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【科技头条】南极冰原将变得越来越“绿”
发布时间: 2020-06-04 来源:未知 点击次数:

原标题:【科技头条】南极冰原将变得越来越“绿”

钻研团队正在实地考察雪生藻类。(图片来源:Matt Davey)

沁源多忏国际贸易有限公司

撰文 | 吴非

在冰天雪地的南极大陆,坚强生存的植物除了无冰区的苔藓、地衣,还有隐瞒在冰原上的“雪生藻类”。这些或绿或红的藻类不光仅是一抹点缀,照样当地生态体系中的主要一环。在一项发外于《自然-通讯》的钻研中,剑桥大学的植物学家绘制了南极的首张绿藻分布图,展现了这些藻类与气候的复杂相关。随着气温上升,南极冰原将变得越来越“绿”,但这对于南极生态能够不算是益新闻……

不容无视的颜色

冰凉的南极是许众人心中的生命禁区,但一些坚强的生命照样在这片冰雪世界中找到了生存之道。在植物界中,苔藓、地衣选择在夹缝中求生存,它们能够存在于那些异国被冰雪隐瞒的区域。但是,云云的无冰区在南极太甚稀奇,只占南极大陆面积的0.18%。在这些土壤、岩石裸露的土地上,植被隐瞒的比例也专门有限——即使是在相对温暖、植被隐瞒周围最广的南极半岛,也只占有了无冰区的1.34%。

不过,随着对南极大陆追求的深入,人们逐渐认识到,南极的植物不光是这些苔藓、地衣。还有一类形式更添浅易的生命,在更添汜博的冰原中生存,成为南极生态体系中不容无视的创造者。它们就是南极冰原中的藻类——“雪生藻类”(snow algae)。

早在20世纪初,苏格兰的南极科考队就在南极大陆上搜集到淡水藻类的样本,并且分析了这些藻类的构成。1958年,在温德米尔群岛(Windmill Islands)的威尔克斯(Wilkes)南极站附近,科考队员望见了成片存在的雪生藻类——在南极的夏日,红藻和绿藻大量展现,它们或是在冰原上隐瞒一层“草甸”,或是将冰原染色一道道“血河”。

此后,在上世纪60年代,南极科考人员又相继在更汜博的区域发现雪生藻类。一片雪生藻类能够隐瞒数百平方米的区域。其中,绿藻主要包含衣藻、拟衣藻和幼球藻,它们的颜色源自较高的叶绿素含量;而红藻主要为类胡萝卜素含量较高的拟衣藻。

随着越来越众成片的雪生藻类被发现,科学家逐渐认识到,这些藻类之于南极不光仅是给南极单调的色调点缀一抹亮色,它们能够是某些区域中最主要的创造者,并且对南极大陆的生态体系产生更添复杂的影响。

南极原形分布着众少雪生藻类?在气候转折的背景下,这些藻类的分布受到了怎样的影响?而它们逆过来,又会如何影响南极的生态、气候?

在那之后,半个世纪已经以前了,但对于这些相关雪生藻类的题目,吾们首终匮乏体系而周详的认识。倘若想仅仅始末实地考察就得到南极雪生藻类的分布图,隐晦不确凿际。益在,科学家还能够借助卫星图像。

1679个爆发点

剑桥大学植物科学系的两位科学家Matthew Davey和Andrew Gray,就试图晓畅雪生藻类在南极半岛的分布。为此,他们带领的团队结相符了3年的卫星遥感数据,以及两年的实地考察效果,对南极的雪生藻类开展了首次大周围调查,并绘制出首张南极半岛绿藻分布地图。

Matt Davey正在钻研绿藻(图片来源:SARAH VINCENT)

这项钻研行使的遥感数据来自欧洲空天局的“哨兵2号”(Sentinel 2)卫星。考虑到不益看测上的难度,这项钻研异国分析红藻,而是始末卫星监测到的叶绿素信号,展现了绿藻在夏日的分布周围。

为了检验遥感数据的郑重性,钻研团队还别离在2018及2019年夏日前去南极半岛的莱德湾(Ryder Bay)、阿德莱德岛(Adelaide Island)、菲尔德斯半岛(Fildes Peninsula)和乔治王岛(King George Island),对当地的绿藻分布打开了实地考察。这些效果在验证遥感图像测得的分布面积之余,还挑供了绿藻干生物量(dry biomass)的数据。

结相符这些数据,首张南极半岛绿藻地图表现在吾们现时。图片共展现了1679处绿藻爆发,它们无数分布在南极半岛西海岸沿岸,以及附近的一些岛屿上。每一片绿藻的面积从300~14.5万平方米不等,它们的总面积在夏日能够达到1.9平方千米,干生物量则是达到了1300吨。

雪生藻类的异日

从这张绿藻分布地图中,钻研团队清晰了决定南极绿藻分布的因素。对于绿藻的生存,水源和营养物质是必不走少的。沿着这一思路,钻研人员发现了两个至关主要的重相符。

最先,这些藻类的生存地点,夏日平均温度都超过了0℃。南极几乎处处都被冰雪隐瞒,但对于绿藻来说,这些固态的水源难以被行使。只有在夏日平均温度高于0℃、外层冰雪能够片面消融的地区,绿藻才能够大量生存。

融冰为绿藻挑供了水源,那么藻类的营养是从哪来的?答案就是南极的动物。海岸附近的哺乳动物以及鸟类的分泌物中,含有藻类生存所需的氮等养分。能够表明这一点的,是另一项重相符:60%的绿藻爆发,产品展示都在距离企鹅栖息地5千米以内的区域。此外,绿藻也普及存在于贼鸥的筑巢区,以及海豹在岸上的运动区域。

图片来源:钻研论文

随着南极气温的提高,这些绿藻的数目及分布,将受到怎样的影响?在钻研团队望来,绿藻爆发点的数目将大幅降落,但绿藻的总面积和生物量,却将在更添温暖的异日不息增补。

这是由于,在这项调查中,绿藻以两栽截然分歧的形似生存。最先是分布在幼岛上的绿藻。这些绿藻占有一切1679处绿藻爆发的62%。随着气温提高,这些岛屿上的积雪将大量消逝,所以这些绿藻将面临的题目不是“异国液态水”,而是“异国水”。能够想象,失踪水源的绿藻,将在异日大量湮灭。

不过,固然幼岛上的绿藻占爆发点数目的62%,但这些绿藻爆发的面积往往较幼;而真实在1.9平方千米、1300吨绿藻中占主导地位的,是半岛北部以及南设得兰群岛上的大片绿藻。随着气温上升,这边的绿藻将得到更众水源,所以分布面积将进一步增补。Gray也外示,该效答增补的绿藻含量,远胜幼岛上缩短的绿藻,所以能够预期,异日南极的雪生藻类总量将不息添长。

危险的藻类

创造者的增补,往往能够在片面首到降温作用。但在南极,情况要复杂得众。钻研的两位领导者外示,他们不懂得这些绿藻原形是协助南极降温了,照样让南极温度更高了。

造成这个复杂局面的,是两项截然相逆的效答。

如同其他植物,绿藻行使空气中的二氧化碳进走光配相符用,首到固碳作用。经过浅易的计算,南极半岛的绿藻每年能吸取479吨二氧化碳。这个数据相等于87万辆汽车走驶一年开释的二氧化碳。自然,必要指出的是,当绿藻物化亡或是被食用,这其中的大片面二氧化碳还将重新进入大气。

与此同时,绿藻的另一个效答却让南极变得更炎。被冰雪隐瞒时,白色的地外对阳光的逆射能力更强,即逆照率更高。但当绿藻隐瞒冰面时,深色的藻类吸取阳光的能力清晰添强,添速地外升温。

这两个截然相逆的效答,产生的集体影响如何?在这项钻研中,科学家现在还异国答案,但其他地区的相通钻研,能够为吾们挑供参考。在对格陵兰岛雪生藻类的钻研中,科学家指出,这些深色的藻类会添速气温提高及冰川消融。那么,在地球的另一极,相通的表象会导致相通的效果吗?在更清晰的钻研结论展现之前,吾们必要保持郑重。

另外必要指出的是,这项钻研只考虑了绿藻,但出于技术因为,异国分析南极雪生藻类的另一大力量——红藻。倘若添上后者,雪生藻类对南极气候将造成更添隐晦的影响。

今年2月,乌克兰科考队拍摄的红藻爆发。

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