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缩小的雪堆助长了阿拉伯海中有害的藻华

20年前在阿拉伯海闻所未闻的独特复原力生物体正以惊人的速度扩散和扩散,形成了浓厚的,恶臭的绿色漩涡和细丝,即使在太空中也可以看见。这种不寻常的生物是夜光藻-一种毫米大小的浮游生物,具有超强的生存能力,生长力和驱除硅藻的能力,硅藻是传统上支持阿拉伯海食物网的光合作用浮游生物。夜蛾不是大生物的首选食物,因此这些每年一次且持续数月的大花盛开,正在破坏该地区海洋食物链的基础,威胁到维持1.5亿人口的渔业,并可能加剧海盗犯罪的上升在该区域。

本周发表在《自然科学报告》上的新研究描述了喜马拉雅山-西藏高原地区持续降雪如何助长了这种破坏性藻华的扩张。该项目由哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站的Joaquim I.领导,利用现场数据,实验室实验和数十年的NASA卫星图像,将阿拉伯海的夜光藻的崛起与冰川融化和冬季季风减弱联系在一起。

通常,从喜马拉雅山脉吹来的寒冷的冬季季风将海洋表面冷却。这些较冷的水会下沉,并从下面用营养丰富的水代替。这种对流混合无异于将冰块放入一杯热咖啡中。在这段时间里,食物链的主要生产者浮游植物在阳光充足,营养丰富的上层繁衍生息,而周围的国家则有大量鱼类直接或间接地以浮游植物为食。但是,随着喜马拉雅山冰川和积雪的减少,从陆地向海上吹来的季风风越来越湿,导致对流混合减少,上层肥力降低。

在这种情况下,浮游植物(例如硅藻)处于不利地位,但夜光藻则没有。与硅藻不同,夜光藻(也称为海藻)不仅仅依赖阳光和养分。它也可以通过吃其他微生物生存。夜光藻在其球状,透明,温室状细胞内拥有数千种光合作用内共生体。绿色的共生菌通过光合作用为其提供能量,而其尾状鞭毛则使其可以从周围的水中捕获任何微小的浮游生物,以作为额外的食物来源。

这种双重能源获取方式使其拥有繁荣和破坏阿拉伯海经典食物链的巨大优势。夜光藻的第二个优势是其内共生菌在细胞内积聚了大量的氨,这使该生物体不适用于较大的放牧者。第三个优点是,积累的氨也是内共生体含氮养分的储存库,这使它们不易受到对流混合减弱导致养分输入减少的影响。

夜光草绽放最早出现在1990年代后期。每年绽放的花朵数量巨大,威胁到阿拉伯海已经脆弱的食物链,因为其共生体不仅与浮游植物竞争每年补充的营养,而且以浮游植物本身为食。但是,只有水母和胡sal似乎能找到可口的夜光藻。在阿曼,海水淡化厂,炼油厂和天然气厂被迫缩减生产规模,因为它们被夜光草水华和大量以其为食的水母所阻塞。由此产生的对海洋食品供应和经济安全的压力也可能助长了也门和索马里等国的海盗行为上升。

戈斯说:“这可能是我们所看到的与气候变化有关的最重大变化之一。”戈斯与拉蒙特研究人员海尔加·罗萨里奥·戈麦斯(Helga do Rosario Gomes)一起研究了这种生物的迅速崛起已有18年以上。“我们在东南亚,泰国和越南的沿海地区以及最南端的塞舌尔看到Noctiluca,到处都盛开着它,这已经成为一个问题。它还损害了水质,导致了许多鱼类死亡。”

该研究提供了令人信服的新证据,表明全球变暖对印度季风的影响是连带的,并对印度次大陆和中东的大量人口具有社会经济影响。

戈斯说:“与气候变化和海洋生物学有关的大多数研究都集中在极地和温带水域,而热带地区的变化在很大程度上没有引起注意。”

这项研究强调了热带海洋受到的影响如何,比传统模型的预测要大得多,丧失了生物多样性,并且变化速度更快。戈斯说,从长远来看,这可能预示着该地区已经遭受战争,贫困和生计丧失等社会经济问题困扰的国家将面临可怕的后果。

Lamont-Doherty的科学家O. Roger Anderson,Douglas G. Martinson和与天文台合作的高中生也为这项研究做出了贡献。其他合著者包括来自阿曼渔业和农业财富部和外交部的研究人员,以及来自阿曼苏丹卡布斯大学,中国天宫和厦门大学的研究人员。

该研究由美国国家航空航天局地球科学,戈登和贝蒂摩尔基金会以及苏丹卡布斯文化中心资助。

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