气候变化减少沿海上升流生态系统的浮游生物量

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许多出现在我们餐桌上的鱼类依赖于近海的一个隐秘引擎：来自深海的冷而富含营养的水体上涌。该研究考察了气候变暖如何改变巴西近海的这一引擎，以及这对水中漂浮微生物和以其为食、支持当地经济与人类食物来源的较大鱼类意味着什么。

深海与海岸相遇处的生命

研究者重点关注巴西东南部的卡博弗里奥（Cabo Frio）上升流区域——南大西洋最富饶的沿海海域之一。在这里，风与洋流周期性地将冷的深层水推向表层，带来可为微小藻类施肥并支撑富饶渔业的营养盐。由于这些事件具有时空片段性且强烈季节性，团队依赖一项超过十年并以每周记录的异常详尽观测，追踪温度、营养盐、称为悬集物（seston）的微小漂浮颗粒以及当地鱼获量。他们将这些观测与气候模型投影相结合，预测该富饶体系到2100年可能如何变化。

从营养盐到鱼类的能量追踪

为将气候变暖与渔获联系起来，作者构建了一个逐步描述的食物网图景。首先，他们使用来自地球系统模型的海表温度来预测表层水体中硝酸盐、铵和磷酸盐等关键营养盐的未来水平。随后将这些营养盐与形成海洋食物链基础的微小植物——浮游植物的生长联系起来。接着，他们考察浮游植物如何进入悬集物——由浮游生物和有机颗粒组成的混合体，为小型远洋鱼类提供食物。最后，他们利用基于长期地方数据训练的机器学习方法，将悬集物和温度的变化与鱼类生物量和渔获变化联系起来。

海水更暖，来自深层的营养更少

在所有气候路径下，模型显示卡博弗里奥区域在本世纪持续变暖。随着表层海洋升温，来自深层的新鲜硝酸盐供应下降，而诸如铵等再循环氮形式变得更常见。另一种关键营养盐磷酸盐也在减少。营养盐组成的这种变化削弱了浮游植物的生长，其生物量显著下降，尤其在高排放情景下。同时，悬集物缓慢增加，表明更多能量被滞留在更小的生物和碎屑中，而不是有效传递给更大型动物。过渡的早期几十年伴随营养盐水平和鱼类生物量的强烈波动，显示生态系统处于不稳定时期。

不同气候未来下岌岌可危的鱼类

对鱼类的影响令人瞩目。历史估计显示该区域存在大量远洋鱼类生物量，但在中高排放情景下的预测表明长期会出现陡峭下降。在更严重的情景中，鱼类生物量到2100年可能下降多达78%，且在投影的最初几年就已出现大幅下滑。相比之下，低排放路径会先引发短期扰动，随后在世纪中叶后有趋于稳定的迹象。系统不会完全回到过去的状态，但当变暖被控制时，食物网有可能重新稳定，从而帮助保留一定水平的生产力和恢复力。

这对海岸与社区意味着什么

对于依赖沿海渔业的人们，这些结果指向一个前景：仅凭变暖就能使鱼群变稀，哪怕捕捞压力不变。研究表明，变暖驱动的营养盐与浮游生物结构转变会将能量推向微生物和颗粒通路，而非大型鱼类，从而减少可收获的生物量。尽管任何长期投影都有不确定性，尤其是基于单一气候模型时，但这里观察到的模式与其他海域报告的变化一致。对普通读者而言，核心信息很清楚：保持温室气体排放在低水平，有助于维持更健康的上升流生态系统，并减轻对依赖这些系统的鱼类与社区的冲击。

引用: Nunes, L.T., Matos, T.d.S., Reis, C. et al. Climate change reduces pelagic biomass in a coastal upwelling ecosystem. Commun Earth Environ 7, 415 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03395-1

关键词: 沿海上升流, 海洋食物网, 气候变化, 鱼类生物量, 海洋增温