在200米到1000米深的中深海層中，棲息著海洋生物最大的生物量，其中有著許多從未見過日光的物種。由于觀察這些生物非常困難，氣候變化對(duì)中深海層海洋的影響在很大程度上仍然是一個(gè)謎。近期，Ariza等人在《Nature climate change》上發(fā)表文章，報(bào)告了他們?nèi)绾问褂靡幌盗新晫W(xué)調(diào)查和統(tǒng)計(jì)建模方法，在未來氣候情景下預(yù)測(cè)中低緯度海洋中深海生物的大量喪失。

包括魚、蝦和魷魚等許多中營養(yǎng)級(jí)物種的中深海層在很大程度上仍未受到人類活動(dòng)的影響。雖然我們對(duì)深海知之甚少，但最近的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)證明它們的物種豐富性和多樣性非常高，并在海洋食物網(wǎng)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在許多海洋沙漠中，表層水體幾乎沒有生命，但中深海層的物種仍然相當(dāng)豐富。高度遷徙的海洋捕食者，如鳥類、海洋哺乳動(dòng)物和魚類，都依靠這些中深海層資源生存，使它們成為海洋生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。然而，對(duì)這些深海棲息地進(jìn)行采樣的困難限制了人類評(píng)估其潛在氣候變化影響的能力。

為解決這一問題，Ariza等人編制了一個(gè)數(shù)據(jù)庫，其中包含在38 kHz頻率下公開可用的聲學(xué)數(shù)據(jù)，這是觀察中深海層生物時(shí)使用最為廣泛的頻率。這種方法使用船載聲學(xué)回聲深度計(jì)來測(cè)量中深海層生物的豐度和分布。繼而，在未來氣候變化的不同情景下，基于最新一代的地球系統(tǒng)模型，對(duì)中深海層物種的結(jié)構(gòu)和分布進(jìn)行了全球范圍下的預(yù)測(cè)。這些預(yù)測(cè)依賴于20種不同的氣候模擬，一套優(yōu)化的環(huán)境預(yù)測(cè)因子和基于機(jī)器學(xué)習(xí)的非線性統(tǒng)計(jì)建模。

結(jié)果表明，如果當(dāng)前的溫室氣體排放情景持續(xù)下去，全球中深海層物種將在21世紀(jì)末受到嚴(yán)重?fù)p害。預(yù)計(jì)中低緯度將損失3％至22％的生物量，而因?yàn)榈蜕a(chǎn)力系統(tǒng)的擴(kuò)張，高緯度將被現(xiàn)今的溫帶動(dòng)物群所占領(lǐng)。盡管高緯度生物量有所增加，但由于中低緯度的海洋表面占總數(shù)的70%，預(yù)計(jì)損失將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過預(yù)計(jì)收益。這一結(jié)果與生態(tài)系統(tǒng)模擬的結(jié)果是相似的。

Ariza等人進(jìn)一步在文章中表明，如果各國能夠采取有力的減排措施，將全球變暖控制在2°C以下，將在很大程度上阻止中深海層生物的大量喪失。有力的減排措施將使所有氣候區(qū)域的變化保持在10%以下，而在溫帶系統(tǒng)中幾乎可以保持零變化。根據(jù)計(jì)算，低排放情景下預(yù)測(cè)的所有生物量變化，無論正負(fù)，都將比高排放情景減少4-11個(gè)百分點(diǎn)。這意味著在所有緯度上的影響將減少至少三分之二。