海洋溫度對浮游植物的影響

胡德良

在這個日趨變暖的世界里，熱帶海洋中的食草動物肯定會面臨更加有限的食物來源。根據一項新研究，隨著海洋溫度的上升，食草動物賴以生存的類似植物的微型有機物將離開熱帶地區，朝極地遷移。研究論文的作者估計，到2100年，多達1/3的熱帶浮游植物會被趕出熱帶地區。

洛杉磯南加州大學的海洋生物學家大衛-哈欽斯說：“浮游植物在好幾種化學循環和養分循環中起著關鍵作用，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，要么把二氧化碳隔離在深海之中。”哈欽斯并沒有參與這項研究，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系統中起著最重要的作用，但是科學家還不了解它們在海洋中的分布情況，也不清楚為了應對日益增加的溫度它們會發生怎樣的變化。”克雷默在位于希科里角的密歇根州立大學凱洛格生物學站攻讀理論生物學研究生。

為了了解這些情況，克雷默及同事搜集了以前公開發表的一些資料，這些資料與130余個浮游植物物種如何應對正在改變的溫度有關。對于每一個物種，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。

研究人員發現，當溫度比生活海域的年平均溫度高的時候，極地和溫帶地區的浮游植物會處于最佳生長狀態。研究人員設計模型時特意僅考慮溫度的影響，而拋開如養分利用等其他因素。然而，研究人員不久前在《科學》雜志在線版上報道說：“研究小組發現，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會處于最佳生長狀態。”研究人員說，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，關于熱帶浮游植物物種缺乏對抗變暖的緩沖機制的原因，目前研究人員還不清楚。哈欽斯推測，熱帶浮游植物可能對已經發生的變暖適應速度不夠快。但是，浮游植物物種對變暖的適應速度到底有多快，仍然是個有爭議的問題。

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，浮游植物的分布會發生什么樣的改變。將數據輸入一個物種分布模型中之后，他們發現浮游植物的分布范圍朝著極地方向轉移，這表明隨著水溫的升高熱帶物種可能會擠進較小的范圍內，或者全然消失。

“當然，我們認識到溫度并不是影響浮游植物的唯一因素。”研究論文的合作者姆里杜爾·托馬斯說。托馬斯也是密歇根州立大學的研究生，研究方向為浮游植物生態學。然而，他還指出：既然這一研究已經為浮游植物的分布設定了可能的界限，其他的環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，誰也說不準浮游植物對于正在變化的溫度的適應速度到底有多快。克雷默想計算出這種適應速度。

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

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