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野火烟雾可能加剧了北极浮游植物的繁殖

根据北卡罗来纳州立大学和加拿大塔库维克国际研究实验室(CNRS/拉瓦尔大学)的最新研究,西伯利亚野火产生的烟雾可能已将足够的氮输送到北冰洋的部分地区,从而扩大了浮游植物的繁殖。这项发表在《通信地球与环境》杂志上的工作揭示了北半球野火的一些潜在生态影响,尤其是当这些大火变得更大、更长、更强烈时。

2014年夏天,卫星图像在位于北极以南约850公里(528英里)的北冰洋的拉普捷夫海发现了比正常情况更大的藻华。

北卡罗来纳州立大学海洋、地球和大气科学助理教授道格拉斯·汉密尔顿说:“要发生如此大的水华,该地区将需要大量新的氮供应,因为北冰洋的氮已经枯竭。”描述该工作的论文的第一作者。汉密尔顿以前是康奈尔大学的研究助理,该研究是在那里进行的。“所以我们需要弄清楚氮是从哪里来的。”

首先,研究人员研究了氮输入的“常见嫌疑人”,例如海冰融化、河流排放和海洋上升流,但没有发现任何可以解释水华发生所必需的氮量的任何因素。

但在同一时期,俄罗斯西伯利亚发生异常大的野火,直接位于水华的逆风处,烧毁了大约150万公顷(或约350万英亩)的土地。

因此,研究人员将注意力转向大气成分。他们使用了社区地球系统模型(CESM),这是一种计算机模型,可以模拟自然和人类来源的排放在进入和离开大气层时会发生什么情况。该模型获得了有关时间段内风、温度和大气成分(包括野火烟雾的成分)的信息。

模型模拟显示,在2014年7月下旬和8月期间——当检测到水华并且西伯利亚野火正在燃烧时——大气中的氮沉积量几乎是前几年和后几年的两倍。

汉密尔顿说:“野火位于快速变暖的北方地区,这些地区在融化的永久冻土中有很多泥炭。”“泥炭富含氮,燃烧泥炭产生的烟雾被假设为大部分额外氮的最可能来源。”

“我们已经知道火灾会影响浮游植物的大量繁殖,尽管在北冰洋看到这样的事情是出乎意料的,”国际研究实验室Takuvik(CNRS/拉瓦尔大学)的共同第一作者和CNRS研究员MathieuArdyna说.“最有可能的是,由于火灾是针对特定地区且难以预测的,因此像这样的花朵不会成为常态——但当这些野火确实发生时,它们带来的养分可能会导致持续或多次开花。”

研究人员的下一步可能包括审查历史卫星记录并进一步表征烟雾中颗粒的化学成分,以更清楚地了解此类野火如何影响不同的生态系统。

“像这样的一次性开花不会改变生态系统结构,但西伯利亚和北极高地加拿大都发生了更多的野火,”汉密尔顿说。“因此,如果火灾活动和养分供应仍然很高,探索潜在的下游影响可能会很有趣。”

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