海洋浮游植物每年递减1% 将加速全球变暖

2010年08月03日08:58  来源:《科学时报》

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  对海洋物链造成毁灭性影响,并加速全球变暖
单细胞浮游植物(小图)中的叶绿素能够在海洋中形成巨大的绿色污迹(图片提供:NASA Earth Observatory Collection;Harry Taylor/Nikon Small World)。

  
  根据一项新的研究结果,全世界海洋上层的浮游植物——一种极小的生物体,能够吞噬温室气体,并直接或间接地充当海洋中每一种动物的食物——的数量平均每年下降约1%。如果这种趋势继续下去,将对海洋食物链造成毁灭性影响,并加速全球变暖。

  研究人员注意到,浮游植物的数量在过去30年里一直在减少。由人造卫星拍摄的图像显示叶绿素——帮助浮游植物进光合作用的一种绿色色素——的浓度正在下降。然而由于人造卫星仅仅从上世纪70年代末期开始采集数据,因此科学家无法确定这种下降是一种长期趋势抑或仅仅是一个意外。

  为了获得浮游植物数量的更为全面的记录,加拿大哈利法克斯市达尔豪西大学的Boris Worm和同事钻研了古老的航海记录——来自于那些曾研究大海的海员,可回溯到上世纪初。当时,海员们利用一种名为沙奇盘的工具来测量海水的透明度。他们虽然并没有设法测量浮游植物,但却在无意中做到了,这是因为叶绿素是遮蔽海水的主要物质。

  当Worm和同事统计了来自全球各地的几十万份测量数据,在对人造卫星数据、早期航海记录,以及上世纪50年代之后对叶绿素进行的直接测量结果进行梳理后,他们发现,近些年的海洋浮游植物数量下降并非是一个偶然现象。一个多世纪以来,这一现象出现在全球大部分海域。平均来说,从1900年开始,全世界每年损失的浮游植物达1%。在全球各大海区中,浮游植物数量下降最为明显的是大西洋南部和北冰洋部分海域。研究人员在最新一期的《自然》杂志上报告了这一研究成果。

  并未参与该项研究的美国新泽西州新布伦兹维克市Rutgers大学的海洋学家Paul Falkowski指出:“如果你在一个多世纪的时间里以复利计算利息,那将是一个非常巨大、非常巨大的下降。”事实上,Worm的研究小组估计,从上世纪50年代开始,浮游植物的数量垂直下降了40%。

  研究人员指出,海洋上层浮游植物数量下降与全球变暖导致的海洋表层温度上升有关。在过去一个世纪里,大部分海洋的表层海水温度上升了0.5摄氏度到1摄氏度,导致海水分层现象更为明显,限制了下层海水中的营养成分进入上层海水,从而危及上层海水中的浮游植物生存。

  此外,研究人员发现,浮游植物的数量在那些温暖的海域可能下降得更为明显,这意味着气候变化对海洋浮游植物的减少负有责任。

  Worm表示,浮游植物的丧失对于海洋食物链来说是一个巨大问题,这是因为海洋中的每一种生物要么以浮游植物为食,要么就以把浮游植物当食物的生物为食。一旦它们的数量开始下降,那么这些物种的种群数量也将开始下降。他说:“剩余的食物网基本上也在收缩。”

  对于澳大利亚昆士兰大学的海洋生物学家Anthony Richardson来说,更让人不寒而栗的要算浮游植物减少对地球大气构成的潜在影响。海洋能够吸收40%的人类排放的二氧化碳气体。而浮游植物能够将这些温室气体转化为氧气,抑或在死后将它们埋葬于海底。Richardson指出,一旦浮游植物数量下降,“海洋作为一个碳接收器的能力也会削弱,而这意味着最终会有更多的二氧化碳滞留在大气中,而不是溶解在海洋中”。这将催生一个更加温暖的世界,反过来又将消灭更多的浮游植物。

  当然,这项研究中还存在着一些不足。美国康瓦利斯城俄勒冈州立大学的海洋生物学家Mike Behrenfeld强调,古老的航海记录并不像人造卫星数据那样经过了规律性的采集。尽管如此,美国加利福尼亚大学圣巴巴拉分校的海洋生物学家David Siegel指出,在这些零星记录的基础上,Worm和同事构建出了一个坚实的报告。他说:“他们从这些数据中尽可能地压榨出了最多的信息。”

  主要包括微小藻类在内的海洋浮游植物在生态系统中具有重要作用,它们数量巨大,不仅能通过光合作用制造大量氧气,还是海洋食物链网络的基础。许多鱼类目前正遭受食物链两头的挤压,一方面人类过度捕捞,另一方面它们的“主食”——浮游植物又在减少。

  Worm说,由于浮游植物减少可能对海洋食物链和全球生态系统造成严重影响,这一令人担忧的下降趋势必须得到足够重视。(群芳)

(责任编辑:廖靖雯(实习))
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