浮游植物

新研究指出，全球海岸線的浮游植物大量增生的狀況越來越頻繁且日益嚴重，這現象稱作「藻華」。2003年全球藻華影響範圍約3147萬平方公里（占海洋面積的8.6%）。2020年藻華面積增加了13%（400萬平方公里），發生頻率也上升59%。雖然藻華曾造成農漁業、觀光業的損失，但科學家認為，藻華未必都是不好的，應分辨其發生原因，以提前因應。海水表面溫度升高、海洋環流變化或農漁業廢水排放，都可能是近年藻華愈加嚴重的因素。藻華可能帶來益處也可能有害。大部分的藻華是有益的，這些浮游植物可作為海洋生物的食物，提供營養來源。但有的藻華會產生毒素，讓魚類死亡，或是大量耗氧而形成缺氧的「死區」（dead-zone）。2016年，在智利發生的藻華就讓鮭魚養殖場損失了約8億美元。2017年到2019年間，發生在佛羅里達的嚴重藻華影響旅遊業，光Airbnb訂房就損失了7000萬美元。

科學家去（2015）年曾以實驗結果推測，海洋酸化可能成為破壞海洋食物鏈的元兇。如今南極的科學研究站發現，海洋中的二氧化碳濃度飆高，當地浮游植物的數量和體型都顯著縮水，而浮游植物是南極磷蝦的主食，磷蝦又為許多南極動物的主食，恐怕將連帶影響南極的生態系統。磷蝦只吃大於0.006 mm的浮游植物。身為許多動物的主食，磷蝦若受到任何影響都會有嚴重的連鎖效應。圖片來源：wikipedia  Øystein Paulsen （CC BY-SA 3.0）。磷蝦是極小的甲殼類動物，是南極生態系統的關鍵物種，也是海豹、鯨、魚類、魷魚、企鵝和海鳥等許多動物的主食。澳洲南極署首席調查員，海洋微生物生態學博士戴維森（Andrew Davidson）和其研究團隊，多年研究有關海洋酸化對菌落、浮游植物和原蟲的影響。

在美國俄勒岡州沿海村落亞查茨（Yachats），強風攪動大海形成的泡沫被吹上海岸，大量泡沫將鄉村街道和房屋全部淹沒。當地村民表示已經20多年沒有看過這種場面。藻類大量繁殖是厚厚的海洋泡沫常見的形成原因。當地氣象學家瑪麗·盧斯（Mary Loos）表示，這些泡沫是浮游植物大量死亡造成的結果。盧斯說：「這些浮游植物改變了海水表面張力，促使海洋泡沫形成。浮游植物越多，海水表面張力改變越大，泡沫就越多。」不過大多數海洋泡沫對人體都是無害的，只是海洋生態系統生產力的標誌。可是當大量有害藻類在近海腐爛時，可能對人類健康和環境造成潛在影響，比如影響人類呼吸系統等。

※編按：我們曾經在【鯨彩一生】系列文章「水肥煉金術──龍涎香」中提到若在抹香鯨直腸中有無法消化的食物（其實是便秘的產物），牠們累積到一定的量之後，就會反芻形成龍涎香，這樣的反芻物有「飄浮的黃金」之稱！但其實，鯨魚的糞便還有另一項拯救地球的功能，不只可以變黃金，還可以對全球的氣候變遷有實質上的影響，到底是什麼影響，讓鯨魚便便也有重要的用途？聽起來好像很神奇，不過，讓我們先來看看「鯨魚糞便」有什麼成分，再接著看這些便便在生態環境所扮演的角色。先前的「水肥煉金術──龍涎香」的文章裡有提到，抹香鯨（Physeter catodon）的糞便是液體狀態，而其它大型鯨類（如：鬚鯨Mysticeti）的糞便也是，而且主要皆漂浮在海面上。生態系中最「細微」的美妙最近的幾篇如Trish Lavery的團隊在2010年皇家生物學期刊（Proceedings of the Royal Society B）上對於抹

根據7月底發表於《自然》期刊的最新報告指出，海洋中浮游植物的數量──支持海洋食物鏈最基層的微小生命體，正面臨海洋表面溫度暖化的影響而銳減。浮游植物大都無法以肉眼分辨，卻是海洋食物鏈的最底層，他們所涵養的能量，支撐起海洋中如鯨魚的大型動物。報告中警告，暖化正持續在改變水下的生態系。這些微小生命體的族群數量，上個世紀就開始逐年以每年1%的數量在減少，但近幾年隨著氣溫的上生有加快的驅勢。自1950年以來，浮游植物數量減少了約40%。這些渺小的微生物將會影響到所有的海洋生物，包括漁獲量。藉由捕捉太陽的能量及循環再利用的營養鹽，這些微生物在海洋中提供了大量的有機質，佔地球有機質的一半以上，同時也是海中生物的食物，同時也吸收了大量的碳。報告作者、加拿大戴爾豪斯大學(Dalhousie University)的研究團隊指出，這樣的衰退未來勢必影響到海洋生態系統、地球化學循環機制、海洋環流，甚至於漁業等各

沙塵暴嚴重影響空氣品質，不過海洋大學研究發現，沙塵暴也不是完全沒有好處，因為當沙塵暴發生時，大量的沙塵夾帶微量重金屬和營養鹽，加速了海洋浮游生物的生長，提供藻類重要的養分，也加速了大氣二氧化碳吸收的能力，有減碳的效果。 學者解釋，平時海洋平靜無浪，但也沒什麼養分，浮游植物常處於飢餓狀態，基因就會發出需求的訊號，當沙塵暴發生的時候，通常也是東北季風盛行，沙塵中吸附了微量重金屬和營養鹽，加上季風會翻攪海水，不僅為藻類帶來養分，也加速了二氧化碳的吸引。 海洋大學的研究團隊，在過去3年，每年在3到5月風浪最大、沙塵暴盛行的季節，在惡劣的海況下搭乘海研船進行取樣，這項研究成果去年底也成為美國海洋化學期刊的封面故事，學者表示，從蒙古傳來的沙塵暴沿途經過許多工業城市，是不是同樣也夾帶了污染物，汙染了海洋生物，關於這個部分，他們還將繼續進行研究。

海洋浮游植物不僅是整個海洋食物網的重要來源，此外當死亡的浮游植物下向沉時，也會把行光合作用吸入的二氧化碳帶到海底深處，對於減碳也扮演關鍵角色，這次海洋大學研究團隊從矽藻類的骨藻中，篩選出可受鈣離子調控的死亡蛋白基因(ScDSP)，發現光合作用受阻的時候，會啟動這個死亡蛋白基因(ScDSP)，讓細胞的DNA出現斷裂，最後導致浮游植物計畫性死亡，這個全球首度解開浮游植物死亡機制的重大研究，未來可望作為判斷海洋環境健康與否的標準。台灣海洋大學海洋生物研究所所長張正說：「全球暖化當然會影響海洋生態，如果要知道整個海洋生態系到底是不是很健康，這樣就要想辦法了解海洋生物在海水裡面生活是不是很快樂，這件要怎麼辦呢？他們又不會講話。所以我們只有利用一些像是健康檢查的方式，去檢查裡面的化學物質或者基因是不是被啟動，來幫助我們做判斷，這個就是整個海洋健診項目裡面一環。」這次海大揭開浮游植物死亡機制之謎，研究結

駕著車子來到1600公尺高的棲蘭山區，今天是颱風過後的第3天，我與伙伴帶著數百個塑膠瓶，與攜帶式水質測定儀，預計在林道100線的鴛鴦湖上，進行連續六天的水質監測採樣。我們買齊了食物，開在熟悉的林道上，中度颱風過後，幸好影響不是很大，沒有持續下雨；我們在明亮的午後陽光下，抵達工作站。將物資擺好，器材準備妥當，滿心期待明天開始的採樣工作。 隔天早上七點，推開木柵門，在平緩的林道上走著，剛剛經過的是土壤採集試驗地，另一邊看到的是枯枝落葉收集網，離開道路走向扁柏森林鬱閉處，還有學生攀樹到冠層，取得枝條，準備對取下的枝葉分析營養分配狀態。而我們的目的是鴛鴦湖。 走了半個小時抵達湖畔，將帶來的橡皮艇攤開，踩著打氣筒，愜意地划向湖心。早晨，還正是霧氣剛剛消散，蛙鳴四處，枝葉婆娑的時刻，偶而會看到霧氣從遠端的澤灘地飄來，晃過此端的樹林消失，這是森林呼吸的時候。

「自然」科學雜誌11日報導，一項研究全球暖化的報告指出，海洋浮游生物吸收空 氣中二氧化碳的程度，超過科學界原先所理解，不過，海洋吸收過多二氧化碳，海洋生態可能因此遭受到破壞。 自從工業革命以來，燃燒石化燃料釋出大量的二氧化碳，其中將近一 半數量已為海洋所吸收。 二氧化碳在海洋表層水域被溶解，隨後再轉送到海洋各處。 浮游植物在此過程中扮演重要角色，它在陽光照射到表層海洋水域吸 收溶解的二氧化碳，作為進行光合作用的部分過程，最終浮游植物死 亡後沈入海底。海洋透過如此過程儲存二氧化碳，可能已有數百萬年 之久。其中一大問題是，海洋能夠再吸收多少的二氧化碳？ 如果海洋像一塊飽和的海棉，不能夠再吸收二氧化碳時，則大氣中二 氧化碳濃度將急遽上升，造成地球暖化問題更為嚴重。二氧化碳為主 要的溫室效應氣體。 另一個值得關切的問題是，當二氧化碳溶解濃度增加時，可能也會引 起海水酸化，而野生生物如珊瑚，是目前已

9月26日美國麻州伍茲爾霍海洋研究所的科學家們舉辦一個2天的國際跨領域研討會，在會中討論「利用海洋投放鐵肥以對抗增加中的空氣溫室氣體」的提案。上世紀一些科學家及環境工程師曾多次提出類似的想法，也就是將溶解性的鐵質漿狀物投灑到海洋中，以增加海水的養份，促使海洋浮游植物（phytoplankton）大量增生。由於浮游植物生長時會攝取二氧化碳，他們的想法是在某些海洋深谷，透過增加浮游植物生長所需的鐵質微量養分，刺激它們增生。雖然這在陸地上已經是很普遍的作法，但是在海洋投放溶解性的鐵還不常見。有一些研究者及營利者已經表示可大量提供這種海洋缺乏的養分，以人為的方式產生大量增生。 有些科學家表示，如果浮游植物的增生規模夠大，它們的確可以從地球的大氣層中移除過多的二氧化碳，並且將它們帶到深海中成為有機物聚積層，減少溫室氣體及全球暖化的衝擊。但是，伍茲爾霍海洋研究所一位資深的海洋化學與地球化學科學家布伊謝