被称为浮游植物的微小海洋植物是海洋中大多数食物网的基础，它们的生产力推动了商业渔业、碳固存和健康的海洋生态系统。但人们对它们将如何应对气候变化导致的海洋温度升高知之甚少。大多数气候模型假设它们都会以类似的方式做出反应。

但由前博士生斯蒂芬妮·安德森 (Stephanie Anderson) 领导的罗德岛大学海洋学研究生院的一组研究人员得出结论，不同类型的浮游植物会有不同的反应。对四个关键浮游植物群将如何对2080 年至 2100 年间预测的海洋温度做出反应的研究表明，它们的增长率和分布模式可能会有所不同，从而对全球海洋群落的未来构成产生重大影响。

“浮游植物是地球上最多样化的生物之一，它们固定的碳量大致相当于世界上所有陆地植物的总和，”安德森说，他现在是麻省理工学院的博士后研究员。“你每一次呼吸都是由浮游植物产生的。存在哪些会影响在给定区域可以支持哪些鱼。”

Anderson，URI 海洋学教授 Tatiana Rynarson 及其来自麻省理工学院、斯克里普斯海洋学研究所和奥多明尼安大学的同事在 11 月 5 日的《自然通讯》杂志上发表了他们的研究结果。

“这项研究代表了对了解浮游植物如何对海洋变暖做出反应的关键贡献，”Rynarson 说。“海洋生态系统的所有气候变化预测都包含一个术语，它反映了我们认为浮游植物生长对温度的反应方式。在这项研究中，我们为温度-生长反应生成了新的、更准确的值，可以更好地反映海洋中浮游植物的多样性.这些新值可用于未来的气候变化预测，帮助它们变得更加准确。”

研究人员从 80 多项现有研究中收集了与温度相关的生长测量数据，这些研究涉及四种浮游植物——硅藻，它们在高营养地区茁壮成长;蓝藻，在营养含量低的开阔海域占主导地位;球石藻，对碳的吸收特别重要;和鞭毛藻，它们在水体中垂直迁移。他们还审查了每组的耐热性，并对预计温度进行了模拟，以确定浮游植物分布和增长率在世界不同地区的变化。

他们发现每个群体对变暖的容忍度都不同。

“在赤道附近，球石藻可能会面临最大的比例增长下降，这可能会改变那里的群落组成，”安德森说。“另一方面，蓝藻预计在中纬度地区将面临最大的比例增长，它们可能会向极地扩展。”

“我们惊讶地发现，我们的模拟预测阿拉斯加湾和太平洋东北部的蓝藻范围变化最大，这些地区支持丰富而丰富的渔业，”Rynarson 补充道。“重要的是，蓝藻不是很好的鱼食。”

研究人员表示，预计所有四个浮游植物群体都会在较冷的地区增加其增长率，但增长程度因群体而异。

“对于所有群体，我们预计他们的增长率会在接近赤道时下降，”安德森说。“赤道已经是最温暖的地区，因此那里的温度升高可能会将它们推向极限。那里的温度将超过它们的舒适度，这将阻碍它们的生长。”

研究人员说，大多数物种可以忍受比它们通常面临的温度更高的温度，但是它们通常面临的温度与它们无法生存的水平之间的界限会随着它们离赤道越近而减小。

安德森说：“两极有很大的能力来应对变暖，但赤道的能力下降。”

研究小组还发现，在所有受检组中，甲藻对温度升高的响应变化最小，并且它们耐受的温度范围最广。

“他们的代谢率不像其他群体那样受温度变化的影响，”安德森说。“我们假设这可能是由于它们是垂直迁徙的事实。它们上下游动的能力使它们暴露在更多的温度下，可能使它们能够应对更多的温度变化。”

这些结果的意义是重大的。在赤道，随着温度升高，浮游植物的增长率预计会下降，浮游植物生物量的减少可能支持更少的鱼类和其他海洋生物。

安德森说：“如果你是一条鱼，你依赖一种食物，而这种食物不再存在，你可能不得不和猎物一起移动才能生存。” “这可能会导致区域食物网发生变化。”

在预计增长率会增加的高纬度地区，较高的浮游植物生物量可能能够养活更多的鱼类，从而促进商业渔业。

该研究没有考虑可能影响浮游植物生长速度的其他因素，如养分或光照，因此安德森说，该研究的影响有些推测性。她现在正在将这些额外因素整合到一个新模型中，以观察结果可能会如何变化。