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在不久的将来,气候变化将改变人类赖以生存的生态系统。然而,面对如此复杂的环境,我们如何预测事件的发展?

来自澳大利亚的科学家给出了答案:通过设计一个微型生态系统来模拟气候变化的影响。通过他们的实验,研究人员暴露了一些危险的可能性。如果我们单独研究一个物种,这些风险很可能被忽略。

“如果只是把一条鱼放在鱼缸里,观察它在不同温度下的反应,与现实相比真的太简化了。”阿德莱德大学的生态学家、这项研究的领导者内格尔肯博士说。

但是一个完整的自然生态系统是由数以千计的物种组成的,其研究存在一些不便之处。“自然环境太复杂了,你永远无法知道是哪个具体因素导致了你正在观察的结果。”内格尔肯博士说。

在这两个极端中,nagelkerken博士和他的同事试图创造一个更加和谐的中间地带。

他们准备了12个小水池,每个水池都装满了475加仑的海水,创造了一个简单的海洋生态系统。在池底放置适合藻类生长的沙子和人工水生植物,在这个“中型实验生态系统”中放置当地的甲壳类动物和其他以藻类为食的无脊椎动物。另外,为了加入捕食者,池里还加入了以无脊椎动物为食的长鳍虾虎鱼。

为了测试气候变化的影响,研究人员将三个水池的温度提高了5度(对未来南澳大利亚海岸水温的保守估计)。(

同时,研究小组还研究了二氧化碳的影响。二氧化碳是全球变暖的重要原因。溶解在海水中,使其酸度上升,可能对海洋动植物造成危害。同时,藻类可以吸收更多的二氧化碳,从而实现更多的光合作用。

nagelkerken博士和他的同事将二氧化碳注入三个水池,使海水温度与实际海水温度相等。在另外三个水池中,研究人员既提高了水温,又注入了二氧化碳。而其余三个人才库用作基准,这些基准保持不变,并与其余九个人才库的变化进行比较。

nagelkerken博士和他的同事发现,在只注入二氧化碳的环境中,食物网的所有三层都分别受益。藻类生长加快,为无脊椎动物提供了更多的食物,从而为虾虎鱼提供了更多的食物。

但同时注入二氧化碳和升高水温的情况并不乐观——虽然食用藻类较多,但无脊椎动物的生长并没有得到促进。可能是因为水温越高,藻类中的营养越少,也可能是无脊椎动物的生长发育在水温越高的情况下面临的压力越大。

与此同时,无脊椎动物也面临着更多来自捕食者的压力。较高的水温加速了虾虎鱼的新陈代谢,使其更容易饥饿,吞食更多的无脊椎动物。遭受上下两次攻击,无脊椎动物数量锐减。

在之前的研究中,nagelkerken博士和他的同事也发表了研究,证明海水酸化影响了鱼类的捕食能力。在这项研究中,研究人员在温暖酸化的海洋中饲养了一只鲨鱼。他们发现鲨鱼捕食更多的海胆——这是海水变暖后鲨鱼开始捕食的众多物种之一。

然而,对捕获的食物种类的监测和研究并不特别成功,这很大程度上是由于海水中化学成分的变化影响了它们的神经系统。


nagelkerken博士说,这些实验的结果相当悲观。不仅对海洋生态系统如此,对世界上31亿依靠鱼类获取人体所需蛋白质的人也是如此。食物链越往上,粮食供求关系越不协调。我们人类在海洋食物链的顶端捕食这些鱼。

对于不同的生态系统,不同鱼类的脆弱性是不同的。nagelkerken博士希望他和他的同事们正在进行的研究将激励其他研究人员复制相同的模型,并研究其他物种的生活条件。

不列颠哥伦比亚大学的生态学家奥康纳博士说,这种实验是理解自然生态变化的关键手段。nagelkerken博士的研究不是对未来的预测,而是对以下事实的有效证实:如果海水继续升温和酸化,食物链将会重组。(孙悦编自《纽约时报》)


编辑:关昊