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研究称南极气候对食物网影响巨大

2014年07月13日       来源:人民网-环保频道

 

 阿德利企鹅在南极半岛西部。

美国弗吉尼亚海洋科学研究所日前在《自然通讯》发表文章称,经过长期对南极半岛西部气候变暖与海洋生物关系的研究发现,风速、海冰覆盖面积等物理因素的变化会对食物链造成影响,影响范围覆盖单细胞海藻到高等生物企鹅。

帕尔默站是美国在南极的三座研究站之一。按照帕尔默长期生态研究计划,科研人员每年都沿南极洲西部进行船载调查,范围包括在帕尔默科研站附近的海域。参与研究计划的科学家自1990年开始关注该区域。此次研究的参与者都是帕尔默长期生态研究计划的成员。

南极西部是地球上最快暖化的地区,过去50年里该地区的冬季气温上升了11华氏度。帕尔默科研站黛博拉·斯坦伯格(Deborah Steinberg)教授说,目前海洋研究人员获得了有足够信息和时间跨度的数据集,进而能够揭示气候变化信号如何通过极地食物网进行反馈。她说:“这体现了长期生态系统监测的重要性。它能够提供所需的数据,将信号从噪声中分离出来,同时能够确定动植物在自然环境中以及彼此之间的相互影响。由于气候变暖持续影响着极地海洋生态系统,这项研究的发现将十分重要。”

研究小组发现,作为一种小型浮游植物,海藻能进行光合作用,支持着整个极地食物网。而在南极西部的海域里,每4至6年海藻数量将达到一次峰值。海藻爆发与“南半球环状模”处于负位相有关。南半球环状模是地球中纬度和南极之间大气气压变化的“跷跷板”结构。南半球环状模处于负位相的冬季,冷空气南侵至南极增加了冬季的冰面面积,而到春夏季节,冷空气急剧减少又延迟了冰面的融化。

研究参与者国家海洋与大气管理局海洋渔业处文森特·萨巴(Vincent Saba)博士说:“多风寒冷的冬季海冰面积偏大,之后温暖的春季有利于南极半岛西部夏季的水层保持稳定。”在稳定分层的水层之上漂浮着融冰,形成上层盐度低而下层盐度高的梯度。小型植物能够更加靠近阳光照射的表面并且能从融冰中获取生长所需的铁,从而导致浮游植物迅速生长。

根据研究小组的采样结果,该地区周期性、由气候导致的浮游植物激增是磷虾大量繁殖的关键。而阿德利企鹅和南极食物网中其他高等动物都依赖捕食磷虾来生存繁殖。萨巴解释说:“当气候条件处于南半球环状模负位相和稳定水层的时候,浮游植物和磷虾大量生长繁殖,阿德利企鹅就不用远行觅食。但当南半球环状模处于正位相时,西北方向吹来的暖空气到达南极半岛地区,导致海冰面积减少、水层不稳定,这些都不利于浮游植物和磷虾的大规模生长繁殖。企鹅将不得不到远处觅食,而企鹅幼崽得到的食物也会减少,这将降低企鹅繁殖的成功率。”

自1974年以来,帕尔默科研站附近的阿德利企鹅数量下降了85%。尽管研究人员表示,如果将企鹅数量下降归因于气候导致的磷虾数量减少,证据尚不充分,但由于气候模型预测未来一百年内南半球环状模处于正位相的发生概率将增加,研究人员还是对此表示担忧。

萨巴说:“根据全球气候模型模拟到2100年‘一切正常’的排放情景假设,全球气温和南半球环状模正相位发生频率将进一步增加。即便有一个南半球环状模正相位的时间超过磷虾的生命周期,那也将对磷虾的数量造成毁灭性的打击。”(森林)