海洋热浪，驱使北大西洋物种逃向北冰洋

加拿大新斯科舍省（Nova Scotia）附近北大西洋海域中的一群玉筋鱼。这种鱼在加拿大北冰洋海域越来越常见，并与当地的特有鱼种进行竞争。玉筋鱼向北迁徙或许是大西洋海水变暖致使微型植物减少，进而导致其赖以为食的小型生物减少所致。图片来源：Scott Leslie / Alamy

2023年全球海洋温度打破了历史纪录，在东北大西洋海域异常温暖的同时，五大洲也多次爆发了创纪录的极端地表热浪、干旱、洪水和山火。

根据美国国家海洋和大气管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration，简称NOAA）数据，今年七月北大西洋水域最高温度达到了24.9摄氏度——然而在这一地区，一般九月初才是一年中温度最高的时候。今年七月创纪录的高温比1982年-2011年30年间的气温正常值高出了1摄氏度多。科学界担心，这一反常现象会对海洋生物造成负面影响。

研究人员表示，这一地区的快速升温正在危及海洋食物链的基础——浮游生物，进而导致依赖微型藻类为生的物种可获取的食物量减少。北大西洋海温升高还会加速北冰洋的“大西洋化”，因为会有更多温带的鱼类为躲避高温迁徙至北冰洋。

这一切都发生在2023年新一轮厄尔尼诺现象席卷全球之时。厄尔尼诺现象是太平洋中东部海域海面温度升高引起的一种自然现象，每隔几年便会发生。它们对全球气候有着重要影响，包括导致大气温度升高，并进而加剧海水升温，并致使海洋热浪时间延长、强度增加。

NOAA表示，本轮厄尔尼诺现象有95%以上的概率将延续到2024年的1月到3月，且强度较大的概率超过七成。后果？2024年北半球的夏季可能会更加炎热，并在全球各地引发更具破坏性的反常极端天气事件。

  升温效应沿食物网蔓延

今年早些时候，欧洲的科学家提出，未来气候变化带来的升温或将引发整个东北大西洋陆架海区域“商业渔业机遇的广泛变化”。重要的是他们发现，在抽样的海域，海水温度是决定鱼类群落构成的主要动因。如今，随着海水温度飙升（北大西洋上一次海温刷新纪录是在2022年），鱼类群落正在发生肉眼可见的变化。

北大西洋海洋热浪的强度和频率都在不断提高，这对海洋生态系统平衡的干扰会一直持续，而最先受其影响的是作为海洋食物网基础的浮游植物。

专家们认为，最近发生的海洋热浪可能是北大西洋东部很多海洋物种赖以为生的微藻数量减少的原因之一：浮游动物以浮游植物为食，浮游动物又是小鱼的食物，小鱼再被大鱼吃掉，大鱼再被海豹吃掉，依此类推。

人们认为，浮游植物减少是由海水升温所致，海水升温改变了海洋分层，导致微生物光合作用和生长所需的营养物质和光照减少。

北大西洋春季藻华通常在每年六月达到高峰，浮游植物生物量最大增幅通常也发生在此时。但今年海温大幅升高也发生在这一时期。

科学家已经观察到了浮游植物数量减少对食物链上游生物的影响。

此外，浮游植物数量的减少会降低碳封存。这是因为，数量巨大的浮游植物在死亡并沉入海底的过程中会将大量的碳带离表层水体，并将其储存在深海中，这对长期碳封存而言是一个重大的贡献。而浮游植物减少就意味着碳封存减少，对全球变暖的抑制作用也因此减少。

2018 年北海浮游植物大量繁殖的卫星图像。（左下角的一艘船作为参照物，可见浮游植物规模非常庞大。）今年的海洋变暖被认为是浮游植物数量减少的一个可能原因，随之而来的是对整个海洋食物网络的影响。 (图片来源: Joshua Stevens / NASA Earth Observatory, CC0)

科普NGO 北极大本营（Arctic Basecamp）的极地专家阿蒂·拉玛钱德兰（Arthi Ramachandran）在一封电子邮件中写道，浮游植物的光合作用在六月达到顶峰，这期间合成的有机碳至关重要，长期以来一直为维持北大西洋海域的海洋食物网提供着所需的能量。

拉玛钱德兰援引了2015年东北太平洋异常热浪时观察到的类似现象。那场海洋热浪导致海洋物种分布和丰度都发生了类似变化。她说：“物理和化学异常现象的增加在整个食物网引发了一连串影响。”

令科学家们持续感到担忧的是，这些复合事件（compound events）的协同效应(因为各种气候驱动因素叠加到一起可对其他环境因素产生广泛影响)会产生其他后果，如高温极端天气事件中叶绿素水平降低等。

拉玛钱德兰指出：“目前在北大西洋东部，已经发现叶绿素a浓度（衡量浮游植物丰度的指标）大幅降低。”科学家已经表明，此类下降与海洋热浪的空间分布密切相关。

加拿大纽芬兰纪念大学（Memorial University of Newfoundland）海洋研究所研究员马克西姆·杰弗里（Maxime Geoffroy）在一封电子邮件中解释说，浮游植物数量的下降，或者说北大西洋出现浮游植物物种变化，会导致那里的浮游动物数量减少，以及该地区浮游植物种类向小型化转变。

他补充说，这进而会降低以浮游动物为食的饵料鱼丰度。“比如，我们知道，加拿大北极海域的毛鳞鱼和玉筋鱼数量越来越多，增加了北极海域特有种面临的竞争。”

美国阿拉斯加，一只黑海鸠正在捕食北极鳕鱼。北大西洋变暖导致那里的鱼类向北迁移到北冰洋，这些鱼会与北极特有物种比如北极鳕鱼产生竞争，这可能破坏海洋生态系统的稳定。(图片来源: Cameron Deckert / iNaturalist, CC BY-NC)

  鱼类为躲避热浪纷纷北徙

在北大西洋发生的一切，其影响很可能不会局限在北大西洋海域。

随着北冰洋的生态系统朝着温暖化的方向转变，极地鱼类被迫与入侵的北大西洋鱼类进行竞争，科学家不断观察到北冰洋正在大西洋化。

拉玛钱德兰表示：“它们正在取代那里的本地物种。”全球变暖削弱了北冰洋不同海水层之间的边界，让更温暖、盐度更高的北大西洋海水与盐度相对较低的北冰洋海水混合，从而导致极地地区海冰韧性降低。

“目前的热浪会加剧这一过程，导致大量鱼类为躲避热浪而向北迁徙。”她补充说。

2015年，科学家估计，气候变化将导致北极地区发生全球范围内规模最大的海洋物种转移。温带鱼类向遥远的北方海域入侵，“模型预计的入侵强度将是全球平均水平的五倍”。

“饵料鱼丰度降低导致体型更大的食鱼性鱼类丰度降低。”杰弗里表示。他一直在研究北极海域最常见的北极鳕鱼（Boreogadus saida）。在某些地区，北极鳕鱼能将它食用浮游动物所摄取的70%的能量传递给食物链上游的食鱼性鱼类、海洋哺乳动物和海鸟。

北极鳕鱼适合生活在水温零度以下的海域，但北大西洋和北冰洋的升温导致北大西洋的竞争物种向北拓展疆域，增加了极地特有鱼类面临的竞争和被捕食风险。

根据杰弗里的研究，“海洋生态系统北移与极地鳕鱼分布和丰度的改变会对海鸟、海洋哺乳动物等极地顶层猎食动物种群产生负面影响。”

这份研究的作者们指出，目前气候变化给北极鳕鱼带来的最大压力在东北大西洋-北极地区已经初露端倪。更具体地说，是在哈德逊海区（Hudson complex）以及戴维斯海峡-巴芬湾（Davis Strait-Baffin Bay），“北极鳕鱼在那里的生态重要性有所下降，而毛鳞鱼和玉筋鱼等北大西洋物种的分布则有所上升。”

北极鱼类群落构成的变化可能会影响白鲸（如图所示在斯瓦尔巴群岛附近觅食）的食物供应，白鲸主要以北极鳕鱼和毛鳞鱼为食。图片来源 © Christian Åslund / Greenpeace

据墨卡托国际海洋组织（Mercator Ocean International）的研究人员说，在日渐变暖的地中海水域也观察到类似的鱼类群落显著改变的现象。海洋热浪为由红海经苏伊士运河进入地中海的入侵热带物种创造了有利的环境，其中部分红海物种在资源和空间上非常具有竞争性，并且可以战胜一些对当地生物多样性和经济至关重要的地中海物种。

严重生态变化的风险不仅威胁着北冰洋，还威胁着东北大西洋大陆架及其渔场。根据此前的研究，东北大西洋渔场年鱼获量超过580万吨，价值85亿美元——这使其成为世界上产量最高的商业海洋渔业产区之一。这表明，全球变暖不仅可能影响海洋生物，还可能影响跨国经济。

不过在杰弗里看来，要预测北大西洋热浪对海洋生物的长期确切影响或者明确其准确成因，目前仍然为时尚早。有一点是清楚的：北冰洋海洋生态系统正逐渐向温带生态系统转变，而一些严重的后果已经显现。

  更多海洋异常热浪现象即将到来

拉玛钱德兰表示，地球的海洋温度正在逐渐升高，“自前工业化时代以来，海面平均温度一直在上升——并将继续上升。”原因在于：人类造成的变暖所产生的多余热量有大约90%被海洋吸收。结果便是，“全球各地的海洋热浪都在变得更热……而我们预计海洋热浪将随着时间而进一步增加。”拉玛钱德兰补充说。

在她看来，近几个月观测到的海洋高温记录是由短期和长期的影响因素共同造成的，这些因素包括气候变化加剧、大气环流改变（包括今年的厄尔尼诺现象所引发的变化），甚至是空气污染。（例如，一些研究人员提出，新近对繁忙的北大西洋航线上的船只施行的污染控制措施已经降低了那里的硫酸气溶胶排放。这些具有大气降温效果的污染物减少了，在清洁空气的同时，也导致北大西洋水域的升温。）

“本质上，我们可以说，驱动因素之一就是全球变暖。”拉玛钱德兰解释说，“我们越接近甚至超过气候转折点，就越可能继续观察到异常的升温和前所未有的变化。”

根据欧盟哥白尼气候变化服务局（Copernicus Climate Change Service）的数据，2023年7月全球大气表面平均温度比1991年-2000年的平均水平高出0.72摄氏度（1.3华氏度），海洋表面温度则比1991年-2020年同月平均温度高出0.51摄氏度（0.9华氏度）。

世界气象组织（World Meteorological Organization）预计，“受温室气体以及自然形成的厄尔尼诺现象影响”，未来五年全球气温将持续攀升。

■ 朱丽叶·波塔拉（Juliette Portala）是一名自由撰稿人，为多家新闻媒体撰稿。