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夏季融冰加劇致更多浮游植物北移 改變北極海洋生態

2018/10/16 — 16:55

浮游植物

浮游植物

近年氣候變化加劇,首當其衝的是北極,當地冰蓋、海冰不斷融化減少,對海陸生態都有嚴重影響。最新刊於 Geophysical Researh Letters 的研究更顯示,北極夏季的浮游植物 (phytoplankton) 數量因海冰減少在過去十年增多,更有向北擴張之勢,或會改變當地海洋生態,甚至影響全球氣候。

研究由加拿大拉瓦爾大學博士生 Sophie Renaut 領導,團隊以 2003-2013 年的衛星圖像分析當中的北冰洋海水顏色變化,從而推斷當地於春夏季出現的浮游植物數量及其初級生產量 (primary productivity) 。初級生產量是指浮游植物通過光合作用,吸收二氧化碳並將陽光轉化為化學能量的產量。

浮游植物是懸浮於水中的微小藻類,海水中的浮游植物主要為矽藻 (diatoms) 、甲藻,是生物網中的生產者,為更高級獵食者提供能量。浮游植物的生長速度受陽光、水中二氧化碳、養份、水深、水溫與海水鹹度等因素影響。

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如果環境理想,這些只有數日壽命的生物會有爆發性增長,出現「浮游植物潮」情況,加上這些浮游植物存在葉綠素和其他輔助色素,一旦大批生長,情況就如夏季在其他地區看到的紅潮一樣,並會持續數周。

團隊發現,由於北極夏季海冰量近年不斷減少,浮游植物在巴倫支海、俄羅斯北部的卡拉海,正以每十年北移 1 緯度的速度進駐無冰海域,其淨(季?)初級生產量也在 2003-2013 年間增加 31% 。這種情況出現相信是因為近年北極海冰於春夏季提早融冰,延長了浮游植物的生長季節。

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團隊又推測,日後浮游植物可能會進駐北極中央盆地,高至幾乎北緯 80 度海域都會見到牠們的蹤影。不過,屆時可能因為水中營養不足出現較低初級生產量。此外,更少海冰亦意味著冰底浮游植物與其他海中同類有更劇烈的資源競爭,改變海洋生態系統能量流動,或會影響北冰洋作為碳匯的能力。

除此之外, Renaut 也提醒北極在穩定全球氣候一事上扮演重要角色,如果北極海冰完全消失不單只影響當地生態系統,亦同時影響全球氣候。她指出,現時仍無法清楚知道,浮游植物北移實際如何改變當地的食物網,亦無法準確預測未來情況如何演化,但可以肯定的是浮游植物將會對整個北極生態有巨大影響。

八月中刊於《自然 — 通訊》的研究曾指,北極冰蓋融化釋出矽藻生長所需的養份二氧化矽 (silica) ,或會增加當地矽藻數量

來源:
Phys.org, Arctic sea ice decline driving ocean phytoplankton farther north, 15 October 2018

報告:
Renaut, S., Devred, E. & Babin, M. (2018). Northward Expansion and Intensification of Phytoplankton Growth During the Early Ice‐Free Season in Arctic. Geophysical Researh Letters first published 15 October 2018. doi: 10.1029/2018GL078995

文/Alan Chiu 、審核/Edward Ho

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