海洋變暖正在對深海浮游植物產(chǎn)生積極影響，與之形成鮮明對比的是，表層浮游植物正顯示出壓力跡象。 這突出表明，需要加強(qiáng)次表層監(jiān)測，以了解這些至關(guān)重要的生態(tài)變化。研究人員在百慕大附近進(jìn)行的一項(xiàng)長達(dá) 33 年的研究發(fā)現(xiàn)，全球變暖導(dǎo)致深海浮游植物的生長模式發(fā)生了重大變化。

　　這些對海洋食物鏈和二氧化碳吸收至關(guān)重要的微型藻類根據(jù)深度的不同表現(xiàn)出不同的反應(yīng)，深層生物量增加，表層葉綠素減少。

　　在海洋表面之下，被稱為浮游植物的微小藻類正隨著全球變暖而蓬勃發(fā)展。 這一發(fā)現(xiàn)來自最近發(fā)表在Nature Climate Change上的一項(xiàng)研究，該研究對這些海洋監(jiān)測衛(wèi)星看不到的微小植物進(jìn)行了前所未有的長期分析--時(shí)間跨度長達(dá)三十多年。

　　浮游植物是海洋食物網(wǎng)的基礎(chǔ)。 浮游植物被稍大的浮游動(dòng)物（微小動(dòng)物）食用，而浮游動(dòng)物又被小魚食用，然后被逐漸變大的魚食用，如此沿著食物鏈向上循環(huán)。 因此，浮游植物數(shù)量的任何變化都會(huì)對整個(gè)海洋生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生連帶效應(yīng)，影響包括鯊魚和鯨魚等大型捕食者在內(nèi)的所有生物。 因此，了解浮游植物如何適應(yīng)氣候變化對于預(yù)測海洋未來的健康狀況至關(guān)重要。

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　　全球 70% 以上的日照海洋至少分為兩層，有的是永久性的，有的是季節(jié)性的。 同樣，這些微小生物也存在于兩個(gè)不同的層中：表層浮游植物生活在光照充足、洶涌澎湃的上層海洋中，而深層浮游植物則生活在光照不足但養(yǎng)分充足的地方。

　　衛(wèi)星很容易監(jiān)測到表層浮游植物，衛(wèi)星可以根據(jù)海洋的顏色探測到浮游植物，并能實(shí)時(shí)觀測到廣闊的區(qū)域。 然而，這些衛(wèi)星只能捕捉到上層 50 米左右的浮游植物，即使在最清澈的水域也是如此。 更深的浮游植物并沒有受到衛(wèi)星的常規(guī)監(jiān)測，我們對它們的了解仍然很少。

　　這是一個(gè)嚴(yán)重的局限。 較深的浮游植物占浮游植物總生物量的很大一部分（據(jù)認(rèn)為約為 10%-30%）。 盡管光照較弱，但來自深層的營養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)意味著它們通過光合作用產(chǎn)生了海洋中很大一部分新的生物量，而且它們的綻放（集體生物量的突然增加）持續(xù)時(shí)間比表層浮游植物更長。

　　為了研究這兩層浮游植物，我們使用了來自百慕大附近馬尾藻海（Sargasso Sea）的 33 年船舶采樣數(shù)據(jù)。 這里是世界上僅有的幾個(gè)長期例行收集此類數(shù)據(jù)的地方之一。

　　然后，我們使用新的雙層建模工具分別分析了海洋的表層和次表層。 我們發(fā)現(xiàn)，隨著北大西洋變暖，深層浮游植物的生物量正在集體增加，尤其是在過去十年變暖加速的情況下。

　　與此同時(shí)，表層浮游植物的葉綠素含量降低，綠色減少。 這可能是由于它們開始習(xí)慣于表層附近較高的光照水平，因?yàn)檩^暖的表層水往往較少與下面的水混合，使它們長時(shí)間處于較亮的環(huán)境中。 這也可能是由于更綠色的浮游植物物種被那些更能適應(yīng)表層明亮、低營養(yǎng)條件的浮游植物物種所取代。 這些物種產(chǎn)生的葉綠素通常較少，導(dǎo)致整個(gè)浮游植物群落的綠色減少。

　　這些變化可能會(huì)對海洋生態(tài)系統(tǒng)和海洋從大氣中清除二氧化碳的方式產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。 我們推測，深海浮游植物群落可能支持著與表層群落不同的食物網(wǎng)，并可能貢獻(xiàn)了作為海洋雪沉入海洋深處的有機(jī)物的很大一部分。

　　正因?yàn)槿绱耍O(jiān)測海面下這片看不見的森林浮游植物群落至關(guān)重要，因?yàn)樾l(wèi)星無法發(fā)現(xiàn)它的存在，否則這些變化可能會(huì)被忽視。

　　下一步是使用浮動(dòng)海洋機(jī)器人，監(jiān)測更深處的浮游植物，補(bǔ)充衛(wèi)星數(shù)據(jù)。 這些機(jī)器人已經(jīng)存在，并從衛(wèi)星無法到達(dá)的海面以下提供有價(jià)值的數(shù)據(jù)。 其他技術(shù)包括激光雷達(dá)衛(wèi)星，它們能提供更深層的視野。 不過，和機(jī)器人一樣，它們運(yùn)行的時(shí)間還不夠長，無法完全捕捉到深海浮游植物的長期趨勢。

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