北極海冰的減少導致海洋浮游植物進一步向北移動

北極海冰的減少導致海洋浮游植物進一步向北移動

一項最新研究表明，構成海洋食物鏈基礎的浮游植物正在向北擴散，進入以前從未見過的無冰水域。一項基於海洋顏色衛星圖像的新研究表明，在以前不存在的北冰洋浮游植物春季繁盛，正以每十年1度緯度的速度向北擴張。雖然在這一地區以前沒有發生過浮游植物的大量繁殖或大爆炸，但在生物量較低的北極中央盆地中存在浮游植物。研究還發現，浮游植物的初級生產力，即浮游植物將陽光轉化為化學能的速率，在春季繁殖期正在增加。

研究報告的作者說，過去幾十年里，北極海冰的減少已經讓位給了那些浮游植物可以大量繁殖的開闊水域，從而推動了它們向北擴張。研究人員不確定這種擴張會對食物鏈產生什麼影響，但研究結果表明，冰蓋的減少正以不可預見的方式影響著海洋生態系統。如果海冰繼續減少，它可能會促使浮游植物春季向北大量繁殖，從而進一步提高初級生產力。根據這項研究，這些變化可能會影響北冰洋作為碳源或碳匯的命運。

加拿大魁北克拉瓦爾大學的博士生索菲·雷諾說:「如果冰層在夏季完全消失，那麼浮游植物春季的大量繁殖將會受到影響。」「我們無法準確預測它將如何演變，但我們非常肯定，這將對整個生態系統造成嚴重後果。」浮游植物是生活在水中的微生物，通過光合作用消耗二氧化碳和釋放氧氣。在這個過程中，他們把陽光轉化成化學能。浮游植物構成了海洋食物鏈的基礎，間接地為從小魚到多噸鯨魚的各種生物提供食物。

據美國國家航空航天局地球觀測站稱，浮游植物的生長取決於二氧化碳、陽光、營養物質、水溫和鹽度、水深以及放牧動物的可利用性。當條件理想時，浮游植物的數量增長可能會激增或爆發。雖然浮游植物的繁殖期可能持續數周，但單個浮游植物的壽命很少超過幾天。北冰洋的浮游植物每年春天都會大量繁殖。過去，在北極高緯度地區幾乎沒有浮游植物的大量繁殖，因為這些地區通常被海冰覆蓋。近幾十年來，海冰已經減少，在春季早些時候開始融化，或者在北極的一些地區根本沒有形成。

在這項新的研究中，Renaut和她的同事想看看最近海冰的減少是否對春季浮游植物的大量繁殖有影響。他們利用海洋顏色的衛星觀測——提供了對浮游植物生物量和初級生產力的估計——來跟蹤2003年至2013年每年春天浮游植物數量的變化。他們發現，春天的花朵向更北的地方擴展，初級生產力也在增加。根據這項研究，在春季和夏季，北冰洋的凈初級生產力在2003年到2013年間增加了31%。研究人員還發現，在俄羅斯北部的巴倫支海和喀拉海，這些水華正以每十年1度的緯度向北擴張。

Renaut說，季節早期出現的海冰融化形成了更大的開放水域，充當了浮游植物生長的孵化器，延長了它們的生長季節。作者懷疑春天的花朵有一天會延伸到北極的中央盆地，那裡幾乎涵蓋了北緯80度以上的所有地區。然而，由於缺乏營養，初級生產力可能會保持在低水平。冰層的減少意味著春天的水華和冰下的水華可能還需要爭奪陽光和營養，從而改變海洋生態系統的流動。研究結果表明，這一地區發生了巨大的變化。「極地地區——南大洋和北冰洋——非常重要，因為它們在調節全球氣候方面發揮著關鍵作用，」Renaut說。「如果海冰在夏季完全消失在北冰洋，這是我們幾十年後的預期，它將對生態系統造成影響，但也可能對氣候造成影響。」

喬治亞大學海洋科學教授帕特里夏·耶格爾(Patricia Yager)沒有參與這項新研究。她說，如果動物還沒有準備好在浮游植物上吃草，他們在一些地區觀察到的早期藻華生長可能會產生相當大的影響。亞格說:「這種時間上的不匹配可能導致北極食物鏈發生重大變化，不僅影響到當地的動物和生活在那裡的人們，還影響到依賴北極資源的全球遷徙動物的數量。」「在北極發生的事情並不局限於北極。」

研究科學家塞西爾Rousseaux大學空間研究協會,誰沒有參與這項新研究中,研究進展在這個領域的研究調查北極的個別地區浮游植物生產力,和代表證據的影響,減少了冰蓋對北冰洋的生物化學循環。然而，盧梭指出，這項研究確實有局限性。同樣重要的是要記住，我們目前研究這些變化的數據數量有限。」「長時間的衛星數據將使我們能夠確認這些浮游植物生產力的趨勢是否會持續下去。」

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