中深層海洋物種或因全球變暖而喪失？！

在200米到1000米深的中深海層中，棲息著海洋生物最大的生物量，其中有著許多從未見(jiàn)過(guò)日光的物種。由于觀察這些生物非常困難，氣候變化對(duì)中深海層海洋的影響在很大程度上仍然是一個(gè)謎。近期，Ariza等人在《Nature climate change》上發(fā)表文章，報(bào)告了他們?nèi)绾问褂靡幌盗新晫W(xué)調(diào)查和統(tǒng)計(jì)建模方法，在未來(lái)氣候情景下預(yù)測(cè)中低緯度海洋中深海生物的大量喪失。

（圖片描述：中深海層物種的相關(guān)研究較少，它們都是聲學(xué)定義下回聲生物群落的主要組成部分。圖源：ZU_09/DigitalVision Vectors/Getty）

包括魚(yú)、蝦和魷魚(yú)等許多中營(yíng)養(yǎng)級(jí)物種的中深海層在很大程度上仍未受到人類活動(dòng)的影響。雖然我們對(duì)深海知之甚少，但最近的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)證明它們的物種豐富性和多樣性非常高，并在海洋食物網(wǎng)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在許多海洋沙漠中，表層水體幾乎沒(méi)有生命，但中深海層的物種仍然相當(dāng)豐富。高度遷徙的海洋捕食者，如鳥(niǎo)類、海洋哺乳動(dòng)物和魚(yú)類，都依靠這些中深海層資源生存，使它們成為海洋生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。然而，對(duì)這些深海棲息地進(jìn)行采樣的困難限制了人類評(píng)估其潛在氣候變化影響的能力。

為解決這一問(wèn)題，Ariza等人編制了一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，其中包含在38 kHz頻率下公開(kāi)可用的聲學(xué)數(shù)據(jù)，這是觀察中深海層生物時(shí)使用最為廣泛的頻率。這種方法使用船載聲學(xué)回聲深度計(jì)來(lái)測(cè)量中深海層生物的豐度和分布。繼而，在未來(lái)氣候變化的不同情景下，基于最新一代的地球系統(tǒng)模型，對(duì)中深海層物種的結(jié)構(gòu)和分布進(jìn)行了全球范圍下的預(yù)測(cè)。這些預(yù)測(cè)依賴于20種不同的氣候模擬，一套優(yōu)化的環(huán)境預(yù)測(cè)因子和基于機(jī)器學(xué)習(xí)的非線性統(tǒng)計(jì)建模。

（圖片描述：a，通過(guò)分層聚類將海洋海景分類為白天和夜晚的聲學(xué)概況。b-m，每個(gè)海景類別下白天(b,d,f,h,j,l)和夜晚(c,e,g,i,k,m)的概況：副極地(b,c)，環(huán)流(d,e)，亞熱帶(f,g)，溫帶(h,i)，上升流(j,k)和低氧上升流(l,m)。顏色表示識(shí)別的聲學(xué)海景：副極地(棕色)，環(huán)流(橄欖)，亞熱帶(青色)，溫帶(橙色)，上升流(紅色)和低氧上升流(紫色)水域。圖源：Ariza et al.）

結(jié)果表明，如果當(dāng)前的溫室氣體排放情景持續(xù)下去，全球中深海層物種將在21世紀(jì)末受到嚴(yán)重?fù)p害。預(yù)計(jì)中低緯度將損失3％至22％的生物量，而因?yàn)榈蜕a(chǎn)力系統(tǒng)的擴(kuò)張，高緯度將被現(xiàn)今的溫帶動(dòng)物群所占領(lǐng)。盡管高緯度生物量有所增加，但由于中低緯度的海洋表面占總數(shù)的70%，預(yù)計(jì)損失將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)預(yù)計(jì)收益。這一結(jié)果與生態(tài)系統(tǒng)模擬的結(jié)果是相似的。

Ariza等人進(jìn)一步在文章中表明，如果各國(guó)能夠采取有力的減排措施，將全球變暖控制在2°C以下，將在很大程度上阻止中深海層生物的大量喪失。有力的減排措施將使所有氣候區(qū)域的變化保持在10%以下，而在溫帶系統(tǒng)中幾乎可以保持零變化。根據(jù)計(jì)算，低排放情景下預(yù)測(cè)的所有生物量變化，無(wú)論正負(fù)，都將比高排放情景減少4-11個(gè)百分點(diǎn)。這意味著在所有緯度上的影響將減少至少三分之二。

參考資料：DOI：https://doi.org/10.1038/s41558-022-01479-2

整理：星風(fēng)

審核：Daisy

編輯：Pierre