【海洋】氣候變化下的海洋生態系統:魚類搬家,珊瑚礁原地待命

作者: 徐勇,李新正(中國科學院海洋研究所)

全球氣候變化導致的環境變化影響著海洋生態系統的方方面面,影響著海洋生物的生存現狀。魚類因為海水溫度的升高選擇搬家,而沒有“長腳”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對新的生存挑戰,讓我們一起去看看“熱翻天”的海里究竟發生了什麼吧。

忙著搬家的魚群

雖然人類喜歡溫暖的氣候,但表層海水溫度上升卻使許多海洋生物面臨生存困境。

因為,表層海水溫度上升會使海洋生物的分佈發生變化,導致原來分佈在熱帶至溫帶海洋的一些物種(暖水種)向寒溫帶、寒帶遷移擴布,而寒溫帶、寒帶物種(冷水種)的分佈範圍被壓縮。

根據近年的觀測,英吉利海峽西部浮游動物和潮間帶生物中,暖水種的棲息範圍擴大了、種群數量增加了,棲息北限向北移動了222。2千米,而冷水種正好相反,棲息範圍縮小了、種群數量也減少了。由於海水變暖,格陵蘭島附近海域許多魚類的分佈和數量都發生了變化,出現了黑線鱈、單鰭鱈等一些新來的物種;綠青鱈、大西洋鮭等原來在這一海域稀有的一些物種變得常見了,也就是種群數量增加了,它們的分佈範圍也擴大了;毛鱗魚、格陵蘭鱈等一些北極的魚類的分佈區則向北移動,更加靠近北極。大西洋西北部中型浮游動物冷水種的分佈範圍在縮小,而暖水種分佈範圍向北移動了1000千米。

近年來,在中國臺灣海峽新出現了慧琪豆娘魚、峨嵋條鰨、豹鰨等13種魚類,這些物種以前都分佈在南海;另外還有25種魚類以前僅出現在中國臺灣海峽南部,現在在海峽北部也能捕到。東海浮游動物熱帶種和亞熱帶種數量在增加,而暖溫種和冷溫種數量在下降,這都是近年來隨著海水變暖出現的海洋生物新的分佈格局。

失去顏色的珊瑚礁

溫度上升還導致北半球珊瑚分佈北移,

表層海水溫度升高引起珊瑚白化現象,這是世界範圍內珊瑚礁衰退的一個重要原因。

大家知道,珊瑚顏色主要來源於與之共生的單細胞藻類——蟲黃藻。一旦海水溫度上升到25℃,蟲黃藻就會大量逃逸,離開共生的珊瑚體,而當水溫上升到30℃時,

蟲黃藻就會大量死亡。蟲黃藻死亡或脫離珊瑚體後,珊瑚的鈣質骨骼就顯露出來,形成珊瑚的白化現象,也造成珊瑚失去主要食物來源而大面積死亡。

2020年調查發現,中國南海由於水溫升高,也造成了區域性珊瑚礁出現白化現象。許多海洋魚類及其他海洋動物在珊瑚礁生境中繁殖和覓食,一旦珊瑚礁出現白化,生境被破壞,這些海洋生物便會失去家園,生存受到嚴重威脅。

【海洋】氣候變化下的海洋生態系統:魚類搬家,珊瑚礁原地待命

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海水溫度升高導致的珊瑚礁白化現象

海水溫度升高會引起海平面上升,威脅近岸海洋生物的棲息地,一些島嶼甚至會消失,原來的潮間帶生境也會隨之消失,潮間帶海洋生物會因此失去賴以生存的家園。海平面上升也容易引起颱風、風暴潮等海洋自然災害的發生,擾亂表層海水的正常環流,對於生活史中存在浮游階段的海洋生物產生極為不利的影響,颱風和鉅變的洋流甚至會摧毀珊瑚礁。海平面升高的速率雖然比較低,但也會影響珊瑚的生長,因為進入海水的陽光減少,影響蟲黃藻的光合作用,進而減少對珊瑚的食物供應,對於珊瑚種群來說是極為不利的。

浮游生物的新徵程

表層海水溫度上升對於生活史中存在浮游幼體的海洋動物的影響也是很大的。一方面,因為溫度升高超出了這些浮游幼體適宜生活的溫度範圍,大大降低了存活率;另一方面,這些浮游幼體的主要食物是單細胞藻類,而單細胞藻類在溫度超過25℃就生長繁殖緩慢或者死亡,這些海洋動物的浮游幼體就會被餓死。

因為溫度變化能夠驅動浮游動物繁殖高峰的變化,浮游食物網也可能會被破壞,造成生態系統失去平衡而逐漸崩潰。

另外,一些浮游動物卵的孵化時間也會受到表層海水溫度上升的影響,導致孵化時間變短,存活率降低。

【海洋】氣候變化下的海洋生態系統:魚類搬家,珊瑚礁原地待命

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近海的滸苔暴發

【海洋】氣候變化下的海洋生態系統:魚類搬家,珊瑚礁原地待命

水母大量繁殖形成災害

研究表明,海水溫度上升也是造成近海滸苔暴發、大型水母災害等生態系統災害頻發的原因。因為溫度上升,春天達到滸苔大量繁殖需要的溫度的時間提前,而滸苔的控制因子如天敵尚未達到控制數量,使得滸苔失控而大量繁殖並快速生長形成綠潮災害;海水溫度上升也會提前觸發大型水母發生碟狀體向海水釋放水母的機制,使水母提前生長,形成災害。

在科幻電影《後天》中,北冰洋的冰川全部融化,大量淡水湧入北大西洋,淡水層漂浮在海水層之上,形成鹽度躍層,海水的垂向流動受阻,阻礙了墨西哥灣暖流北進,而北美和西北歐氣溫大幅降低,導致嚴寒、龍捲風、海嘯的發生。電影雖然是虛構的,但也讓人們認識到氣候異常的危害。在未來,對於全球氣候變化對海洋生物的影響研究需要加強,增加模擬實驗和模型分析,為未來可能發生的狀況尋找應對策略,做好應急準備,不要讓災難電影的情節在現實上演。

(責任編輯 / 黃盈盈  美術編輯 / 周遊)

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