2100年，海洋暮色带生态系统或遭广泛破坏，并将持续影响数千年

编者按

暮色带（twilight zone）是一层延伸于全球的水域。它位于海平面以下200到1000米（约650到3300英尺）的深度，刚好超出了阳光的覆盖范围。暮色带又被称为中水层或中层海洋区，其光线昏暗，温度较低，但由生物产生的生物发光却使其拥有闪烁的光亮。该区域生命力旺盛。最近的研究表明，暮色带中的鱼类生物量可能比以前估计的要多十倍，甚至比其他所有海洋区域的鱼类生物量加起来还多。

暮色带中的动物大小不一，有微小的，也有世界上最大的动物。一些生物在这个阴暗的深度中度过一生，而其他生物每天往返于水面和深海之间，这是地球上最大规模的动物迁徙。暮色带中的动物帮助维持海洋的食物链，并将大量的碳从表层水域运输到深海，有助于调节全球气候。

目前，暮色带基本上是未被人类探索的，其丰富的生物多样性大多数仍然无法被商业捕捞和国际法律所覆盖。但一些捕鱼利益集团正准备开始开采暮色带的生物资源，这可能会对海洋生态系统和地球气候产生未知的影响。

“海洋与湿地”（OceanWetlands）小编注意到，近日发表在《自然通讯》上的一篇相关研究，从气候变化的角度分析了未来可能的影响。分享如下。

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图片来源：自然通讯

随着气候变暖，深海“暮色带”海洋生态系统面临生态破坏的风险。研究表明，随着气温升高，下沉有机物质被细菌降解代谢的速率也更快，导致暮色带中深层海洋生物的数量和多样性降低，且生活区更加靠近表面。研究人员指出，目前已经出现了显著变化，并且如果不采取强有力的减排措施，暮色带生态系统的广泛破坏可能会在2100年之前发生，而影响将持续数千年。

这项研究发表在《自然通讯》上。研究人员认为，人类活动对海洋生态系统的影响多种多样，而温暖、污染、过度捕捞、缺氧、分层和酸化等因素也会对深海暮色带造成影响。由于向下传播扰动需要时间，暮色带目前被认为仍“几乎是原始的”，但其它人类活动对海洋表面的影响却可以近乎瞬间地传播到深处，因此可能已经在今天开始经历显著变化。

海洋的生物。图片来源：libretexts

暮色带中的生物对下沉的颗粒有机物质是依赖于“生物碳泵”（BCP）的，而这个过程需要仅需要几天到几周的时间。虽然向下传递表面信号的延迟已经形成，但加热已经开始影响暮色带的深度。因此，海洋温暖不仅影响表层生态系统和碳排放，还影响整个水柱中的“生物碳泵”的运行。而目前，对海洋变暖对有机物质输送到深层栖息地的影响尚未得到广泛关注。

文章指出，每10摄氏度的温度升高，大约会导致代谢率增加一倍，因此温度是影响BCP运作的主要变量。相比之下，温暖的水柱降低了碳转移的效率，减少了深度处的食物供应。这对于暮色带尤其关键，因为这里是浮游动物和微生物降解生物化学能量的主要场所。

从最上的图开始，分别是：这是有关新生代浮游有孔虫分布和物种多样性的插图；来自文献8的中新世（粉色）和海底表层（蓝色）浮游有孔虫群落分布数据（早始新世无数据）；早始新世、中中新世和前工业化现代（“现代”）的表层和深海温度模拟以及大陆配置图；全球深海δ18O堆积图，用于观察新生代变化（SH代表南半球，NH代表北半球。PETM代表古新世-始新世热最大时期，EECO代表早始新世气候最优时期，MECO代表中始新世气候最优时期，OMT代表渐新世-中新世转换期，MCO代表中新世气候最优时期，MMCT代表中中新世气候转换期）。这些数据都是从深海观察得来，全球深海δ18O堆积图受温度和全球冰量的综合影响而变化。

对未来的启示应对气候变化方面的对策

这项研究的结果表明，全球变暖将对暮色带的生态系统产生深远的影响，从而改变BCP及其与大气CO2的反馈，可能导致暮色带生态系统的广泛破坏。这些结果提示，即使在目前的温度变化下，暮色带可能已经经历了一些变化，因此需要更好地监测和了解这个关键的海洋生态系统，并在控制全球温度上制定强有力的措施。

在未来，预计随着全球温度的继续上升，暮色带中的生物多样性和生物量将受到更大的威胁，这将进一步影响BCP和大气CO2浓度。因此，这项研究对于在应对气候变化方面制定策略和政策具有重要意义，强调了控制温室气体排放的必要性，并加强对暮色带生态系统的监测和保护。同时，这项研究还提供了一种方法，可以用来评估全球变暖对其他海洋生态系统的影响，并为改善全球生态系统健康提供支持。

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整理 | 王芊佳

审 | 绿茵

排版 | 绿叶

【参考链接】

Crichton, K.A., Wilson, J.D., Ridgwell, A. et al. What the geological past can tell us about the future of the ocean’s twilight zone. Nat Commun 14, 2376 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-37781-6
https://www.nature.com/articles/s41467-023-37781-6

The mysterious home of glow-in-the-dark sharks could be wiped out by climate change
https://inews.co.uk/news/environment/glow-in-the-dark-sharks-mysterious-homes-wiped-out-climate-change-2300316

Record ocean temperatures put Earth in ‘uncharted territory’, say scientists
https://www.theguardian.com/environment/2023/apr/26/accelerating-ocean-warming-earth-temperatures-climate-crisis

Twilight Zone
https://www.whoi.edu/know-your-ocean/ocean-topics/how-the-ocean-works/ocean-zones/twilight-zone/

Martin, A. et al. The oceans’ twilight zone must be studied now, before it is too late. Nature 580, 26–28 (2020).

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