新視角：海洋浮游植物演變規(guī)律與氣候變暖的關(guān)系

全球氣候變暖是近年來大眾熱議的話題，這一現(xiàn)象與地球生物有怎樣的關(guān)聯(lián)？近日，華東師范大學(xué)河口海岸學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員劉東艷團(tuán)隊(duì)在《自然—通訊》上發(fā)表論文，為學(xué)界理解海洋浮游植物演變規(guī)律與氣候變暖的關(guān)系開拓了新視角。

以硅藻、甲藻等為代表的海洋浮游植物是地球上重要的初級生產(chǎn)者。據(jù)研究，海洋浮游植物每天能吸收約一億噸二氧化碳。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，氣候變暖引起的海洋層化加劇會導(dǎo)致浮游植物群落結(jié)構(gòu)變動與生物量下降，進(jìn)而對全球碳循環(huán)形成影響。然而，這一現(xiàn)象與假說在全球尺度上并不完全成立。

有研究指出，由升溫引起的次級環(huán)境效應(yīng)（如野火、熱帶氣旋、降雨）可能會導(dǎo)致浮游植物生物量增加，故不同緯度海洋中氣候與浮游植物生物量的變化關(guān)系存在不對稱性。因此，還需深入研究氣候變暖誘導(dǎo)的次生環(huán)境效應(yīng)對浮游植物演變規(guī)律的影響。

升溫與陸地生態(tài)系統(tǒng)野火發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)加劇是全球關(guān)注的環(huán)境問題，而野火燃燒產(chǎn)生的煙塵中含有大量的營養(yǎng)元素，可通過大氣沉降與河流輸送進(jìn)入海洋，促進(jìn)浮游植物的生長。劉東艷研究團(tuán)隊(duì)聚焦這一學(xué)術(shù)視角，通過與澳大利亞科學(xué)家及復(fù)旦大學(xué)陳穎軍團(tuán)隊(duì)合作，在野火高發(fā)的澳大利亞西北Kimberley海岸采集了大量的海洋沉積物樣品，建立了指示野火信號的黑炭化學(xué)指標(biāo)。

“我們利用古生態(tài)學(xué)技術(shù)、遙感反演與觀測相結(jié)合的研究方法，重建了百年來澳大利亞西北部海岸帶火災(zāi)歷史與浮游植物生物量的變化關(guān)系。”劉東艷對《中國科學(xué)報(bào)》說，“結(jié)果發(fā)現(xiàn)熱帶氣旋、降雨與野火在不同氣候模態(tài)下對浮游植物生物量的加強(qiáng)作用存在顯著差異。在印度洋偶極子正相位并伴隨強(qiáng)厄爾尼諾的氣候背景下，野火信號增強(qiáng)，并伴隨浮游植物生物量的顯著上升；但在印度洋偶極子負(fù)相位與弱ENSO氣候背景下，野火信號減弱，浮游植物生物量的變化更多受到熱帶氣旋與降水的影響。”

該研究從氣候模態(tài)變化的角度，在十年際的尺度上指出升溫次生環(huán)境效應(yīng)對浮游植物演變影響的重要性。盡管陸地野火對全球海洋生態(tài)系統(tǒng)的影響程度仍不完全清楚，但研究結(jié)果對科學(xué)家進(jìn)一步利用全球模式去模擬預(yù)測浮游植物在未來氣候變暖下的發(fā)展趨勢具有重要參考價(jià)值。（作者：張雙虎 黃辛）