全球变暖导致深海浮游植物的生长模式发生了重大变化

海洋变暖正在对深海浮游植物产生积极影响，与之形成鲜明对比的是，表层浮游植物正显示出压力迹象。 这突出表明，需要加强次表层监测，以了解这些至关重要的生态变化。研究人员在百慕大附近进行的一项长达 33 年的研究发现，全球变暖导致深海浮游植物的生长模式发生了重大变化。

这些对海洋食物链和二氧化碳吸收至关重要的微型藻类根据深度的不同表现出不同的反应，深层生物量增加，表层叶绿素减少。

在海洋表面之下，被称为浮游植物的微小藻类正随着全球变暖而蓬勃发展。 这一发现来自最近发表在Nature Climate Change上的一项研究，该研究对这些海洋监测卫星看不到的微小植物进行了前所未有的长期分析--时间跨度长达三十多年。

浮游植物是海洋食物网的基础。 浮游植物被稍大的浮游动物（微小动物）食用，而浮游动物又被小鱼食用，然后被逐渐变大的鱼食用，如此沿着食物链向上循环。 因此，浮游植物数量的任何变化都会对整个海洋生态系统产生连带效应，影响包括鲨鱼和鲸鱼等大型捕食者在内的所有生物。 因此，了解浮游植物如何适应气候变化对于预测海洋未来的健康状况至关重要。

浮游植物约有 25000 种

全球 70% 以上的日照海洋至少分为两层，有的是永久性的，有的是季节性的。 同样，这些微小生物也存在于两个不同的层中：表层浮游植物生活在光照充足、汹涌澎湃的上层海洋中，而深层浮游植物则生活在光照不足但养分充足的地方。

卫星很容易监测到表层浮游植物，卫星可以根据海洋的颜色探测到浮游植物，并能实时观测到广阔的区域。 然而，这些卫星只能捕捉到上层 50 米左右的浮游植物，即使在最清澈的水域也是如此。 更深的浮游植物并没有受到卫星的常规监测，我们对它们的了解仍然很少。

这是一个严重的局限。 较深的浮游植物占浮游植物总生物量的很大一部分（据认为约为 10%-30%）。 尽管光照较弱，但来自深层的营养物质供应意味着它们通过光合作用产生了海洋中很大一部分新的生物量，而且它们的"绽放"（集体生物量的突然增加）持续时间比表层浮游植物更长。

为了研究这两层浮游植物，我们使用了来自百慕大附近马尾藻海（Sargasso Sea）的 33 年船舶采样数据。 这里是世界上仅有的几个长期例行收集此类数据的地方之一。

然后，我们使用新的双层建模工具分别分析了海洋的表层和次表层。 我们发现，随着北大西洋变暖，深层浮游植物的生物量正在集体增加，尤其是在过去十年变暖加速的情况下。

与此同时，表层浮游植物的叶绿素含量降低，绿色减少。 这可能是由于它们开始习惯于表层附近较高的光照水平，因为较暖的表层水往往较少与下面的水混合，使它们长时间处于较亮的环境中。 这也可能是由于更绿色的浮游植物物种被那些更能适应表层明亮、低营养条件的浮游植物物种所取代。 这些物种产生的叶绿素通常较少，导致整个浮游植物群落的绿色减少。

这些变化可能会对海洋生态系统和海洋从大气中清除二氧化碳的方式产生深远影响。 我们推测，深海浮游植物群落可能支持着与表层群落不同的食物网，并可能贡献了作为"海洋雪"沉入海洋深处的有机物的很大一部分。

正因为如此，监测海面下这片"看不见的森林"浮游植物群落至关重要，因为卫星无法发现它的存在，否则这些变化可能会被忽视。

下一步是使用浮动海洋机器人，监测更深处的浮游植物，补充卫星数据。 这些机器人已经存在，并从卫星无法到达的海面以下提供有价值的数据。 其他技术包括激光雷达卫星，它们能提供更深层的视野。 不过，和机器人一样，它们运行的时间还不够长，无法完全捕捉到深海浮游植物的长期趋势。

作者：

埃克塞特大学生物海洋学博士后研究员 Johan Viljoen

埃克塞特大学地球与环境科学副教授 Bob Brewin

孙学荣，埃克塞特大学海洋科学博士后研究员

改编自最初发表于《对话》.的一篇文章。

编译自/scitechdaily