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2023-08-25 17:09

高温反复会发生什么?

两年来,科学家、贝类管理者和部落一直在努力了解2021年夏天在太平洋西北部定居的热穹是如何影响海洋和陆地相遇的地方的。那股热浪在我的记忆中完全消失了。高达121华氏度的高温使道路弯曲,电缆融化,森林被烧焦。当热浪消退时,美国和加拿大已有650人死亡,死亡和垂死的贝类和其他海洋生物散落在海滩上,在壳中烹饪。红藻被漂白成白色。鸟蛤试图通过挖出沙子来躲避热量,结果却被来自太阳的更多热量所迎接。贻贝张开嘴试图降温。潮池变成了热水浴缸。据估计,仅在加拿大就有10亿只海洋动物死亡。

这些生物都生活在潮间带生态系统中,这些生态系统存在于海洋的涨潮和退潮之间的岩石和沙滩上。随着白天和潮汐的变化,那里的生物在地上和水下生活。蠕虫、蜗牛、蛤蜊、牡蛎、藤壶、贻贝、海星、藻类和海带都在这里茁壮成长,它们提供食物、过滤水并产生氧气。研究这些区域的人们已经看到,当高温笼罩这些生物时,它们生活的地方如何决定了它们的命运。住在内陆比住在离海岸更近的地方更危险,但即使住在岩石的一边或另一边,也会造成生与死的区别。尽管这些生态系统正在恢复,但它们已经发生了变化——恢复可能是暂时的。

2021年热浪的各种影响几乎都与地理有关。潮汐就像波长很长的波浪;专家将海岸和普吉特海湾比作浴缸的两端,水来回晃动。在太平洋西北部的夏季,低潮首先袭击奥林匹克半岛,在早晨气温较低。这在很大程度上保护了奥林匹克国家公园的海岸线,这里是海洋无脊椎动物和海藻的生物多样性热点。然后,低潮通过胡安德富卡海峡向内陆移动,并向下进入普吉特海湾;在夏天,他们在下午三点左右到达萨利希海,这是一天中最热的时候。因此,那里的死亡率更高。华盛顿鱼类和野生动物部(Washington Department of Fish and Wildlife)的潮间带和近岸生态学家温德尔·雷蒙德(Wendel Raymond)告诉我,尼亚湾(Neah Bay)更西部的蛤蜊“与奥林匹亚的蛤蜊有着根本不同的经历,因为潮汐的时间不同”。“这里的海洋学就是这么运作的。”

更糟糕的是,热穹与异常低潮和一年中最长的日子相对应,使更多的生物更长时间地暴露在热空气中。贻贝和蛤蜊在内陆和更南部地区遭受重创。在普吉特海湾的沙滩上,沙子深处的蛤蜊通常比靠近水面的蛤蜊表现得更好。在多岩石的加拿大海岸线上,最受伤害的生物——海藻、贻贝和藤壶——都有一个共同点:“它们不能捡起来爬走,游到更深的水里,或者躲在岩石下面,”不列颠哥伦比亚大学的海洋生物学家克里斯托弗·哈雷告诉我。

不过,哈雷注意到,有海藻的地区死亡率较低,海藻的作用就像一条保护性的湿毯。藤壶投下的阴影也会把水困在它们的角落和缝隙里,这可能也有助于冷却周围的栖息地;他说,特别是朝北表面的藤壶保持凉爽,繁殖,并且今天几乎重新在该地区繁殖。海藻花了更长的时间才恢复,但现在情况良好;贻贝恢复得更慢,还没有完全恢复。

然而,太平洋牡蛎在贻贝尚未开垦的空间里茁壮成长。这种受欢迎的海鲜品种最初是从日本引进的,生长和繁殖速度很快。牡蛎的白色或浅灰色的外壳比贻贝的闪亮的黑色外壳更耐热——“如果你有一辆黑色的汽车,你就会知道其中的区别,”雷蒙德说。贻贝和牡蛎床为其他生物创造了栖息地,但哈利说:“如果你是一条喜欢呆在贻贝或寄居蟹下面的蠕虫,这并不能保证你会喜欢呆在牡蛎里和牡蛎之间。”目前还没有人知道,增加一种或另一种贝类会增加多少——增加更多的生物多样性?少吗?——只是这个地方现在与不久前不同了。

雷蒙德确实预计,除了牡蛎的繁荣,不列颠哥伦比亚省温哥华周围的海岸线可能会在大约一年后大致恢复到热浪前的样子——如果另一波热浪没有首先阻碍复苏的话。这个炎热的夏天已经烧焦了太平洋西北部:8月份的热浪创造了高温记录。

研究员阿米莉亚·赫斯基(Amelia Hesketh)的博士论文发现,即使其他生物体的死亡为它们开辟了宝贵的生存空间,生物体也很难在高温下重建自己。从长远来看,这可能导致生物多样性减少。“如果你把藤壶想象成森林,热浪就像森林大火,”她告诉我,“你可能仍然有机会让营养物质生长——在被烧毁的森林里,生物仍然可以生存——但最终,对许多生物来说,这是一个不那么好的栖息地。”进行海滩调查的科学家至少在一两年内不会知道牡蛎和蛤蜊的繁殖是否在2021年的热浪中受到影响。是不是有些动物在有机会繁殖之前就死了,从而可能导致种群减少?如果它们已经繁殖了后代,它们的后代是否比成年后代更容易在高温下死亡?谁活着,谁死了,可能会影响哪些基因遗传给后代。

研究人员还不知道,面对反复出现的热浪,生物是会变得更有弹性,还是更脆弱。英属哥伦比亚大学(University of British Columbia)博士后研究员桑德拉•埃默里(Sandra Emry)的初步研究表明,后者可能是正确的。哈利说:“这就像一个又一个的晒伤。”就在2021年热浪到来之前,埃默里碰巧在海岸线上拖着空间加热器,用额外的热量吹起一块块土地。所以她后来发现,当热浪来袭时,预先暴露在热压力下的大型藻类表现得更糟。“两个热浪比一个热浪更糟糕,这似乎是直觉,但我认为我们之前并不知道这一点,”埃默里告诉我。

在美国的菲达尔戈岛上,斯威诺米什部落正在努力用蛤蜊花园来保护潮间带免受未来热浪的侵袭,这种古老的做法可以帮助蛤蜊保持凉爽。在部落的保留区,有一个很受欢迎的捕蛤海滩也受到了严格的限制——不允许捕捞蛤贝——所以这个物种可以继续恢复。“这些床被斯威诺米什部落成员保存了数千年,”渔民、部落前副主席约瑟夫·威廉姆斯(Joseph Williams)告诉我;部落成员的祖先签署了一项条约,放弃了他们的大部分家园,以换取在该地区继续狩猎和捕鱼的权利。

该地区的其他人在经济上依赖潮间带生物:商业贝类种植者报告说,在2021年热浪之后,蛤蜊和牡蛎的死亡率增加了。对一些人来说,这些损失不仅仅是食物。“我们被教导说,我们的食物不仅仅是为了身体营养,”威廉姆斯告诉我。“我们的食物也是为了滋养我们的灵魂。”在一个更温暖的世界里,热穹的后果正在波及生命:在潮间带,极端高温改变了栖息地的功能,从而改变了景观对未来热浪的反应,而未来热浪可能以未知的方式影响整个生态系统。一个极端事件可能是毁灭性的,但随着这些事件一次又一次地重复,我们仍然只能想象其全部后果。