气候变化影响了海洋生态系统的氮循环、初级生产力和溶解氧浓度。为了检验这种气候变异性(由六个变量测量)在加利福尼亚洋流(the California Current, CC)中对食物链长度(FCL)的作用,本研究重建了从普通海豚(位于食物链顶端的远洋捕食者)衍生的氨基酸特异性(氮稳定同位素δ15N)值的时间序列,并使用了两个FCL模型。
研究发现,与1997-1998年厄尔尼诺现象相符的FCL模型观察到两次强劲下降(≥10‰),而且,从2004年到2006年,该现象与缺氧深度的变浅相一致。分层贝叶斯模型显示,FCL响应于所有环境变量,有更强且更长的贝叶斯信度间隔变化。而对于表面温度(oC)、叶绿素(透光区平均叶绿素浓度,mg/m3)、多变量ENSO指数(MEI)和浮游动物(总浮游生物量,cm3/103m3)来说,FCLGlu-Phe和FCLTro-Src具有相同的模式。在中等条件下观察到更长的FCL。此外,FCLTro-Src对于缺氧深度(m)和硝酸盐(透光区域中的平均硝酸盐浓度; mM/kg)相关性并不明显,而FCLGlu-Phe与这两个环境变量表现出明显的相关模式。FCLGlu-Phe在缺氧深度变浅时减短,且在硝酸盐浓度最高处较短,浓度较低时加长。
综上,1997-1999年厄尔尼诺南方涛动(ENSO)事件之后,FCL急剧缩短。在中等条件下,贝叶斯模型于表面温度、叶绿素浓度、多变量ENSO指数和总浮游生物量各方面表现出较长的FCL,但对缺氧深度和硝酸盐浓度并无明显反应。
研究结果挑战了CC中食物网结构长期稳定存在的普遍范式,显示出远洋食物网深受ENSO事件、当地海洋现状以及正在发生的气候变化的影响。
(刘雪雁 编译)
原文链接:http://advances.sciencemag.org/content/3/10/e1701140.full