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未经控制的全球排放可能会引发海洋生物的大规模灭绝

编译者:liguiju发布时间:Jun 15, 2022点击量:30 来源栏目:科研动态

美国普林斯顿大学的一项研究发现,除非温室气体排放得到控制,否则海洋生物多样性可能会直线下降,达到恐龙灭绝以来从未有过的水平。研究人员在不同的预测气候情景下模拟了未来的海洋生物多样性。他们发现,如果排放得不到控制,到2100年左右,单单是气候变暖和氧气消耗造成的物种损失就可能反映出人类对海洋生物多样性产生的巨大影响。热带水域的生物多样性损失最大,而极地物种的灭绝风险最大。研究发现,逆转温室气体排放可以将物种灭绝的风险降低70%以上。

研究人员指出,积极迅速地减少温室气体排放,对于避免海洋物种大规模灭绝至关重要。他们发现的物种灭绝状况在很大程度上取决于人类继续排放的二氧化碳量,还有足够的时间来改变二氧化碳排放轨迹,以缓解导致这种大规模物种灭绝的变暖程度。

研究人员将现有的海洋物种生理数据与气候变化模型相结合,预测未来几个世纪栖息地条件的变化将如何影响全球海洋动物的生存。他们将模型与化石样本中记录的过去的大规模灭绝进行了比较,并在早期研究的基础上,将大约2.5亿年前的二叠纪末物种灭绝事件的地理格局与其潜在驱动因素联系起来:气候变暖和海洋缺氧。

研究人员发现,他们预测未来海洋生物多样性的模型、二叠纪末灭绝的化石记录以及目前看到的物种分布都遵循类似的模式:随着海洋温度的升高和氧气供应量的下降,海洋生物丰度骤降。随着人类活动导致气候变暖,水温和氧气可用性是两个关键因素,它们将发生变化。对于适应较冷气候的物种来说,温暖的水本身就是一个风险因素。温水中的氧气含量也比冷水少,这导致海洋循环更加缓慢,从而减少了氧气供应。此外,物种的代谢率随着水温的升高而升高,因此对氧气的需求随着供应的减少而增加。一旦氧气供应不足物种所需,物种预计会大量减少。

海洋动物有应对环境变化的生理机制,但这种机制只能在一定程度上发挥作用。研究人员发现,如果气候变暖,极地物种更有可能在全球范围内灭绝,因为它们将没有合适的栖息地迁移。热带海洋物种可能会过得更好,因为它们具有能够应对热带温暖、低氧水域的特性。随着热带北部和南部水域的变暖,这些物种可能会迁徙到新的合适栖息地。然而,赤道海洋已经非常温暖,氧气含量也很低,温度的进一步升高以及随之而来的氧气含量下降可能会使许多物种在当地无法栖息生存。

这项研究的主要作者Deutsch和Penn于2018年在《科学》(Science)杂志上发表的一项研究表明,代谢需氧量对温度的依赖性增加,再加上火山爆发导致可用的氧气减少,可以解释二叠纪末期物种灭绝的地理模式,这种灭绝杀死了81%的海洋物种。而这篇论文使用了类似的模型来表明,如果变暖程度足够强,人为的变暖可能会在类似的规模上由同样的生理机制造成灭绝。他们认为化石记录中的纬度模式揭示了由温度和氧气变化驱动的预测的灭绝原因。

该模型还有助于解决海洋生物多样性地理格局中的一个持续难题。海洋生物多样性从两极向热带稳步增加,但在赤道则有所下降。这种赤道倾斜长期以来一直是个谜,研究人员一直不确定是什么原因导致这一现象。Deutsch和Penn的模型为赤道海洋生物多样性的下降提供了一个合理的解释:这些温暖水域的氧气供应太低,一些物种无法忍受。

为了量化气候在造成物种灭绝方面的相对重要性,研究人员将气候变暖带来的未来灭绝风险与国际自然保护联盟(IUCN)关于各种海洋动物当前面临的威胁的数据进行了比较。他们发现,气候变化目前影响着45%面临灭绝风险的海洋物种,但仅是继过度捕捞、运输、城市发展和污染之后的第五大压力源。因此,他们强调,气候变化可能很快就会使所有这些压力源的重要性消失。极端变暖将导致的灭绝,在本世纪末,将与目前所有的人类压力因素的总和相抗衡。(王琳 编译)

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