近日，上海交通大学海洋学院周韫韬副教授在Geophysical Research Letters上，以第一和通讯作者的身份发表了题为“Responses of horizontally expanding oceanic oxygen minimum zones to climate change based on observations”的研究论文。该成果的合作者为课题组博士研究生龚红静以及海洋学院双聘教授周锋研究员。论文获得国家自然科学基金项目(批准号11701485)和上海市极地前沿科学研究基地(SCOPS)的支持，上海交通大学为本成果第一单位。
开阔大洋中氧气含量低的水层被称为最小含氧带（Oxygen Minimum Zone, 简称OMZ），其大小和空间分布影响着海洋生物、物种组成、生境和生物地球化学循环。之前估计OMZ范围的研究主要关注区域尺度或垂直方向，而根据观测数据对全球OMZ年度面积和扩张速度的研究相对缺乏。
图1 1960-2019期间，最小溶解氧及其所在深度的均值（a, b）与线性趋势（c, d）
本研究利用1960-2019年期间的溶解氧观测数据集，揭示了全球海洋最小溶解氧以及其存在深度具有显著的空间异质性（图1）。最小溶解氧指的是每个监测点的溶解氧廓线数据中的溶解氧最低值。本研究选用最小溶解氧分布替代固定深度的溶解氧浓度，估计全球和区域海洋OMZ面积，主要由于使用最小溶解氧得到的OMZ面积代表整个空间范围内的最大面积，更能全面反映出全球海洋的缺氧状态。
图2 1960-2019年OMZ20和OMZ60的年均面积和变化趋势
结果表明，在1960–2019年期间，全球OMZ20（溶解氧浓度DO<20 μmol/kg）和OMZ60（DO<60 μmol/kg）平均面积分别为3千万平方千米和8千万平方千米，占全球海洋面积的9%和23%（图2）。研究结果还发现，2006年之后的全球海洋每一年OMZ面积都显著大于之前年份的面积。除阿拉伯海、南大西洋和赤道太平洋外，区域海域的OMZ面积呈现显著的扩张趋势。其中，北太平洋OMZ60与OMZ20面积扩张速率最大，分别为20万平方千米/年和11万平方千米/年。北太平洋中溶解氧的快速减少主要受到海水混合变化和有机碳再矿化增加的影响。该研究对于理解OMZ长期变化对海洋生态系统稳定性和资源管理方面具有重要意义。
周韫韬，上海交通大学海洋学院副教授，博士生导师。本科毕业于中国科学技术大学地球与空间科学学院，在美国密西根大学获自然资源管理硕士和环境工程博士学位。2013-2015年在美国斯坦福卡耐基科学研究所从事博士后工作，2015-2019年在厦门大学环境与生态学院任副教授，2019年5月加入上海交通大学海洋学院。研究领域包括海洋缺氧、富营养化、气候变化、资源管理、统计与地统计，目前以第一和通讯作者在GRL，EST，LO，ERL等期刊上发表SCI论文十余篇。
论文链接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2022GL097724