南极绿了

作者: 环球科学

来源: 环球科学

发布日期: 2020-06-09

剑桥大学的植物学家绘制了南极的首张绿藻分布图,揭示了这些藻类与气候的复杂关系。随着气温上升,南极冰原将变得越来越“绿”,但这对于南极生态可能不算是好消息。

在冰天雪地的南极大陆,顽强生存的植物除了无冰区的苔藓、地衣,还有覆盖在冰原上的“雪生藻类”。这些或绿或红的藻类不仅仅是一抹点缀,还是当地生态系统中的重要一环。在一项发表于《自然-通讯》的研究中,剑桥大学的植物学家绘制了南极的首张绿藻分布图,揭示了这些藻类与气候的复杂关系。随着气温上升,南极冰原将变得越来越“绿”,但这对于南极生态可能不算是好消息……

严寒的南极是很多人心中的生命禁区,但一些顽强的生命还是在这片冰雪世界中找到了生存之道。在植物界中,苔藓、地衣选择在夹缝中求生存,它们可以存在于那些没有被冰雪覆盖的区域。但是,这样的无冰区在南极太过罕见,只占南极大陆面积的0.18%。在这些土壤、岩石裸露的土地上,植被覆盖的比例也非常有限——即使是在相对温暖、植被覆盖范围最广的南极半岛,也只占据了无冰区的1.34%。

随着对南极大陆探索的深入,人们逐渐意识到,南极的植物不仅是这些苔藓、地衣。还有一类形态更加简单的生命,在更加广阔的冰原中生存,成为南极生态系统中不容忽视的生产者。它们就是南极冰原中的藻类——“雪生藻类”(snow algae)。

剑桥大学植物科学系的两位科学家Matthew Davey和Andrew Gray,就试图了解雪生藻类在南极半岛的分布。为此,他们带领的团队结合了3年的卫星遥感数据,以及两年的实地考察结果,对南极的雪生藻类开展了首次大规模调查,并绘制出首张南极半岛绿藻分布地图。

从这张绿藻分布地图中,研究团队明确了决定南极绿藻分布的因素。对于绿藻的生存,水源和营养物质是必不可少的。沿着这一思路,研究人员发现了两个至关重要的重合。首先,这些藻类的生存地点,夏季平均温度都超过了0℃。南极几乎处处都被冰雪覆盖,但对于绿藻来说,这些固态的水源难以被利用。只有在夏季平均温度高于0℃、表层冰雪可以部分融化的地区,绿藻才能够大量生存。

随着南极气温的升高,这些绿藻的数量及分布,将受到怎样的影响?在研究团队看来,绿藻爆发点的数量将大幅下降,但绿藻的总面积和生物量,却将在更加温暖的将来持续增加。这是因为,在这项调查中,绿藻以两种截然不同的形似生存。首先是分布在小岛上的绿藻。这些绿藻占据一共1679处绿藻爆发的62%。随着气温升高,这些岛屿上的积雪将大量消失,因此这些绿藻将面临的问题不是“没有液态水”,而是“没有水”。

可以想象,失去水源的绿藻,将在未来大量消亡。

生产者的增加,往往可以在局部起到降温作用。但在南极,情况要复杂得多。研究的两位领导者表示,他们不清楚这些绿藻究竟是帮助南极降温了,还是让南极温度更高了。造成这个复杂局面的,是两项截然相反的效应。如同其他植物,绿藻利用空气中的二氧化碳进行光合作用,起到固碳作用。经过简单的计算,南极半岛的绿藻每年能吸收479吨二氧化碳。

这个数据相当于87万辆汽车行驶一年释放的二氧化碳。当然,需要指出的是,当绿藻死亡或是被食用,这其中的大部分二氧化碳还将重新进入大气。与此同时,绿藻的另一个效应却让南极变得更热。被冰雪覆盖时,白色的地表对阳光的反射能力更强,即反照率更高。但当绿藻覆盖冰面时,深色的藻类吸收阳光的能力明显增强,加速地表升温。

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