该研究发现,我们可以利用物种的自然能力来检测和应对环境的变化

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对许多人来说,下面可能是一则悲伤的故事!

根据圭尔夫大学的一项新研究,温度升高对安大略湖泊的食物网产生了连锁反应。

本周四公布的一项新研究显示,随着海洋变暖,鱼类数量正在减少,这将威胁到全球数百万人的主要食物来源和收入来源。

研究人员发现,过去十年中平均气温较高,迫使鱼类在更深的水中觅食。在那里,他们捕猎不同的猎物物种,导致气候引起的重新布线食物网,改变湖中的能量和营养物质的流动。

该研究发现,从1930年到2010年,人类可以从多种物种中持续收获的海产品数量减少了4.1%,这是人类引起气候变化所导致的。

监测像湖鳟这样的通才物种的移动可能为气候变化对生态系统的影响提供预警系统。

“减少4%,听起来很小,但从1930年到2010年,这相当于140万吨鱼,”发表在《科学》(Science)杂志上的这项研究的第一作者Chris
Free说。

我们可以利用物种的自然能力来检测和应对环境的变化,综合生物学系和研究第一作者的博士后Tim
Bartley说。由于物种正在改变他们的行为,他们告诉我们他们周围环境中发生了什么。我们可以利用这些信息。我们看到的行为变化意味着生态系统的重大重组。

科学家警告说,全球变暖将在未来几十年给世界粮食供应带来压力。但是新发现——将海水变暖的影响与过度捕捞等其他因素分开——表明气候变化已经对海产品产生了严重影响。

该研究发表在自然生态学与进化杂志上,该研究涉及跟踪安大略省西北部数百个湖泊的湖鳟运动和觅食情况。

根据联合国粮食及农业组织(Food and Agriculture Organization of the United
Nations)的数据,鱼类占全球动物蛋白摄入量的17%,在一些沿海和岛屿国家,这一比例高达70%。

巴特利抓到鱼来分析他们的组织,看看他们吃了什么。该团队还使用了安大略省自然资源部关于全省养鱼习惯和地点的类似数据。

“鱼类为全球一半以上的人口提供了重要的蛋白质来源,全球约有5600万人在某种程度上受到海洋渔业的支持,”Free博士说。

组织分析显示,尽管研究人员无法识别特定的猎物种类,但湖泊鳟鱼在深水中的时间要比近岸时间长。湖鳟更喜欢捕捞湖鲱鱼;巴特利说鳟鱼是灵活的饲养者,会吃其他鱼类和无脊椎动物。

随着海洋变暖,一些地区受到的影响尤为严重。在大西洋东北部和日本海,鱼类数量在研究期间下降了35%。

他说,变暖也可能将湖鲱鱼推入更冷的水域,这意味着湖鳟仍可能在海上地区以鳟鱼为食。

Free
博士说:“东亚生态系统的渔业生产力下降幅度最大。该地区的人口增长速度最快,而且高度依赖海产品。”

巴特利说,监测湖泊鳟鱼等物种的行为变化对于依赖生态系统获取从食物到水质的资源和服务的人类非常重要。

海洋生物受到了气候变化的一些最严重的影响。海洋吸收了人类排放到大气中的温室气体所捕获热量的93%。

他说,气候变化的影响是复杂的,并且在生态系统中各不相同,以创造一系列新的条件。其他生物,包括湖鳟猎物,也随着变暖而移动。

今年1月发表在《科学》杂志上的一项研究发现,海洋温度的上升速度远远快于此前的估计。

跟踪湖泊鳟鱼等多种物种的运动,摄食习性和状况,可以为资源管理者提供一个预警系统,用于检测变暖的影响。

在这些不断变化的环境中,鱼类正在转移它们生活的地方,寻找它们喜欢的温度。海洋温度过高会杀死鱼类和它们赖以生存的食物来源。

Bartley表示,这对于管理整个生态系统和照顾湖鳟鱼群非常重要,这是一种流行的钓鱼运动鱼。

在大约四分之一的研究区域中,鱼类的活动范围扩大了。研究期间,在美国大西洋沿岸,黑海鲈鱼的可持续捕获量增加了6%。

但这不仅仅发生在湖泊中。

另外四分之一的地区鱼类数量没有明显变化,比如大西洋西北部,那里大西洋鲱鱼依然非常丰富。

该研究还包括来自美国研究人员的数据,这些研究人员在草地上展示了类似的生态系统重新布线,涉及蚱蜢和掠食性蜘蛛向下迁移到靠近土壤的较凉爽地区。

但有一半地区的情况不怎么乐观。大西洋东北部是大西洋鳕鱼的故乡,可持续性捕获量下降了34%。

G大学的研究人员还指出了气候变化影响对气象变化的影响,这些影响涉及在努纳武特地区的白鲸和大比目鱼,北极熊和北极地区的环形海豹的重新布线,而科迪亚克熊则以太平洋沿岸的接骨木和红鲑为食。

总的来说,在这项研究的80年中,鱼类数量下降的数量要多于增加的数量。

该报告的作者,包括综合生物学教授Kevin McCann和Andrew
McDougall得出结论:通过进一步的研究,我们可以利用通才的反应来预测气候变化对世界生态系统的功能结果。

研究人员将重点放在可持续捕获量上,他们使用的是联合国开发的一种衡量方法,该方法将可重复从基本鱼类种群中收获的食物数量量化。“渔业就像一个银行账户,我们试图靠利息为生,”Pinsky博士说。

之前的几项研究预测,气候变化将导致未来海洋鱼类数量减少,但这项新研究查看了历史数据,从而确定海洋鱼类数量已经开始下降的事实。

研究人员使用了位于全球38个生态区域的235个鱼群的数据集。
详细数据不仅告诉他们鱼的位置,还告诉他们如何应对环境影响,如改变水温。

研究小组将这些数据与显示海洋温度随时间变化的记录进行了比较,这些记录按区域划分。这些区域分析很重要,因为海洋的某些部分变暖的速度比其他部分快。

数据还揭示了其他一些趋势。生活在寒冷地区的鱼类比生活在温暖地区的鱼类生活得更舒适——对这些鱼类来说,额外的热量太多了。这对研究人员来说尤其麻烦,因为他们使用的数据在热带地区不够详细。Pinsky博士说,这些地区的鱼类损失可能比该研究关注的地区要高。

当过度捕捞时,温暖地区的情况更糟。研究人员认为,过度捕捞会损害鱼类的繁殖能力并破坏生态系统,从而使它们更容易受到温度变化的影响。

研究人员说,防止过度捕捞和改善渔业的整体管理可以有所帮助。但他们表示,最终的解决方案在于减缓或阻止气候变化。

周三发表在《科学进展》(Science
Advances)杂志上的另一项研究发现,将升温幅度限制在比工业化前水平高2.7华氏度(合1.5摄氏度)——这是巴黎气候协议的目标之一——可能会为全球渔业带来数十亿美元的额外收入。其中大部分将发生在发展中国家,这些国家的许多民众依赖鱼类获取蛋白质。

“我们希望,这突显了考虑到气候变化正在推动生产率转变这一事实的重要性,”Free士在谈到他的研究时说。“渔业管理人员需要想出新的创新方法来解释这些变化。这包括在温暖的消极年份减少捕捞限制,但也包括在凉爽的积极年份增加捕捞限制。制定适应气候变化的法规对于最大限度地发挥粮食潜力非常重要。”

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