaldıkça ve enerji kaynaklarını oksijenden nitrat, sülfat veya ferrik demire çevirdikçe anaerobik organizmaların bolluğunun artmasına neden olabilir. Hidrojen sülfür toksik olduğundan ve bölgedeki çoğu organizmayı daha fazla strese sokarak ölüm riskini artırdığından kükürtün azaltılması özel bir endişe kaynağıdır .

Düşük oksijen seviyeleri, öldürücü anoksik koşulların üzerindeyken, bölgedeki organizmaların hayatta kalma kabiliyeti üzerinde ciddi etkilere sahip olabilir. Boyunca yapılan çalışmalar Gulf Coast ait Kuzey Amerika'da hipoksik koşullar balık ve bentik omurgasızlar dahil organizmaların çeşitli üreme oranları ve büyüme oranlarının azalmaya yol göstermiştir. Bölgeyi terk edebilen organizmalar tipik olarak bunu oksijen konsantrasyonları 2 mg l -1'in altına düştüğünde yapar . Bu oksijen konsantrasyonlarında ve altında, oksijen eksikliği olan çevrede hayatta kalan ve bölgeden kaçamayan organizmalar genellikle giderek kötüleşen stres davranışı sergileyecek ve ölecektir. Hipoksik koşullara toleranslı hayatta kalan organizmalar genellikle hipoksik ortamlarda kalıcı olmaya uygun fizyolojik adaptasyonlar sergiler. Bu tür adaptasyonların örnekleri arasında oksijen alımı ve kullanımının etkinliğinin artması, büyüme oranlarının azalması veya uyku hali yoluyla gerekli oksijen alımı miktarının azaltılması ve anaerobik metabolik yolların kullanımının artırılması yer alır.

Bentik topluluklardaki topluluk kompozisyonu, Mevsimsel Ölü Bölgeler ve Diel Döngülerinin bir sonucu olarak meydana gelenler gibi periyodik oksijen tükenmesi olayları tarafından çarpıcı biçimde bozulur . Bu tür hipoksik koşulların uzun vadeli etkileri, topluluklarda bir değişime neden olur ve en yaygın olarak toplu ölüm olayları yoluyla tür çeşitliliğinde bir azalma olarak kendini gösterir. Bentik toplulukların yeniden kurulması, larva alımı için bitişik toplulukların bileşimine bağlıdır. Bu, potansiyel olarak tarihi bentik kompozisyonları bozan daha kısa ve daha fırsatçı yaşam stratejilerine sahip daha hızlı yerleşik sömürgecilere doğru bir kayma ile sonuçlanır.

Ölü bölgelerin balıkçılık ve diğer deniz ticari faaliyetleri üzerindeki etkisi, oluşum uzunluğuna ve yere göre değişir. Ölü bölgelere genellikle biyoçeşitlilikte bir azalma ve bentik popülasyonlarda çöküş eşlik eder, bu da ticari balıkçılık operasyonlarında verim çeşitliliğini düşürür, ancak ötrofikasyonla ilgili ölü bölge oluşumları durumlarında, besin mevcudiyetindeki artış, seçilmiş verimlerde geçici artışlara yol açabilir. hamsi gibi pelajik popülasyonlar arasında . Ancak araştırmalar, çevre bölgelerdeki artan üretimin, ölü bölgeden kaynaklanan verimlilikteki net düşüşü dengelemediğini tahmin ediyor. Örneğin, Meksika Körfezi'ndeki Ölü Bölgelerin bir sonucu olarak, balıkçılık için av şeklinde tahminen 17.000 MT karbon kaybedildi. Ek olarak, balıkçılıktaki birçok stres etkeni hipoksik koşullar tarafından daha da kötüleşir. İstilacı türlerin artan başarısı ve istiridye gibi stres altındaki türlerde artan pandemik yoğunluğu gibi dolaylı faktörler, etkilenen bölgelerde hem gelir kaybına hem de ekolojik istikrara yol açmaktadır.

Diğer birçok yaşam formunun oksijen eksikliğinden ölmesine rağmen, denizanası gelişebilir ve bazen ölü bölgelerde çok sayıda bulunur. Denizanası patlamaları , çok az organizma onları beslediği için okyanustaki besin ağlarında büyük değişikliklere yol açan büyük miktarlarda mukus üretir . Mukustaki organik karbon, onu " jöle karbon şantı " olarak adlandırılan karbon dioksit formunda atmosfere geri döndüren bakteriler tarafından metabolize edilir . İnsan faaliyetlerinin bir sonucu olarak denizanası çiçeklerinin potansiyel olarak kötüleşmesi, ölü bölgelerin jöle popülasyonları üzerindeki etkisine ilişkin yeni araştırmaları yönlendirdi. Birincil endişe, kaynaklar için rekabeti ve denizanasının yaygın yırtıcılarını uzaklaştıran hipoksik koşulların bir sonucu olarak ölü bölgelerin jöle popülasyonları için üreme alanı olarak hizmet etme potansiyelidir. Artan denizanası popülasyonu, balıkçılığın kaybı, trol ağlarının ve balıkçı teknelerinin tahrip olması ve kirlenmesi ile yüksek ticari maliyetlere sahip olabilir ve kıyı sistemlerinde turizm gelirini azaltabilir.

Ötrofikasyon, çevresel etkilerinin yanı sıra toplum ve insan sağlığı için de bir tehdit oluşturmaktadır. Araştırmacılar, ötrofikasyon üzerine bir incelemede şunları yazdı:

"Ötrofikasyon, çevre, ekonomi (örneğin kabuklu deniz ürünleri üretimi, balıkçılık, turizm üzerindeki etki) için bir tehdit oluşturuyor, aynı zamanda insan sağlığına da tehdit oluşturuyor (Von Blottnitz ve diğerleri, 2006; Sutton ve diğerleri, 2011). ötrofikasyonun etkileri son yirmi yılda, özellikle Amerika Birleşik Devletleri'nde ve Baltık Denizi'nde yapılmıştır (Dodds ve diğerleri, 2009; Gren ve diğerleri, 1997).Bu çalışmalar, ölçülebilir çeşitli etki ve maliyetleri göstermektedir. oldukça doğrudan, örneğin yüz binlerce insanın bulunduğu şehirler birkaç gün boyunca içme suyundan mahrum kaldığında.Bir örnek, 2014 yılında batıdaki Erie Gölü havzasında 400.000 kişiye su tedarikinin kesilmesine yol açan zehirli alg patlamasıdır (Smith). ve diğerleri, 2015) Öte yandan, tüm çevresel, sağlık ve sosyo-ekonomik etkilerin dolaylı etkilerin hesaplanmasına dahil edilmesi daha fazla zorluk teşkil etmektedir (Folke ve diğerleri, 1994; Romstad, 2014).

Konumlar

Meksika Körfezi'nde ölü bölge

1970'li yıllarda, deniz ölü bölgeler ilk yoğun ekonomik kullanım bilimsel incelemeye uyarılmış yerleşik alanlarda dikkat çekildi: ABD, Doğu Yakasının içinde Chesapeake Körfezi , İskandinavya'nın en içinde boğaz denilen Kattegat ağzı olan, Baltık Denizi ve diğer önemli Baltık Denizi'nde Karadeniz'de ve kuzey Adriyatik'te balıkçılık alanları .

Chesapeake Körfezi'ndeki çeşitli türlerin ihtiyaç duyduğu çözünmüş oksijen seviyeleri

Güney Amerika , Çin , Japonya ve Yeni Zelanda'nın kıyı sularında diğer deniz ölü bölgeleri ortaya çıktı . 2008 yılında yapılan bir çalışmada dünya çapında 405 ölü bölge saydı.

Baltık Denizi

Baltık Nest Enstitüsü'nden araştırmacılar birinde yayınlanan PNAS Baltık Denizi'nde ölü bölgeler, yaklaşık 5.000 km den büyüdü o konular raporları 2 60.000'den fazla km'ye 2 son yıllarda.

Ölü bölgelerin artmasının arkasındaki nedenlerden bazıları, gübre kullanımı, büyük hayvan çiftlikleri, fosil yakıtların yakılması ve belediye atık su arıtma tesislerinden gelen atık sulara atfedilebilir.

Muazzam büyüklüğü ile Baltık Denizi, bir bütün olarak değil, alt alanlarda en iyi şekilde analiz edilir. 2004 yılında yayınlanan bir makalede araştırmacılar, Baltık Denizi'ni her biri kendine özgü özelliklere sahip 9 alt bölgeye ayırdı. 9 alt bölge şu şekilde ayırt edilir: Bothnia Körfezi, Takımadalar bölgesi, Finlandiya Körfezi, Riga Körfezi, Gdansk Körfezi, İsveç Doğu sahili, Orta Baltık, Kemer Denizi bölgesi ve Kattegat. Her bir alt alan, besin ilavelerine ve ötrofikasyona farklı tepki vermiştir; ancak, bir bütün olarak Baltık Denizi için birkaç genel kalıp ve önlem vardır. Araştırmacılar Rönnberg ve Bonsdorff'un belirttiği gibi,

“Baltık Denizi'ne artan besin yüklerinin bölgeye özgü etkilerinden bağımsız olarak, kaynaklar tüm bölgede aşağı yukarı benzer. Bununla birlikte, deşarjların kapsamı ve şiddeti farklılık gösterebilir. Örneğin HELCOM (1996) ve Rönnberg (2001)'de görüldüğü gibi, besin girdisindeki ana kaynaklar tarım, sanayi, belediye kanalizasyon ve ulaşımdan elde edilmektedir. Su ürünleri yetiştiriciliği ve ormancılıktan sızıntı gibi yerel nokta kaynaklarının yanı sıra atmosferik birikim şeklindeki azot emisyonları da önemlidir.”

Genel olarak, Baltık Denizi'nin her bölgesi benzer antropojenik etkiler yaşıyor. Rönnberg ve Bonsdorff'un belirttiği gibi, "Ötrofikasyon Baltık Denizi bölgesinde ciddi bir sorundur." Ancak, suyu canlandırma programlarının uygulanması söz konusu olduğunda, muhtemelen her alanın yerel düzeyde ele alınması gerekecektir.

Chesapeake Körfezi

National Geographic'in bildirdiği gibi, "Amerika Birleşik Devletleri'nin doğu kıyısındaki Chesapeake Körfezi, 1970'lerde tanımlanan ilk ölü bölgelerden birine sahiptir. Chesapeake'deki yüksek nitrojen seviyelerine iki faktör neden olur: kentleşme ve tarım. Körfezin batı kısmı havaya nitrojen yayan fabrikalar ve şehir merkezleriyle doludur.Atmosferik nitrojen, körfeze giren nitrojenin yaklaşık üçte birini oluşturur. büyük miktarda gübre."

National Geographic ayrıca, "Chesapeake Körfezi Vakfı, 1967'den beri körfezin su kalitesini iyileştirmeyi ve kirlilik akışını engellemeyi amaçlayan bir dizi programa öncülük etti. Chesapeake'de hala, büyüklüğü mevsime ve hava durumuna göre değişen ölü bir bölge var."

Elizabeth Nehri, Virginia

Elizabeth Nehri haliç açısından önemlidir Norfolk, Virginia , Chesapeake, Virginia , Virginia Beach, Virginia ve Portsmouth, Virginia . Azot ve fosforun yanı sıra gemi inşa endüstrisinden, ordudan, dünyanın en büyük kömür ihracat tesisinden, rafinerilerden, yükleme rıhtımlarından, konteyner onarım tesislerinden ve diğerlerinden kaynaklanan zehirli tortularla da kirlendi, bu nedenle balıklar "1920'lerden beri yasaktı" . 1993 yılında, mummichog'u maskot olarak benimseyen bir grup onu temizlemek için kuruldu ve binlerce ton kirlenmiş tortuyu kaldırdı. 2006'da Money Point adlı 35 dönümlük biyolojik ölü bölge tarandı ve bu balıkların geri dönmesine ve sulak alanın iyileşmesine izin verdi.

Erie Gölü

Bir mevsimlik ölü bölge orta kesiminde var olan Erie Gölü doğusundan Noktası Pelee için uzun noktada ve Kanada ve Amerika Birleşik Devletleri'nde kıyılarında uzanıyor. Temmuz ve Ekim ayları arasında ölü bölge 10.000 kilometrekareye kadar büyüme yeteneğine sahiptir. Erie Gölü , alglerin büyümesini hızlandıran ve daha sonra hipoksik koşullara katkıda bulunan tarımsal akış nedeniyle fazla fosfora sahiptir . Göldeki fosfor bolluğu , kentsel ve tarımsal akış gibi noktasal olmayan kaynak kirliliğinin yanı sıra kanalizasyon ve atık su arıtma tesislerini içeren nokta kaynaklı kirlilikle bağlantılıdır . Bölge ilk olarak 1960'larda gölde meydana gelen ötrofikasyonun zirvesinin ortasında fark edildi . Halkın endişesi arttıkça, Kanada ve ABD , ölü bölge büyümesini tersine çevirmenin bir yolu olarak 1970'lerde göle akan kirliliği azaltmak için çabalar başlattı . 2018 yılında bilim adamları, bölgede ölü bölgelerin ortaya çıkmasını önlemek için fosfor akışının %40 daha azalması gerektiğini belirtti. Ticari ve eğlence amaçlı balıkçılık endüstrisi, hipoksik bölgeden önemli ölçüde etkilenmiştir. 2021'de düşük oksijenli sular, ölü Sheepshead ve Freshwater Drum balık türlerine neden oldu. Gölün suyu da insanların içmesi için kullanılıyor. Gölden gelen suyun, yaz sonlarında ölü bölge aktif olduğunda yaygın bir koku ve renk değişikliği aldığı söylenmektedir.

Aşağı St. Lawrence Halici

Aşağı St. Lawrence Nehri bölgesinde, doğu Saguenay Nehri'nden Baie Comeau'nun doğusuna kadar uzanan, en büyük 275 metrenin (902 ft) üzerindeki derinliklerde ve 1930'lardan beri fark edilen ölü bir bölge vardır . Kanadalı bilim adamları için temel endişe, bölgede bulunan balıklar üzerindeki etkidir.

Oregon

Oregon ve Washington kıyılarını kapsayan ve 2006'da 1.158 mil karelik bir alanda en yüksek boyuta ulaşan hipoksik bir bölge var. Nisan ve Eylül ayları arasındaki kuvvetli yüzey rüzgarları, yosun oluşumunun artmasıyla sonuçlanan sık sık yükselmeye neden olarak hipoksiyi mevsimsel bir olay haline getirir. Yükselme, bölge içindeki daha düşük sıcaklıklara katkıda bulunmuştur. Ölü bölge, yengeçler ve balıklar gibi deniz organizmalarının yer değiştirmesine ve ticari balıkçılığın müdahalesine neden oldu . Yer değiştiremeyen organizmaların boğulduğu ve balıkçılar tarafından kullanılamaz hale geldiği tespit edilmiştir. 2009 yılında, bir bilim adamı hipoksik bölgenin deniz tabanı boyunca "binlerce ve binlerce" boğulmuş, yengeç, solucan ve deniz yıldızını tanımladı. 2021 yılında, ölü bölgenin meydana geldiği bölgedeki hipoksik koşulların izlenmesine ve çalışmaya devam edilmesine 1,9 milyon dolar yatırıldı.

Meksika Körfezi 'ölü bölge'

Meksika Körfezi'ndeki Louisiana kıyılarında çoğu yaz meydana gelen geçici hipoksik dip su alanı, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki en büyük tekrarlayan hipoksik bölgedir. Yaz ısınması, bölgesel sirkülasyon, rüzgar karışması ve yüksek tatlı su deşarjı nedeniyle yılın sadece yaz aylarında meydana gelir. Mississippi Nehri kıta ABD'nin% 41 için drenaj alanı, gibi yüksek besin ikinci tur döker azot ve fosfor Meksika Körfezi içine. NOAA tarafından oluşturulan 2009 tarihli bir bilgi sayfasına göre , "hipoksiye neden olan besin yüklerinin yüzde yetmişi bu geniş drenaj havzasının bir sonucudur". hangi ABD kalbini içeren tarım , Midwest . Durum kısa ve mevsimliktir, ancak haritalarda maksimum politika etkisi için kalıcı olarak gösterilir. Arıtılmış kanalizasyonun kentsel alanlardan deşarjı (2009'da nüfus yaklaşık 12 milyon), tarımsal akışla birlikte teslim c. Her yıl Meksika Körfezi'ne 1,7 milyon ton fosfor ve azot giriyor. Mahsul verimini artırmak için gerçekten de nitrojene ihtiyaç vardır, ancak bitkiler onu almakta yetersizdir ve genellikle bitkilerin gerçekten ihtiyaç duyduğundan daha fazla gübre kullanılır. Bu nedenle, uygulanan azotun yalnızca bir yüzdesi ekinlerde son bulur; ve bazı bölgelerde bu sayı %20'den azdır. Iowa , Mississippi Nehri drenaj havzasının %5'inden daha azını işgal etse de, Iowa'daki yüzey suyundan yıllık ortalama nitrat deşarjı, yaklaşık 204.000 ila 222.000 metrik ton veya Mississippi Nehri'nin Meksika Körfezi'ne ilettiği tüm nitratın %25'idir. Raccoon Nehri Havzası'ndan yapılan ihracat, bir Meksika Körfezi hipoksi raporu için değerlendirilen 42 Mississippi alt havzası arasında en yüksek nitrat kaybı olarak sıralanan yıllık 26.1 kg/ha/yıl verimle Birleşik Devletler'deki en yüksekler arasındadır. 2012'de Iowa, Iowa sularına ve Meksika Körfezi'ne besinleri değerlendirmek ve azaltmak için bilim ve teknoloji tabanlı bir çerçeve olan Iowa Besin Azaltma Stratejisini tanıttı. ve bilimsel, makul ve uygun maliyetli bir şekilde noktasal olmayan kaynaklar." Strateji, besin tutma uygulamalarının sosyal yardım, araştırma ve uygulanması yoluyla Iowa'nın olumsuz katkılarını azaltmak için gönüllü yöntemler kullanarak gelişmeye devam ediyor. Minnesota, Mississippi Havzası'na tarımsal akışın azaltılmasına yardımcı olmak için 2015 yılında , Minnesota Eyaleti genelinde tarım arazileri ve kamu su yolları arasında zorunlu nehir kıyısı tamponlarını uygulamak için tasarlanan "Tampon Yasası" olarak da bilinen 103F.48 sayılı MN Statüsü'nü kabul etti . Su ve Toprak Kaynaklarının Minnesota Kurulu (BWSR)% 99 ulaşmıştır 'Tampon Kanun' ile bu uyumu belirten Ocak 2019 rapor yayınladı.

Boy

Meksika Körfezi'nde her yaz birkaç hafta boyunca meydana gelen hipoksik dip suyunun alanı, çoğu yıl 1985'ten 2017'ye kadar haritalandı. Boyut, 22.730 kilometrekareden (8.776 mil kare) daha fazlasını kapsadığı 2017'de rekor seviyeden yıllık olarak değişiyor. ) 1988'de 39 kilometrekarelik (15 mil kare) rekor düşük seviyeye ulaştı. 2015 ölü bölge, 16.760 kilometrekare (6,474 mil kare) olarak ölçüldü. Louisiana , Cocodrie'deki Louisiana Üniversiteleri Deniz Konsorsiyumu'ndan Nancy Rabalais , 2012'deki ölü bölge veya hipoksik bölgenin Connecticut'tan daha büyük olan 17.353 kilometrekare (6.700 mil kare) bir alanı kapsayacağını tahmin etti ; ancak, ölçümler tamamlandığında, 2012 yılında hipoksik dip su alanı yalnızca 7,480 kilometrekare olarak gerçekleşti. "Ölü bölge" alanlarını tahmin etmek için Mississippi Nehri'nden gelen nitrojen akışını kullanan modeller, 2007, 2008, 2009, 2011 ve 2013'te hiç gerçekleşmeyen rekor alanları öngörerek, 2006'dan 2014'e kadar sistematik olarak yüksek olduğu için eleştirildi.

1988 yazının sonlarında, büyük kuraklık Mississippi'nin akışının 1933'ten bu yana en düşük seviyesine düşmesine neden olduğu için ölü bölge ortadan kalktı. Mississippi Nehri Havzası'ndaki yoğun sel zamanlarında, 1993'te olduğu gibi, ""ölü bölge" önemli ölçüde arttı. büyüklüğünde, bir önceki yıla göre yaklaşık 5.000 km (3.107 mil) daha büyük".

Ekonomik etki

Bazıları, ölü bölgenin Meksika Körfezi'ndeki kazançlı ticari ve eğlence amaçlı balıkçılığı tehdit ettiğini iddia ediyor. "2009 yılında, Körfez'deki ticari balıkçılığın limandaki değeri 629 milyon dolardı. Yaklaşık üç milyon eğlence amaçlı balıkçı, 22 milyon balık avı gezisi yaparak Körfez ekonomisine yaklaşık 10 milyar dolar katkıda bulundu." Bilim adamları, besin yüklemesinin balıkçılık üzerinde olumsuz bir etkisi olduğu konusunda evrensel bir anlaşma içinde değiller. Grimes, besin yüklemesinin Meksika Körfezi'ndeki balıkçılığı geliştirdiğini iddia ediyor. Courtney et al. Bu hipotez, besin yüklemesinin Meksika'nın kuzey ve batı Körfezi'ndeki kırmızı snapper'daki artışlara katkıda bulunmuş olabileceğini varsayın.

2017'de Tulane Üniversitesi, daha az gübre ile mahsul yetiştirmek için 1 milyon dolarlık bir hibe teklif etti.

Tarih

Karides balıkçıları ilk olarak 1950'de Meksika Körfezi'nde bir 'ölü bölge' bildirdiler, ancak bilim adamlarının araştırmaya başladığı hipoksik bölgenin boyutunun arttığı 1970 yılına kadar değildi.

1950'den sonra ormanların ve sulak alanların tarımsal ve kentsel gelişim için dönüştürülmesi hızlandı. "Missouri Nehir Havzası'nda yüz binlerce dönüm orman ve sulak alan (66.000.000 dönüm) tarım faaliyetleriyle değiştirildi [...] Aşağı Mississippi'de vadideki ormanların üçte biri 1950 ile 1976 arasında tarıma dönüştürüldü."

Temmuz 2007'de, bir ölü bölge kıyılarında keşfedildi Texas Brazos Nehri Körfezi'ne dökülür.

2007 Enerji Bağımsızlığı ve Güvenliği Yasası

2007 Enerji bağımsızlığı ve Güvenlik Yasası 36 milyar ABD galonu (140,000,000 m üretimi için aramaların 3 15 milyar ABD galonu (57.000.000 m de dahil olmak üzere 2022 yenilenebilir yakıtların), 3 mısır bazlı etanol), bir akım, üretimi yaklaşık üç katına mısır üretiminde de benzer bir artış gerektirecektir. Ne yazık ki, plan yeni bir sorun teşkil etmektedir; mısır üretimi talebindeki artış, azot akışında orantılı bir artışa neden olur. Dünya atmosferinin %78'ini oluşturan azot, inert bir gaz olmasına rağmen daha reaktif formlara sahiptir ve bunlardan ikisi (nitrat ve amonyak) gübre yapımında kullanılır.

Urbana-Champaign'deki Illinois Üniversitesi'nde mahsul fizyolojisi profesörü olan Fred Below'a göre , mısır birim alanda diğer mahsullerden daha yüksek bir tane ürettiği için daha fazla azot bazlı gübre gerektirir ve diğer mahsullerden farklı olarak mısır tamamen mısıra bağımlıdır. toprakta mevcut azot. Sonuçlar, 18 Mart 2008 bildirdi Ulusal Bilimler Akademisi Tutanakları , mısır üretimini ölçeklendirme 15 milyar ABD-galon karşılamak için olduğunu gösterdi (57.000.000 m 3 10-18 tarafından Ölü Bölgesinde azot yükünü artıracak) gol %. Bu, nitrojen seviyelerini, 1997'den beri ölü bölgeyi izleyen federal, eyalet ve kabile kurumlarının oluşturduğu bir koalisyon olan Mississippi Havzası/Meksika Körfezi Su Besin Görev Gücü ( Mississippi Nehri Havzasını Koruma Programları ) tarafından önerilen düzeyin iki katına çıkaracaktır. Görev gücü, ölü bölgenin küçülmesi için nitrojen akışının %30 oranında azaltılması gerektiğini söylüyor.

tersine çevirme

Bentik toplulukların iyileşmesi, öncelikle hipoksik bölge içindeki hipoksik koşulların uzunluğuna ve şiddetine bağlıdır. Daha az şiddetli koşullar ve geçici oksijen tükenmesi, daha uzun hipoksi koşulları ve daha şiddetli oksijen tükenmesi ile daha uzun yeniden oluşum dönemlerine yol açan bentik larvalar tarafından bitişik alanlardan yeniden kurulması nedeniyle bölgedeki bentik toplulukların hızlı bir şekilde iyileşmesine izin verir. İyileşme aynı zamanda bölgedeki tabakalaşma seviyelerine de bağlıdır, bu nedenle daha sıcak sulardaki yoğun tabakalı alanların, ötrofikasyon kaynaklı hipoksiye daha duyarlı olmanın yanı sıra, anoksik veya hipoksik koşullardan kurtulma olasılığı daha düşüktür. Tabakalı deniz ortamlarında iyileşme yeteneği ve hipoksiye yatkınlık arasındaki farkın, okyanus ısınması devam ettikçe gelecekte ölü bölgelerin toparlanma çabalarını karmaşık hale getirmesi bekleniyor .

Zengin çevre toplulukları olan küçük ölçekli hipoksik sistemler, ötrofikasyonun durmasına yol açan besin akışlarından sonra iyileşme olasılığı en yüksektir. Bununla birlikte, hasarın boyutuna ve bölgenin özelliklerine bağlı olarak, büyük ölçekli hipoksik durum, on yıllık bir sürenin ardından potansiyel olarak iyileşebilir. Örneğin , daha önce dünyanın en büyüğü olan Karadeniz ölü bölgesi, Sovyetler Birliği'nin çöküşünü ve Doğu ve Orta Avrupa'da merkezi olarak planlanmış ekonomilerin çöküşünü takiben gübre kullanımı çok maliyetli hale geldikten sonra 1991 ve 2001 yılları arasında büyük ölçüde ortadan kalktı . Balıkçılık bölgede yeniden önemli bir ekonomik faaliyet haline geldi.

Karadeniz "temizliği" büyük ölçüde kasıtsızken ve kontrol edilmesi zor gübre kullanımında bir düşüş içeriyor olsa da, BM büyük endüstriyel emisyonları azaltarak diğer temizlemeleri savundu. 1985'ten 2000'e kadar, Ren Nehri üzerindeki ülkelerin politika çabaları kanalizasyon ve suya endüstriyel nitrojen emisyonlarını azalttığında , Kuzey Denizi ölü bölgesi nitrojeni %37 oranında azalttı. Hudson Nehri ve San Francisco Körfezi boyunca başka temizlikler de yapıldı .

Diğer tersine çevirme yöntemleri burada bulunabilir .

Ayrıca bakınız

Notlar

Referanslar

daha fazla okuma

Dış bağlantılar