北極冰損失超過臨界點並影響必需營養

氣候變遷導致北冰洋發生不可逆轉的化學變化，直接影響該地區的食物鏈。愛丁堡大學的一項新研究表明，一個關鍵的轉折點已經過去，對海洋生態系統產生了重大影響。該研究強調了海冰的廣泛消失，導致重要營養素水平急劇下降。

這種減少影響了浮游生物、魚類、海鳥和海洋哺乳動物的族群，它們的生存和發展依賴這種營養素。詳細的分析表明，在以前受到冰層保護的廣闊的淺海區域暴露在陽光下，會加速分解硝酸鹽並將其從海水中去除的過程。

對北冰洋化學成分的影響

硝酸鹽水平下降極大地重塑了北極生態系統。硝酸鹽對於浮游生物的生長至關重要，浮游生物構成了當地食物鏈的基礎。這種營養物質水平的降低限制了生態系統可以支持的生命數量，從而損害了該地區的生物多樣性。

硝酸鹽減少也會降低北冰洋儲存碳的能力。這是因為浮游生物在光合作用從大氣中捕獲碳方面發揮著至關重要的作用。研究小組警告這項變化的長期後果。先前的研究報告了北極水域動物族群的變化，但由於缺乏對海洋化學成分的深入分析，人們對其原因知之甚少。

二十年的北極監測數據

愛丁堡大學的研究人員獲得了有關北冰洋營養水平變化的新資訊。為此，他們分析了 20 年的數據。團隊評估了二十多年來在弗拉姆海峽收集的採樣信息，弗拉姆海峽是北極水域流入大西洋的主要通道。

分析顯示，從 2009 年開始發生了明顯的變化。自那時起，離開北極的水域中的硝酸鹽含量一直在穩定下降。這些程度的下降與北極海冰的急劇減少同時發生，大約在同一時間開始。這種相關性表明冰融化與海洋生物必需營養素的可用性之間存在直接聯繫。

觀察到的對硝酸鹽水平的影響包括：
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• 食物鏈基礎的減少，影響浮游生物，進而影響較大的物種。
• 透過浮游生物光合作用減少北冰洋的碳固存能力。
• 主要浮游生物種類發生變化，有利於較小的類型。
• 對商業捕魚的影響，特別是在北大西洋。
• 海洋化學狀態發生不可逆轉的變化。

海冰損失和底棲反硝化

海冰的大量流失加劇了底棲反硝化過程。這個過程將淺大陸架上的硝酸鹽轉化為氮氣，淺大陸架橫跨北冰洋的近一半。營養條件的這種變化表明，北冰洋未來可能只支持較小的浮游生物物種，導致食物鏈中較高營養等級的可用食物減少。

研究人員指出，營養條件的變化是由海冰的持續消失所造成的。因此，北冰洋恢復到原來狀態的可能性很小。這種情況對極地生態系的保護和管理構成了重大挑戰。

科學家警告全球影響

需要更多的研究來了解北極水域的變化可能對世界其他海洋地區（包括北大西洋）的海洋族群產生更廣泛的影響。這項研究涉及挪威極地研究所、蘇格蘭海洋科學協會、丹麥技術大學和德國阿爾弗雷德韋格納研究所的科學家。

愛丁堡大學地球科學學院的博士研究生、該研究的共同負責人瑪爾塔·桑托斯·加西亞表示，多年來，人們一直認為，隨著更多的陽光到達地表水域，北冰洋海冰的消失會促進浮游植物的生長。然而，結果表明這種關係已經改變。北冰洋似乎已經從一個主要受光限制的系統轉變為日益受到硝酸鹽供應限制的系統，這對海洋生態系統、食物網以及北極在地球氣候中的作用產生了深遠的影響。

愛丁堡大學地球科學學院的 Raja Ganeshram 教授在過去二十年裡領導了這項研究，他補充說，所報告的變化表明北冰洋生態系統在 2009 年左右通過了一個臨界點。他強調，這種變化如何透過食物網傳播需要密切監測，因為它具有深遠的影響，包括對北大西洋的商業漁業。