野火灰燼沉積于大海，促進(jìn)多種真核浮游生物的生長(zhǎng)

在全球范圍內(nèi)，由于氣候和人為因素，許多地區(qū)正在經(jīng)歷不斷變化的野火活動(dòng)。最近在世界許多地方發(fā)生的大型野火及其明顯增加的頻率表明，有必要更好地了解這些事件對(duì)當(dāng)?shù)睾腿蛏锏厍蚧瘜W(xué)過(guò)程的影響。特別是在加州，觀測(cè)和建模研究表明，隨著氣候變化和人類繼續(xù)居住在火災(zāi)易發(fā)生態(tài)系統(tǒng)附近并對(duì)其進(jìn)行侵占，火災(zāi)的頻率和嚴(yán)重程度將繼續(xù)增加。

圖源：Wikimedia Commons

加利福尼亞大學(xué)的海洋生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)，大型野火，如加利福尼亞州的托馬斯山火，在海水中沉積了大量的灰燼，已致促進(jìn)浮游植物的生長(zhǎng)。該研究發(fā)表于《英國(guó)皇家學(xué)會(huì)學(xué)報(bào)B-生物科學(xué)》（Proceedings Of The Royal Society B-biological Sciences），研究小組在實(shí)驗(yàn)室里測(cè)試了一場(chǎng)大火產(chǎn)生的灰燼對(duì)海水樣本的影響。

此前的研究表明，大型森林火災(zāi)和野火會(huì)產(chǎn)生大量的灰燼，這些灰燼在下降之前會(huì)在空氣中停留一段時(shí)間。當(dāng)灰燼落到陸地上時(shí)，結(jié)果通常是積極的，大火灰燼可以作為一種肥料。

不幸的是，河流和湖泊卻并非如此——突然注入大量有毒金屬會(huì)殺死魚(yú)類和其他水生生物，如軟體動(dòng)物。對(duì)于較大的水體，大火灰燼會(huì)導(dǎo)致藻類大量繁殖，從水中去除氧氣，從而形成死區(qū)。

在這項(xiàng)新研究中，研究小組追蹤了海洋上的野火羽流，收集了2017年托馬斯山火產(chǎn)生的灰燼樣本，并將它們帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)試。

研究小組將樣本與新鮮海水混合在一起。幾天后，他們發(fā)現(xiàn)灰燼水溶液中含有大量溶解的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，包括無(wú)機(jī)氮 (硝酸鹽、亞硝酸鹽和銨)、硅酸，還發(fā)現(xiàn)它含有大量的金屬 (鐵、鎳、鈷和銅)、還發(fā)現(xiàn)有機(jī)氮和有機(jī)碳。

然后，研究人員在他們的灰燼水溶液中加入了更多的海水，其中也含有海洋原生微生物。他們發(fā)現(xiàn)，幾天后，微生物的數(shù)量是對(duì)照海水樣本的兩倍。暴露于高濃度(0.25g ash l?1))和低濃度(0.08g ash l?1)的灰滲濾液4天后，天然微生物群落的顆粒有機(jī)碳濃度比未添加灰滲濾液的群落高59-154%。

研究人員還指出，他們沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何證據(jù)表明火山灰燼對(duì)海洋微生物有毒性影響。研究表明，大型野火可能是沿海海洋生態(tài)系統(tǒng)氮和其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的重要來(lái)源，通過(guò)浸出各種營(yíng)養(yǎng)物，火山灰燼對(duì)微生物群落具有整體施肥作用，可維持高度多樣化的原生動(dòng)物群落組合。在活躍燃燒區(qū)域附近，野火可能是沿海地區(qū)主要的大氣氮源，在某些條件下，它們可能對(duì)海洋氮輸入總量做出重大貢獻(xiàn)，隨著氣候變化中火災(zāi)頻率和嚴(yán)重程度的增加，這一因素變得越來(lái)越重要。未來(lái)的研究應(yīng)集中于描述火災(zāi)條件、燃料來(lái)源和環(huán)境下的海水中野火灰燼浸出的特征。這將有助于在更廣泛的空間尺度上估計(jì)野火灰燼的營(yíng)養(yǎng)輸入，并對(duì)全球海洋生物地球化學(xué)循環(huán)產(chǎn)生影響。

文：Sara 審：Daisy

參考資料：

https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspb.2023.1817

https://www.cityofventura.ca.gov/2055/Thomas-Fire-Information

https://phys.org/news/2023-11-wildfire-plumes-deposit-ash-seawater.html

T. M. Ladd et al, Food for all? Wildfire ash fuels growth of diverse eukaryotic plankton, Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences (2023). DOI: 10.1098/rspb.2023.1817