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为什么说山火灰烬能够养活海洋里的浮游植物?

为什么说山火灰烬能够养活海洋里的浮游植物?
2020年08月06日 22:03 新浪网 作者 鹿角网

  

  托马斯大火是加州有史以来最大的山火。当时是2017年最后一个月,它烧毁了约11.33万公顷的土地,摧毁了超过1000幢建筑物。整个天空都被它染成了棕黄色,烈火行进路线在该州中部和南部海岸的卫星图像上清晰可辨。

  加州大学圣塔芭芭拉分校的研究生塔尼卡·拉德在大火肆虐时正在校园里,她说:“我们在城里走动时,每个人都戴着口罩,因为灰烬落的到处都是。”

  

  拉德想知道山火灰是如何与海洋生物产生联系的。因此,在一位同事从车窗上的收集了一些山火灰后,她将样品带到了实验室进行研究。测试表明,从灰烬中汲取的养分可以刺激浮游植物的生长,尤其是在一年中海洋养分含量较少的时候。这项初步研究是揭示野火对地球景观渐进式影响的其中一步。

  虽然纪录片里总是将大海描述得气象万千,但却不能改变其表面大部分都是营养匮乏的“不毛之地”的事实。在鹿角网看来,尽管海洋里物产富饶,还是缺少很多必要的东西。

  

  微小的漂浮生物被称为浮游植物,在海洋中很多地方几乎获取不到生长所需的养分。它们努力的从任何可以找到养料的地方获取养分,甚至是从大气中。而这些浮游植物,是海洋食物链的基础。

  过去对火山的研究表明,火山喷发将富含铁的灰烬泵入大气,为下风处的浮游植物提供了营养,而撒哈拉沙漠中飘扬出的尘土一直被看作是海洋植物的“沙肥”。

  

  人们很少关注山火灰的影响。澳大利亚最近的森林大火烧毁的面积大约有南卡罗来纳州大小,并造成至少34人死亡。专家们并不知道沿着海滩堆积的山火灰会对海洋生物造成怎样的影响。由于干旱,气候变化和某些地方的森林管理不善,野火灾害加剧,这个问题可能变得更加紧迫。

  拉德和她的同事们进行了一项实验,测试当大量灰烬携带化学物质涌入,海峡沿岸水域栖息的浮游生物群落将受到何种影响。他们将山火灰与在圣塔芭芭拉海峡收集的海水混合,在实验室中制成淡黄色的混合液。

  

  在过滤掉漂浮的碎渣之后,研究人员将其加入充满自然生长的海洋浮游植物群落的水箱里,并让其在室外自然光条件下继续生长。在接下来的一周内,他们在四个不同时间分别测量了水中的生物量和营养素含量,并在每个季节重复进行了该实验。

  在实验中,浮游植物大肆汲取以亚硝酸盐,硝酸盐和铵盐形式从山火灰中逸出的有机和无机氮。氮是细胞生长所需的主要成分,但正如拉德所解释的那样,至少在她进行研究的圣塔芭芭拉海峡,火灾季节通常是海洋系统中营养物质含量较少的时期。

  

  通过测量样本中的总生物量随时间变化情况,拉德可以看到一种趋势:在夏季,秋季和冬季,在额外的氮养料的帮助下浮游植物群落的生长程度超过了对照组。在上述季节,以山火灰为养料的浮游植物的生物量比对照组高出一倍以上。而春季此变量对浮游生物的影响则较小。随着春季海平面上升,海洋中有大量养分涌入,因此任何来自山火灰的额外补充都不会产生太大影响。

  海洋中的磷十分短缺,而山火灰中并不含此物质。拉德说,山火灰中携带的化学物质会随火灾发生地而不同。因此,她的发现也可能与针对澳大利亚大火做相应研究的人有所不同。

  

  拉德指出,这项研究是首批将山火灰与海洋生态系统联系起来的研究之一,但是仍然存在许多未知数,例如山火灰的沉积量以及当其真正飘落在海洋上时会发生什么。她说:“如果发生这种情况,那么灰分中的大气成分可能是沿海生态系统更重要的营养来源。”

  接下来,拉德计划分析实验中浮游生物的DNA,以查看山火灰成分是否会使某些物种比其他物种更具优势。在使用显微镜初步分析后,拉德发现灰分似乎并未改变一种特定类型浮游植物的丰度,但需要进一步分析。

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