全球海温5个月飙升0.28℃，海洋生态系统面临严峻考验

全球海温5个月飙升0.28℃，海洋生态系统面临严峻考验

2023年夏天，美国佛罗里达州立大学海洋生态学家迪恩·格拉布斯和他的团队正在为一个成功的生物保护案例而欢庆。他们保护的生物是一种大型鳐鱼——栉齿锯鳐，其吻部像锯子一样长着细小的牙齿。受沿海地区开发及渔民误捕的影响，栉齿锯鳐于2003年成为首个根据《濒危物种法》规定而获得美国联邦政府保护的海鱼物种。2023年，佛罗里达州的锯鳐数量触底反弹，这让格拉布斯和他的团队感到十分激动。

可在此后不久，一场灾难不期而至。今年1月，人们发现锯鳐在浅滩上剧烈扑腾、疯狂转圈，然后纷纷死亡。此前的几个月里，体型相对较小的鱼类也出现过类似行为。

为此，格拉布斯团队用了不少时日从水里捞出死亡的锯鳐。经过几个月的调查和试验，罪魁祸首终于浮出水面：海洋热。2023年，一场破纪录的热浪让佛罗里达海岸的海表水温达到了可以洗热水澡的程度，而锯鳐的大量死亡，似乎就是热浪引发的连锁反应之一。

锯鳐在水中游弋

事实上，全球各大洋近年来都有些不太对劲。从北大西洋北海橙色藻类大量繁殖到南极“底层水”逐渐消失，越来越多的证据表明，极端高温正在对全球水体造成严重破坏。

海洋是地球气候变暖的缓冲器。自工业革命以来，温室气体造成地球气候系统热量增加，其中有93%进入了海洋。如今它也开始逐渐承受不住，人类终于意识到危机的来临。

多年来，海洋一直默默吸收着人类产生的过多热量，这帮了我们一个大忙——使陆地上的生物免受这些热量的影响。英国气象局的蒂尔·库尔布罗特表示，这意味着热量不在大气层中，所以没有融化冰盖，也没有使土壤变暖。

不过，海洋储热是有代价的。几十年来，海水温度一直在稳步上升。美国国家海洋和大气管理局的格雷戈里·约翰逊指出，1993年到2022年，全球平均海面温度每十年上升约0.42℃。但从2023年3月起，海洋温度开始急剧上升——全球海面温度在短短5个月内上升了约0.28℃。

气候变化是造成这种现象的主要原因，但气候变率使问题更加复杂。2023年，厄尔尼诺现象的发生使太平洋部分热带海域的海面温度升高。此前，地球已经出现了异常的“三连阴”拉尼娜现象，即太平洋海域连续三年温度较低。这三年间，热量会持续向海洋深处传递并积聚。约翰逊说，在连续三年的拉尼娜现象之后，紧接着出现了厄尔尼诺现象，海温就会继续升高，“这也是此次温度升幅高于正常情况的原因”。

海水温度升高，最直观的影响就是海冰面积减少。美国科罗拉多大学博尔德分校的泰德·斯坎波斯表示，过去两年，南极就像坐上了过山车——2015年之前，海上浮冰的面积每年冬天都在增加，但2016年开始急剧下降，2022年左右这一趋势才基本稳定下来；但2023年的海冰覆盖面积又一次骤降，甚至降到了1696万平方千米的历史最低点。英国气象局的最新数据显示，南极海冰面积将于2024年再度接近历史最低点。

斯坎波斯表示，去年夏季和冬季，海冰面积都“异乎寻常地低”。有迹象表明，其原因在于南极洲周围水域的变暖，最上层海水储存的热量似乎比以前更多了。因此，当海冰开始向北延伸时，就会碰上仍有余热的海水。这引起了人们对南极正在经历“稳态转换”的担忧，它意味着海冰可能永远无法恢复到从前的水平。

南极的海冰在消失，南极海洋的“底层水”也在消失。底层水寒冷、密度大且富含氧气，从南极大陆架倾泻而下，沉入深海，推动全球洋流网络将氧气输送到印度洋、太平洋和大西洋深处。然而，融水的增加和海冰的减少意味着南极海水的含盐量降低，下沉难度增大。

大西洋最南端的威德尔海，底层水在过去30年间缩减了超过20%。去年发表的一份研究报告显示，这造了南极洋流流速减缓——自1992年以来已减速近三分之一。该报告的作者之一、澳大利亚新南威尔士大学的马修·英格兰表示，这对海洋环流来说是一个巨大的变化。

海洋升温对生态环境造成了严重影响。2023年1月到2024年5月，全世界至少有62个国家和地区证实发生了大规模珊瑚礁白化现象。这种白化现象是海水变暖的直接结果。目前已知的是，如果海水温度比历年夏季最高温的平均值高出1℃或更多，那么珊瑚就会面临白化风险。

其他变化同样令人担忧，却并不容易预测。在佛罗里达州，研究人员花了几个月的时间试图了解锯鳐死亡背后的神秘原因。他们最终发现，答案就在海底的淤泥中。

美国南阿拉巴马大学的艾莉森·罗伯逊表示，淤泥层中生长着底栖藻类，其中一些会产生毒素，从而影响其他海洋生物。它们一般“与世无争”，而且其数量通常受限于共同生存于此的其他藻类。

然而，当罗伯逊应邀前往佛罗里达州调查锯鳐死亡事件时，她发现这些微藻的含量升高了，“不仅在海底，水体中也是如此。”他们还从采集的样本中发现了多种不同的产毒藻类。“它们产生了许多不同的毒素，鱼类接触了所有这些东西，才产生了我们看到的行为。”她说。

罗伯逊和她的同事们认为，2023年佛罗里达州的海洋热浪是一个触发事件，它扰乱了生态系统，使产生毒素的藻类有机会占据主导地位。这就解释了为什么50多种鱼都出现了神经毒素中毒的症状。在大型海洋生物中，锯鳐可能是受影响最严重的。它们以埋在海底的生物为食，用吻部搅动猎物，接触到的毒素浓度极高。

虽然锯鳐集体死亡现象已止住，但格拉布斯至少还需要一年才能知道这次事件的破坏性有多大。由于灾难发生前成年锯鳐的数量可能本就不足1000条，他担心这次事件会对该物种造成重大打击。

藻类的过量增长，被称为“藻华现象”，这种现象在世界各地越来越常见。一项研究显示，2003年至2020年，藻华的覆盖率上升了13.2%，发生频率上升了近60%。并非所有藻华现象都产生毒素，但它们仍可能是生态系统承压的警示信号。英国环境、渔业和水产养殖科学中心的安德鲁·特纳表示，他们看到某些地区出现了以前从未见过的有害藻类。

丝状藻类的菌体在水下形成的海洋藻华

2023年6月，北大西洋北海的良性浮游植物“夜光藻”大量繁殖，将海水“染”成橙色，并且气味难闻。由于漂浮物过大，从太空俯瞰地球都能看到这一片橙色。过去18个月里，北大西洋的这片海域遭遇了历史性的极端高温，今年6月的温度比正常温度高出5℃。美国国家海洋和大气管理局的科学家们将此形容为“大西洋在发烧”。

五颜六色的藻华现象并不是这场“高烧”的唯一症状。

海水有着自然分层，表层附近的水比较温暖、新鲜，且富含氧气，而深处的水温度较低，含盐量较高，且营养物质较多。随着海洋温度升高，水层之间的混合减少，导致营养物质无法流向表层，氧气无法沉入深海。这不仅为藻类大量繁殖创造了条件，也给浮游植物带来了麻烦。

海洋颜色的变化，为气候变化对海洋生态系统的影响提供了直观的视觉证据。英国国家海洋学中心领导的一项研究显示，过去20年中，地球海洋的颜色发生了显著变化。这种变化不仅发生在局部海域，而是影响了全球56%以上的海洋区域，这一面积甚至超过了地球上的陆地总面积。

海洋的颜色主要由其上层物质的反射决定。深蓝色通常意味着水中生命较少，而绿色则表明存在大量富含叶绿素的浮游植物。浮游植物是海洋食物网的基础，维持着从磷虾到鱼类、海鸟再到海洋哺乳动物的整个生态系统。同时，它们还是海洋碳捕获和储存的重要力量，通过光合作用从大气中吸收二氧化碳。

研究团队分析了美国航空航天局（NASA）Aqua卫星2002年至2022年间的海洋遥感反射数据，这些数据覆盖了七种可见光波长。通过统计分析，研究人员发现海洋颜色的变化趋势明显高于自然变化范围。进一步的计算机模拟实验表明，这种变化与人类活动导致的气候变化高度相关。

“海洋的颜色已经改变，”研究的共同作者、麻省理工学院地球、大气和行星科学系的资深科学家Stephanie Dutkiewicz表示，“我们还不知道这是如何变的。但我们可以确定的是，颜色的变化反映了浮游生物群落的变化，这将影响以浮游生物为食的一切生物。它还将改变海洋固定碳的能力，因为不同类型的浮游生物能力各不相同。所以，我们希望人们认真对待这个发现。”

为了更好地监测和理解这些变化，NASA于2024年1月发射了“Pace”（浮游生物、气溶胶、云、海洋生态系统）卫星。这颗先进的卫星能够测量海洋中的数百种颜色，而不仅仅是之前观测到的几种变化。这项技术的进步将帮助科学家更准确地推断生态变化，为保护海洋生态系统提供科学依据。

气候变化对海洋颜色和生态系统的影响是一个复杂而深远的过程。海洋颜色的变化不仅是自然美景的消失，更反映了海洋生态系统的健康状况。随着科学研究的深入，我们对这一现象的理解将更加全面，也为应对气候变化、保护海洋环境提供了新的视角和依据。