两位相关的海洋生态系统 - 东部英吉利海峡和北部南部海域 - 在30年的时间里,他们的鱼类群落发生了相反的变化,据研究人员在11月8日报道他们在当前生物学中的研究结果。海洋鱼类从一个生态系统突然向北移动到另一个生态系统。

这两个生态系统结构的这种倒置也导致了这些相互连接的生态系统运作方式的重大转变。生态系统功能是指物种组合与无机材料一起作为一个较大的整体来影响生物,地球化学和物理过程的方式。例如,生态系统结构和功能的变化可以改变大气中碳的吸收速率或有机物质分解的速率。

研究人员表示,研究结果表明,气候振荡和极端变暖事件频率和严重程度的预期增加可能引发物种分布和丰度的变化,对全球生态系统的运作方式产生深远影响。

法国滨海布洛涅的IFREMER的马修麦克莱恩说:“这种变暖引起了鱼类群落的突然变化,因为小型,快速成熟的鱼类,特别是浮游鱼类,在英吉利海峡同时减少,而在北海则增加。”“这表明两条鱼在生态系统之间向北移动,而英吉利海峡成为某些鱼类的不利环境,而北海成为一个更有利的环境。”

在20世纪90年代中期,一种称为“大西洋多年代际振荡”的自然气候振荡从冷却阶段转变为暖阶段,在整个大西洋产生更温暖的海面。麦克莱恩及其同事意识到,大多数研究这种变暖对鱼类影响的研究都集中在特定物种的变化上,通常关注商业渔业物种。

在这项新研究中,研究人员采用了一种更新的方法来考虑特定物种的特征,这些特征解释了它们如何应对环境的变化以及它们在生态系统中扮演的角色。“令人惊讶的是,很少有研究使用这种方法来了解变暖如何快速影响海洋生态系统以及鱼类丰度和分布的变化如何影响生态系统的功能,”麦克莱恩说。

研究人员利用30多年的鱼类监测数据和广泛的生态特征汇编来检验东英吉利海峡和北海南部鱼类功能结构的动态。他们使用与英国海峡的73种鱼类和北海的110种鱼类的生活史,栖息地利用和饲养生态学相关的10个特征来表征功能结构。

虽然研究人员对人类影响和变暖对物种丰度和分布的变化并不感到惊讶,但他们惊讶地发现连接生态系统中整个鱼类群落发生了逆转。他们也对这些变化的异常速度感到惊讶,因为“功能倒置”仅在温度大幅上升后一两年发生。他们的数据还表明,与变暖的影响相比,捕鱼的影响较小。

调查结果表明,未来的变暖事件可能对海洋生态系统和渔业产生重大而持久的影响。研究人员表示,这项新研究的结果可用于预测未来变暖后其他海洋生态系统如何发生变化。

“我们必须计划生态系统之间鱼类群落的快速变化,特别是当物种向极地转移时,”麦克莱恩说。