气候变化导致的海洋变暖，鱼类生境深度破碎化，是挑战还是机遇？

文 | 颜冬升记

编辑 | 颜冬升记

前言

经科学家研究发现，随着海洋温度上升，鱼类可能会向极地地区迁徙，但目前的物种分布模型存在一些局限，不同鱼类在面对温度变化时会产生不同的特殊生理反应。

为了解决这一问题，科学家们研发了一种新的模型，称为生理学综合生物气候模型，这个模型将不同鱼类的生理适应性考虑在内，以更准确地预测它们的栖息地。

科学家们还创建了一个高分辨率的海洋温度数据集，用于预测未来的海洋热度情况，这个数据集显示，不同地区的海洋温度将会发生明显的变化。

研究人员将温度数据与新模型相结合，用来估计一种名为鳉鱼的鱼类的栖息地分布，因为鳉鱼普遍认为是沿海鱼类中的一个典型代表，借此，研究人员将探讨全球气候变化下海洋变暖，会对鱼类生态系统所带来的影响。

海洋变温对水生动物栖息地的影响

经研究发现，全球海洋温度的上升正在改变水生动物栖息地的分布方式，这种预测的工具之一是物种分布模型，通过将物种的位置信息与环境数据相结合，可以帮助我们了解不同物种的栖息地适宜性和范围。

但现有的物种分布模型存在一些限制，因为这种模型通常将物种的热耐受能力仅以整个种群范围内的最低和最高生境温度来表示，却忽略了不同亚群体的局部适应能力。

并且这些模型也没有考虑到物种可能改变其热生理特性的能力，并不能研究出它们是否可以适应不断变化的环境。

为了解决这些问题，研究人员提出了一个新的框架，将水生动物的有氧代谢适应性考虑进生物气候包络模型中。

这一框架的核心思想是，水生动物可以在一定的温度范围内维持最佳的有氧代谢，如果栖息地的温度超出这个范围，就会影响它们的生存和繁殖，这种变化可能导致栖息地范围的扩展或缩小，除非这些动物能够适应新的温度条件。

为了预测未来海洋变温对水生动物的影响，研究人员使用了一个代表性参数，即常规代谢率范围，来表示给定位置的海洋变温对有氧代谢的影响。

通过比较过去几十年中该地点的最低和最高栖息地温度，他们计算了常规代谢率范围，这个参数可以帮助我们了解不同地点的生物体对温度变化的敏感性，并预测它们在未来可能面临的挑战。

在此次研究过程当中，研究人员着重关注气候变化对鱼类的影响，以及它们的代谢率，因为代谢率是生物体内各种生化反应的速度，它受到温度的影响。

最后经研究结果表明，鱼类的代谢率随着温度的变化而变化，而这对它们的生存和栖息地选择有着重要影响。

研究人员发现不同种类的鱼类在面对不同的温度条件时，它们的代谢率会有很大的变化，这意味着在温度变化的环境中，鱼类可能需要不同的生存策略，有些鱼类对高温更耐受，而有些则更适应低温。

而作为典型代表的鳉鱼种群，它们当中南部种群比北部种群更耐高温，并且它们对日常和季节性温度变化的适应能力也不同，这意味着这两个亚种可能在未来的气候变化中面临不同的挑战。

研究人员利用气候模型预测了未来海洋温度的变化，并根据这些预测来推测鱼类的栖息地选择。

最终研究结果表明，随着海洋变暖，鳉鱼的北部分布边界将向南移动，而在南部，不同的亚种群可能会由于温度变化导致栖息地的分散，因为它们会迁移到更适合它们的地方。

生物对气候变化的适应能力

经研究结果表明，未来北美海岸线上的鳉鱼栖息地可能会发生复杂的变化，导致不同种群之间的栖息地出现脱节。

与传统的气候模型预测不同，此次研究的预测结果显示，鳉鱼种群将更多地聚集在热的地方，而不是向极地扩张，这还包括最北端的鳉鱼种群可能向南方移动。

这些未来的栖息地变化可能会在多代中发生，也可能在同一种鱼的一生中出现，这意味着鳉鱼将需要适应新的生态环境，以确保它们的生存和繁殖成功。

但还要考虑到一个重要的问题，如果未来的海洋环境不适合鳉鱼的生存，它们又将做出如何的应对方式？

不同的鳉鱼亚种在适应性和生存能力方面存在差异，这可能取决于它们所处的地理位置，这意味着一些鳉鱼可能会更容易适应气温升高，而另一些可能会面临更大的挑战。

在研究过程中，研究人员使用了复杂的数学模型，考虑了许多生物学和环境因素，发现鳉鱼的生存能力受到一个重要参数的影响，这个参数叫做“最大摄食率”。

最大摄食率是一个与鱼类的新陈代谢和生活方式有关的参数，它反映了它们在不同温度下能够摄取多少食物，如果未来的环境条件导致最大摄食率降低，鳉鱼种群可能会受到威胁，因为它们将面临更大的食物短缺问题。

全球变暖导致海洋中的温度上升，这严重影响了鳉鱼的生活，预测随着气温上升，鳉鱼的首选栖息地将向北移动，这一趋势对于整个生态系统都有深远的影响，而研究着重于探讨驯化和局部适应在这一过程中扮演的角色。

驯化是指动物在长时间内适应了特定环境条件，而局部适应则意味着它们在不同地区的个体可能会展现出不同的特征以适应当地环境，这两种适应性机制可能会导致栖息地变化，不同亚群之间的混合，甚至基因交流。

研究人员发现栖息在低纬度地区的鳉鱼可能会更容易受到海洋变暖的影响，因为它们已经接近其最大耐受温度，这可能导致它们的栖息地发生广泛的变化，尤其是南部亚种群可能会受到更大的影响，栖息地可能会破碎化，分散在不同地方。

这对于温度适中的北美海岸线的某些地区，比如缅因湾南部和科德角海岸，可能成为关键的育苗生境，因为它们可能适合未来的鳉鱼栖息。

但与此同时，其他地区的鱼类种群会面临更大的挑战，它们的数量可能会随之减少。

未来海洋温度变化对北美东海岸鱼类的影响

如今气候变化已经成为全球范围内最重要的环境问题之一，其中一个关键方面是气温的升高，这对于水生生态系统特别重要，因为水温对鱼类的生活和繁殖有着巨大的影响。

在最新的气候研究中，科学家们使用了高分辨率的气温数据，以更好地理解未来北美东海岸的温度变化对鱼类的影响。

他们使用了一种称为“降尺度数据”的方法，这个方法的关键思想是使用更高分辨率的气温数据来提高预测的准确性，同时研究人员还使用了一种叫做气候数据插值法的技术，将全球气温数据缩小到更小的区域，特别关注北美东海岸。

在此次实验当中，研究人员研究了19种不同的硬骨鱼，包括淡水鱼、海水鱼以及一些生活在咸水和欧洲盐碱环境中的鱼类。

他们用一种叫做“物种特异性E值”的指标来衡量它们的新陈代谢率，也就是它们身体内化学反应的速度，这个E值在不同鱼类之间有很大的差异，最高是1.3（蚊鱼），最低是0.55（尼罗罗非鱼）。

研究人员还发现这个E值与鱼类的生活环境有关，尤其是与它们所处的温度有关，比较了北方和南方鳉鱼的E值，发现它们之间存在显著差异，这表明鳉鱼种群在适应不同环境和气候条件时，它们的新陈代谢率也会随之发生改变。

此次研究还揭示了未来海洋温度可能会出现更大的波动，这表示海水温度将会变得更加不稳定，对于那些依赖这些环境的鱼类来说，生存风险将会更加显著。

这种不稳定性可能会对它们的生活方式、繁殖和迁徙行为产生负面影响，需要我们更加关注和采取措施来保护这些海洋生物和它们的栖息地，以确保它们的生存和繁衍。

结语

经以上研究结果表明，未来气温升高可能对北美东海岸鱼类生态系统造成的挑战，温度上升和温度波动的增加可能影响鱼类的生活和繁殖，从而对渔业产生重大影响。

尽管这项研究提供了有关未来海洋温度变化对北美东海岸鱼类的重要见解，但还有许多其他的因素需要我们仔细去考虑。

鱼类的生态系统受到多种因素的影响，包括海洋缺氧、食物供应、鱼类数量和捕捞压力等，这些因素也会对鱼类的生存和繁殖产生重要影响，所以未来的研究需要继续探索这些因素如何相互作用，并如何影响鱼类的未来。

随着气候变化的进一步演变，这些问题将成为我们需要认真面对和解决的关键挑战之一。