年10月，我与一队科学家一起乘坐加拿大海岸警卫队约翰·P·塔利号(JohnP.Tully)号航行在温哥华岛海岸的东北太平洋。
上图：沉积物孵化实验在塔利号的冷藏室中进行。
与波涛汹涌的大海和睡眠不足作斗争，我们花了一周的大部分时间在一个小型立式冰箱中肩并肩地工作，分析海底沉积物，以了解更多关于低氧条件对深海环境的影响。
当生物体死亡时，它们会沉入水中，在分解过程中消耗次表层海洋中的氧气。这导致了被称为最低氧区或“死区”的缺氧水带。
这些恶劣的环境对大多数生物来说是不适宜居住的。虽然它们在一些地区自然发生，但在化肥和污水顺流冲入沿海地区后，“死区”经常出现，引发藻华，然后死亡和分解。
我们在这次探险中的一项研究表明，缺氧水域下方的沉积物是一氧化二氮(N2O)的重要来源。当深水在上升流过程中上升到地表时，这种气体就会释放到大气中。
一氧化二氮，俗称“笑气”，是一种强效温室气体，其威力是二氧化碳的倍。由于人类活动刺激其生产，N2O的全球排放量正在增加。
关于全球海洋和沿海水域氧气减少、气候变化和人类活动的结果的科学文章。海洋为超过5亿人提供食物，据报道海岸附近有至少个死亡区，而年时还不到50个。
N2O热点
海洋目前约占全球N2O排放量的25%，科学家们正在努力改进对海洋贡献的估计。大多数研究都集中在氧气最小区域，这些区域被称为N2O排放的热点。
气候变化导致的海洋变暖正在推动全球海洋最低氧区的扩张。这导致人们猜测海洋中的N2O排放量将继续增加并进一步加速气候变化。我们的结果表明，在这些低氧水域与海底接触的地方，可能会产生更多的N2O。
氮是地球上生命的重要组成部分，以多种不同形式存在于环境中。专门的单细胞微生物群使用含氮化合物（如铵和硝酸盐）作为能量来驱动细胞功能。
这些代谢反应介导氮在环境中各种状态之间的转化，在此期间N2O可以作为副产品泄漏到环境中。除了作为温室气体的影响外，N2O还是排放到大气中的主要消耗臭氧层物质。
红树林作为N2O银行
我们的团队于年秋季前往百慕大，与百慕大海洋科学研究所合作，测量原始红树林中的N2O排放量。
这些沉积物较浅，浮潜者可以接触到，这使我们能够彻底研究它们在不同环境条件下的N2O循环中的作用。
我们发现百慕大红树林中的海底沉积物实际上消耗了上覆海水中的N2O。类似的N2O“阴沟”先前已在其他原始系统中描述过，包括河口、红树林甚至陆地土壤。
这些区域从大气中吸收N2O的能力与环境中含氮营养物的浓度有关。当这些含氮养分供应不足时，一氧化二氮的产生就会受到抑制。
当营养水平足够低时，海洋栖息地可以充当N2O的净消费者。当农业径流和城市废水中的氮负荷增加时，作为N2O汇的沉积物也可以作为N2O进入大气的净来源。
事实上，经历溶解氮持续输入的红树林和其他近岸生态系统往往是大型N2O排放者。
原始环境在多大程度上可以作为缓冲大气N2O浓度增加的因素仍然不确定。迄今为止，大多数研究都集中在欧洲和亚洲人口稠密和高度干扰的地区，这些地区是N2O的来源。
关于原始海洋栖息地作为N2O“阴沟”的作用及其对全球N2O预算的整体影响，还有很多需要了解的地方。
靶向肥料
尽管减少未来海洋N2O排放取决于减缓海洋最低含氧区增长和扩散的更复杂问题，但保护和恢复原始沿海环境的行动是可以在短期内实施的易于处理的干预措施。
目前，人类农业实践占全球N2O排放量的三分之二以上。因此，很多注意力都集中在减少通过肥料添加到农业土壤中的过量氮量上。
由于未被植物吸收的养分通常最终流入流域并排入海洋，因此解决化肥过度使用问题的*策也将有益于邻近的水生生态系统。
然而，进一步减少海洋排放需要采取多方面的方法，同时解决重灾区的沿海开发和废水处理做法。
联合国已宣布年为海洋科学促进可持续发展十年的开端之年，只有世界各国重视起来，并行动起来，才能真正扭转这种恶性循环。
