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气候变暖、过度捕捞可能会改变鱼类在海洋碳循环中的作用

编译者:cancan发布时间:2023-7-18点击量:22 来源栏目:领域动态

骨鱼经常被人们看作是食物来源而不是碳调节器。骨鱼提供一系列与减缓气候变化有关的活动。例如,它们在生长过程中把碳储存在体内,碳随着骨鱼的粪便和尸体沉入深海。鱼的内脏可将海洋盐类转化成碳酸盐,并快速排泄出来。所以,它们在海洋的无机碳循环中特别重要。

海洋里鱼儿数不胜数,所以鱼体碳酸盐对无机碳循环的重要性不应该被低估。鱼类碳酸盐下沉至海底,成为沉积物的一部分,或者溶于海水从而增加水对酸的中和能力。因此,骨鱼体内的碳酸盐可以增强海洋对酸化的缓冲能力。一项新研究揭示了鱼类如何控制排泄碳酸盐。这一发现促进了我们对气候变化时期海洋生物化学和物理过程的理解。

在莱布尼茨热带海洋研究中心(ZMT)的领导下,一个科研团队研究大量鱼类,以确定不同鱼类的特征和环境变化是如何控制排泄的碳酸盐含量和化学组成。该小组检验了来自帕劳、澳大利亚和巴哈马的鱼类产生的碳酸盐,将其放在水族箱中,并在其母礁的自然条件下饲养。然后,研究人员汇编了一个庞大的数据库,包括来自85个物种,380多条珊瑚礁鱼类的碳酸盐排泄率,例如豆鱼、剑鱼、鹦鹉鱼、腕鱼、甲鱼和石斑鱼。

为什么多骨鱼会排泄碳酸盐?

海洋鱼类生活在盐分较高的环境中,其渗透压高于它们的血液。因此,它们体内的水分会流失。ZMT的海洋生物学家和该研究的主要作者Mattia Ghilardi解释说:"为了补充水分,鱼喝海水,但又要去除海水中大量的钙和镁,这些物质在肠道中以碳酸盐晶体的形式沉淀下来,并随粪便排入海里"。专家估计,鱼的粪便占全球海洋表面水域碳酸盐产量的3-15%。

与珊瑚等其他碳酸盐生产者不同,鱼类能产生不同的碳酸盐形式。根据它们的成分,这些晶体或是在水体中迅速溶解,或是下沉并长期埋藏在沿海浅沙中,从而有助于形成泥质沉积物。全球变暖和过度捕捞使鱼类产生的碳酸盐总量发生改变,并最终决定哪种碳酸盐排出量最多。这将完全改变鱼类在海洋无机碳循环中的作用。

虽然没有得到证实,但长期以来人们一直认为,鱼类的碳酸盐排泄量与它们的新陈代谢成正比。现在,科学家们能够有力地证实了这一点。例如,高温会促进新陈代谢和碳酸盐的排泄。叉形或枪形尾巴的鱼更活跃,因此比圆尾巴的鱼排泄更多碳酸盐。有趣的是,鱼的肠道长度也发挥作用:像温度一样,它影响排泄的晶体的数量和矿物成分。

可能发生的海洋化学变化

全球变暖和对某些鱼种的过度捕捞可能会大大扰乱鱼类碳酸盐对海洋无机碳循环的贡献。例如,对处于食物链上游的鱼类的捕捞压力可能导致碳酸盐排泄的急剧下降。气候导致鱼的大小发生变化,从而可能会加剧这种影响。温度较高有利于产生高溶解度的鱼类碳酸盐,形成较少的沉积物。所有这些因素都会影响海洋化学,并有可能影响海洋进一步溶解大气中二氧化碳的能力。

新的发现将使研究人员能够更准确地计算不同海区和世界各地的鱼类群落产生的碳酸盐的数量和组成。为更准确预测气候变暖和过度捕捞等变化条件下鱼类在海洋碳循环中的作用铺平道路。这种预测在维持生态系统功能的管理和决策过程中发挥非常重要的作用。

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