广告招租

您现在的位置是:主页 > 国际新闻 >

澳大利亚的野火导致数千英里外的海洋生物爆炸繁衍

2021-09-19 10:14国际新闻 人已围观


森林火灾产生的烟雾含有可导致藻类种群爆炸的营养物质。两年前,在南太平洋,藻类爆炸增长到 2000 多英里宽——大约是澳大利亚的宽度。2019 年底,澳大利亚东海岸的野火冒出浓烟。新研究发现,这些火灾产生的烟雾中的铁可能助长了数千英里外海洋中藻类的爆炸繁衍。


巨型藻华通常与土地污染有关,例如农田的径流,农田富含氮等营养物质,这些植物状生物需要茁壮成长。但是在大洋中央附近没有农场或工厂。蔓延的花朵是由遥远而意想不到的东西推动的:西边数千英里的野火。

在发表在《自然》杂志上的一项具有里程碑意义的新研究中,研究人员得出结论,澳大利亚历史性的 2019 年野火产生的烟雾飘向大海,使大量藻类群落受精。这组作者写道,含有营养铁的烟雾引起了比澳大利亚还大的藻华。

“我们知道这些火灾对当地生态系统产生了灾难性的影响,”研究合著者、杜克大学生物地球化学教授 Nicolas Cassar 说。但他说,通过传播养分,“它们也会影响数千公里外的生态系统。”

一颗卫星拍摄了这张图片,显示了 2020 年初澳大利亚野火在海洋上空产生的红色烟雾和灰烬。 随着从美国西部到地中海的地区努力应对另一个毁灭性的野火季节,这项研究为我们对气候引发的灾难如何改变地球的理解增加了一个新的维度。我们了解到,火灾的影响远远超出了人类死亡人数、夷为平地的房屋和烧焦的森林。极端的野火也在改变远离火焰的水下生态系统。

野火产生的烟雾如何滋养海洋

生活在美国西部的任何人都知道,野火烟雾中充满了各种吸入有毒的物质,包括一氧化碳和氮氧化物。肮脏的空气是最严重的公共健康威胁之一,众所周知,它会使预期寿命缩短数年。

但是,虽然对人类有害,但野火烟雾(通常含有铁和磷等营养物质)可以帮助藻类和植物生长,就像肥料可以帮助拯救枯萎的室内植物一样。康奈尔大学研究员道格拉斯·汉密尔顿 (Douglas Hamilton)最近领导了一项关于气溶胶如何影响海洋生物地球化学的研究,他说,其中一些营养物质直接来自燃烧的森林或草原,而其他营养物质则存在于灰尘中,被火吸入并释放到空气中。

卫星数据显示,2019 年从澳大利亚向东蔓延的野火产生了烟尘。 在某些情况下,烟雾会落在陆地上——这在美国很常见,那里的风往往 会将烟雾从西部各州吹向东海岸。这就是为什么今年夏天纽约上空的天空雾蒙蒙的,而加州和俄勒冈州的野火却在肆虐。

然而,在其他地区,气流将其送入大海。根据这项研究,这就是在 2019 年开始的澳大利亚毁灭性野火季节期间发生的事情。火灾产生的烟雾——烧毁了该国21%的温带和阔叶林——向西进入南太平洋,在那里沉积在铁含量相对较低的水域。作者写道,在那里,任何大量铁源都被认为是“海洋初级生产的重要驱动力”。

研究人员认为,结果是,烟雾刺激了大量的藻类大量繁殖——集中在澳大利亚南部和南美洲西海岸很远的地方。作者说,下图中以红色显示的花朵在 2020 年 1 月达到顶峰,并持续了大约四个月。

2019 年澳大利亚的野火助长了大量藻华,以深红色显示。 Weiyi Tang 等。/自然根据这项研究,考虑到在典型的一年中,这些地区的藻类丰度在澳大利亚的夏季(北美的冬季)实际上较低,结果尤其令人惊讶。

汉密尔顿说,多年来,科学家们已经知道风携带的灰尘是藻类的营养来源,但他们只是“暗示”火也起着重要作用。他们说,这项研究首次将大火与大面积的花朵联系起来,这也是这项工作具有“开创性”的原因。

加利福尼亚的火灾是否正在扰乱太平洋?

今年,加利福尼亚、巴西亚马逊和西伯利亚的大规模野火已经烧毁了数十万英亩的土地。他们摧毁了房屋,消灭了野生动物,并用温室气体淹没了空气。它们也会改变附近海洋的生物学吗?专家说,这取决于几个因素,例如火势的大小和风向。

例如,有时西部野火产生的烟雾会飘过太平洋。这就是 2017 年南加州托马斯火灾期间发生的事情,这是该州历史上最大的火灾。烟雾飘过圣巴巴拉海峡,研究表明它可能改变了那里的海洋生态系统。

该研究的主要作者、加州大学圣巴巴拉分校的博士生 Sasha Kramer 说,当作者在火灾期间测试水时,他们发现了数量异常高的某些称为甲藻的海藻。她说,目前尚不清楚这对生态系统的健康究竟意味着什么,但众所周知,不同种类的藻类在隔离它们吸收的碳方面表现更好或更差。(作者总体上没有发现更多的藻类。)

在世界其他地方,研究发现火灾和浮游植物之间有更紧密的联系

2003 年,一篇特别引人注目的论文将 1997 年的赤潮——导致苏门答腊的珊瑚礁缺氧,杀死鱼类和珊瑚礁本身 ——与印度尼西亚的野火联系起来。作者写道:“1997 年印度尼西亚野火造成的铁肥化足以产生非凡的赤潮,导致珊瑚礁因窒息而死亡。”

野火烟雾还会导致淡水河流和湖泊中的藻类膨胀。“它通常会引起非常大的水华反应,因为[藻类]只是坐在那里在阳光下受精,”克莱默说。然而,在这些情况下,藻类需要开花的通常是磷而不是铁,汉密尔顿说。

野火产生的烟雾甚至被证明可以使陆地上的植物受精。2019 年的一项非凡研究发现,南部非洲燃烧的磷一直传播到亚马逊盆地,在那里为热带雨林提供肥沃。

严重火灾的增加将如何塑造我们海洋的未来

虽然由于气候变化,野火变得越来越频繁和严重,但科学家们仍然不确定这对我们海洋的未来意味着什么。

正如《自然》研究表明的那样,火灾会 刺激大量藻类大量繁殖,但这在很大程度上取决于当地的环境。例如,如果生态系统已经拥有充足的养分,铁或磷的流入可能不会导致开花。

即使有开花,也不一定是好是坏。浮游植物与植物一样,具有光合作用,在生长过程中吸收二氧化碳 (CO2)。从基本意义上讲,更多的藻类意味着更少的碳排放。这就是为什么有些人提议用铁为海洋施肥以应对气候变化。

但即使是大规模的藻华也可能无法吸收足够的碳来抵消为它们提供燃料的野火所产生的二氧化碳。克莱默说,某些藻类在腐烂时也可能将它们储存的碳释放回大气中,而其他藻类,例如硅藻,更有可能将其永久锁定。

“最好的办法是不要依赖浮游植物的这种碳排放,而是首先停止排放二氧化碳,”汉密尔顿说。澳大利亚新南威尔士州的一名消防员在该国毁灭性的 2019 年野火季节期间向受控烧伤处喷水。

藻华还会对野生动物造成严重破坏,并使生态系统失去平衡。例如,佛罗里达州的花朵已经杀死了数千条鱼,甚至海牛。它们还在世界各地造成了“死亡地带”,包括墨西哥湾和切萨皮克湾的部分地区,那里没有足够的氧气供动物生存。汉密尔顿说,如果不出意外,它们很可能会改变食物链。

这项研究提出了许多新问题,例如以火为燃料的浮游植物如何影响海洋生物学和碳汇,并使未来的气候模型进一步复杂化。它还突出了一个令人不安的并列:我们既可以对灾难的科学感到惊讶,也可以对它告诉我们的事情深感担忧。令人难以置信的是,澳大利亚的火灾正在使南美洲沿岸的海洋肥沃——并且很难想象这对生活在那里的海洋动物意味着什么。

Tags:

    广告招租