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文化

科学家认为全球变暖影响北极圈食物链,后果无法预料

Carl Zimmer2016-11-25 07:37:05

虽然近几十年来,全球变暖已经影响了整个地球,但北极是情况最为严重的地区。

本文只能在《好奇心日报》发布,即使我们允许了也不许转载*

北冰洋似乎离我们十分遥远,是一个令人生畏的地方,但对于鸟类、鲸鱼和其他动物来说,这里却是绝佳的捕食目的地。

斯坦福大学(Stanford University)生物海洋学家凯文·艾利戈(Kevin R. Arrigo)说:“在夏天的时候,那里是获得食物的绝佳之地,所以许多动物会飞行或游数千公里到达那儿。”

但是它们的食物种类正在发生变化。科学家在周三的报告中称,全球变暖正大规模地改变着北冰洋上的生态环境,确认了更早前的研究结果。

作为食物链网的基础,藻类的年产量在 1997 年至 2015 年期间增加了约 47%,海洋“变绿”的时间逐年提前。

这些变化可能会对鸟类、海豹、北极熊和鲸鱼等食物链上游的动物产生深远的影响。然而,目前科学家仍未能充分了解北冰洋地区的生物环境,因此无法预测这里的生态系统在未来几十年后会变成怎样。

虽然近几十年来,全球变暖已经影响了整个地球,但北极是情况最为严重的地区。根据丹麦气象研究所(Danish Meteorological Institute)保存的纪录显示,高北极地区本月的气温比平均水平高出了 2.2 摄氏度

10 月,海冰区域的面积低于平均水平 28.5%,这是科学家自 1979 年开始记录以来每年该月的最低水平。消失的海冰区域相当于阿拉斯加州和德克萨斯州在一起的面积

自 2000 年代中期以来,艾利戈博士和其他研究学者一直在试图评估海冰减少对北极地区生态系统的影响。

每年春天,太阳重新照回到北极地区时,会融化部分在冬季形成的冰块。在冰块融化后的水域中,藻类重现生机,开始生长。

位于北冰洋的弗兰格尔岛附近大量生长的藻类。这片海洋中的藻类数量迅速增加。 图片版权:M. Kahru

在北冰洋,这些藻类是食物链的基础,是磷虾和其它无脊椎动物的食物,反过来,这些无脊椎动物则是更大的鱼类、哺乳动物和鸟类的食物。

艾利戈博士和他的同事们乘坐研究船前往北极,研究在水中的藻类,以确定这些藻类是如何影响海水颜色的。然后,他们会分析北冰洋的卫星图像,通过海水的颜色估计藻类增长的数量——科学家称之为海洋的生产力。

艾利戈博士发现,海洋的生产力正在迅速增加。在他和同事去年发表的最新报告中,他们估计北极地区的生产力在 1998 年至 2012 年期间增长了 30%。

来自圣地亚哥加利福尼亚大学的海洋学家马蒂·卡赫鲁(Mati Kahru)对此却持怀疑态度。作为一名遥感专家,他知道要获得一张可靠的北极海洋图像有多困难。

众所周知,海洋上空总是云层密布,并且藻类并不是唯一一种令海水变色的物体。河流会将茶色的有机物质带入北冰洋里,令人误以为海水中藻类的数量比实际上要多。

卡赫鲁博士和他的同事决定进行独立的研究,从卫星数据库中搜集拍摄于 1997 年至 2015 年期间的图像。他说:“(我们收集了)每一张可以找得到的图像。”

科学家运用数学方程式来确定每张图像中每个像素的颜色是如何被确定为藻类、径流和其它因素的。最后,卡赫鲁博士认为艾利戈博士的结论是正确的:北冰洋的生产力已经大幅度上升。

加拿大魁北克拉瓦尔大学(Université Laval)的海洋学家马塞尔·巴宾(Marcel Babin)并没有参与这项新研究,他认为研究人员的“工作严谨细致”,也证实了早些时候的研究。他说:“这是一个重要的发现。”

北冰洋不仅生长着更多的藻类,并且藻类的生长期正逐年提前。卡赫鲁博士说:“(藻类的)生长期变得越来越早,有时甚至会提前两个月开始。”

事实上,藻类的生长爆发期可能比卫星的记录要来得更快。在研究船上,艾利戈博士和他的同事发现,开放水域已经不再是藻类生长的必要条件。

海洋里的浮冰变得如此之薄,阳光已经能穿透这些浮冰照射到水下。艾利戈博士说:“现在它们(藻类生物)甚至不需要再等待冰块融化(就可以生长)。”

如果我们任由情况继续下去,向大气中排放更多的二氧化碳,北极地区会越来越暖,到了夏天,这里所有冰甚至可能都会融化掉。如果藻类能够在海洋中找到更多的氮和其它营养物质,它的生长能力可能继续上升。

科学家还未能确定这种变化将会带来怎样的生态效应。巴宾博士说:“这种变化很有可能会影响整个食物链。”

在过去的两个夏季,巴宾博士和他的同事一直在进行一个名为 Green Edge Project 的实地考察项目,来研究这种变化的影响。目前,他们已经考察研究了加拿大北部海岸巴芬湾的生态环境。他们预期在明年提交第一份调查结果。

某些物种可能会因此蓬勃发展,因为它们可以吃到更多的藻类。但是,如果生态系统每年都提前苏醒,有许多物种可能会因此被抛在后面。

仔鱼没来得及发育,迁移的鲸鱼和鸟类可能会太迟出现。到时候,大量多余的藻类可能会沉至海底,没有被吃掉。

艾利戈博士说:“除非我们扭转局面,否则北极将会变成一个不一样的北极。”


翻译 熊猫译社 李秋群

题图来自 Wikimedia Commons

© 2016 THE NEW YORK TIMES

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