它们可能很小，但磷虾——微小的、类似虾的生物——在南极食物链中扮演着重要的角色。一项新的研究发现，随着气候变化导致南大洋变暖并改变海冰模式，适合磷虾孵化和生长的南极水域面积可能会急剧下降。
大多数 南极磷虾 分布在从威德尔海到南极半岛周围水域的区域，南极半岛是向南美洲突出的陆地。它们是各种鲸鱼、海豹和企鹅的重要食物来源。虽然这些动物在食物匮乏的年份会寻找其他食物来源，但尚不清楚这些替代来源是否能长期维持。
在过去的40年里，南极磷虾成虫的数量在这些地区下降了70%到80%，尽管研究人员对这种下降是否是由于气候变化的影响、商业捕鲸结束后鲸鱼数量的反弹，还是这些压力的某种结合而争论不休。
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由于磷虾在区域食物链中的关键作用，科学家们担心未来气候变化可能对磷虾种群和更大的南极生态系统产生的影响。
在 发表在《地球物理研究快报》杂志上的新研究 中， 安德里亚·皮诺内斯 和 阿列克谢·费多罗夫 研究了预期的海洋温度和 海冰覆盖率 变化可能如何影响磷虾的早期生命阶段，因为它们在早期生命阶段最容易受到环境条件的影响。
磷虾具有复杂的、有规律的生命周期，需要微妙的条件平衡。雌性磷虾在夏季在海洋上层产卵；然后这些卵沉到水温合适的深度进行孵化。一旦孵化，磷虾幼虫必须游回地表水域，并在10天内找到浮游植物形式的食物，否则它们就会死亡。
幼虫必须在夏末和秋季摄取足够的食物才能在冬季前长肥。为了度过冬天，它们还需要在特定时间形成海冰，因为它们利用海冰作为庇护所，并以冰缝中的藻类为食。
在智利干旱地区高级研究中心和高纬度海洋生态系统动力中心都有职位的皮诺内斯说：“即使有很多海冰，如果海冰没有在它们需要的时候出现，它们也无法生存。”
在耶鲁大学工作的皮诺内斯和费多罗夫采用了磷虾生长模型，并代入了气候模型预测的 海洋温度升高、海冰面积及其生长和融化时间可能发生变化的预测，以及浮游植物可能发生的变化，以了解这些变化如何影响磷虾的早期生命阶段。
皮诺内斯说：“我们看到的情况对磷虾非常不利。”
他们发现，虽然较暖的海洋温度有助于磷虾更快地孵化，但海冰面积减少、海冰形成延迟以及浮游植物种群下降意味着，总体而言，适合幼年磷虾栖息的栖息地可能会减少多达 80%。
澳大利亚南极分部的磷虾生物学家河口壮（So Kawaguchi）在一封电子邮件中说：“这篇论文是预测气候变化（温度和海冰动态）对极地磷虾种群影响的重要一步。”他没有参与这项新研究。
不过，仍存在很大的不确定性。首先，模型预测的海冰变化差异很大。虽然一些地区的海冰有所增加，另一些地区有所减少，但总体而言，最大幅度的减少发生在今天大多数磷虾所在的地区。
随着气候变暖， 浮游植物种群 是会增加还是减少是另一个未知数。研究表明，如果浮游植物种群确实下降，那么下降幅度越大，磷虾的栖息地就会受到越大的限制。
模型中唯一显示磷虾增加的情况是浮游植物增加且气候模型也显示海冰增加的情况。
该研究还遗漏了 海洋酸化 的影响，预计海洋酸化在极地地区尤其明显，因为冷水更容易吸收二氧化碳。河口壮在 2013 年《自然气候变化》杂志 上发表的一篇论文研究了酸化对孵化率的潜在影响，发现在与新研究大致相同的磷虾栖息地中，孵化率有所下降。
皮诺内斯说，酸化与新研究中考察的因素相结合，对磷虾来说“可能是灾难性的”。
皮诺内斯和河口壮都表示，需要做更多的研究来更好地了解南极磷虾的未来。特别是，需要更多关于磷虾在冬季躲藏在海冰下的观测数据。
河口壮说：“我们仍然没有完全掌握磷虾如何与冰相互作用，以及随着磷虾的生长，这种相互作用如何变化，并且随着环境的变化，这种相互作用可能会进一步改变。”
他说：“我们对生态系统相互作用及其如何响应气候变化的了解存在巨大的不确定性。这里的重要信息是，我们需要通过精心设计的观察和实验来更好地掌握生态系统过程，从而改进和更好地调整生态系统模型，以减少我们预测中的不确定性。”