随着北冰洋海冰在逐年升高的全球气温中减少，公司更容易也更普遍地进入该地区进行捕鱼、航运以及石油和天然气勘探。尽管人类活动的船只、钻井平台和其他设备已经迅速进入这个脆弱的环境，但科学家们才刚刚开始了解它们带来的光、声音和化学污染如何影响北极的海洋生态系统。
一些研究人员已经开始填补空白，其中包括两个在挪威工作的团队，他们在1月份于挪威城市特罗姆瑟举行的北极前沿2020会议上，介绍了关于浮游动物、逆戟鲸和座头鲸行为的新发现。虽然浮游动物似乎与鲸鱼没有什么共同之处，但研究表明，北极食物网两端的生物对于海洋生态系统的健康至关重要。了解工业如何影响这些动物可能有助于为管理北极商业活动的政策提供信息。
光敏感性
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微小的浮游动物在白天会根据光线线索移动。当早晨太阳升起时，它们会向下漂移到更靠近海底的地方以躲避捕食者。当太阳落山时，它们会向上升到水面觅食。挪威北极大学UiT的分类学家和海洋生物学家约根·伯格说，在北极冬季发生的24小时黑暗期间——一个将近一个月的时期，称为极夜——科学家们曾认为浮游动物只是停止在海冰下移动。
但这种想法在2007-2008年冬季之后发生了改变，当时伯格注意到斯瓦尔巴群岛峡湾中的浮游动物仍在上下移动，其模式与阳光照射时它们遵循的模式相似。他发现它们仍然可以感知并响应来自月球、北极光和太阳背景照明的低强度光——即使在厚厚的冰雪层下。“这对我们来说完全是一个惊喜，”伯格说。
在随后的工作中，他表明，其他北极居民，如虾、磷虾、鲱鱼和鳕鱼，也会对光照水平做出反应，而这些光照水平比世界其他地方类似物种在水中经历的光照水平低几个数量级。这让他担心北极动物会对人造光格外敏感，并且接触人造光可能会改变它们行为的重要方面。这种光污染以自然界中找不到的强度和成分发光，已被证明会扰乱包括鱼类和人类在内的许多脊椎动物物种的激素产生和新陈代谢。
为了进行调查，伯格监测了北极动物如何响应来自仅仅一艘船的人造光：他自己的研究船。在2019年极夜期间的三个地点，伯格测量了船只周围开灯和关灯时的海洋动物总质量。在每种情况下，都存在显着差异。在一个地点，当灯打开时，船只周围的动物数量大约减少了一半。在另一个地点，动物种群不同，生物量随着灯光打开而增加——伯格说这种反应并不令人意外，因为像陆地上的飞蛾一样，一些海洋动物已经适应被光吸引而不是被光排斥。
伯格说，这项于周四发表在通讯生物学杂志上的研究，对渔业产生了重大影响。挪威当局目前全年收集该地区鱼类丰度的信息，包括在极夜期间，并使用该信息来确定捕鱼限额。但是，由于这些评估是在人造灯光开启的情况下进行的，“这可能会有很大的偏差，”伯格指出。“我们衡量、理解和对您可以捕捞多少鱼做出良好预测的能力可能基于错误的输入数据。”
北冰洋一艘渔船附近的逆戟鲸。图片来源：埃弗特·穆尔
同样，伯格认为，在极夜期间进行的任何科学研究——在开灯的情况下——都不能被认为是动物在那段时间自然行为的公正代表。“在黑暗和光明中，您会得到两个非常不同的结果，并且对系统的了解将非常不同，”伯格说。德国莱布尼茨淡水生态与内陆渔业研究所的生态学家弗朗茨·霍尔克研究光污染，但未参与这项新工作，他对此表示赞同。他说伯格的发现反映了他自己的一些发现。
伯格说，出于人类的安全考虑，完全禁止北极地区的人造光是不切实际的。“相反，我们需要了解光污染正在造成什么影响。” 这样，科学研究和渔业估计中的偏差程度就可以量化，并在一定程度上得到纠正。
鲸鱼在哪里
在北极动物体型规模的另一端，也需要更多关于人类工业影响的知识。虽然捕鱼、航运以及石油和天然气活动在北极地区迅速扩张，但“我们不知道鲸鱼在做什么，”UiT的博士生埃弗特·穆尔说。“我们在规划这些活动时没有考虑到鲸鱼的存在、分布和行为。”
为了帮助改变这种情况，穆尔和他在UiT和挪威海洋研究所的同事在过去七年中标记了45头逆戟鲸和30头座头鲸——比之前的标记研究多得多。他们说，这样做使他们能够首次绘制出这些鲸鱼如何在北极地区与人类活动相互作用的地图。
穆尔说，该团队的研究结果预计将于今年夏天发布，结果显示鲸鱼在航运繁忙以及石油和天然气设施所在的位置花费了大量时间。“当然，它们在渔船附近也花费了大量时间，”他说，因为它们被商业船只收集的大量鱼吸引。穆尔补充说，在一艘船只周围看到50到100头鲸鱼的情况并不少见。被如此集中的壮观动物吸引，载满游客的船只也加入了行动。
阿拉斯加大学费尔班克斯分校的生物学家兼副教授格雷格·布里德没有参与穆尔的工作，他在加拿大北极地区的自身研究中也观察到了人类和鲸鱼活动的类似汇合。“它们恰好重叠，因为它们使用相同的空间，”他说。例如，鲸鱼利用大型船只清理出来的无冰通道。
虽然鲸鱼似乎可以从在渔船附近游泳时顺便获得的零食中受益，但人类活动也可能伤害这些动物。穆尔的研究中标记的许多鲸目动物都有渔网缠绕或与船体或螺旋桨碰撞造成的明显疤痕。他说，噪音污染会干扰这些生物用来交流的复杂歌曲。化学污染是另一个问题。逆戟鲸已经拥有地球上多氯联苯（PCB）的一些最高污染，模型表明这个问题可能危及北极逆戟鲸种群的长期生存。
正如布里德指出的那样，尽管如此，除了物理伤害或污染物之外的其他压力因素——例如与海洋变暖有关的海洋食物链中断——可能对北极鲸鱼种群产生更大的影响。研究人员表示，在就北极地区的工业做出决策时，应考虑潜在的影响，包括穆尔和伯格确定的影响。与伯格一样，穆尔认为，目前最好的行动方案不是呼吁采取严厉的禁令，而是制定有明显意义的政策——例如更好地监管鲸鱼更丰富的地区的污染物。穆尔还强调需要继续改进科学家掌握的关于问题严重程度的信息。
穆尔说，即使知识有限，那些计划在北极地区开展工业活动的人仍然需要意识到他们的存在可能会产生影响。他希望各行各业至少“将鲸鱼的季节性分布放在他们的脑海中，即使我们仍在继续了解和绘制情况地图”。为了帮助实现这一目标，穆尔计划与挪威行业领导人举行会议，向他们通报他的研究结果，并征求关于如何以对他们有用的方式呈现信息的反馈。“这非常重要，”他说，“至少要对我们将与之共享这个地区的动物的基本行为有所了解。”