计算机模拟显示，由人类活动驱动的气候变化将显著改变我们海洋中重要的营养循环。在一项发表在国家科学院院刊的研究中，来自加州大学尔湾分校的研究人员发现了强有力的证据表明，维持海洋生态系统所需的海洋营养循环，正在随着全球温度的上升而经历意外的变化。
亚当·马丁尼（Adam Martiny），地球系统科学与生态学与进化生物学教授，及该研究的主要作者之一表示：“模型研究表明，当海洋温度升高时，海洋变得更加分层，这可能会使特定区域的海洋表面营养物质耗尽。”尽管之前的模型建议海洋温度与表面营养水平之间存在联系，但这项研究首次确认了气候变化对营养循环的影响。
研究团队由研究生斯凯勒·杰拉斯（Skylar Gerace）领导，研究了在全球海洋船载水文调查项目（GO-SHIP）中收集的近半个世纪的海洋营养数据。他们的分析揭示，过去50年间，南半球海洋中的磷（对海洋食物网健康至关重要的营养物质）显著减少。
杰拉斯指出：“这可能会导致食物网中发生涟漪效应。”他解释了浮游植物——许多海洋食物网的基础性微小生物——如何依赖磷作为营养来源。“当浮游植物可用的磷减少时，它们的营养价值降低，这可能会妨碍浮游动物和鱼类的生长。”
有趣的是，尽管预计硝酸盐水平会下降，但该营养物质的浓度仍然保持稳定。马丁尼指出，尽管硝酸盐对生态系统的功能至关重要，其稳定性令人宽慰，但随着气候变化的进展，未来仍有下降的可能性。“然而，这还不确定——这纯属推测，”他补充道。
马丁尼强调了像GO-SHIP这样的项目在进行此类研究中的重要性；如果没有收集关于海洋生态系统的真实数据的探险，就不可能验证气候模型所做的预测。例如，尽管模型建议海洋水中应该已经出现硝酸盐水平下降，但直接观察与该预测相矛盾。
马丁尼说：“由于波动性强，展示气候对海洋的长期影响通常是相当具有挑战性的。我们的研究补充了有限的研究工作，展示了这些长期变化。”他指出，目前仅有少数经过确认的海洋化学长期趋势。
展望未来，研究团队旨在评估这些变化的营养循环如何影响双方的海洋生态系统，因为气候变化继续演变。
杰拉斯表示：“我们计划探索这些营养数据如何与海洋中更大生态系统动态相关，例如初级生产力。这可以帮助验证像我们这样的研究作为监测海洋生态系统的综合指标，以应对持续的海洋变暖和分层。”
这项研究得到了多个组织的资助，包括国家科学基金会、国家海洋和大气管理局以及NASA对马丁尼的支持，以及美国内政部的生物和环境研究办公室和NASA对地球系统科学系的基思·摩尔教授的资助。
