氣候變化擾亂海洋的生物鐘，帶來未知的深遠(yuǎn)影響

在地球的中緯度地區(qū)，每年都會出現(xiàn)一種被稱為浮游植物春季開花的奇特現(xiàn)象。從太空中可以看到，由洋流形成的巨大而短暫的絲狀綠色和藍色細(xì)絲狀陰影。

浮游植物的大量繁殖是由無數(shù)微小的藻類細(xì)胞組成的，它們在海洋表面生長和積累。進入春季后，白晝變長、風(fēng)暴減少，浮游植物大量繁殖。

春季大量繁殖的浮游植物對許多物種來說是至關(guān)重要的，這些物種對此已經(jīng)適應(yīng)，并從浮游植物增加的攝食機會中受益。

圖源：Wikimedia commons/public domain

在某些方面，浮游植物的大量繁殖像是年度海洋周期的節(jié)拍器，許多物種的生物鐘都與這個周期同步。對一些物種來說，比如蝦，其雌性會在浮游植物春季開花之前策略性地把卵產(chǎn)在水里，這樣它們的幼崽從孵化的那一刻起就有充足的食物供應(yīng)。

然而這正是氣候變化正在發(fā)揮作用的地方。氣候變化的速度很可能比海洋物種所能適應(yīng)的速度更快。

浮游動物和魚類幼蟲構(gòu)成了海洋二級生產(chǎn)的大部分，這是連接浮游植物利用太陽光產(chǎn)生生物量的初級生產(chǎn)和更高營養(yǎng)級如魚類和海洋哺乳動物的關(guān)鍵營養(yǎng)級。

這種關(guān)系被稱為營養(yǎng)級聯(lián)，因為浮游動物被小魚吃掉，而小魚又被大魚吃掉。整個生態(tài)系統(tǒng)在很大程度上是由浮游植物春季開花的時間決定的，而這個開花時間最好能與其他物種的生物鐘同步。

作為氣候變化的結(jié)果，浮游植物春季開花時間的任何變化，都可能對浮游動物種群的生存以及魚類和生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生災(zāi)難性的后果。

這個理論被稱為匹配/不匹配假說，它假設(shè)取食者的能源需求應(yīng)該“匹配”峰值資源可用性。

一項發(fā)表于湖沼學(xué)與海洋學(xué)協(xié)會(ASLO)期刊的研究“紐芬蘭和拉布拉多陸架春季浮游植物繁殖時間的物理控制和生態(tài)影響”探討了海洋氣候、春季開花時間和紐芬蘭和拉布拉多大陸架二次生產(chǎn)之間的關(guān)系。長期以來，人們一直認(rèn)為水華從南到北的發(fā)展與該地區(qū)每年的海冰消退有關(guān)。但近年來，隨著加拿大大西洋地區(qū)海冰季節(jié)的持續(xù)時間和空間范圍急劇減少，海冰與水華時間之間的關(guān)系減弱了。

研究理論指出，從冬天到春天的過渡是觸發(fā)開花的關(guān)鍵。在冬天，寒冷和暴風(fēng)雨的天氣使海洋保持良好的混合狀態(tài)。然而，春天的到來帶來了平靜的風(fēng)和溫暖的氣溫，加上淡水流量的增加。這些條件導(dǎo)致海洋重新組織成不同密度的層，這種現(xiàn)象被稱為重新分層。

重新分層有效地防止上層的浮游植物細(xì)胞在海洋力量的漩渦中輕易混合，于是它們在海洋表面的積聚造成了水華。

這種機制可成功地預(yù)測浮游植物在二十多年間春季開花的時間，還能讓我們更好地了解氣候變化對海洋的影響。

研究表明，在年度周期中，氣候變暖與該地區(qū)更早的重新分層、更早的浮游植物繁殖以及主要浮游動物物種的豐度增加有關(guān)。這一發(fā)現(xiàn)為更好地理解水華動態(tài)和推動生態(tài)系統(tǒng)健康的海洋條件打開了大門。

對于像紐芬蘭和拉布拉多大陸架這樣的寒冷地區(qū)來說，好消息是氣候變暖，春天也變暖，將導(dǎo)致浮游植物越來越豐富，這對生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力有明顯的好處。然而，在不斷變化的氣候中，這些變化將保持多久，我們無法確定。

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編譯 | Sara
審核 | LYJ
排版 | 綠葉