國研院海洋中心長期觀測海洋,揪出影響浮游生物豐度的元兇

作者 | 發布日期 2019 年 02 月 08 日 12:00 | 分類 環境科學 , 生態保育 follow us in feedly


國家實驗研究院台灣海洋科技研究中心(海洋中心)自 2013 年起,在南海北部水深 2,000 公尺及 3,500 公尺處,長期收集沉降顆粒進行分析,並於 2018 年 3 月於「永續」(Sustainability)國際期刊發表時間最長、收集最完整的南海沉降顆粒紀錄,發現黑潮入侵南海,會降低南海的光合作用率,沉到深海的物質也會減少,影響南海漁業以及吸收二氧化碳的能力。

工業革命後全球溫度持續升高,2016 年更成為最高溫的一年,造成全球暖化的「元兇」,一般研判是大氣中累積越來越多人類排放的二氧化碳所致,全球暖化以及海水酸化,已成為當今重要議題。

其實,孕育無數生命的海洋是一位「減碳」專家,吸收了三分之一至四分之一人類排放到大氣中的二氧化碳,有效地減緩全球暖化。了解海洋在全球碳循環的角色,有助了解全球氣候以及海洋生態的長期變遷,但相關研究需要長期觀測數據。因此,來自 20 多個國家的參與者,於 1987 年共同成立「全球海洋通量聯合研究」(Joint Global Ocean Flux Study,JGOFS),台灣海洋學家也立即於 1998 年在南海北部設立測站,採集不同水層的海水並分析其化學成份如 pH 值、二氧化碳等,此即「東南亞時間序列研究」(South East Asia Time Series Study,SEATS)。

後因海洋資源調度調整與人員組織變革等因素,SEATS 停止觀測作業,但像 SEATS 能有水文化學以及深海沉降顆粒長期記錄的測站,全球寥寥可數,因此國研院海洋中心自 2013 年起承接並維持 SEATS 作業至今,於 2,000 公尺以及 3,500 公尺水層深處長期收集沉降顆粒並進行相關分析。

國研院海洋中心所做的長期紀錄顯示,南海的浮游植物冬天長得最多,夏天則最少。這是因為冬天表水比較冷,風也比較大,因此把比較深層、營養鹽比較高的海水混進接近海洋表面的透光層(陽光能到達 / 能進行光合作用的水層),滋養了浮游植物的成長。浮游植物多了,浮游動物數量也跟著成長,這些生物死亡後便往下沉降,深海收集到的沉降顆粒就會比較多。

▲ 沉積物收集器收集到的沉降顆粒,可見很多翼足類生物的殼。

紀錄也顯示,有些年的冬季,表水的葉綠素濃度明顯偏低(光合作用比較不旺盛),深海收集到的沉降顆粒也比較少;分析後發現,這是因為貧營養鹽的黑潮流進南海,降低了浮游生物的生長數量。這也連帶降低了海洋吸收二氧化碳的能力,以及滋養食物鏈上層的生物如魚類的能力,而對漁業造成負面影響。

SEATS 測站是因 JGOFS 而衍生的八大海洋長期觀測研究之一,也是全球少數超過 20 年的長期觀測站,印證台灣海洋界的眼光,以及在研究上的國際競爭力。SEATS 成立的初衷在於了解海洋碳循環以及相關影響因子,而後來衍生的科學議題及貢獻則遠大於此。未來國研院海洋中心將與學界攜手合作,持續營運 SEATS 測站,以助了解海洋、人為活動與氣候變遷的相互關係。

(首圖為國研院海洋中心同仁搭乘「勵進」研究船,於 SEATS 測站佈放沉積物收集器的錨碇串列。)