由于海冰、雪和冰川的减少,全世界的生态系统正在发生变化,特别是在每年结冰至少一个月的高纬度地区——冷圈。科学家已经记录下了一些较大型动物——如企鹅和北极熊——如何对它们的栖息地流失做出响应,但是人们才开始研究发现冷圈缩小对生物的影响。发表在4月号的《生物科学》(BioScience)上的一篇论文描述了通过追踪数十年间受影响地区的生态的研究从而正在发现其中的某些影响。
由美国波特兰州立大学的Andrew G. Fountain以及5位共同作者撰写的这篇论文是这期杂志的长期生态研究网络专刊的六篇论文之一。这篇论文描述了许多地区降雨的减少如何威胁挖洞的动物,以及如何让植物的根更容易损伤,这是由于雪起到了绝缘物的作用。而且由于生活在海冰之下的硅藻等微生物是磷虾的主要食物来源,消失的海冰已经导致了硅藻丰富程度的下降——这导致了对以磷虾为食的海鸟和哺乳动物的影响。出人意料的是,正在消失的海冰看上去正在减少海从大气中吸收二氧化碳。
在陆地上,积雪量的变化可能改变一个地区对具体的植物物种的适宜程度,而且正在融化的永冻土会影响植物和微生物从大气中吸收的二氧化碳的数量——尽管其方式会随时间推移而变化。退缩的冰川增加了污染物并且增加了进入淡水水体的营养物质的数量,而正在融化的河冰把更多的岩屑推向下游。Fountain和他的共同作者指出,陆地上消失的冰及其导致的海平面上升将产生深远的社会、经济和地理政治的影响。其中许多变化如今正在滑雪产业、基础设施和沿海规划以及旅游业领域变得明显。可以预测对水供应的显著效应以及其对农业的后果。
Fountain和他的同事提出,如果科研人员要对这个复杂的、级联的生态系统对变化的冷圈的响应获得足够的理解,基于地点的长期跨学科研究举措——诸如受到长期生态研究网络支持的研究——将起到关键作用。这期关于长期生态研究网络的专刊的其他论文进一步详述了这个网络的值得注意的科学和社会贡献。该网络是在1980年建立的,如今包括了26个地点。成就包括对千年生态系统评估的贡献,对生态操纵实验的贡献,对把决策者和科研人员召集在一起的贡献,以及对长期生态变化的机制理解的贡献。
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《生物科学》(BioScience)月刊是美国生物科学研究所(AIBS; www.aibs.org)的杂志。《生物科学》是一个综合了生命科学各领域的论坛,发表评论和同行评议的文章。该杂志于1964年创刊。美国生物科学研究所(AIBS)是有关生物学的专业科学学会与组织的伞形组织。它代表了将近160个成员学会与组织。Fountain及其同事的论文在4月可在如下网址获取www.aibs.org/bioscience-press-releases/。
2012年4月号的《生物科学》的同行评议论文的完整列表如下:
长期生态研究网络专刊
Long-Term Ecological Research in a Human-Dominated World.
在一个人类占支配地位的世界上的长期生态研究
G. Philip Robertson, Scott L. Collins, David R. Foster, Nicholas Brokaw, Hugh W. Ducklow, Ted L. Gragson, Corinna Gries, Stephen K. Hamilton, A. David McGuire, John C. Moore, Emily H. Stanley, Robert B. Waide和Mark W. Williams
Science and Society: The Role of Long-Term Studies in Environmental Stewardship.
科学与社会:环境保护长期研究的作用
Charles T. Driscoll, Kathleen F. Lambert, F. Stuart Chapin III, David J. Nowak, Thomas A. Spies, Frederick J. Swanson, David B. Kittredge和 Clarisse M. Hart
Scenario Studies as a Synthetic and Integrative Research Activity for Long-Term Ecological Research.
情景研究作为长期生态研究的一种合成和综合的研究活动
Jonathan R. Thompson, Arnim Wiek, Frederick J. Swanson, Stephen R. Carpenter, Nancy Fresco, Teresa Hollingsworth, Thomas A. Spies和David R. Foster
Past, Present, and Future Roles of Long-Term Experiments in the LTER Network.
长期实验在LTER网络的过去、现在和未来的作用
Alan K. Knapp, Melinda D. Smith, Sarah E. Hobbie, Scott L. Collins, Timothy J. Fahey, Gretchen J. A. Hansen, Douglas A. Landis, Kimberly J. La Pierre, Jerry M. Melillo, Timothy R. Seastedt, Gaius R. Shaver和Jackson R. Webster
Ecosystem Processes and Human Influences Regulate Streamflow Response to Climate Change at Long-Term Ecological Research Sites.
长期生态研究地点的生态系统过程和人类影响调控水流量对气候变化的响应
Julia A. Jones, Irena F. Creed, Kendra L. Hatcher, Robert J. Warren, Mary Beth Adams, Melinda H. Benson, Emery Boose, Warren A. Brown, John L. Campbell, Alan Covich, David W. Clow, Clifford N. Dahm, Kelly Elder, Chelcy R. Ford, Nancy B. Grimm, Donald L. Henshaw, Kelli L. Larson, Evan S. Miles, Kathleen M. Miles, Stephen D. Sebestyen, Adam T. Spargo, Asa B. Stone, James M. Vose和 Mark W. Williams.
The Disappearing Cryosphere: Impacts and Ecosystem Responses to Rapid Cryosphere Loss.
正在消失的冷圈:对冷圈迅速消失的影响和生态系统响应
Andrew G. Fountain, John L. Campbell, Edward A. G. Schuur, Sharon E. Stammerjohn, Mark W. Williams和 Hugh W. Ducklow
其他论文:
A Faculty-Development Model for Transforming Introductory Biology and Ecology Courses.
转变生物学和生态学导论的一个能力发展的模型
Charlene D’Avanzo, Charles W. Anderson, Laurel M. Hartley和Nancy Pelaez
A Perspective on Modern Pesticides, Pelagic Fish Declines, and Unknown Ecological Resilience in Highly Managed Ecosystems.
透视现代杀虫剂、远洋渔业衰退以及高度管理的生态系统的未知的生态恢复力
Nathaniel L. Scholz, Erica Fleishman, Larry Brown, Inge Werner, Michael L. Johnson, Marjorie L. Brooks, Carys L. Mitchelmore和Daniel Schlenk