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光污染或成为北极海洋生物的新威胁
2020-03-19  

  隆冬时节的北极圈伸手不见五指。由于冬天地球北部不断偏离太阳,看起来太阳似乎从未从地平线上升起,因此在所谓的极夜期间,北极的天空一片漆黑。
  “这感觉就像你一直在上夜班。”苏格兰海洋科学协会的海洋研究者Finlo Cottier说。
  两年前,Cottier和一组科学家在冬季期间前往北极,研究光线如何影响北极海域的海洋生物。和人类一样,海洋生物也依赖光来指导其日常活动。光可指引动物的活动,比如何时穿过水域寻找食物,何时交配以及前往何处捕猎。
  “在6月和7月,动物的生长和活动呈爆炸式增长,”Cottier说,“我们如何理解这一点?极夜期间发生了什么让北极生物在春天立刻复苏?我们试图弄清楚整个循环过程。”
  在北极面临气候改变威胁的情况下,弄清楚上述的完整周期将会至关重要。更薄的冰意味着更多的光将能穿透黑暗的海水。同时还意味着会有更多的船只经过,带来更多的光。全球不断升温的海水正将某些鱼类推向维度更高的海域,进而扰乱食物链。
  上述一切对海洋生物的影响还不清楚,但近日发表于《自然通讯生物学》杂志的一项新研究表明,光污染可能会显著改变海洋生物的生活方式,而科学家仍在试图了解其整个生命周期。
  极夜期间测试光线
  “随着我们不断向北走,白天的时间迅速缩短,”挪威科技大学的生物学者、研究报告的作者Gier Johnsen说。“每向北前进一点,天就变得更黑。在北纬80度左右,中午和午夜没有区别。”
  为了了解日益增加的海洋交通如何影响海洋生物,研究者们在挪威北部的三个不同监测站进行了实验,三个检测点分布于北纬70度到北纬77度之间。
  在每个监测站(标记为A、B、C),实验都在完全黑暗的环境中进行,以免海洋生物暴露于光线之下。研究小组断断续续地打开船上的灯,之后使用回声探测仪探测水中是否有生物存在。
  C站的研究表明,打开灯之后水中生物的数目只略微减少,而其他两个站则显示海洋生物数量发生了重大变化。在最北部的A站,当船上的灯光亮起时,研究者探测到的生物数量减少了一半。在B站,他们发现了相反的情况:当船上的灯亮起时,海洋生物的数量增加了一半。
  光线不仅显著地改变了水面附近的动物的行为,而且声学成像表明,光线还改变了水下200米处的动物的行为。
  “这意味着很难断言光线会对北极生物产生怎样的影响。”新研究的主要作者、挪威北极大学的生态学者Jørgen Berge说。
  在描述图中看到的浮游动物时,科学家Gier Johnsen说,“它们充当着所有其他生物的食物,比如鱼、海鸟、海豹、鲸鱼和北极熊。我们呼吸的氧气中大约50%来自全球海洋中的这些微藻类。所以,这就是我们来这里的原因。我们真的想深入研究那些微小却非常重要的生物,因为它们是生态系统中的关键群体。如果没有这些关键群体,就不会有生命。就这么简单。”
  他说,首先,如果研究者们不考虑研究生物体时的光照条件,科学评估可能就不准确。
  准确地掌握水中鱼的数量还具有商业意义。
  “我们知道,随着北极不断变暖,物种都在向更北的海域迁移。为了能以可持续的方式管理渔场,我们需要知道每一个物种的数量。”他说。
  之前有研究预测,到2050年,不断升高的气温将会使跨北极航运成为可能。研究人员只是刚开始监测北极地区的船舶交通,以便了解其增长趋势。在去年9月发表的一项研究中,研究人员追踪了从货船到游轮的所有船舶交通,结果发现5000艘船在两年的时间里总共航行了132828次。
  更明亮的世界
  “比如在水体中的位置、交配和发育时间等行为,所有这些都受光线控制,”Johnsen说。“光是生命最古老的线索之一,但在过去100年里,人类一直在使用人造光源,我们一直在对动物做从未考虑过的事情。”
  据估计,全球80%的人口生活在被某种形式的人造光污染的天空下,而这种光污染正以每年约6%的速度增长。
  蒙特利湾水族研究所的Steven Haddock指出,这项研究很有趣,但他希望研究者能在其他地方使用不同方法进行类似的实验,他没有参与这项研究。
  他曾在自己的研究中观察到物种的趋光与避光行为。
  “我们在夜潜时也遇到过这种情况,你必须关灯一段时间,以避开朝你游过来的成群结队动物。我绝对相信他们的研究结果,光会对海洋动物产生深远的影响,特别是在一个很多天没有太阳的地方,”他说。
  他指出,光污染正在影响赤道附近的海洋生物。例如,波多黎各已经建立了一个以几个海湾中栖息的发光浮游生物为中心的生态旅游产业,但光污染会对这些生物产生较大的影响。研究还发现光污染会对小海龟寻找海洋、鸟类迁徙以及萤火虫能否交配产生负面影响。

 

 

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