在南大洋进行的一项长期研究表明,海水变暖、海冰减少和南极银鱼数量减少之间存在明显的相关性。这些小而丰富的鱼类是企鹅、海豹和其他区域海洋生物的重要猎物,其作用类似于更温带水域的凤尾鱼或沙丁鱼。
该研究发表在Nature Portfolio的开放获取期刊Communications Biology 2 月 3 日刊上。主要作者、威廉玛丽弗吉尼亚海洋科学研究所 (VIMS) 的博士生 Andrew Corso 说:“这是海冰与任何南极鱼类的长期丰度之间的第一个具有统计学意义的关系。变暖,这些鱼可能会完全从该地区消失,从而引发海洋生态系统的重大变化。”
该研究的共同作者是 Drs。VIMS 的 Deborah Steinberg 和 Eric Hilton 以及科罗拉多大学博尔德分校北极和高山研究所的 Sharon Stammerjohn 博士。
该研究基于 Corso 对 25 年(1993-2017 年)收集的 7,000 多个幼鱼标本的分析,这是 VIMS 参与 NSF 资助的帕尔默南极洲长期生态研究计划的一部分。Palmer LTER 正在进行一项关于气候变化对南极半岛西海岸海洋食物网影响的调查。
领导 VIMS 参与 Palmer LTER 计划的 Steinberg 说:“我们的研究区域是地球上变暖最快的地区之一,在过去半个世纪中,空气和水温的升高导致海冰覆盖率大幅减少。” 从 1945 年到 2009 年,该地区冬季平均气温上升了 10.8°F(6°C),而海冰的年持续时间减少了近 2 个月。
幼虫样本储存在 VIMS 的 Nunnally Ichthyology Collection 中,该馆现在拥有世界第二大且仍在增长的南极鱼群,拥有 40,000 多个个体样本。负责收藏馆藏的希尔顿表示,该研究报告的研究是“一个很好的例子,说明了经过整理、编目和存档的自然历史收藏品与长期生态计划协同工作的价值。”
使南极银鱼在该地区寒冷的水域中繁衍生息的适应环境——它们可以占南大洋沿海地区鱼类生物量的 90% 以上——也使它们容易受到海洋变暖和海冰流失的影响。
“海冰在这些鱼的生活史中发挥着独特的作用,”科索说。“它们将卵产在海冰中——这也是新孵出的幼虫的育苗区——所以海冰的流失就像帝王蝶失去乳草一样。”
这些鱼的健康,无论是幼鱼还是成鱼,也可能因水温升高而受损。先前对密切相关的南极鱼类的实验表明,水温升高 9°F(5°C)可以彻底杀死一些物种,并降低这些鱼类同化食物的速度。
“我们表明,温暖的海面温度和减少的海冰与减少的幼虫丰度有关,”Corso 说。该地区的其他研究支持并扩展了这一发现,几十年来在南极半岛西部北部记录的成年银鱼丰度较低。
“我们的研究结果支持成年和幼虫银鱼的海冰和温度耐受性狭窄,并表明它们需要足够的海冰覆盖才能成功产卵,”Corso 说。“随着气候变化对南极半岛西部的影响,该物种可能会完全从该地区消失,从而引发食物网上下的变化。”
这些变化可能已经开始。参与 Palmer LTER 计划的其他科学家将该地区阿德利企鹅的大量减少与他们饮食中银鱼的长期减少联系起来。同样的研究人员还发现,银鱼对阿德利小鸡的羽化和生存很重要。