光污染或成為北極海洋生物的新威脅

光污染或成為北極海洋生物的新威脅
一艘科考船載著一組北極研究人員穿越挪威斯瓦爾巴特群島北部結冰的海域。眼下正是極夜,幾乎看不到任何光線。隊員們穿著救生服以防翻船,還帶著步槍以防遇到北極熊。
攝影:MICHAEL O. SNYDER
 
撰文:SARAH GIBBENS
 
  隆冬時節的北極圈伸手不見五指。由于冬天地球北部不斷偏離太陽,看起來太陽似乎從未從地平線上升起,因此在所謂的極夜期間,北極的天空一片漆黑。
 
  “這感覺就像你一直在上夜班。”蘇格蘭海洋科學協會的海洋研究者Finlo Cottier說。
 
  兩年前,Cottier和一組科學家在冬季期間前往北極,研究光線如何影響北極海域的海洋生物。和人類一樣,海洋生物也依賴光來指導其日常活動。光可指引動物的活動,比如何時穿過水域尋找食物,何時交配以及前往何處捕獵。
 
  “在6月和7月,動物的生長和活動呈爆炸式增長,”Cottier說,“我們如何理解這一點?極夜期間發生了什么讓北極生物在春天立刻復蘇?我們試圖弄清楚整個循環過程。”
 
  在北極面臨氣候改變威脅的情況下,弄清楚上述的完整周期將會至關重要。更薄的冰意味著更多的光將能穿透黑暗的海水。同時還意味著會有更多的船只經過,帶來更多的光。全球不斷升溫的海水正將某些魚類推向維度更高的海域,進而擾亂食物鏈。
 
 
光污染或成為北極海洋生物的新威脅
Morgan Bender用注射器抽取了兩條極地鱈魚的血液樣本。為了不影響正在進行的光污染實驗,她只能借助微弱的紅燈工作。
攝影:MICHAEL O. SNYDER
 
  上述一切對海洋生物的影響還不清楚,但近日發表于《自然通訊生物學》雜志的一項新研究表明,光污染可能會顯著改變海洋生物的生活方式,而科學家仍在試圖了解其整個生命周期。
 
極夜期間測試光線
 
  “隨著我們不斷向北走,白天的時間迅速縮短,”挪威科技大學的生物學者、研究報告的作者Gier Johnsen說。“每向北前進一點,天就變得更黑。在北緯80度左右,中午和午夜沒有區別。”
 
  為了了解日益增加的海洋交通如何影響海洋生物,研究者們在挪威北部的三個不同監測站進行了實驗,三個檢測點分布于北緯70度到北緯77度之間。
 
  在每個監測站(標記為A、B、C),實驗都在完全黑暗的環境中進行,以免海洋生物暴露于光線之下。研究小組斷斷續續地打開船上的燈,之后使用回聲探測儀探測水中是否有生物存在。
 
  C站的研究表明,打開燈之后水中生物的數目只略微減少,而其他兩個站則顯示海洋生物數量發生了重大變化。在最北部的A站,當船上的燈光亮起時,研究者探測到的生物數量減少了一半。在B站,他們發現了相反的情況:當船上的燈亮起時,海洋生物的數量增加了一半。
 
  光線不僅顯著地改變了水面附近的動物的行為,而且聲學成像表明,光線還改變了水下200米處的動物的行為。
 
  “這意味著很難斷言光線會對北極生物產生怎樣的影響。”新研究的主要作者、挪威北極大學的生態學者Jørgen Berge說。
 
光污染或成為北極海洋生物的新威脅
在描述圖中看到的浮游動物時,科學家Gier Johnsen說,“它們充當著所有其他生物的食物,比如魚、海鳥、海豹、鯨魚和北極熊。我們呼吸的氧氣中大約50%來自全球海洋中的這些微藻類。所以,這就是我們來這里的原因。我們真的想深入研究那些微小卻非常重要的生物,因為它們是生態系統中的關鍵群體。如果沒有這些關鍵群體,就不會有生命。就這么簡單。”
攝影:MICHAEL O. SNYDER
 
  他說,首先,如果研究者們不考慮研究生物體時的光照條件,科學評估可能就不準確。

  準確地掌握水中魚的數量還具有商業意義。
 
  “我們知道,隨著北極不斷變暖,物種都在向更北的海域遷移。為了能以可持續的方式管理漁場,我們需要知道每一個物種的數量。”他說。
 
  之前有研究預測,到2050年,不斷升高的氣溫將會使跨北極航運成為可能。研究人員只是剛開始監測北極地區的船舶交通,以便了解其增長趨勢。在去年9月發表的一項研究中,研究人員追蹤了從貨船到游輪的所有船舶交通,結果發現5000艘船在兩年的時間里總共航行了132828次。
 
更明亮的世界
 
  “比如在水體中的位置、交配和發育時間等行為,所有這些都受光線控制,”Johnsen說。“光是生命最古老的線索之一,但在過去100年里,人類一直在使用人造光源,我們一直在對動物做從未考慮過的事情。”
 
  據估計,全球80%的人口生活在被某種形式的人造光污染的天空下,而這種光污染正以每年約6%的速度增長。
 
 
光污染或成為北極海洋生物的新威脅
Emlyn Davies通過Helmer Hanssen科考船上的一排筆記本電腦查看數據。這些筆記本電腦與科考船周圍水域許多測量光線和浮游植物的傳感器相連。Emlyn只能戴著頭燈工作,因為即使是最微弱的光線也會干擾實驗。
攝影:MICHAEL O. SNYDER
 
  蒙特利灣水族研究所的Steven Haddock指出,這項研究很有趣,但他希望研究者能在其他地方使用不同方法進行類似的實驗,他沒有參與這項研究。
 
  他曾在自己的研究中觀察到物種的趨光與避光行為。
 
  “我們在夜潛時也遇到過這種情況,你必須關燈一段時間,以避開朝你游過來的成群結隊動物。我絕對相信他們的研究結果,光會對海洋動物產生深遠的影響,特別是在一個很多天沒有太陽的地方,”他說。
 
  他指出,光污染正在影響赤道附近的海洋生物。例如,波多黎各已經建立了一個以幾個海灣中棲息的發光浮游生物為中心的生態旅游產業,但光污染會對這些生物產生較大的影響。研究還發現光污染會對小海龜尋找海洋、鳥類遷徙以及螢火蟲能否交配產生負面影響。
 
(譯者:流浪狗)
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