它們可能很小，但磷蝦——微小的、類似蝦的生物——在南極食物鏈中扮演著重要的角色。一項新的研究發現，隨著氣候變化導致南大洋變暖並改變海冰模式，適合磷蝦孵化和生長的南極水域面積可能會急劇下降。
大多數 南極磷蝦 分佈在從威德爾海到南極半島周圍水域的區域，南極半島是向南美洲突出的陸地。它們是各種鯨魚、海豹和企鵝的重要食物來源。雖然這些動物在食物匱乏的年份會尋找其他食物來源，但尚不清楚這些替代來源是否能長期維持。
在過去的40年裡，南極磷蝦成蟲的數量在這些地區下降了70%到80%，儘管研究人員對這種下降是否是由於氣候變化的影響、商業捕鯨結束後鯨魚數量的反彈，還是這些壓力的某種結合而爭論不休。
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由於磷蝦在區域食物鏈中的關鍵作用，科學家們擔心未來氣候變化可能對磷蝦種群和更大的南極生態系統產生的影響。
在 發表在《地球物理研究快報》雜誌上的新研究 中， 安德里亞·皮諾內斯 和 阿列克謝·費多羅夫 研究了預期的海洋溫度和 海冰覆蓋率 變化可能如何影響磷蝦的早期生命階段，因為它們在早期生命階段最容易受到環境條件的影響。
磷蝦具有複雜的、有規律的生命週期，需要微妙的條件平衡。雌性磷蝦在夏季在海洋上層產卵；然後這些卵沉到水溫合適的深度進行孵化。一旦孵化，磷蝦幼蟲必須游回地表水域，並在10天內找到浮游植物形式的食物，否則它們就會死亡。
幼蟲必須在夏末和秋季攝取足夠的食物才能在冬季前長肥。為了度過冬天，它們還需要在特定時間形成海冰，因為它們利用海冰作為庇護所，並以冰縫中的藻類為食。
在智利乾旱地區高階研究中心和高緯度海洋生態系統動力中心都有職位的皮諾內斯說：“即使有很多海冰，如果海冰沒有在它們需要的時候出現，它們也無法生存。”
在耶魯大學工作的皮諾內斯和費多羅夫採用了磷蝦生長模型，並代入了氣候模型預測的 海洋溫度升高、海冰面積及其生長和融化時間可能發生變化的預測，以及浮游植物可能發生的變化，以瞭解這些變化如何影響磷蝦的早期生命階段。
皮諾內斯說：“我們看到的情況對磷蝦非常不利。”
他們發現，雖然較暖的海洋溫度有助於磷蝦更快地孵化，但海冰面積減少、海冰形成延遲以及浮游植物種群下降意味著，總體而言，適合幼年磷蝦棲息的棲息地可能會減少多達 80%。
澳大利亞南極分部的磷蝦生物學家河口壯（So Kawaguchi）在一封電子郵件中說：“這篇論文是預測氣候變化（溫度和海冰動態）對極地磷蝦種群影響的重要一步。”他沒有參與這項新研究。
不過，仍存在很大的不確定性。首先，模型預測的海冰變化差異很大。雖然一些地區的海冰有所增加，另一些地區有所減少，但總體而言，最大幅度的減少發生在今天大多數磷蝦所在的地區。
隨著氣候變暖， 浮游植物種群 是會增加還是減少是另一個未知數。研究表明，如果浮游植物種群確實下降，那麼下降幅度越大，磷蝦的棲息地就會受到越大的限制。
模型中唯一顯示磷蝦增加的情況是浮游植物增加且氣候模型也顯示海冰增加的情況。
該研究還遺漏了 海洋酸化 的影響，預計海洋酸化在極地地區尤其明顯，因為冷水更容易吸收二氧化碳。河口壯在 2013 年《自然氣候變化》雜誌 上發表的一篇論文研究了酸化對孵化率的潛在影響，發現在與新研究大致相同的磷蝦棲息地中，孵化率有所下降。
皮諾內斯說，酸化與新研究中考察的因素相結合，對磷蝦來說“可能是災難性的”。
皮諾內斯和河口壯都表示，需要做更多的研究來更好地瞭解南極磷蝦的未來。特別是，需要更多關於磷蝦在冬季躲藏在海冰下的觀測資料。
河口壯說：“我們仍然沒有完全掌握磷蝦如何與冰相互作用，以及隨著磷蝦的生長，這種相互作用如何變化，並且隨著環境的變化，這種相互作用可能會進一步改變。”
他說：“我們對生態系統相互作用及其如何響應氣候變化的瞭解存在巨大的不確定性。這裡的重要資訊是，我們需要透過精心設計的觀察和實驗來更好地掌握生態系統過程，從而改進和更好地調整生態系統模型，以減少我們預測中的不確定性。”