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为探究北太平洋变暖对马苏大麻哈鱼(O. keta)的影响,研究人员分析其沿白令海与阿拉斯加湾季节性迁移的水温,构建个体迁移模型。发现近十年水温变化幅度与 2050 年预测相近,高适温廊道北移,暖温等对其生存威胁大,为应对气候变化提供依据。
在气候变化的大背景下,北太平洋(NPO)的水温正经历着显著上升,这一变化对生活于此的太平洋大马哈鱼(
Oncorhynchus spp.)的生存与繁衍构成了严峻挑战。太平洋大马哈鱼一生中超过三分之二的时间都在海洋中觅食生长,海洋环境的变化,尤其是温度的波动,会对它们的分布、生长状况和存活率产生多时空尺度的影响。然而,由于人们对其远洋生态的了解有限,太平洋大马哈鱼对气候和海洋条件变化的具体响应机制尚不清楚。近年来,西部阿拉斯加马苏大麻哈鱼(
O. keta)的生存状况尤为引人担忧,2020 年和 2021 年,育空河的马苏大麻哈鱼洄游规模创下历史新低,这很可能与 2017 至 2019 年白令海北部异常温暖的水温有关。温暖的水温导致幼年马苏大麻哈鱼的猎物质量下降,脂肪储备减少,再加上它们迁移至经历海洋热浪的阿拉斯加湾(GOA),这些因素共同导致了死亡率的上升和成年鱼洄游数量的急剧减少。因此,深入了解温度如何影响西部阿拉斯加马苏大麻哈鱼的分布和迁移模式,对于预测它们在变暖的北太平洋中的生存状况至关重要。
为了应对这一挑战,来自多个国家的研究人员开展了相关研究,其研究成果发表在《Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers》上。
研究人员主要采用了以下关键技术方法:基于 Langan 等人(2024)估算的马苏大麻哈鱼在海洋生活阶段的全流域平均温度偏好,计算热适应性指数(SISST),以海面温度(SST)作为迁移大马哈鱼所经历的热栖息地的替代指标;运行两个基于个体的大马哈鱼迁移模型,该模型由表面温度和地转流驱动,以测试海洋物理因素对迁移和分布的影响;分析海面温度(SST)和基于 SST 的平均适应性指数(SISST)的季节和年际变化,以确定异常条件的持续时间和空间范围;通过绘制基于游泳速度和最大化热适应性的西部阿拉斯加马苏大麻哈鱼个体迁移轨迹,探索海洋温度对季节性迁移的影响。
热适应性模式
热适应性指数(SISST)具有强烈的季节性模式,这与西部阿拉斯加马苏大麻哈鱼在寒冷季节从阿拉斯加湾迁移到白令海的温暖季节的迁移模式一致。从月度气候学来看,高平均适应性(SISST>0.8)的热栖息地范围在 7 月至 10 月从南部受限,8 月和 9 月范围最小。在 12 月至 5 月的寒冷季节,可用的热栖息地有限。
讨论与结论
研究发现,近十年的海洋温度变化幅度和变率与预测到 2050 年的情况相似。大约从 2013 年开始,高适温迁移廊道向北移动到白令海,但季节性迁移可能不主要由温度或洋流驱动。温暖的海洋温度、海洋热浪和季节性海冰的消失可能对西部阿拉斯加马苏大麻哈鱼的影响最大,这些区域的热适应性最低,冬季在白令海,夏季在阿拉斯加湾东部。在其栖息地范围的边缘,这些影响可能导致鱼体状况不佳、栖息地范围向北移动,以及更多的鱼进入北冰洋。
这项研究深入揭示了北太平洋变暖对西部阿拉斯加马苏大麻哈鱼迁移和生存的影响,为理解太平洋大马哈鱼在气候变化下的响应提供了重要依据。研究结果有助于相关部门制定针对性的保护措施,以应对气候变化对海洋生态系统和渔业资源的挑战。同时,该研究也为进一步研究其他海洋生物在气候变化下的适应性提供了参考。