作者:李恒吉 吴秀平 牛艺博 来源: 中国科学报 发布时间:2019-10-18
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温度是决定生态系统的关键因素

近日,在美国国家科学基金会资助下,美国亚利桑那大学的科学家在《自然—生态与进化》上发表论文指出,气温决定着热带到北方地区的生态系统功能。

科学家跋涉穿越整个美洲,从潮湿的巴拿马热带丛林到寒冷的北方科罗拉多地区,再到太平洋西北部潮湿的温带森林,采集了不同地区的土壤、动植物、土壤湿度样本和数据,通过实际测量数据和比较不同物种,以了解它们在不同温度的环境中如何发挥作用。研究发现,这些数据在不同温度和纬度下差异很大,温度是影响生态系统中植物和微生物变化的主要因素。

生态学家Brian Enquist指出,对从热带雨林到寒带森林的土壤和森林进行的前所未有的监测,填补了对生态系统食物链不同层次的生物体如何通过温度联系的研究空白。科学家在偏远地区开展了实地工作和与土壤微生物DNA分析相关的实验室工作,以及使用大型数据集进行的计算机分析。某些群落中的细菌拥有进化定制的基因,可以循环它们生态系统中自然存在的营养物质。研究发现,随着温度的不同,与这种营养循环相关的基因也发生了变化。这项研究是现代协同生态研究的一个典型案例。(李恒吉)

相关论文信息:

https://doi.org/10.1038/s41559-019-0954-7

印度洋变暖加强大西洋经向翻转环流

近日,美国加州大学圣地亚哥分校及耶鲁大学的研究人员使用耦合气候模拟来研究大西洋经向翻转环流(AMOC)的减缓和热带印度洋(TIO)气候加速变暖之间的联系,探索全球变暖如何改变全球气候成分。研究强调了正确监测和模拟TIO状态不仅对了解亚洲和非洲的区域气候变化至关重要,对了解过去和未来的全球气候变化也至关重要。相关研究发表在《自然—气候变化》上。

AMOC是地球上最大的水循环系统之一,影响着区域和全球气候。尽管AMOC已经稳定了数千年,但过去15年的数据以及计算机的模型预测结果,让一些科学家感到担忧。AMOC在这段时间显示出放缓的迹象,但它是全球变暖的结果,还是只是与海洋自然变化有关的短期异常尚不清楚。

研究模型显示了一系列从印度洋延伸到大西洋的级联效应:随着TIO变暖越来越快,它会产生额外的降水。这反过来又从世界其他地方,吸引更多的空气进入印度洋。TIO通过加强沃克环流和增加大气垂直稳定性来减少热带大西洋上空的降雨。当盐度异常向北部高纬度地区推进时,由此导致的海洋盐度增加加剧了AMOC。此外,TIO变暖增强了北大西洋亚极地上空的西风,西风有助于维持更强的AMOC。TIO变暖可以延缓温室效应下AMOC的减弱。研究发现在二氧化碳浓度增加1倍和4倍的情况下,如果抑制热带印度洋变暖,AMOC会减弱得更强,甚至完全崩溃。(吴秀平)

相关论文信息:

https://doi.org/10.1038/s41558-019-0566-x

气候变化和沿海开发导致近岸珊瑚减少

近日,美国国家科学基金会发布最新研究成果指出,通过比较世界第二大珊瑚礁系统伯利兹中美洲大堡礁中珊瑚的生长速度,发现过去十年中,近岸珊瑚增长率明显下降,主要原因是气候变化和人类活动使近岸珊瑚承受的压力过高。相关成果近期发表于《全球变化生物学》。

研究表明,在过去的一个世纪中,整个伯利兹中美洲壁垒珊瑚礁系统的两种分布广泛的加勒比海珊瑚,在近岸生长区的骨骼延伸率下降,而离岸珊瑚在相同的时间间隔内表现出相对稳定的延伸率。这种下降导致近岸珊瑚的扩展率与历史上生长较慢的离岸珊瑚的扩展率趋于一致。

对于这两种珊瑚,个体的大规模珊瑚白化事件与特定珊瑚礁环境中骨骼扩展率低相关,但没有单一的白化事件与所有珊瑚礁环境中骨骼扩展率低相关。这表明,珊瑚生长下降主要由于气候变化和沿海开发等人类活动的快速发展,近岸珊瑚所承受的压力比以往更大,以往的任何环境优势都已减弱。随着时间的推移,气候变化将继续减缓近岸和近海珊瑚的生长。(牛艺博)

相关论文信息:

https://doi.org/10.1111/gcb.14784

《中国科学报》 (2019-10-18 第2版 国际)
 
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