如果地球温度上升幅度足够大,我们可能会看到生活在海洋中的浮游生物物种发生重大重组。
不仅物种的多样性会发生根本性的变化,而且海洋变暖可能会导致浮游生物从热带向两极迁移,远离温度过高而无法居住的水域。
事实上,在过去的几十年里,我们可能已经观察到了这种转变,一些物种被记录在比我们见过的更北的地方。
这种重组将对海洋生态系统产生重大影响,因为浮游生物是海洋碳循环和食物网的重要组成部分。
浮游生物大多是微生物,它们随洋流漂流,没有足够的推进能力来控制它们的行程。 它们是地球上第二丰富的生命形式,仅次于细菌。 如果没有浮游生物,我们所知道的生命就不会存在于我们的海洋中。
特别令人感兴趣的两种类型是浮游植物(植物)和浮游动物(动物)。 浮游植物的光合作用在碳循环和地球氧气的产生中发挥着重要作用,这些生物体构成了其他大型生物体所依赖的食物网的重要组成部分。 浮游动物也是食物网和碳循环的重要组成部分。
随着全球气温继续上升,浮游生物的分布预计会发生变化。 瑞士苏黎世联邦理工学院环境物理学家法比奥·贝内代蒂 (Fabio Benedetti) 领导的一项新研究的主题是这些变化可能是什么以及浮游生物最终可能去往何处。
他和同事绘制了860多种浮游植物和浮游动物的全球分布图,然后利用统计算法和气候模型来预测这些群落在未来的变化下将发生的变化。。
最初,他们发现这两种浮游生物都有所增加。 但如果平均海面温度达到 25 摄氏度以上(目前的长期平均值为16.1摄氏度),热带地区的浮游动物将会减少,所有物种都会向高纬度地区较冷的水域转移。
在这些极地群落中,多达 40% 的浮游植物物种将被亚热带闯入者所取代,这意味着受影响的不仅仅是赤道海洋。
“在海洋的某些区域,我们将看到物种数量的增加,从表面上看,这似乎是积极的,”贝内代蒂解释道。 “但这种多样性的增加实际上可能对高纬度地区成熟的海洋生态系统的存在和运作构成严重威胁。”
尽管许多浮游生物种类都很小,但它们的大小并不相同,这种大小差异很重要。 在中高纬度地区,生态系统中物种相对较少,而这些浮游生物群落由较大的物种组成,能够有效地输出有机碳,是鱼类的重要食物来源。
研究小组的模拟表明,气温上升使栖息地不太适合大型浮游生物,但更适合小型浮游生物。 这将导致小型浮游生物多样性的繁荣,以及这些纬度较大物种的减少。 反过来,这会影响鱼类种群。
它也会影响碳循环。 较大的浮游生物物种通常具有较小物种没有的壳,并且排泄物较重。 对于这些物种来说,死亡的浮游生物及其废物下沉得更快,这意味着将它们体内的碳和粪便转化为二氧化碳的分解过程发生在更深的地方。
这意味着二氧化碳会被长时间困住,无法到达大气中。
研究人员表示,用较小的物种取代这些物种将导致海洋碳汇效率降低,尽管量化这种影响有点困难。
“我们现在唯一能确定的是,就不同的生态系统服务而言,今天海洋的某些区域有多重要,以及这种服务的提供在未来是否会改变,”贝内代蒂 说。
这似乎确实是一个时间问题,而不是是否会发生的问题。 我们已经看到海洋生物离开赤道地区水变得太热而无法生存,我们已经看到大型桡足类动物开始被较小的物种取代。 还观察到水母在移动北和南远离赤道。
这些结果和观察意味着“未来的气候变化威胁到这些地区海洋提供的浮游生物介导的生态系统服务”。研究人员在论文中写道。
该研究发表于自然通讯。