近日，佛罗里达州立大学地球、海洋与大气科学研究团队通过数十年的研究，对北极地区的河流如何应对气候变暖，该地区的化学物质如何因气候变化和其他自然过程而发生变化进行了阐释，并揭示了这些变化如何影响陆地和海洋上复杂的生命网络。该研究发表于《自然-地球科学》（Nature Geoscience）。

图源：网络

流域的变化是更广阔空间尺度变化的哨兵。河水化学成分调节着整个地球陆地-海洋连续体的生态系统功能，无论从微观(如当地食物网)尺度还是宏观(如全球碳循环)尺度都有影响。在迅速变暖的北极，从永久冻土融化到生物吸收和转化的一系列过程，都可能会改变河水的化学成分。

该研究使用来自主要河流的数据来评估2003年至2019年泛北极盆地内生物地球化学功能的广泛变化，这些河流总共排出了北冰洋流域的三分之二。在此期间，虽然碱度和相关离子向海洋的通量显著增加，但硝酸盐和其他无机营养物的通量却有所下降。溶解有机碳通量没有表现出总体趋势。这种差异表明陆地对沿海海洋的生物地球化学循环的影响。这些研究发现将有助于完善北极沿海生态系统当前和未来功能的概念和数值模型，并促进对整个北极区域尺度依赖性变化的研究。

“北极的变暖速度比地球上任何其他地方都要快，这导致了一系列变化，从永久冻土融化调动长期储存的碳，到植被的变化，营养物质的处理和河流中的碳，”研究人员说，“所有这些都反映在我们从这些主要的北极河流中采集的水样中。这是从美国、加拿大和俄罗斯的研究地点观察到整个北极地区的清晰模式。”

这项从2003年至2019年的近20年研究，类似于对该地区生态健康的检查。研究选择了具有不同永久冻土范围、气象条件和水文状况的六条主要北极河流：鄂毕河、叶尼塞河、勒拿河、科雷马河、育空河和麦肯齐河，这些河流是连接广阔北极陆地和海洋的重要纽带。

河流携带的化学物质揭示了流域的变化，就像医生给病人做的血液检查一样。这项研究通过检查一套诊断参数观察这些河流的化学组成，包括溶解的有机碳、碱度和硝酸盐等。研究人员发现，一些关键角色正在发生变化：

• 碱度通量有所增加，它可以揭示岩石如何风化、分解并影响水的酸度。这意味着在流域有更多的风化作用。
• 硝酸盐通量有所下降，它是一种植物和动物的营养物质，硝酸盐下降可能会影响与这些河流相连的海洋中的生命平衡。
• 溶解的有机碳没有显示出任何重大变化。

研究人员表示，河流化学的变化对整个地球都有影响。这些河流化学成分的变化可能会波及整个海洋系统，并会影响到空气中二氧化碳的含量以及海洋中动植物的生长方式。

科学家们正联合起来更密切地研究这些河流的动态。通过破译北极河流的化学信息，他们希望进一步提高对该地区快速变化的生态系统的理解。

参考文献：

1.https://www.nature.com/articles/s41561-023-01247-7

2. Suzanne E. Tank et al, Recent trends in the chemistry of major northern rivers signal widespread Arctic change,Nature Geoscience (2023). DOI: 10.1038/s41561-023-01247-7

3.https://phys.org/news/2023-08-long-term-river-chemistry-reveals-arctic.html

编译：Sara

审核：Daisy

编辑：Tommy

来源: 中国绿发会