几个世纪以来，罗德岛州纳拉甘西特的渔民一直在西北大西洋海域捕捞鲱鱼——一种小型群游性鱼类，也是海洋掠食者的主要食物。但随着气候变化导致全球海洋变暖，渔民赖以生存的鲱鱼正在其分布范围的南端消失，并在北端更频繁地出现。这种情况正在全球海洋中上演：根据迄今为止对海洋物种分布最全面的分析之一，在过去一个世纪中，海洋动物种群的集中地一直在远离赤道并向两极移动。研究人员表示，这些移动可能会严重破坏食物网，并危及依赖主要渔业的人们的生计。
“这些变化实际上正在已建立的当地社区中发生，”该研究的合著者，英国布里斯托大学的鱼类生态学家马丁·根纳说。“这关乎人们在其环境中熟悉的物种的变化，以及已经存在的事物的丰度的变化。”
这项于周四发表在《当代生物学》杂志上的研究，分析了过去一个世纪中，包括微小的浮游植物、海草、藻类、鱼类、爬行动物、海洋哺乳动物和海鸟在内的304种海洋物种的数量是如何变化的。研究人员收集了自19世纪末以来，在全球各大洋（从阿拉斯加北部的北冰洋到穿过赤道，再到南极洲附近的南大洋）进行的540次丰度测量的数据。他们发现，在更靠近两极地区进行的研究更可能显示物种数量的增加，而在更靠近赤道地区进行的研究更可能显示物种数量的下降。
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麦吉尔大学的气候变化生态学家詹妮弗·桑迪（Jennifer Sunday）没有参与这项研究，她说，许多海洋物种比陆地物种更能适应——因此也更敏感于——更窄的温度范围。因此，海洋生物可能更容易受到气候变暖的剧烈影响。桑迪解释说，陆地物种可能不太容易失去其赤道范围，“因为它们有各种各样的微生境可以填充”，例如洞穴或其他可以降温的地方。
尽管这项研究并未关注导致海洋生物丰度变化的精确机制，但根纳表示，这不仅仅是物种简单迁移的问题，而更多的是关于它们是否能够在它们已经存在的地方生存。虽然一些物种可能能够通过向其分布范围的极地方向扩展来适应温度变化，但许多物种却不能。“例如，”他说，“如果你是塔斯马尼亚南部岩石海岸的物种，而再往南就没有岩石海岸了，那你该怎么办？” 无法适应或向极地移动的物种最终可能面临灭绝。
物种集中度的变化可能会对生态系统产生连锁反应。根纳说，例如，随着水域变暖而向极地地区扩张的一些物种可能会危及当地渔业。在一个案例中，一种名为海虱的寄生性甲壳类动物可能会成为英国鲑鱼养殖户的问题。“目前，他们能够控制住它们，”根纳说。但是，“如果你将温度升高一两度，那些[海虱]种群很可能会开始变得更好。因此，该行业的生存能力可能会受到威胁。”
南佛罗里达大学的渔业生物学家史蒂夫·穆拉夫斯基（Steve Murawski）没有参与这项研究，他说，随着物种从其分布范围的部分地区消失，这种变化会影响受影响地区居民可用的资源。他指出，世界上很大一部分人口依赖鱼类作为蛋白质的主要来源。这个问题在热带地区尤其真实，因为那里的动物适应变暖海洋的范围较窄，因为它们已经非常接近其耐热性的上限。“你正在远离地球的赤道地区，这些地区往往位于发展中国家，”穆拉夫斯基说。“我们越是将这些资源从传统社区和人口中心转移走，我们就越会造成粮食不安全。迫切需要监测发展中国家动物的分布和丰度。”
穆拉夫斯基说，这种转变也意味着一些掠食者可能会失去猎物，因为许多对温度更敏感的动物往往是构成食物链基础的小型物种。这些物种的丧失可能会在食物链中向上蔓延，使掠食者更难生存。
根纳说，鉴于海洋物种除了气候变化外还受到许多压力的影响，制定解决其中一些其他因素（如过度捕捞或栖息地丧失）的保护计划，可能会对温度升高带来的影响起到缓冲作用。“我们现在不知道这在海洋环境中实际上能起多大作用，但它实际上不会有什么坏处，”他说。“这将需要减少捕捞和[改变]我们使用海洋环境的方式等措施。”