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鱼类搬家,水母成灾······海洋“热翻天”生物该何去何从?

作者:徐勇,李新正(中国科学院海洋研究所)

来源:《知识就是力量》杂志

全球气候变化导致的环境变化影响着海洋生态系统的方方面面,影响着海洋生物的生存现状。鱼类因为海水温度的升高选择搬家,而没有“长脚”的珊瑚礁只能“原地待命”了,海洋中形形色色的浮游生物也在面对新的生存挑战,让我们一起去看看“热翻天”的海里究竟发生了什么吧。

忙着搬家的鱼群

虽然人类喜欢温暖的气候,但表层海水温度上升却使许多海洋生物面临生存困境。因为,表层海水温度上升会使海洋生物的分布发生变化,导致原来分布在热带至温带海洋的一些物种(暖水种)向寒温带、寒带迁移扩布,而寒温带、寒带物种(冷水种)的分布范围被压缩。根据近年的观测,英吉利海峡西部浮游动物和潮间带生物中,暖水种的栖息范围扩大了、种群数量增加了,栖息北限向北移动了222.2千米,而冷水种正好相反,栖息范围缩小了、种群数量也减少了。由于海水变暖,格陵兰岛附近海域许多鱼类的分布和数量都发生了变化,出现了黑线鳕、单鳍鳕等一些新来的物种;绿青鳕、大西洋鲑等原来在这一海域稀有的一些物种变得常见了,也就是种群数量增加了,它们的分布范围也扩大了;毛鳞鱼、格陵兰鳕等一些北极的鱼类的分布区则向北移动,更加靠近北极。大西洋西北部中型浮游动物冷水种的分布范围在缩小,而暖水种分布范围向北移动了1000千米。近年来,在中国台湾海峡新出现了慧琪豆娘鱼、峨嵋条鳎、豹鳎等13种鱼类,这些物种以前都分布在南海;另外还有25种鱼类以前仅出现在中国台湾海峡南部,现在在海峡北部也能捕到。东海浮游动物热带种和亚热带种数量在增加,而暖温种和冷温种数量在下降,这都是近年来随着海水变暖出现的海洋生物新的分布格局。

失去颜色的珊瑚礁

温度上升还导致北半球珊瑚分布北移,表层海水温度升高引起珊瑚白化现象,这是世界范围内珊瑚礁衰退的一个重要原因。大家知道,珊瑚颜色主要来源于与之共生的单细胞藻类――虫黄藻。一旦海水温度上升到25℃,虫黄藻就会大量逃逸,离开共生的珊瑚体,而当水温上升到30℃时,虫黄藻就会大量死亡。虫黄藻死亡或脱离珊瑚体后,珊瑚的钙质骨骼就显露出来,形成珊瑚的白化现象,也造成珊瑚失去主要食物来源而大面积死亡。2020年调查发现,中国南海由于水温升高,也造成了局部珊瑚礁出现白化现象。许多海洋鱼类及其他海洋动物在珊瑚礁生境中繁殖和觅食,一旦珊瑚礁出现白化,生境被破坏,这些海洋生物便会失去家园,生存受到严重威胁。海水温度升高导致的珊瑚礁白化现象海水温度升高会引起海平面上升,威胁近岸海洋生物的栖息地,一些岛屿甚至会消失,原来的潮间带生境也会随之消失,潮间带海洋生物会因此失去赖以生存的家园。海平面上升也容易引起台风、风暴潮等海洋自然灾害的发生,扰乱表层海水的正常环流,对于生活史中存在浮游阶段的海洋生物产生极为不利的影响,台风和巨变的洋流甚至会摧毁珊瑚礁。海平面升高的速率虽然比较低,但也会影响珊瑚的生长,因为进入海水的阳光减少,影响虫黄藻的光合作用,进而减少对珊瑚的食物供应,对于珊瑚种群来说是极为不利的。

浮游生物的新征程

表层海水温度上升对于生活史中存在浮游幼体的海洋动物的影响也是很大的。一方面,因为温度升高超出了这些浮游幼体适宜生活的温度范围,大大降低了存活率;另一方面,这些浮游幼体的主要食物是单细胞藻类,而单细胞藻类在温度超过25℃就生长繁殖缓慢或者死亡,这些海洋动物的浮游幼体就会被饿死。因为温度变化能够驱动浮游动物繁殖高峰的变化,浮游食物网也可能会被破坏,造成生态系统失去平衡而逐渐崩溃。另外,一些浮游动物卵的孵化时间也会受到表层海水温度上升的影响,导致孵化时间变短,存活率降低。近海的浒苔暴发水母大量繁殖形成灾害研究表明,海水温度上升也是造成近海浒苔暴发、大型水母灾害等生态系统灾害频发的原因。因为温度上升,春天达到浒苔大量繁殖需要的温度的时间提前,而浒苔的控制因子如天敌尚未达到控制数量,使得浒苔失控而大量繁殖并快速生长形成绿潮灾害;海水温度上升也会提前触发大型水母发生碟状体向海水释放水母的机制,使水母提前生长,形成灾害。在科幻电影《后天》中,北冰洋的冰川全部融化,大量淡水涌入北大西洋,淡水层漂浮在海水层之上,形成盐度跃层,海水的垂向流动受阻,阻碍了墨西哥湾暖流北进,而北美和西北欧气温大幅降低,导致严寒、龙卷风、海啸的发生。电影虽然是虚构的,但也让人们认识到气候异常的危害。在未来,对于全球气候变化对海洋生物的影响研究需要加强,增加模拟实验和模型分析,为未来可能发生的状况寻找应对策略,做好应急准备,不要让灾难电影的情节在现实上演。(责任编辑/ 黄盈盈美术编辑/ 周游)