文/祝葉華

一項最新研究顯示，如果全球變暖持續下去，全球藍色湖泊將面臨變成綠色棕色的風險。該研究首次公布了全球湖泊顏色清單，湖水顏色的變化可能表明生態系統健康的喪失。

湖泊變色

空氣、溫度、降水、湖泊深度和海拔高度以及藻類和淤泥等因素決定了湖泊的顏色。

2022年9月發表在Geophysical Research Letters上的報告中，使用了2013年至2020年期間全球85360個湖泊和水庫的514萬張衛星圖像來確定它們最常見的水色。結果發現，地球上的湖泊分為兩種基本顏色：藍色和綠棕色，其中藍色湖泊遠沒有綠棕色湖泊常見，在地球上的湖泊中所占比例不到三分之一。藍色湖泊主要位于涼爽的高緯度地區，有高降水和冬季冰覆蓋，而占比69%的綠棕色湖泊則分布更廣，主要位于干旱地區、大陸內陸和沿海岸線。這項研究發現，溫暖的海水會產生更多的藻華，這將傾向于把湖泊變成綠色，所以如果氣候變化持續下去，藍色湖泊的比例可能會減少。湖水的顏色部分取決于水中的物質，但水深和周圍土地利用等因素也很重要。與藍色湖泊相比，綠色或棕色湖泊有更多的藻類、沉積物和有機物。

不斷變化的顏色可能會改變人們使用這些水體的方式，并為湖泊生態系統的穩定性提供線索。

同樣在變色的海洋

覆蓋在海洋表面的有機物，如浮游植物，也會改變海洋的顏色。隨著海洋變暖，洋流變得更加不規則，水中的分層變得更加復雜，這意味著溫暖地區不容易與寒冷地區混合。海洋中成千上萬種浮游植物，在特立獨行適應著溫暖或寒冷的海水。但隨著海洋持續變暖，一些物種可能會滅絕，一些則大量繁殖，而另一些會遷移到不同的地區。早在2019年，一篇發表在Nature Communications上的研究模擬了隨著海洋持續變暖，浮游植物將如何變化。

結果顯示，在“一切如常”的情況下，溫室氣體排放繼續保持不變，海洋中最藍的亞熱帶地區將變得更藍，赤道和兩極的綠色區域將變得更綠。因此，研究人員的結論是:到2100年，世界上一半的海洋將擁有更藍的藍色和更綠的綠色。對于這樣的結論，研究人員指出，海洋顏色的微妙變化是一個早期的警告信號，浮游植物是海洋食物網的基礎。海洋中的一切都需要浮游植物的存在，如果這一系統發生大規模的變化，整個食物鏈都會受到影響。

氣候讓湖水變暖

美國國家航空航天局（NASA）和美國國家科學基金會（National Science foundation）2015年資助的一項研究表明，氣候變化正在使世界各地的湖泊迅速變暖，威脅著淡水供應和生態系統。這項研究涉及世界上超過一半的淡水供應，結果研究發表在Geophysical Research Letters上。研究顯示，隨著全球變暖速度的加快，湖泊中藻類數量預計將增加20%。對魚類和動物有毒的藻類預計將增加5%。這項研究使用了超過25年的衛星溫度數據和235個湖泊的地面測量數據，發現湖泊平均每10年變暖0.34℃，這比海洋或大氣變暖的速度都要快，會產生深遠的影響。

各種氣候因素都與變暖趨勢有關。在北方氣候地區，湖泊在春天更早的時候就失去了冰的覆蓋，世界上許多地區的云層覆蓋更少，使它們的水更多地暴露在溫暖的陽光下。湖泊的巨大變化不僅是不可避免的，早期的研究發現，隨著氣溫上升，湖泊的生產力下降。許多湖泊的溫度比空氣溫度變暖得更快，而且在高緯度地區觀測到的變暖幅度最大，其他氣候變暖研究中也得到了類似的結論。暖水熱帶湖泊的溫度上升可能沒有那么劇烈，但這些湖泊升溫加劇仍可能對魚類產生重大負面影響。

湖水變色的影響

社會依賴地表水來滿足人類的絕大多數用途。不僅僅是飲用水，還有制造業、能源生產和農作物灌溉。淡水魚中的蛋白質在發展中國家尤為重要。水溫影響著對生態系統的健康和活力至關重要的許多其他性質。當溫度急劇偏離正常水平時，湖中的生命形式會發生巨大變化，甚至消失。

所以如果一些湖泊真的變得不那么藍了，專家推測，人們可能會失去部分已經開始重視的資源。湖泊常被用作飲用水、食物或娛樂。如果水被藻類堵塞得更嚴重，就可能失去玩耍的吸引力，或者清理飲用水的成本更高。可能會有一段時間，水無法使用，魚類可能不再存在，所以當這些湖泊從藍色變成綠色時，人們將無法從這些湖泊獲得同樣的生態系統服務。此外，在瑞典和芬蘭等湖泊文化盛行的地區，湖水顏色的變化可能具有娛樂和文化意義。隨著氣候持續變暖，北歐的湖泊可能會失去冬季的冰蓋，這可能會影響冬季和文化活動。

之前的研究使用了更復雜、更精細的尺度來了解湖泊生態系統的健康狀況，但水色是一種簡單但可行的水質指標，可以從全球范圍內的衛星觀察到。這種方法提供了一種研究偏遠湖泊如何隨氣候變化的方法。湖泊的顏色可以暗示一個湖泊生態系統的穩定性，顏色的變化表明生活在水中的生物條件的變化。所以2022年9月這項新研究的一個好處是，它為科學家評估氣候變化如何影響地球淡水資源提供了一個基線，對湖泊的持續監測可以幫助科學家發現未來的變化。

來源: 科普中國-星空計劃（培育計劃）

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