随着北极变暖，它的食物网将会怎样呢?

从斯瓦尔巴群岛的孔斯峡湾(Kongsfjorden)望去，是一望无际的白雪覆盖的山脉和晶莹冰冷的海水。你需要从遥远的挪威群岛向西行进大约400英里才能到达格陵兰岛的东北海岸。

Kongsfjorden是斯瓦尔巴特群岛上为数不多的人类定居点之一，人们对它进行了深入研究。根据《自然气候变化》杂志上的一篇论文，这是北极气候变化的“自然实验室”，这表明，到目前为止，生活在这些冰冷水域中的生态系统在面对气温上升时表现出了惊人的弹性。但从长远来看，未来可能并不那么乐观。

复杂的层次

随着北极海冰的融化——其变暖速度远远快于全球平均水平——生活在这些冰冷水域中的食物网正处于危险之中。

食物网是一个巨大而复杂的系统，由微小的相互作用组成。小鱼吃浮游生物，被大鱼吃掉，大鱼又被海鸟吃掉;这些物种中的每一个都以大量其他物种为食，或被其他物种所食。这些庞大而复杂的系统可以吸收一些变化，但太多的变化意味着系统会严重失控而无法恢复。相反，它们将达到一种新的、可能非常不同的平衡。

气候变化对北极食物网的影响是巨大的。随着一些物种的生存变得容易，而另一些物种的生存变得困难，整个食物网可能会崩溃或从下往上被重塑。北冰洋的这种“政权转移”是一个日益紧迫的问题。

特罗姆瑟和斯瓦尔巴群岛的一组研究人员利用2004年至2016年Kongsfjorden食物网的数据，描绘出这些年来食物网的变化情况。为了做到这一点，研究人员概述了组成食物网的核心相互作用。例如，关键物种既以许多其他物种为食，又被大量捕食者捕食，这使它们发挥了至关重要的核心作用;高度古老的物种几乎以其他所有物种为食，杂食动物愉快地在食物网的各个层面上进食。这些过程中的每一个都创造了不同的物种间相互作用的微观模式。

然后，这些核心过程相互推挤，构建更大、更复杂的整体食物网系统。将这些拼图放在一个计算模型中，研究人员可以勾勒出组成三个不同食物网的结构——一个提供了北极的总体情况，一个提供了附近的大西洋，还有一个提供了Kongsfjorden 161种物种的同比情况。

这意味着研究人员可以测量Kongsfjorden食物网每年的变化。

有好消息也有坏消息

事情并不是很好。2006年，Kongsfjorden的食物网遭受了严重的打击，从那时起，整个系统的恢复能力就略有下降。但面对气候剧变，Kongsfjorden的食物网在2004年至2016年期间成功地保持了其核心生态过程的运行。

当大量温暖的大西洋海水和物种流入北极时，该群岛遭受了另一次打击。从2006年到2008年，这导致孔斯峡湾冬季平均温度上升了2°C，海冰也减少了。大西洋物种的到来改变了北极物种的竞争和捕食压力。

到目前为止，这些变化都是暂时的，低于破坏孔斯峡湾复杂平衡的阈值。在任何情况下都没有发生政权转移——构成更广泛的食物网的核心过程的完全重组。没有任何关键物种的损失，也没有任何食物网的重要组成部分的损失。

到目前为止，这种韧性可能意味着食物网将能够适应气候变化。但重要的是要考虑“弹性”在这里意味着什么。这并不意味着一切都在一如既往地继续，而是意味着“核心生态过程”是持续的。这仍然可能意味着生物多样性、生物量和其他变化的巨大损失。

这些历史数据并不能说明未来会发生什么。研究人员写道，峡湾的“大西洋化”正在进行:海冰覆盖面积继续下降，温暖的大西洋海水和物种继续涌入。这种大西洋化在一定程度上是有帮助的，因为高度古老的物种涌入北极，有助于维持北极食物网中捕食者的高水平。但这也可能导致食物质量的变化，因为一些物种被迫吃低热量的猎物。

萎缩的避难所

正如作者所指出的，他们的研究覆盖的时间跨度很短——只有12年。而且它只代表了气候危机总体趋势的一部分。食物网似乎能够适应并适应一定程度的变化，但这种变化能够无限期地持续下去吗?

当涉及到像食物网这样复杂的东西时，这是一个很难回答的问题。“除了考虑谁吃谁，”作者写道，这些系统的变化“很难预测”。

在这一点上，在更远的北方和峡湾的寒冷地带仍然有冷水的避难所。但随着全球变暖的持续，情况并不总是如此。“极地避难所将会缩小，”研究人员写道，“然后可能会为大规模持续的崩溃建立一个系统。”

《自然气候变化》，2018。DOI:10.1038 / s41558 - 019 - 0601 - y（对必须）.