科學(xué)家揭示海洋浮游植物演變規律與氣候變暖關(guān)系

全球氣候變暖是近年來(lái)大眾熱議的話(huà)題，這一現象與地球生物有怎樣的關(guān)聯(lián)?近日，華東師范大學(xué)河口海岸學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室研究員劉東艷團隊在《自然—通訊》上發(fā)表論文，為學(xué)界理解海洋浮游植物演變規律與氣候變暖的關(guān)系開(kāi)拓了新視角。

以硅藻、甲藻等為代表的海洋浮游植物是地球上重要的初級生產(chǎn)者。據研究，海洋浮游植物每天能吸收約一億噸二氧化碳。傳統觀(guān)點(diǎn)認為，氣候變暖引起的海洋層化加劇會(huì )導致浮游植物群落結構變動(dòng)與生物量下降，進(jìn)而對全球碳循環(huán)形成影響。然而，這一現象與假說(shuō)在全球尺度上并不完全成立。

有研究指出，由升溫引起的次級環(huán)境效應(如野火、熱帶氣旋、降雨)可能會(huì )導致浮游植物生物量增加，故不同緯度海洋中氣候與浮游植物生物量的變化關(guān)系存在不對稱(chēng)性。因此，還需深入研究氣候變暖誘導的次生環(huán)境效應對浮游植物演變規律的影響。

升溫與陸地生態(tài)系統野火發(fā)生風(fēng)險加劇是全球關(guān)注的環(huán)境問(wèn)題，而野火燃燒產(chǎn)生的煙塵中含有大量的營(yíng)養元素，可通過(guò)大氣沉降與河流輸送進(jìn)入海洋，促進(jìn)浮游植物的生長(cháng)。劉東艷研究團隊聚焦這一學(xué)術(shù)視角，通過(guò)與澳大利亞科學(xué)家及復旦大學(xué)陳穎軍團隊合作，在野火高發(fā)的澳大利亞西北Kimberley海岸采集了大量的海洋沉積物樣品，建立了指示野火信號的黑炭化學(xué)指標。

“我們利用古生態(tài)學(xué)技術(shù)、遙感反演與觀(guān)測相結合的研究方法，重建了百年來(lái)澳大利亞西北部海岸帶火災歷史與浮游植物生物量的變化關(guān)系。”劉東艷對《中國科學(xué)報》說(shuō)，“結果發(fā)現熱帶氣旋、降雨與野火在不同氣候模態(tài)下對浮游植物生物量的加強作用存在顯著(zhù)差異。在印度洋偶極子正相位并伴隨強厄爾尼諾的氣候背景下，野火信號增強，并伴隨浮游植物生物量的顯著(zhù)上升;但在印度洋偶極子負相位與弱ENSO氣候背景下，野火信號減弱，浮游植物生物量的變化更多受到熱帶氣旋與降水的影響。”

該研究從氣候模態(tài)變化的角度，在十年際的尺度上指出升溫次生環(huán)境效應對浮游植物演變影響的重要性。盡管陸地野火對全球海洋生態(tài)系統的影響程度仍不完全清楚，但研究結果對科學(xué)家進(jìn)一步利用全球模式去模擬預測浮游植物在未來(lái)氣候變暖下的發(fā)展趨勢具有重要參考價(jià)值。

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關(guān)鍵詞： 全球氣候變暖 地球生物 海洋浮游植物 演變規律