科学家们正在努力确定其原因,监测对海洋生物的影响

2023年8月23日星期三
一只手拿着一个透明的罐子,里面装着半瓶棕色的水,背景是海洋.

2023年5月,缅因州近岸海湾的水样中充满了Tripos Muelleri. 图片来源:Joe Vallino /海洋生物实验室

一种咖啡色的藻华覆盖了缅因湾的大片区域,引起了该地区科学家的注意, 谁说这是他们在一年中的这个时候在这片水域见过的最高浓度的棕色微藻. 虽然不知道是危险的, 这花的大小和强度, 在其鼎盛时期, 今年夏天从马萨诸塞州到缅因州跨越了100多英里,这被认为是不寻常的, 因此,联合国大学的科学家和其他区域合作伙伴正在采取措施确定其原因,并监测对海洋生物的潜在影响. 

藻华,或者说藻类的快速生长,主要是由鞭毛类浮游植物组成的 考试muelleri 而且主要是在地表下的水柱中发现的. 联合国大学的科学家们第一次注意到这一现象是在4月份,当时他们注意到海洋中二氧化碳(CO)的显著变化2)和他们在新罕布什尔州海岸定期监测的pH值.

显微镜下黑色微藻的三张图片.
7月23日,主要研究二氧化碳浮标在海洋两米深处拍摄的水样,4倍放大后的浮游植物考试muelleri图像, 2023.

图片来源:莉斯哈维 /澳门葡京网赌游戏


“我们看到的是最低的二氧化碳排放2 这是我们在缅因湾20年的监测样本中观察到的地表水的最高pH值,” Doug Vandemark研究教授 主要研究的海洋过程分析实验室 (蛋白石). “我们认为这可能与缅因湾的海水变暖有关,然后我们开始听到有关海洋过滤器被褐藻堵塞的故事,以及沿海工作人员的其他一般滋扰. 我们知道这不是巧合.”

联合国卫生研究所的研究小组对这一发现采取了积极主动的方法, 并开始收集额外的水样来增加他们的监测,包括浮游植物的数量, 埃德娜, 营养物质, 碳分析. 同时, 他们开始听取其他当地科学家的意见, 海洋操作员和渔民也在记录整个缅因湾的不寻常情况. 他们一起组建了一个非正式的联盟来分享观察和数据. 该组织现在由缅因州到罗德岛州及其他地区的十多个合作伙伴组成. 部分名单包括国家海洋和大气管理局(NOAA)的研究人员。, 伍兹霍尔海洋研究所(WHOI), 缅因大学, St. 缅因州约瑟夫学院, 马萨诸塞大学, 缅因湾研究所, 毕格罗海洋科学实验室和东北沿海海洋观测系统协会.

根据世界卫生组织有害藻华(HAB)观测网络的专家的说法, 浮游植物主宰着这片水华, 考试muelleri它不会产生毒素,也不会对人类或动物造成任何已知的风险. 然而, 像这样的高生物量藻华在腐烂时可能会导致低氧环境. 这会对海洋生物产生负面影响, 尤其是生活在海底和沉积物中的生物. 在一般情况下, 在像缅因湾这样的高纬度海洋生态系统中,季节性开花是正常的,而且是有益的,因为这些微小的植物为动物提供食物,并为海洋食物网提供能量.

“在缅因湾水域看到这种物种是完全正常的,但从未达到过这种强度,” 莉斯哈维生物科学副教授 联合国大学生命科学与农业学院. “一开始它很有趣,但后来它比我们以前见过的都要大,我们想, ”等, “这是不同的”——作为研究人员,我们想了解这是如何发生的,为什么发生的,以及这是否是缅因湾潜在变化的信号.”

”研究人员, 我们想要了解这是如何发生的,为什么发生的,以及这是否是缅因湾潜在变化的信号."

研究人员说, 在一般情况下, 春季浮游植物的高水平通常会在夏季下降,因为浮游植物生长所需的营养物质减少,桡足类等动物的数量也会减少, 或者小的甲壳类动物, 吃它们有助于减少开花. 然而,这花开的 考试muelleri 没有遵循传统的季节模式. 根据NOAA的卫星图像, 自4月以来,浮游植物的繁殖一直稳定持续,并已广泛存在, 从佩诺布斯科特湾到玛莎葡萄园岛. 目前还不清楚为什么会形成这种水华,以及它是如何在如此大的地区持续存在的. 科学家们正在考虑春季的一些触发因素,包括风力减弱, 暖冬和缅因湾是世界上变暖最快的地区之一. 今年夏天区域性的强降雨可能是造成花期异常长时间持续的原因.

“我们仍在寻找答案,还有更多的工作要做,”他说 克里斯•亨特他是OPAL的研究助理教授. “我们已经记录了这个物种的大规模生长以及由此导致的氧气、二氧化碳的变化2 和pH值, 但我们仍在努力弄清楚是什么条件首先引发了这种爆发, 让它持续了这么长时间,一旦水华结束,所有的细胞和有机物会发生什么?”

开花的潜在后果

在接下来的几个月里,研究人员已经协调了在该地区收集更多水样的努力. 最近的数据显示,沿海岸的藻华可能开始消退,但他们正在努力确定这种情况是否也发生在更远的近海. 该小组还试图密切监测缅因湾的缺氧迹象,即可能影响海洋生物的低氧条件. 随着浮游植物开始凋谢, 或者死去, 它们沉到海底,被细菌吃掉, 会耗尽氧气并对鱼类产生影响, 贝类和龙虾. 上一次这种情况发生在东海岸的同一物种身上是在近50年前的1976年,当时在纽约湾发生了一场大规模的水华,在它死亡后造成了缺氧的环境. 这影响了商业贝类和鱼类资源.

两个满是褐藻的圆筛子.
春天浮游植物的残留物在缅因湾收集的过滤器上开花

美国国家海洋和大气管理局的R/V Henry B. 毕格罗,2023年5月初. 图片来源:Katy McGinnis / NOAA.


“现在下结论还为时过早 考试muelleri 可能会导致类似1976年那次的缺氧事件,”范德马克说. “现在重要的是,我们将继续监测到秋季, 然后试着去理解花开, 任何可能的影响,以及未来是否会有更多类似的影响.”

来自联合国大学和其他几个定期收集水样的地区机构的科学家团队正在领导一项多管齐下的数据收集工作,包括分析水温等关键指标, 盐度, 叶绿素, 营养物质, CO2 和pH值 levels; continued tracking of the bloom by using satellite imagery of 叶绿素 concentrations from NOAA; oxygen sensors on lobster traps deployed by commercial fishermen participating in the eMOLT program; and the collection of phytoplankton, 浮游动物, 营养物质, 通过美国国家海洋和大气管理局的NEFSC生态系统监测调查,对缅因湾的氧气和碳样本进行了研究. 科学家团队将在接下来的几个月里继续监测情况,并计划在秋季召开工作组会议,分析所有数据.

对主要研究缅因湾监测的支持由NERACOOS领导的缅因湾海洋生物多样性观测网络和缅因大学提供,该网络由NOAA和海洋能源管理局资助. NOAA的海洋酸化项目和海军研究办公室提供了额外的支持.

的 联合国大学地球、海洋和空间研究所(EOS) 是联合国大学最大的研究企业, 由六个以跨学科为重点的中心组成, 对地球和气候系统的高影响力研究, 空间科学, 海洋环境, 海底测绘和环境声学. 大约有100名主要研究人员管理着400多个个人补助金, 每年的开支超过9500万美元, EOS营造了一个知识和科学的环境,在世界一流的研究生教育中推进了有远见的奖学金和领导力.