变暖的海洋正在变绿吗？看看全球海面温度和叶绿素水平
气候变化对海洋生态系统的影响无处不在，这是无可辩驳的。随着地球变暖，大气和海洋都经历了深刻的变化。海面温度(SST)是气候变化的重要指标，影响从天气模式到海洋环流的一切。叶绿素是负责海洋浮游植物光合作用的色素，通过维持海洋食物网的基础，在海洋生态系统中发挥着至关重要的作用。最近的一项研究表明，受全球气候力量的推动，海面温度和叶绿素a浓度( CHL)发生了显著的长期变化。
研究人员利用了耦合模式比对计划第六阶段(CMIP6) 的多模式集合平均值，涵盖了250年的历史和预测数据。研究人员采用了先进的分析技术，包括经验正交函数(EOF)和对偶自组织映射(SOM)分析，以辨别SST和CHL之间的模式和相关性。
研究发现，从1850 年到2014年，全球海表温度以每年0.0024 °C的速度上升，而CHL则以每年-2.35 x 10 ^ -5 mg/m³的速度下降。在1985年至2014 年期间，这些变化变得更加突然，SST以每年0.0146°C 的速度上升，CHL以每年-1.49 x 10 ^ -4 mg/m³ 的速度下降。在强烈气候变化情景下，未来SST预计每年上升0.0341 ° C ，CHL预计每年下降-0.0002 mg / m³。SST和CHL模式与气候遥相关指数之间存在显著相关性。
研究结果表明，从1850 年到2014 年，全球海表温度持续上升，而CHL水平则持续下降。近几十年来，这一趋势加速，与人类活动增加有关。未来预测表明，变化将更加剧烈，在最坏的气候情景下，海表温度预计将继续上升，CHL水平将进一步下降。
这些发现意义深远，观测到的和预测的海表温度和叶绿素水平变化可能会破坏海洋生态系统，对全球海洋生物多样性产生潜在影响。
参考文献：Roberto Mario Venegas a,David Rivas b c,Eric Treml a d，Global climate-driven sea surface temperature and chlorophyll dynamics. Marine Environmental Research
Volume 204, February 2025, 106856，doi.org/10.1016/j.marenvres.2024.106856
一、气候变化如何影响海洋生态系统的生产力？
全球气候变化正在显著改变海洋生态系统，影响其物理和生物成分，从而降低其生产力。
随着海洋温度上升，海洋生态系统的生产力趋于下降。较高的海面温度会破坏海洋食物网的平衡，降低地表水中的营养物质供应，并可能导致珊瑚白化，对海洋生物多样性产生负面影响。二氧化碳水平升高导致海洋酸度增加，这会影响依靠碳酸钙构建外壳和骨骼的珊瑚和贝类等海洋生物。气候变化正在改变沿海和公海生态系统的养分循环和生产力，物种迁徙模式发生变化，一些对生态系统平衡至关重要的物种可能面临种群数量下降。
这些变化共同减少了海洋提供的生态系统服务，包括食物来源、气候调节和沿海保护，最终威胁海洋生物多样性。
二、海面温度和叶绿素水平的长期趋势是什么？
全球海面温度（SST）和叶绿素水平的长期趋势显示出由气候变化引起的重大变化。
过去几十年来，海面温度一直在稳步上升。1880–2023 年，全球平均海面温度以每十年约 0.14°F 的速度上升，这一上升与全球变暖有关，超过 90% 的温室气体多余热量被海洋吸收 。
叶绿素 a 水平（用于估计浮游植物丰度和海洋生产力）在许多地区一直在下降，这项研究表明，叶绿素浓度以每年约 0.00235 毫克/立方米的速度下降 。这种下降与水温升高有关，水温升高会限制营养物质的供应，并破坏依赖浮游植物作为食物网基础的海洋生态系统。
这些趋势凸显了全球变暖与海洋生态系统健康的相互关联，海表温度上升和浮游植物减少影响着海洋食物网和生产力。
三、思考
除了温度和营养盐，还有哪些环境因子（如酸化、微塑料污染）对浮游植物的生长、繁殖和死亡率产生显着影响？这些因子之间是否存在交互作用？叶绿素a浓度作为初级生产力的指标是否可靠？在不同海域、不同季节，这种关系是否稳定？是否存在其他更准确的指标？气候变化是否导致浮游植物群落结构发生显着变化？这些变化对海洋生态系统功能和食物网结构有何影响？
不同海域的浮游植物对气候变化的响应是否存在显着差异？这与海域的物理、化学和生物特性有何关系？气候变化对浮游植物的影响是长期趋势还是短期波动？如何区分自然变率和人为因素的影响？ 海洋热浪、厄尔尼诺现象等极端事件对浮游植物的短期影响如何？这些短期影响是否会累积成长期效应？
浮游植物作为海洋食物网的基础，其变化会如何影响更高营养级的生物？浮游植物的变化对海洋碳循环、氮循环等生物地球化学循环有何影响？浮游植物变化对渔业资源、碳汇功能等生态系统服务有何影响？
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