海洋溫度對(duì)浮游植物的影響

胡德良

在這個(gè)日趨變暖的世界里，熱帶海洋中的食草動(dòng)物肯定會(huì)面臨更加有限的食物來源。根據(jù)一項(xiàng)新研究，隨著海洋溫度的上升，食草動(dòng)物賴以生存的類似植物的微型有機(jī)物將離開熱帶地區(qū)，朝極地遷移。研究論文的作者估計(jì)，到2100年，多達(dá)1/3的熱帶浮游植物會(huì)被趕出熱帶地區(qū)。

洛杉磯南加州大學(xué)的海洋生物學(xué)家大衛(wèi)-哈欽斯說：“浮游植物在好幾種化學(xué)循環(huán)和養(yǎng)分循環(huán)中起著關(guān)鍵作用，包括從大氣中吸收二氧化碳，要么使二氧化碳在食物鏈中循環(huán)，要么把二氧化碳隔離在深海之中?！惫J斯并沒有參與這項(xiàng)研究，但他還是指出：“如果沒有浮游植物，海洋中就沒有魚類和哺乳類動(dòng)物了。”

然而，研究論文的合作者科林·克雷默說：“盡管浮游植物在海洋生態(tài)系統(tǒng)中起著最重要的作用，但是科學(xué)家還不了解它們?cè)诤Ｑ笾械姆植记闆r，也不清楚為了應(yīng)對(duì)日益增加的溫度它們會(huì)發(fā)生怎樣的變化?！笨死啄谖挥谙？评锝堑拿苄萘⒋髮W(xué)凱洛格生物學(xué)站攻讀理論生物學(xué)研究生。

為了了解這些情況，克雷默及同事搜集了以前公開發(fā)表的一些資料，這些資料與130余個(gè)浮游植物物種如何應(yīng)對(duì)正在改變的溫度有關(guān)。對(duì)于每一個(gè)物種，研究人員估算了其最快的生長速度、生長所需的最佳溫度以及適于生長的溫度范圍。

研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溫度比生活海域的年平均溫度高的時(shí)候，極地和溫帶地區(qū)的浮游植物會(huì)處于最佳生長狀態(tài)。研究人員設(shè)計(jì)模型時(shí)特意僅考慮溫度的影響，而拋開如養(yǎng)分利用等其他因素。然而，研究人員不久前在《科學(xué)》雜志在線版上報(bào)道說：“研究小組發(fā)現(xiàn)，熱帶浮游植物物種在目前海洋溫度或低于目前海洋溫度時(shí)會(huì)處于最佳生長狀態(tài)?！毖芯咳藛T說，這種差別表明，比起那些溫帶和極地物種，熱帶浮游植物物種可能更加容易遭受海洋溫度上升的傷害。

不過，關(guān)于熱帶浮游植物物種缺乏對(duì)抗變暖的緩沖機(jī)制的原因，目前研究人員還不清楚。哈欽斯推測，熱帶浮游植物可能對(duì)已經(jīng)發(fā)生的變暖適應(yīng)速度不夠快。但是，浮游植物物種對(duì)變暖的適應(yīng)速度到底有多快，仍然是個(gè)有爭議的問題。

接下來，克雷默及其同事想確切了解的是：在未來變暖的情況下，浮游植物的分布會(huì)發(fā)生什么樣的改變。將數(shù)據(jù)輸入一個(gè)物種分布模型中之后，他們發(fā)現(xiàn)浮游植物的分布范圍朝著極地方向轉(zhuǎn)移，這表明隨著水溫的升高熱帶物種可能會(huì)擠進(jìn)較小的范圍內(nèi)，或者全然消失。

“當(dāng)然，我們認(rèn)識(shí)到溫度并不是影響浮游植物的唯一因素?！毖芯空撐牡暮献髡吣防锒艩枴ね旭R斯說。托馬斯也是密歇根州立大學(xué)的研究生，研究方向?yàn)楦∮沃参锷鷳B(tài)學(xué)。然而，他還指出：既然這一研究已經(jīng)為浮游植物的分布設(shè)定了可能的界限，其他的環(huán)境因素只能為物種分布范圍的精確定位提供幫助。

然而也不完全是壞消息。研究論文的作者指出，誰也說不準(zhǔn)浮游植物對(duì)于正在變化的溫度的適應(yīng)速度到底有多快?？死啄胗?jì)算出這種適應(yīng)速度。

“研究工作做得很出色！他們想到了溫度變化對(duì)于浮游植物意味著什么?！惫J斯接著說。但他表示，他對(duì)了解多重因素（包括溫度因素在內(nèi)）對(duì)浮游植物的影響更感興趣。

“每一次研究不止一種環(huán)境因素帶來的影響，那是極為困難的。”新西蘭達(dá)尼丁市奧塔哥大學(xué)的生物地球化學(xué)家菲利普·博伊德說。博伊德沒有參與這項(xiàng)研究，但他贊同這一點(diǎn)：該領(lǐng)域的研究需要考慮多重環(huán)境因素是如何相互作用的，以及這種相互作用對(duì)于浮游植物的未來意味著什么。