昆山杜克大學(xué)生物地球化學(xué)助理教授林亞娟博士和美國杜克大學(xué)的科學(xué)家們在8月16日發(fā)表于《自然-通訊》(Nature Communications) 的一項研究中，將變暖的海水、消融的海冰與浮游生物群落的變化聯(lián)系在了一起，并指出該變化可能會加速氣候變化的進程。

這項長達五年的研究的首席研究員林亞娟博士

這項始于2012年、歷時五年的研究在西南極半島進行，是在南極地區(qū)有史以來最長的基于 DNA 的浮游生物群落結(jié)構(gòu)和持續(xù)碳輸出的時間序列研究，并首次定量地將該區(qū)域浮游生物群落結(jié)構(gòu)與海洋碳匯聯(lián)系起來。該研究發(fā)現(xiàn)，水溫與海冰覆蓋面積是影響海洋微生物組成的兩個主導(dǎo)因素。海洋微生物物種豐富度與均勻度的下降使得海洋對二氧化碳的吸收量減少，而二氧化碳是一種與全球變暖密切相關(guān)的氣體。

該研究的第一作者林亞娟博士指出：“浮游生物是海洋中的隱形森林，它們會從大氣中吸收二氧化碳，因此其群落的變化至關(guān)重要。這項研究表明，南極半島西部的這片森林在此方面的作用可能有所減小�！�

該研究由美國國家自然科學(xué)基金會授予杜克大學(xué)尼古拉斯環(huán)境學(xué)院生物地球化學(xué)教授、該研究的共同通訊作者 Nicolas Cassar 的經(jīng)費所支持。在五年的時間里，研究團隊與來自北卡羅來納大學(xué)教堂山分校、羅格斯大學(xué)、哥倫比亞大學(xué)和英國南極調(diào)查局的科學(xué)家們一同多次前往南極半島西部采集樣本。在這些實地考察途中，他們大部分時間在考察船 Laurence M. Gould 上度過，也包括在美國南極站 Palmer Station 以及英國南極站 Rothera 短期停留。

西南極半島消融的海冰（攝影/Oscar Schofield）

Laurence M. Gould 研究船

研究團隊采集了包括藻類、微型浮游動物在內(nèi)的海洋微生物 DNA 樣本，同時也利用質(zhì)譜儀監(jiān)測海洋碳匯水平。每次實地考察結(jié)束后，研究團隊都會在杜克大學(xué)和法國南特大學(xué)的實驗室中進行數(shù)月的實驗，利用高通量 DNA 測序技術(shù)對樣本進行分析，測量樣本中的物種數(shù)量、群落組成、碳含量以及其他特征——該測序技術(shù)的應(yīng)用使得這些測量不受其微觀尺度的影響。

他們發(fā)現(xiàn)，海洋微生物群落與過去相比發(fā)生了顯著的變化：在海冰減少的情況下，有些生物更好地適應(yīng)了變暖的環(huán)境，有些則隨著溫度升高而減少。據(jù)林亞娟博士介紹，微生物群落的這種轉(zhuǎn)變可能會對氣候變化造成影響——他們對變化群落的分析顯示，海洋微生物從大氣中吸收的二氧化碳量有所減少。

這項研究重點關(guān)注的西南極半島區(qū)域（攝影/Oscar Schofield）

林博士補充道，南極半島西部海域是全球變暖速度最快的海洋，因此那里的研究結(jié)果可能是一個很好的指標(biāo)，可以表明水溫升高可能會導(dǎo)致其他地方發(fā)生什么變化。“我們的發(fā)現(xiàn)表明，氣候變化對南極沿海地區(qū)的持續(xù)影響可能會導(dǎo)致浮游生物的生物多樣性和生物碳大幅下降，而這會影響南大洋對碳排放的緩解能力�！�

海洋微生物樣本（攝影/Sharif Mirshak）

林博士研究發(fā)現(xiàn)的發(fā)表緊隨由政府間氣候變化專門委員會（IPCC） 發(fā)布的一份關(guān)于氣候變化的聲明，其詳細(xì)闡述了未來幾十年全球海洋、冰蓋和土地變化將會帶來的危險。而聯(lián)合國生物多樣性大會（COP15）和聯(lián)合國氣候變化大會（COP26）將分別在今年10月和11月召開，屆時該研究可能會豐富關(guān)于生物多樣性保護與氣候變化的討論。

“我們的研究結(jié)果使得氣候變化和生物多樣性的數(shù)據(jù)庫更加完善，同時也可以讓我們更加清晰地看到地球正在發(fā)生著什么樣的變化，”林博士說道，“然而，要想證實這個變化模式，我們需要進行為期更長的研究�！�

作者：John Butcher

翻譯：溫昕怡

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