北海道大學研究生院水產科學院的熊谷信乃（研究生）與該研究生院水產科學研究院的松野孝平助教、山口篤副教授等人組成的研究團隊發表研究成果稱，在2008年浮冰提前解凍的北白令海中發現了小型浮游動物數量有所增加，以及隨之而來的生態系統中高級生物的能量傳遞效率和生產力下降的現象。該發現是透過調查浮冰解凍與往年持平的2017年，以及比往年提前的2018年夏季（6-7月）北白令海中浮游動物群集的大小和組成而得出的。該研究有望提高對全球暖化導致的海洋生態系統未來變化的預測精度。相關研究成果已於11月29日發表在國際學術期刊《Frontiers in Marine Science》上。
本研究成果的概念圖。浮冰提前解凍的2018年與通常年份的2017年相比，浮游植物的繁殖出現較晚，即使在7月份，也存在很多小型且能量含量較低的浮游動物。如果小型物種未被大型毛顎類掠食，那麼魚類將無法攝食。換言之，由於小型物種數量較多，低級生態系統中掠食－被掠食的次數增加，能量損失加劇，從而導致了高級生物的能量傳遞效率下降。（供圖：北海道大學）
北白令海是連接北冰洋和太平洋的陸架淺水區，以其高度的初級生產力而聞名。在這片海域中，浮游動物作爲魚類等高級掠食者的獵物，扮演着生態系統的重要角色。近年來，該海域出現了被認爲是由全球暖化引起的浮冰提前解凍的現象，有報告稱，這種變動導致了浮游動物的群集變化以及高級掠食者的個體數減量等結果。2018年是這些年份中浮冰解凍最早的一年，但其因果關係尚不十分清楚。
由此，爲了揭示浮冰變動會引發浮游動物大小和組成，以及進入高營養級的生產等發生怎樣的變化，研究團隊使用影像分析設備ZooScan分析了浮游動物的大小和群集結構，並依據其大小和組成到對進入高營養級的能量進行了考察。
研究發現，2018年北白令海全域出現了小型橈足類和雙殼類幼體佔優勢的特徵群集。從鱈魚科魚類幼魚可掠食的尺寸範圍來看，小型橈足類和雙殼類的幼體佔據了主導地位。由於2018年的北白令海不僅生物量較低，而且營養價值較低的小型橈足類和雙殼類幼體佔據了主導地位，因此對於幼魚來說，這並不是一個適宜生存的食物環境。
圖 1．基於浮游動物生物量的聚類分析劃分的3成分布圖。2018年，在整個海域都觀察到了被稱爲Y2018的特殊群集。（供圖：北海道大學）
此外，在能量傳遞效率方面，研究發現2018年迴歸的斜率很陡，表明效率較低（生態系統中的掠食－被掠食次數較多）。由於浮游動物的變化，進入高級掠食者的能量減量，導致了魚類等生物個體數減量。
北白令海將來也可能出現由於氣候變暖導致的大規模浮冰變動，因此，深入瞭解海洋生物對環境變化的響應，有望推動未來海洋生態系統的維護和水產資源的可永續利用等事業。
松野助教表示：「要確定浮冰減量會對海洋生態系統產生怎樣的影響並不容易。這是由於調查的侷限和生物種類繁多等終極因數造成的。儘管如此，透過瞭解生物的特性並儘可能收集情況證據，我們也有可能觀察到海洋中發生的變化。正確記錄當前處於變化過渡期的海洋狀態，我相信這將成爲未來的寶貴財富。」
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
雜誌：Frontiers in Marine Science
論文：Zooplankton size composition and production just after drastic ice coverage changes in the northern Bering Sea assessed via ZooScan
DOI：doi.org/10.3389/fmars.2023.1233492
