重大的波罗的海入水事件并未对20世纪中部波罗的海缺氧产生长期影响

这对我们的海洋为何重要

在全球范围内，沿海海域正在形成越来越多的“死区”——即缺氧区域，大多数海洋生物无法生存。位于北欧的波罗的海拥有其中最大的死区之一。多年来，科学家怀疑1951年从北海涌入的一次巨量咸水冲击可能为这场长期氧气危机奠定了基础。本研究利用先进的计算机模拟来探问：那一次极端事件是否真地改变了系统的走向，还是较慢的、由人类驱动的变化才是主要罪魁？

易于缺氧的海域

波罗的海几乎封闭，河流带来大量淡水，且仅通过狭窄通道与大洋相连。这造成了较轻的表层水位于较重、盐度更高的深层水之上的稳定层结。该密度屏障或盐跃层像一个盖子：表层氧气难以到达深海盆，而沉降并分解的有机物不断消耗深层氧气。当氧气降至临界值以下，深层水变为缺氧；若降至零，则形成无氧状态。与此同时，数十年来来自农业、生活污水和大气的富营养物质径流“过度施肥”了海洋，促进了藻类大量繁殖，藻类沉降并腐烂，进一步消耗深层氧气。

咸水脉冲与一个长期未解之谜

时不时，会有来自北海的密重咸水强烈涌入波罗的海，沿海底滑动，暂时为深海盆通风。史上观测到的最大一次此类脉冲，即所谓的重大波罗的海入水事件，发生在1951年。沉积记录和其他数据表明，中央波罗的海在20世纪50年代迅速转向更严重的缺氧状态。这一巧合催生了一个引人注目的假设：也许1951年的入水极大地加强了层结，从而将系统锁定在数十年的氧气丧失轨道上。但早期研究无法清晰地将这一单次事件的作用与营养物质负荷和自然气候波动等其他影响区分开来。

用虚拟实验检验海洋

为了理清这些影响，作者们采用了覆盖整个波罗的海的三维海洋—生态系统模型。他们进行了13次覆盖20世纪的模拟，包括一个逼真的参考情景和若干“假设如果”情景。在一个情景中，完全移除了1951年的入水；在另一个中，用一个弱得多的入水模式替代它；另外十个情景则重新排列了通常入水较弱的年份，以模拟一个很少接收强咸水脉冲的波罗的海。在所有情景中，模型追踪了水柱的层结强度以及每个深海盆在数十年内变为缺氧或无氧的程度。

真正驱动死区的因素

结果显示出明确的模式。强入水总体上确实影响波罗的海的层结强弱，尤其是在深层的哥特兰盆地，并在某些区域影响氧含量。然而，即便是创纪录的1951年事件，也没有在长期低氧扩展上留下持久的指纹：其影响在大约十年内消退，存在或不存在该脉冲的模拟最终收敛到几乎相同的缺氧体积。相比之下，从1940年代到1980年代的逐步、盆地范围内的缺氧增加在每个情景中均有出现，并与营养物质富集的历史相符。研究还显示，不同深海盆响应不同：博恩霍尔姆盆能够从各种入水中获得更有效的通风，而偏远的西部哥特兰盆主要接收到额外的盐度，强化了层结但几乎没有额外的氧气，当入水频繁时更容易使缺氧扩展。

自我强化的问题

一旦深层水变得缺氧，波罗的海就进入了一个“恶性循环”：低氧促使沉积物释放更多磷，这会助长固氮蓝藻的繁殖。它们的分解进一步消耗氧气，使系统越来越被这种内部循环主导，而非仅由陆地的营养物输入控制。模型显示这种内部反馈在1951年入水后大约十年左右成为主导，不论该入水在模拟中是否存在，这强调了长期富营养化而非单次物理冲击决定了系统的轨迹。

这对拯救波罗的海意味着什么

对于决策者和公众而言，结论既令人警醒又充满希望。20世纪波罗的海深层“死区”的扩大不能归咎于一次自然事件，即使如1951年的入水那样戏剧性。相反，它主要是长期营养物质富集在一个自然层结海域上的结果。入水和气候的自然变动确实影响区域细节和短期波动，但属于次要因素。这意味着在变暖的未来，缩小缺氧区最有效的方式依然是明确的：继续并加强减少陆地营养污染的努力，给这个脆弱的海洋一个重新呼吸的机会。

引用: Naumov, L., Meier, H.E.M. Major Baltic Inflows do not have long-lasting consequences for 20^th-century hypoxia in the central Baltic Sea. Commun Earth Environ 7, 205 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03245-0

关键词: 波罗的海缺氧, 富营养化, 重大的波罗的海入水事件, 沿海无生命区, 海洋缺氧