潤了潤了，連他們都受不了了_風聞

本文作者系 中國科學院海洋研究所研究員

感謝張老師對本期內容的支持

天氣漸涼，難熬的酷暑與我們漸行漸遠。可是想起今年夏天頻繁的極端高温，恐怕大家仍然心有餘悸。

許多人不知道的是，這一年的7月不僅被世界氣象組織“官宣”了有氣象記錄以來氣温最高的一個月，有時海水的温度也高得嚇人。今年7月13日，美國弗羅裏達的海水温度被爆出超過了30℃，去游泳的人説，海水像温泉一樣，游泳完全不能降温消暑了。

2023年5月至7月每日海面温度異常

（相對於1991-2020年)▼

人都快受不了了，比人更敏感的生物怎麼辦呢？我們請到了中國科學院海洋所的張武昌研究員給大家解釋，全球變暖對浮游生物這一海洋食物金字塔的基石造成了怎樣的影響。

研究員表示，全球變暖導致的生態變化，已經成了全球變化研究的核心問題和終極問題。而對他們海洋生態學學者來説，全球變暖怎樣影響海洋浮游生物也是個至關重要的問題。

冷知識：痞老闆Plankton就屬于海洋浮游動物中的橈足類

(痞老闆：已瘋勿cue)

“哪涼快哪待著去”

浮游生物指的是生活在水裏、游泳能力較弱的生物，遊速一般還達不到“秒速5釐米”（5cm/s）。世界上最大的浮游生物是南極磷蝦（除膠質化浮游動物例如水母、海樽外），最小的是病毒。

浮游生物分類▼

當環境不再適合生存，物種就會大規模遷徙，這句話不僅針對我們日常朝夕相處的飛禽走獸，對於海里小小的浮游生物來説也是如此。

全球變暖的過程中，增加的熱量裏90%以上被海水吸收。海里所有層次的水温都在升高，但是並不均勻，最上面的表層變暖最為嚴重。與19世紀中葉相比，海洋表面的温度已經升高了1.5°C，大致與地表大氣的升温幅度旗鼓相當。

近一個世紀以來海面温度都在波動上升中▼

海洋生物承受了太多▼

而且，跟我們生活的大氣層一樣，海里也有海洋熱浪，只不過襲來的不是熱騰騰的大氣，而是熱滾滾的海水。有時候，發生海洋熱浪的海域能比正常年份温度高出3-5℃。

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可以想象，當面對難以忍受的高温來襲，海里的生物當然也不可能坐以待斃，而是會往緯度更高、温度更低的方向奔逃，浮游生物也是一樣。

温度是影響浮游生物分佈最重要的因素，調節着浮游生物的各種生理活動。在適宜的範圍內，温度越高，它們體內的生化反應就越快。但如果温度太高或太低，這種反應速率反而會減慢。

不幸的是，浮游生物對過熱的水温適應力遠遠不及過冷，被稱為負偏態。也就是説，對浮游生物而言，過熱的海水比過冷的海水糟糕得多，全球變暖是一件比變冷更可怕得多的事情。

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正常情況下，浮游生物的分佈呈現九帶式格局：主要包括赤道條帶、2箇中心區條帶、2 個亞極區條帶、位於中心區和亞極區之間的 2 個過渡區條帶和位於南北半球的 2 個極區條帶。

**橫屏-**海洋浮游生物地理分佈的九帶式分佈格局▼

從亞熱帶到兩級的海域，科學家都觀察到了浮游生物由低緯、高温區域往高緯、低温區域遷移的現象。

在北大西洋，長期監測顯示，熱帶亞熱帶的浮游動物已經向北擴散。而在南極大陸附近，磷蝦雖然沒法“上岸”，但分佈的中心也在向更高緯度的南極大陸靠近。

浮游生物在1960-2019年期間的區域丰度變化▼

學者佐佐木和丹姆二人研究了海洋升温對橈足類生物的變化。橈足類是海洋浮游動物的主要類羣。他們發現，在所有橈足類生物中，生活在海岸附近或者河口的種類最容易被高温“脅迫”，因為不能沉到更深的水層中躲避高温。

不同棲息地橈足類生物熱耐受性示意圖▼

逃不過熱浪？要麼適應要麼死

浮游生物的游泳速度很慢，所以在海洋熱浪面前非常脆弱。在浮游生物生活的每塊條帶裏，緯度更低、更靠近赤道的浮游生物可能在一波海洋熱浪之後屍橫遍“海”，如死神的鐮刀一般，風掃落葉式捲走一片生命。

直到2020年以後，才開始有人研究浮游植物死於熱浪的現象。學者塞繆爾斯發現，南大洋硅藻原本生活温度低於2.5℃，如果温度升高到7.5℃或者9.2℃並且持續9天，這種硅藻會死亡過半。

熱浪帶來的温度上升

對浮游生物來説可能是致命的▼

此外，科學家還發現了一個有趣的現象：同一海區的橈足類能夠耐受的最高温度（高温臨界温度）與生物個體的大小成反比。也就是説，這種生物個頭越大，就越不容易活過海水升温。因此，個頭越大的浮游生物，能夠存活的温度範圍就越小，也就越容易滅絕。

一些橈足類生物，長得怪有趣的（還是痞老闆的原型）

（圖：wiki）▼

橈足類的臨界高温和其體長的關係▼

對於北冰洋的優勢物種極北哲水蚤來説，北冰洋的升温甚至帶來了局部地區的滅絕，因為它的幼體對升温非常敏感，一次升温能讓一片海域內年輕的極北哲水蚤夭折殆盡。

極北哲水蚤,就是這貨

其飽含脂肪，在北冰洋是大型生物優質的餌料和能量來源

（圖：NOAA）▼

好消息是，情況不總是這麼悲觀，浮游生物的高温耐受性也可以被“自然馴化”，耐高温的能力可以隨着環境做出調整和改變。例如來自不同海域的近岸橈足類湯氏紡錘水蚤能耐受的温度範圍在22-38°C之間，克氏紡錘水蚤能耐受的温度在28-42°C之間，等等。

與此同時，海水變暖使得海里的春夏開始的時間提前，而秋冬開始的時間延遲。海洋生物為了適應這些變化，生活的節奏也改變了很多。

在北冰洋的白海，1961-2018年期間，5-6月的平均温度升高了3℃，春天開始的時間提前了19天，夏天到來的時間提前了27天，無冰期提前了22天，夏天持續的時間增加了35天。

研究中站點温度和橈足類物種丰度的季節動態▼

相應地，當地的浮游生物極北哲水蚤開始出現的時間提前了25天，消失的時間提前了15天，而挪威小毛猛水蚤開始出現的時間提前了21天。

其他種類也都有不同程度的變化。

除了調查資料之外，實驗室內的升温培養也可以幫助瞭解物候的變化。在實驗室裏，科學家發現，温度越高，極北哲水蚤產卵開始的時間會越提前，與0°C相比，3℃ 和6°C的培養條件下，它們產卵時間分別提前了17天和24天，產卵的持續時間分別減少了8天和30天。

後果是什麼？

有一句話叫“牽一髮而動全身”。小小的浮游生物深受全球變暖影響，而後續一系列連鎖反應又是如此之大，以至於已經上了岸的人類也無法忽視，其中最直接的影響就是它下游的食物鏈。

大魚吃小魚，小魚吃蝦米

海洋浮游生物是海洋食物網的基礎

（舉個大白鯊的食物鏈為例，圖：sciencefacts）▼

首先是浮游植物的減少。海洋整體在變暖，但並不均勻，表層海水升温幅度比深層大得多，海水各層的物理條件差得越來越多，被稱為“層化加劇”。

海洋不是一個均勻的水體

其隨深度的不同密度也會發生變化▼

然而，海水中的營養鹽主要海洋深層，層化加劇使得深層營養鹽更難到達海洋表層，所以依賴這些營養物質的浮游植物處境也不太妙。一項研究顯示，在過去60年中，西印度洋的浮游植物數量已下降20%。

研究以葉綠素濃度作為浮游植物生物量的指標

可以看到1950到2005年的60年間

西印度洋的葉綠素分佈呈負趨勢▼

然後，以這些浮游植物為食的浮游動物也跟着減少，而且比浮游植物還慘。大體來説，温度升高對動物的促進作用比植物和微生物更加明顯，所以升温之後浮游動物的食量也會比以前還大。

更糟糕的是，温度升高還會導致食物鏈傳遞能量的效率更低，而且越是接近食物鏈頂端的生物，攝取營養的效率降低得就越多。可想而知，浮游動物減少的數量只能比浮游植物更多。

痞老闆(Plankton)：能大快朵頤的日子不多了▼

2019年有模型研究表明，在高二氧化碳排放情境下，將來浮游植物生物量平均會減少6%，而浮游動物則平均減少14%。

接下來你一定已經猜到了——以浮游生物為食的海洋動物跟着減少，漁業捕撈也大受影響。據聯合國氣候小組2019年的一份報告稱，由於氣候變化，到21世紀末，海洋動物的數量可能會減少15%，漁業的捕撈量則可能減少21%-24%。

總的來看，對北半球的影響程度大於南半球▼

此外，海洋浮游生物從低緯度向高緯度遷移的趨勢，也會成為了海洋裏其他生物、乃至一個區域內的整個生態網絡跟着向高緯度移動的原因之一，以後各個漁場應該也要從低緯度往高緯移動。

漁場往高緯度地區轉移，可不是啥好事

（圖：壹圖網）▼

目前，科學家對這種質變非常關注，有科學家認為，一個海區的系統的變化如果大到發生了質變，就很難再回到以往的狀態。全球變暖對地球和海洋的影響恐怕比我們想象的要大太多，而我們也必須做好準備。