微小的失衡导致大规模的Phytoplankton Blooms

在阿拉斯加海岸的Pribilof岛屿附近的Phytoplankton Bloom（绿色和蓝色漩涡），在Bering Sea。绿松石水可能是一种叫做Coccolithophores的浮游植物的颜色。本届2014年9月22日，图像是用Landsat 8数据创建的。图像

新的研究详细介绍了环境变异性引起的浮游植物捕食者 - 猎物关系的微小失衡，产生了巨大的浮游植物盛开，对海洋生产力，渔业和碳循环产生巨大影响。

来自美国宇航局卫星数据的海洋绿色的绿色和蓝调已经为气候和生态系统流程如何影响鱼群和地球碳循环的植物植物和地球碳循环很重要的浮游植物 - 微观植物的生长循环提供了新的见解。

在海洋的食物链的底部，浮游植物占地球上净光合作用的大约一半。它们的光合作用消耗二氧化碳，并在将碳从大气中转移到海洋中发挥关键作用。与土地上的植物生态系统不同，海洋的植物植物数量始终遵循吃浮游植物的丰富生物，在捕食者和猎物之间创造了永久舞蹈。这种新分析表明，这种捕食者 - 捕食者关系中的微小失衡是如何引起的环境变异性，产生巨大的浮游植物盛开，对海洋生产力，渔业和碳循环产生巨大影响。该研究于9月25日星期四发布，在自然气候变化期刊。

“美国宇航局的海洋颜色卫星提供的不断逐年和全年测量，大大改变了对地球上浮游植物动态的理解，”俄勒冈州俄勒冈州哥尔沃斯·克罗斯州科尔戈里斯的研究和浮游植物生态学家迈克Behrenfeld说。“我们现在看到的是一个密切关联的植物植物细胞锁定和消费系统，躺在植物年度周期的核心。”

Behrenfeld称这种关闭的捕食者 - 猎物关系是“浮游生物的舞蹈”。这种观点与以前的透视图不同，只需重点关注植物植物使用的环境资源，例如营养和光。新观点很重要，因为它揭示了微小的失衡可以极大地影响地球的生态。

在过去的几年里，Behrenfeld与缅因大学奥诺诺大学的Emmanuel Boss合作; David Siegel在加利福尼亚州圣巴巴拉大学;和马萨诸塞州的伍兹奥海洋研究所，马萨诸塞州的森林洞海洋研究所，为解释浮游植物的盛开，他们称之为“干扰恢复假设”，开发一种新的理论框架。根据这一观点，可以通过任何过程中扰乱浮游植物和捕食者之间的自然平衡的过程开始。

干扰可能涉及风暴沿着海岸（称为沿海上升）的深海水，流入海洋的深海水，甚至是有意的骚扰，如施肥的抗侵害。新的研究专注于假设的第二部分 - 普兰斯顿生态系统如何被打扰恢复。

Behrenfeld解释说，在海洋生态系统中，浮游植物的活动紧随其后的用途，这些生物在某种意义上，类似于由橡皮筋连接的两个球。如果用桨击中一个球，它将在另一个球前加速。一旦铅球开始减速，就会抓住它，即使铅球仍在向前移动。

“基本上，Phytoplankton是他们的掠夺者橡皮筋，”Behrenfeld说。“只要Phytoplankton以其比赛率加速，他们就会保持领先。一旦他们放慢速度，就会随着浮游植物而越来越多的捕食者将迅速赶上，通过消耗浮游植物来停止绽放，然后开始降低浮游植物的数量。“

使用来自NASA的中等分辨率成像光谱仪（MODIS）的数据，Behrenfeld显示了捕食者 - 猎物关系如何是全球海洋普拉斯顿生态系统的共同特征。即使在发生浮游植物盛开的地区，它们也是由于这种关系中的轻微不平衡而导致。通过重点关注北大西洋，每年发生最大的浮游植物盛开，这项研究表明了冬季混合更深入的浮游植物。这一发现很重要，因为它表明海洋在未来的世纪变暖，这将减少冬季混合，可能会显着降低浮游植物的峰值峰值。

Behrenfeld还在北大西洋的10年期间，使用来自美国宇航局海域的海域视野（Seawifs）的数据，在北大西洋的10年期间追踪了浮游植物的年度周期。他第一次展示了如何随着时间的推移和减速挑战率的时期如何改变浮游植物的变化。这一发现最终将浮游植物的开始绽放到其最终高潮的最终高潮，这可能发生在几个月后。

“了解浮游生物生态系统以及如何响应变异性，对于准备和期待地球系统的变化是非常重要的，”Behrenfeld说。“在许多情况下，开始然后培养浮游植物盛开的环境条件是对气候变化影响的相同环境因素。”

下一步是了解物种的继承如何影响盛开的发展，并了解浮游植物的二氧化碳如何在浮游生物生态系统中加工，然后转移并储存在深海中。这些进展对于了解浮游植物盛开的变化转化为对渔业和气候的影响的重要性至关重要。这些具有挑战性的目标将需要更大地整合卫星，建模和实地研究。

“当前的卫星，如Terra和Aqua，监测在全球持续发生的浮游植物丰富的变化，”Behrenfeld说。这些变化反映了海洋生态系统内的复杂生物和物理相互作用。了解当今海洋中的这些相互作用功能是必不可少的，以预测海洋生态系统如何在未来改变。“未来的任务，如雾化前，云和海洋生态系统（PACE）使命，将进一步阐明浮游生物动态和对海洋气候变化的反应。

出版物：Michael J. Behrenfeld，“气候介导的浮游生物舞蹈”自然气候变化4,880-887,2014; DOI：10.1038 / nclimate2349

图像：NASA的戈达德太空飞行中心，诺曼卡平; USGS.