在紐西蘭的豪拉基灣，海浪拍打著懸崖，並將泥土捲入海洋，而船隻和風暴則攪動海底的淤泥。河流從大陸帶來肥料，導致阻擋光線的藻類大量繁殖，這些藻類與來自附近奧克蘭的汙染混合在一起。它們共同使沿海海洋變得渾濁，剝奪了生活在水柱深處的生物的主要能量來源——陽光。
作為一種環境威脅，這種現象，被稱為沿海變暗，相對來說研究不足。越來越多的研究試圖瞭解沿海變暗是如何發生的，以及它可能對海洋和其中的生命意味著什麼。2020 年發表的一篇論文 例如，表明沿海變暗可能會阻礙和改變不同浮游植物種群的相對丰度。另一篇 2019 年的文章指出，沿海變暗可能會延遲浮游植物大量繁殖的時間——這對依賴浮游植物的生物可能產生影響。而且，正如新的研究表明，沿海變暗也可能放大氣候變化的影響。
奧克蘭大學的海洋生態學家凱特琳·布萊恩說，沿海變暗會嚴重阻礙海帶的生長，使其生產力降低多達 95%。海帶生產力的下降可能會對以海帶為食或住所的魚類和其他生物產生一系列影響。它也可能破壞海帶固碳的能力，對全球氣候產生影響。
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為了做出這一發現，布萊恩和她的團隊冒險進入豪拉基灣，研究了七個海帶森林，這些森林主要由輻射海帶組成。在每個地點，他們都設定了兩個光線記錄儀，一個在水面，一個在水下 10 米的海帶中，以測量陽光的可用性。
七個海帶森林都不同程度地受到水中顆粒物的影響。靠近奧克蘭等城市地區或流經農業用地的河流的地點，往往比遠離陸地輸入的顆粒物汙染的地點更模糊。
在一年多的時間裡，該團隊四次返回這些地點，測量 20 個海帶樣本的生長情況。在野外和實驗室中，該團隊還將樣本封裝在光合呼吸測定室中，以測量每種樣本在不同光照量下產生的氧氣量。布萊恩說，海帶產生的氧氣量大致等於它用於生長的碳量，因此也等於它固定的碳量。
科學家們發現，由於顆粒物汙染對陽光的阻擋作用，最暗的地點接收到的陽光比最亮的地點少 63%。光線不足意味著在最暗的地點，海帶的初級生產力——它將太陽能轉化為有機物的速率——降低了 95%。在那裡生長的海帶積累的生物量減少了兩倍。總的來說，該團隊發現，沿海變暗導致海帶森林固定的碳量減少了 4.7 倍。
2016 年的研究 表明，世界海帶森林每年固定的碳量高達 2 億噸。然而，布萊恩透過電子郵件表示，海帶森林在全球碳迴圈中作為碳匯的程度仍不清楚：“我們正在瞭解到，海帶森林是地球上生產力最高的生態系統之一，並且可能是碳固定的重要貢獻者。然而，它們的貢獻高度依賴於物種和地點，並且最終會因人為影響（如沿海變暗和氣候驅動的溫度變化）而退化。”
德國奧爾登堡大學現已解散的沿海海洋變暗專案的負責人奧利弗·齊林斯基說，儘管研究人員已開始瞭解這種現象背後的大部分原因，但關於其對水生生物和整個海洋的更廣泛影響，仍有許多東西需要學習。“它需要更徹底的調查，”他說。
沿海變暗是複雜的。它是陸地和海洋中無數過程的累積，具體原因因海岸而異。例如，一個原因是來自樹木的植物物質落入河流，溶解成棕色漿液，並流入海洋以阻擋陽光。在這種情況下，效果取決於附近的樹木型別，因為它們的樹葉和樹枝會溶解成不同的化合物，對光產生不同的影響。在挪威，有計劃的植樹造林工作具有諷刺意味地導致了沿海變暗的加劇。挪威水研究所的海洋生態學家和生物光學專家特蕾莎·哈維說，要減輕沿海變暗，就需要科學家從廣泛的跨學科角度來解決這個問題，她沒有參與這項新研究。
然而，哈維說，最大限度地減少進一步的人為變暖是減輕沿海變暗的明確步驟。氣候變化將導致世界某些地區降雨量增加。反過來，這可能意味著更多的碎屑、有機物和肥料到達海洋。但布萊恩的研究表明，瞭解如何對抗沿海變暗也可以幫助我們應對氣候變化。
布萊恩還指出，與其他人為造成的氣候問題（如全球氣溫升高）不同，沿海變暗可以在地方層面解決，因為每個海岸的經歷都不同。此外，各國可以採取一些措施，如禁止在某些水體附近進行開發或對抗海岸侵蝕，以迅速看到成效。
儘管存在多層複雜性，但沿海變暗構成的威脅，其核心卻非常簡單：“它影響光線，而光線正在影響海洋中的所有生命，”哈維說。
這個故事最初發表在 Hakai 雜誌，並且是 Covering Climate Now 全球新聞合作的一部分，該合作旨在加強對氣候故事的報道。