北极海冰的减少导致海洋浮游植物进一步向北移动

一项最新研究表明，构成海洋食物链基础的浮游植物正在向北扩散，进入以前从未见过的无冰水域。一项基于海洋颜色卫星图像的新研究表明，在以前不存在的北冰洋浮游植物春季繁盛，正以每十年1度纬度的速度向北扩张。虽然在这一地区以前没有发生过浮游植物的大量繁殖或大爆炸，但在生物量较低的北极中央盆地中存在浮游植物。研究还发现，浮游植物的初级生产力，即浮游植物将阳光转化为化学能的速率，在春季繁殖期正在增加。

研究报告的作者说，过去几十年里，北极海冰的减少已经让位给了那些浮游植物可以大量繁殖的开阔水域，从而推动了它们向北扩张。研究人员不确定这种扩张会对食物链产生什么影响，但研究结果表明，冰盖的减少正以不可预见的方式影响着海洋生态系统。如果海冰继续减少，它可能会促使浮游植物春季向北大量繁殖，从而进一步提高初级生产力。根据这项研究，这些变化可能会影响北冰洋作为碳源或碳汇的命运。

加拿大魁北克拉瓦尔大学的博士生索菲·雷诺说:“如果冰层在夏季完全消失，那么浮游植物春季的大量繁殖将会受到影响。”“我们无法准确预测它将如何演变，但我们非常肯定，这将对整个生态系统造成严重后果。”浮游植物是生活在水中的微生物，通过光合作用消耗二氧化碳和释放氧气。在这个过程中，他们把阳光转化成化学能。浮游植物构成了海洋食物链的基础，间接地为从小鱼到多吨鲸鱼的各种生物提供食物。

据美国国家航空航天局地球观测站称，浮游植物的生长取决于二氧化碳、阳光、营养物质、水温和盐度、水深以及放牧动物的可利用性。当条件理想时，浮游植物的数量增长可能会激增或爆发。虽然浮游植物的繁殖期可能持续数周，但单个浮游植物的寿命很少超过几天。北冰洋的浮游植物每年春天都会大量繁殖。过去，在北极高纬度地区几乎没有浮游植物的大量繁殖，因为这些地区通常被海冰覆盖。近几十年来，海冰已经减少，在春季早些时候开始融化，或者在北极的一些地区根本没有形成。

在这项新的研究中，Renaut和她的同事想看看最近海冰的减少是否对春季浮游植物的大量繁殖有影响。他们利用海洋颜色的卫星观测——提供了对浮游植物生物量和初级生产力的估计——来跟踪2003年至2013年每年春天浮游植物数量的变化。他们发现，春天的花朵向更北的地方扩展，初级生产力也在增加。根据这项研究，在春季和夏季，北冰洋的净初级生产力在2003年到2013年间增加了31%。研究人员还发现，在俄罗斯北部的巴伦支海和喀拉海，这些水华正以每十年1度的纬度向北扩张。

Renaut说，季节早期出现的海冰融化形成了更大的开放水域，充当了浮游植物生长的孵化器，延长了它们的生长季节。作者怀疑春天的花朵有一天会延伸到北极的中央盆地，那里几乎涵盖了北纬80度以上的所有地区。然而，由于缺乏营养，初级生产力可能会保持在低水平。冰层的减少意味着春天的水华和冰下的水华可能还需要争夺阳光和营养，从而改变海洋生态系统的流动。研究结果表明，这一地区发生了巨大的变化。“极地地区——南大洋和北冰洋——非常重要，因为它们在调节全球气候方面发挥着关键作用，”Renaut说。“如果海冰在夏季完全消失在北冰洋，这是我们几十年后的预期，它将对生态系统造成影响，但也可能对气候造成影响。”

乔治亚大学海洋科学教授帕特里夏·耶格尔(Patricia Yager)没有参与这项新研究。她说，如果动物还没有准备好在浮游植物上吃草，他们在一些地区观察到的早期藻华生长可能会产生相当大的影响。亚格说:“这种时间上的不匹配可能导致北极食物链发生重大变化，不仅影响到当地的动物和生活在那里的人们，还影响到依赖北极资源的全球迁徙动物的数量。”“在北极发生的事情并不局限于北极。”

研究科学家塞西尔Rousseaux大学空间研究协会,谁没有参与这项新研究中,研究进展在这个领域的研究调查北极的个别地区浮游植物生产力,和代表证据的影响,减少了冰盖对北冰洋的生物化学循环。然而，卢梭指出，这项研究确实有局限性。同样重要的是要记住，我们目前研究这些变化的数据数量有限。”“长时间的卫星数据将使我们能够确认这些浮游植物生产力的趋势是否会持续下去。”