目前对海洋生物系统的监测只覆盖了海洋的一小部分,这限制了科学家自信地预测气候扰动对海洋生物多样性的预期影响的能力。由美国国家海洋资源研究中心领导、索邦大学研究人员参与的一个国际研究小组利用一种新的计算机模型证明,生物变化正在加速,这对我们使用海洋资源产生了影响。他们的研究结果发表在《自然气候变化》杂志上。
随着时间的推移,由于自然气候的波动,海洋生物系统经历了不同程度的变化。被称为“气候意外”的生物突变也在海洋的许多区域被发现。为了理解这些变化,无论是突然的、意料之外的,还是长期的,来自CNRS和索邦大学的科学家,与来自欧洲、美国和日本研究机构的同事,开发了一种基于生命(金属)排列的宏观生态理论的新方法。为了构建他们的计算机模型,研究人员设计了大量的模拟物种(“伪物种”),它们对自然温度变化表现出广泛的反应。这些伪物种避免了超出其耐受性范围的热波动,形成了“伪群落”,并逐渐在模型中占据所有海洋区域。
海洋生物多样性监测项目只覆盖海洋的一小块区域,通常只覆盖海岸附近的区域。这个以金属理论为基础的新模型提供了全球覆盖范围,并允许快速识别能够强烈影响海洋生物多样性和相关生态系统服务(如渔业、水产养殖和碳循环)的重大生物变化。当最初对14个海洋区域进行测试时,该模型准确地预测了自20世纪60年代以来实地观察到的实际生物变化。通过将该模型应用到全球海洋,研究人员能够量化这些生物变化的力量和空间范围。该模型还让他们注意到,最近“气候意外”的数量出现了前所未有的上升,这可能是由厄尔尼诺现象、大西洋和太平洋的温度异常以及北极变暖造成的。
在大多数情况下,该模型可以在事件发生前一年预测它,从而有可能确定目前野外观察项目忽略的生物多样性受到威胁的地区。尽管海洋生物多样性每年为人类提供8000万吨鱼类和无脊椎动物,但这一新计算机模型揭示的变化可能会以对人类有益或有害的方式在世界范围内重新分布海洋群落和物种。