【中國綠發(fā)會訊】鐵是世界海洋中的珍貴元素；浮游植物需要它來生長。許多生活在海洋中的生物以浮游植物或其他以浮游植物為食的生物為食。進(jìn)入世界海洋的大部分鐵是通過風(fēng)攜帶的灰塵到達(dá)那里的。但沒有多少灰塵進(jìn)入南大洋，那里的鐵需要回收。如果沒有被回收，它就會沉入海底，無法實現(xiàn)循環(huán)。南大洋的部分鐵回收利用傳統(tǒng)上是由帽帶企鵝完成的。它們的飲食是以浮游植物為食的大多數(shù)磷蝦。企鵝通過糞便回收鐵，在游泳時將糞便排入水中。

近日，安達(dá)盧西亞海洋科學(xué)研究所的一個生態(tài)學(xué)家和海岸管理人員團(tuán)隊與西班牙加的斯大學(xué)的一位同事合作，發(fā)現(xiàn)在過去幾十年中，由于帽帶企鵝（Pygoscelis antarcticus）的數(shù)量下降，它們回收回南大洋的鐵量減少了一半。該研究近日發(fā)表在《自然通訊》上，在這項研究中，該小組使用無人機(jī)圖像和深度學(xué)習(xí)模型來估算了帽帶企鵝回收到南大洋的鐵減少了多少。

圖片描述： 帽帶企鵝在迪塞普申島（又名欺騙島，Deception Island）筑巢。巢穴的土壤以富含鐵的亮橙色鳥糞為特征，這表明帽帶企鵝以磷蝦為基礎(chǔ)的飲食。圖源：Oleg Belyaev Korolev

鐵在高營養(yǎng)、低葉綠素的南大洋地區(qū)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。它促進(jìn)浮游植物的生長，增強(qiáng)大氣中的碳固存。在該地區(qū)，富含鐵的南極磷蝦（Euphausia superba）和須鯨（baleen whale）是它們的主要捕食者之一，它們在鐵的回收利用中發(fā)揮著重要作用。然而，企鵝受到的關(guān)注有限，盡管它們代表了南極地區(qū)最大的海鳥生物量。在這里，研究人員首先使用深度學(xué)習(xí)模型來評估從帽帶企鵝種群普查數(shù)據(jù)中收集的種群數(shù)量。然后，他們研究了使用無人機(jī)拍攝的企鵝群落圖像，并對當(dāng)前企鵝種群數(shù)量進(jìn)行了估計。通過梳理這兩項工作的數(shù)據(jù)，他們能夠估計企鵝的種群數(shù)量和它們產(chǎn)生的鳥糞數(shù)量。研究結(jié)果表明，這些海鳥是南大洋鐵再循環(huán)利用的相關(guān)貢獻(xiàn)者，平均鳥糞濃度為3?毫克鐵/克，估計帽帶企鵝種群正回收521噸鐵/年，這相當(dāng)于十年前帽帶企鵝能夠回收的鐵量的一半。

南大洋的一些地區(qū)，如南極繞極流（Antarctic Circumpolar Current，ACC）或季節(jié)性鐵（Fe）消耗的區(qū)域區(qū)域（如羅斯海波利尼亞），被認(rèn)為是高營養(yǎng)、低葉綠素的區(qū)域，浮游植物的生長受到鐵可用性的限制。盡管存在這一限制，但該海洋區(qū)域是人為二氧化碳的主要排放源之一。帽帶企鵝生活在南大洋和南極洋的島嶼海岸。由于它們吃大量磷蝦，是南大洋鐵的主要回收者。自20世紀(jì)80年代以來，帽帶企鵝的數(shù)量急劇下降，主要是由于全球氣溫上升。在這項新的研究中，研究人員試圖更多地了解隨著帽帶企鵝數(shù)量的減少，南大洋鐵回收的影響。

圖片描述：欺騙島的采樣活動中使用的一架無人機(jī)可以觀察到帽帶企鵝在附近山丘上筑巢，這是島上的典型景觀。圖源：Oleg Belyaev Korolev

參考資料：

Citation: Oleg Belyaev et al, The contribution of penguin guano to the Southern Ocean iron pool, Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-37132-5

https://phys.org/news/2023-04-recycling-iron-southern-ocean-declining.html

編譯：Daisy   審核：Sara

此文來源于“海洋與濕地”（OceanWetlands）微信公眾號