卫星遥感监测海洋死亡区
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Email科学家探索出应用遥感技术的新方法来理解和预测不断变化的海洋“死亡区”
自1995年以来，至少有500个海域被报告出现过死亡区（dead zone），加起来的总面积比英国还大，严重危及渔业、娱乐和海洋的整体健康。近半个世纪以来全球气候变化也在加剧这一环境现象。
目前对全球海洋死亡区的具体空间范围和时间变化还知之甚少。美国密歇根州立大学（MSU）联合加拿大卡尔加里大学的科学家们探索出了使用卫星遥感方法来解决这一难题的可行方法。该成果于近期在线发表在《环境遥感》期刊 (Remote Sensing of Environment)。
死亡区，这个名字听上去就像无人区一样惊悚。实际上，海洋死亡区又称无氧区，指水体因环境变化到氧含量极低水平，以至于水生生物因缺氧而大量死亡或者逃离该水域。这一问题主要出现在沿海地区，其中一个主要原因是由于毗邻大河流域径流裹挟的氮磷污染物引起的环境影响。富营养化的水体滋养了大量的藻类。藻类凋亡，沉归海底。藻类的腐烂需要消耗大量溶解在水中的氧气，从而导致水体缺氧。
"了解并追踪这些无氧区在哪里以及它们如何随时间变化是应对这一恶性环境问题的关键。基于小规模水体采样的传统的方法很重要，但不足以应用于大规模的监测工作"李英杰说。他在MSU的系统集成和可持续研究中心读博士时做了这项工作。他目前是斯坦福大学的博士后研究员。
海洋死亡区可能很难识别和跟踪，通常是通过水样来观察。但是，正如《环境遥感》杂志所报道的，科学家们已经探索出了一种新的方法，利用卫星视角来了解海洋表面及深处的环境变化并以密西西比河口的墨西哥湾作为案例研究区。除了预测海洋死亡区的大小，该研究还提供了关于死亡区在何处、何时以及持续多久的更多细节信息，并能以近乎实时的方式对海洋死亡区进行建模预测。
该研究团队指出，有必要启动一个全球沿海海域观测网络，来搜集、融合和共享海洋监测数据，以更好地理解、预测和报道不断变化的海洋生态系统。目前，这种数据来源多样、分散还很难获得。此外，由于这一沿海的环境问题不单单是局地因素导致，更多的是由于遥远的外部因素，如千里之外的农业氮磷流失污染（如本案例中的美国中西部农业带）驱使。该团队指出，远程耦合框架对于深入理解这一环境问题的全貌是很有用的。
"这一沿海水体无氧化的环境问题是一个远程耦合问题。该问题的系统范围不仅仅局限于某一海洋死亡区与之紧密链接的遥远的陆地农业区组成的耦合系统。甚至更遥远的地方/国度因粮食需求而大量进口也可能是驱动这一更大远程耦合系统的关键组分。因此，我们在采用新方法解释现象的同时，采取全面的视角思考问题也是至关重要的。"刘建国教授在采访中表示。刘建国是密歇根州立大学 “蕾切尔·卡逊” 可持续发展讲席教授、杰出教授，同时任系统综合与可持续研究中心主任。
除了李英杰博士和刘建国教授，加拿大卡尔加里大学的Samuel Robinson博士和Lan Nguyen博士也参与了该项研究工作。这项工作得到了国家科学基金会和环境科学与政策研究奖学金的资助。
REMOTE SENSING OF ENVIRONMENT - Satellite prediction of coastal hypoxia in the northern Gulf of Mexico
We demonstrated the great potential of applying satellite remote sensing for spatially explicit hypoxia mapping, which could promote more cost-effective coastal hypoxia monitoring and assessment practices.
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