Nature | 全球变化使现代浮游生物群落有差别于其在工业化前的状态
推荐：江舜尧
编译：艾奥利亚
编辑：董小橙
不来梅大学（University of Bremen）的Lukas Jonkers团队于2019年5月22日在《Nature》上发表题目为《Global change drives modern plankton communities away from the pre-industrial state》的文章。该研究利用海洋浮游生物具有沉积记录的独特潜力，在全球范围内采集不同时期的样本，通过比对发现，海洋浮游有孔虫群落在前工业时期和人类世时期之间存在着差异，并且群落更替率与全球温度变化表现出一致性。基于笔者的研究认为，人类的影响极大地改变了地球上的物种群落，同样，这种效应也会使生态系统功能以及海洋生态系统提供给社会的服务生产潜在产生巨大的影响。
文章摘要
海洋（地球上最大的生态系统）正日益受到人为气候变化的影响。在海洋生态系统中，生物气候学、延伸范围以及群落组成发生了巨大且全球一致性的变化。然而，尽管有证据表明海洋生态系统正在发生变化，但由于缺乏长期观测时间基线，并且对工业时代前的时间序列观测较少，这使得我们尚不清楚海洋生态系统是否已从自然年代进入到百年变化的人类社会状态。本研究中，笔者利用浮游有孔虫（无处不在的海洋浮游动物）具有沉积记录的独特潜力的性质，为现代物种群落的组成提供了一个全球性的工业化前的基线。笔者在全球范围内整理了3,774个工业化前的来自海底的浮游有孔虫群落，并将这些群落与自1978年(33个站点，87个观测年)以来采集到的浮游生物群落进行比较。通过对比发现，由于温度的历史变化，人类世与前工业时代的浮游动物组成在比例方面是不同的。在85%的案例中，我们观察到群落向较暖或较冷的组分的变化，这些变化与历史上的温度变化是一致的。这些观测不仅证实了海洋浮游动物群落在历史时期发生的变化，而且还表明，全球分布的人类世阶段的浮游动物群落系统不同于它们不受干扰的前工业状态。
文中重要图片说明
图1 | 人类世与前工业群落概念的比较。a将沉积物-捕捉器时间序列中的浮游有孔虫综合通量与距离捕捉器最近的沉积群落进行比较，以量化群落的变化；b 灰色和白点分别表示沉积物样品和沉积物阱的位置，背景根据Hadley中心海冰和海面温度数据，显示了1870年至2015年间的线性海表温度趋势。
图2 | 浮游有孔虫群落对人类世海表温度变化的响应。a与最近的沉积物样品不同，反映了现代和前工业群落的组成差异，表明物种组成与前工业时代以来的温度变化成正比；b 现代物种群落和最相似的前工业物种群落之间的不同，表明所有人类世物种群落在其他地方都有更相似的类似物(a和b之间的差异)，这与物种组成在温度变化方向上的变化是一致的；c自工业革命以来千米浮游有孔虫群落的纬向位移直方图。
图3 | 全球浮游有孔虫群落与历史温度变化趋势一致。浮游有孔虫群落变化表现出明显的跨洋变暖特征，与已知的人类世海温变化模式相一致。a 群落变化方向(颜色填充)和温度历史变化方向(边界颜色)的空间格局；b人类世群落变化对温度变化的一致性直方图，W和C分别表示变暖和变冷。
图4 | 浮游有孔虫群落组成变化迹象的稳健性。a 个别年份在多年时间序列中所占的比例，表明一个群落的变化与长期平均值一致（灰色点表示单个时间序列；红色点表示平均值），这表明，我们的观测结果不受单个异常年份的影响，而是反映了全球物种组成的变化；b 敏感性检验表明，我们的结果不依赖于沉积物样品的差异保存和不均匀的空间分布，因为每个子集都受物种群落变化的支配，这些变化与温度的历史变化相一致。
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