艾德思：工业时代以来北大西洋浮游植物生产力下降

几乎所有的海洋生物都依赖于浮游植物的生产力.浮游植物通过光合作用将海洋中溶解的二氧化碳分解为氧气,同时储存有机碳,为海洋食物网提供原料.近日发表在<自然>(Nature)期刊上的一项研究表明,自19世纪中期/工业时代开始以来,北大西洋浮游植物的生产力稳步下降了约10%,这与同期地表温度的稳步上升相吻合.

该文章第一作者/麻省理工大学研究生Matthew Osman提到,由于全球变暖气温继续上升,浮游植物的生产力可能会进一步下降.应当重视这一发现.如果人口不断增长,而粮食基础却在不断减少,那么很可能在未来受此影响.

研究人员利用分子化合物甲磺酸(MSA)来表征浮游植物的生产力.当浮游植物大量繁殖时,会释放出二甲基硫化物(DMS),最终悬浮到大气中以硫酸盐气溶胶或MSA的形式分解,然后通过风沉积在海面或陆地表面.MSA有一个非常显著的特征,就是它只能来自DMS,而DMS又只来自浮游植物的大量繁殖.因此,MSA只有一个来源——浮游植物.

研究小组测量了12个格陵兰冰芯样本中的MSA,每个冰芯都是从上世纪80年代到现在从格陵兰冰盖上不同位置收集的.结果发现,从19世纪中叶开始,即在工业时代开始大规模生产温室气体的时候,MSA浓度明显下降.MSA的下降与北大西洋浮游植物生产力的下降直接相关.

MSA长期下降大约发生在开始用工业规模的温室气体排放扰乱气候系统的时候.北大西洋是个多产区域,很多国家的渔业经济与该地区的生产力有关.这个食物链底部的任何变化都会产生连锁效应,最终会在餐桌上感受到这些影响.此外,浮游植物的生产力下降还显示出与大西洋经向翻转环流(AMOC)的同步变化.这种环流模式通常会使深层海水与表层海水混合,从而交换浮游植物所需的营养物质.

近年来,科学家们发现AMOC正在减弱,可能由于气温升高,格陵兰的冰融化,增加了对北大西洋低密度淡水的输入,这些淡水阻止了深层营养物质的上升,从而减弱海洋环流,导致浮游植物减少.Osman提到,他们有证据表明,这种现象正在发生,必须采取措施进行干预.

该研究得到了美国国家科学基金(NSF)/美国航空航天局(NASA)以及美国国防部海军研究办公室研究生奖学金的支持.

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