从墨西哥湾延伸到西非海岸 全球最大一波藻类爆发

从墨西哥湾延伸到西非海岸 全球最大一波藻类爆发

南佛罗里达大学圣彼得堡海洋科学院科学家透过美国太空总署(NASA)卫星观测技术,发现褐藻异常增生现象,范围从西非延伸到墨西哥湾,规模之大前所未见,而且很可能不是短期现象。

因为由马尾藻(Sargassum)组成,科学家将其命名为大西洋马尾藻带(Great Atlantic Sargassum Belt)。马尾藻是一种大型褐藻,会大面积增生,就像一座浮岛。

2011年,马尾藻开始在过去不曾出现的地方大量生长,如大西洋中部,接着大规模抵达沿岸,影响当地环境和经济。

墨西哥坎昆海岸边的马尾藻。2015年资料照片,NASA提供。

华盛顿NASA总部生态预测项目经理特纳(Woody Turner)说,“这几波藻华规模大到让全球卫星图成为侦测和追踪其动态的绝佳工具。”

研究主持人、南佛罗里达大学海洋科学院学者胡传民将这个发现发表在《科学》期刊。他从2006年就开始使用卫星研究马尾藻。

胡传民说,“海洋的化学反应一定发生了什么变化,才导致藻类增生失控”。马尾藻透过亲代个体的片段繁殖,在大西洋周围可能有多个初始生长区域。当养分条件有利,生理时钟也适合繁殖,便加速生长。

根据计算机模拟,研究人员证实,大西洋马尾藻带的形状顺着洋流成形。其规模之大,覆盖了从非洲西海岸到墨西哥湾的热带大西洋表面。

左图:佛罗里达州大松礁岛沿岸,马尾藻异常增生的现象。NASA/佛罗里达大西洋大学提供,Brian Lapointe拍摄。右图:海豚在藻类增生的海域中生活,NASA提供,王孟秋拍摄。

2018年,超过2000万吨马尾藻漂浮在海上(这重量比200艘满载航空母舰还重),影响热带大西洋、加勒比海、墨西哥湾和佛罗里达东海岸线上的休闲活动。

胡传民与南佛罗里达大学光学海洋学实验室的博士后学者王孟秋博士合作完成这项研究。研究团队集结来自南佛罗里达大学、佛罗里达大西洋大学和乔治亚理工学院的学者。

马尾藻的生态功能是提供海洋生物栖息地。王孟秋去年在墨西哥湾实地考察时,看到海豚在马尾藻中游泳。

科学家分析NASA 2000至2018年间的中分辨率成像光谱仪(MODIS)资料发现,2011年起,马尾藻增生时可能引起生态系变迁(regime shift),即导致生态系快速重组,变成新的稳定状态。

王孟秋说,在卫星图像中,除了2013年之外,2011年至2018年期间每年都大量繁殖。加上实地测量结果显示2013年没有发生增生,因为2012年冬季马尾藻的种子数量异常低。

在2011年之前,海洋中自由移动的马尾藻多是在墨西哥湾和马尾藻海周围发现。马尾藻海位于大西洋中部西边,因马尾藻多而得名。在开阔的海洋中,一片片的马尾藻群提供海龟、螃蟹、鱼类和鸟类栖息地,并像其他植物一样,透过光合作用产生氧气,维持海洋健康。但是一旦过多便会排挤海洋生物,特别是在海岸附近。

科学家分析NASA 2000至2018年间的中分辨率成像光谱仪(MODIS)资料,发现大西洋马尾藻带的存在。本图由NASA/Earth Observatory利用王孟秋、胡传民资料制图而成。

该团队确立了马尾藻过度增生的关键因素:冬季因为前一波增生留下大量种子,加上冬季西非涌升流的养分,以及亚马孙河春季或夏季带来的养分。

科学家认为近年来森林砍伐和肥料使用增加,排放的养分有可能增加,不过胡传民强调养分过多的证据仍在初始阶段,而且现有资料有限,团队需要更多的研究来确认这个假说是否为真。此外,马尾藻只有在盐度正常且表面温度正常或较冷时才会长得好。

NASA地球科学部代理副主任、负责管理NASA海洋生物和生物地球化学计划的庞德比(Paula Bontempi)博士说:“海洋的生物地球化学正在因自然和人类的力量改变。大西洋马尾藻带显示我们可能正在经历海洋的生态系的变化,可能对人类赖以生存的海洋生物和生态系服务产生重要影响”

“这最终都与气候变化有关,因为气候影响降水和洋流甚至人类活动(可能导致马尾藻增生),但我们已经证实,马尾藻增生不是水温升高所造成,而是某种长期变化,它们可能会一直待在那里。”

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