在过去几十年,海洋缺氧现象在全球海洋中被频繁观测到,特别是沿岸海域和热带海洋。在全球变暖背景下,大多数气候模型预测未来海洋溶解氧将会逐渐减少。海洋溶解氧作为维持海洋生态系统稳态的关键环境因子,是绝大多数海洋生物进行生命活动必不可少的物质。海洋缺氧不仅会影响海洋中氮、磷、铁等元素的生物地球化学循环;同时也会导致大多数海洋生物在行为、繁殖、生长等方面发生变化,更严重的会威胁个别海洋生物生存,引发死亡事件。最终地,海洋缺氧将影响整个海洋生态系统的功能和价值,并给人类社会经济生活造成不可逆的负面影响。全球气候变暖是导致海洋缺氧的主要原因之一。海温升高会降低海洋中氧气溶解度,从大气进入海洋的溶解氧减少,进而扩大现有的海洋低氧区域。同时,海洋变暖会增强海洋中的层化作用并减弱通风过程,由表层进入到海洋内部的氧气总量将减少。在海温升高、通风较弱的水层中,有机物矿化发生概率将提高,海洋生物的呼吸速率将增强,这将进一步加剧海洋缺氧。尽管人们使用海洋调查研究的历史数据对世界各大洋的溶解氧分布进行绘制,但单一的调查或航次数据很难对各大洋的缺氧现象进行长时间的时空变化趋势深入分析。因此,本研究通过1960-2019年的多源溶解氧观测数据集,对海洋最小含氧带（Oxygen Minimum Zone,OMZ）分别在溶解氧浓度小于20μmol/kg（OMZ20）和60μmol/kg（OMZ60）条件下的时空分布特征进行探究。已有的关于溶解氧变化信号的出现时间（Time of Emergence,ToE）研究多是关注在海洋温跃层,并且缺少分别预测溶解氧增加或减少信号ToE的研究。本研究使用公共地球系统模式大型集合数值模拟（The Community Earth System Model Large Ensemble Numerical Simulation,CESM-LENS）数据集对上层（0-200m）、中层（200-1000m）、底层（1000m以下）海洋溶解氧减少信号ToE进行预测。最后结合海洋生物丰富度数据初步探究海洋缺氧现象对海洋生物多样性的影响。研究结论如下:（1）在1960-2019年期间,全球海洋OMZ60和OMZ20在水平方向上呈显著的扩张趋势,在垂直方向上呈轻微减弱的趋势。全球海洋OMZ在垂直方向的减弱速度大于水平方向的增强速度,OMZ60与OMZ20体积均呈减弱的趋势。（2）在水平方向上,全球和区域（大西洋、印度洋、太平洋）海洋OMZ60面积与OMZ20面积具有相似的变化,相关系数均超过0.90（p＜0.001）。在垂直方向上,OMZ60与OMZ20的上边界深度、下边界深度和厚度具有空间异质性,且上边界深度逐渐趋于平均。（3）全球气候变暖背景下海洋溶解氧的状况不容乐观。在高等温室气体排放,即代表浓度路径 8.5（Representative Concentration Pathway 8.5,RCP8.5）情景下,有69%的上层、75%的中层和71%的底层海洋出现溶解氧减少信号,每层海洋平均的ToE分别为2048年,2026年,和2033年。在低温室气体排放,即XGHG情景下,在2080年前出现溶解氧减少信号的面积比率更低,ToE更晚。（4）在RCP8.5和XGHG情景下,大面积的海洋溶解氧减少信号在中层海洋中出现,且相应的ToE早于上层和底层海洋。这可能是因为生物耗氧量在中层海洋最大。在区域海洋中,中层和底层海洋溶解氧减少信号的ToE更早,同时面积比率也达到最大。此外,不同方法的ToE全球分布模式显示大部分海洋都将在2080年前出现溶解氧减少信号。（5）全球海洋生物丰富度与最小溶解氧（Minimum Dissolved Oxygen,minDO）、海洋溶解氧减少信号的ToE均具有较弱的相关性,这可能是因为海洋生物多样性由多种环境因子共同调控。其相关关系在区域海洋中具有空间异质性。生物溶解氧敏感区主要分布在南大洋、北大西洋和沿岸海域。本文准确量化了海洋OMZ的时空分布情况,并探讨了整个海洋溶解氧减少信号ToE的分布特征,为未来关于海洋缺氧的成因机制的相关研究提供了基础信息。此外,本文进行了全球海洋生物丰富度对海洋缺氧的响应的初步分析,未来研究可以从多角度对海洋缺氧导致的海洋生物多样性与生物量的变化进行探究。