担忧和恐惧：贝加尔湖古生态系统面临来自全球变暖的制度转变

在遥远的西伯利亚南部，静卧着一汪碧水，那是岁月的见证者——贝加尔湖。她宛如一位古老的仙子，自恐龙时代起便守护着这片净土，其深邃与神秘，仿佛是大自然最珍贵的秘密。

然而，如今这位仙子却面临着一场空前的危机。全球变暖的阴影悄然降临，将她的宁静与和谐一点点侵蚀。曾经那晶莹剔透的冰面，如今却日渐消融；曾经那生机勃勃的生物群落，如今却岌岌可危。

贝加尔湖是最古老、最古老的淡水湖之一，它的起源可以追溯到恐龙时代，而其现代形态则在人类祖先出现之前就已经形成了。

贝加尔湖位于俄罗斯西伯利亚南部，是世界上最古老、最深的淡水湖之一。 （图片来源：Anton Petrus/Getty Images）

贝加尔湖位于俄罗斯南部的西伯利亚地区，是世界上最古老、最深的淡水湖，由于其年代久远且孤立，它的生物多样性异常丰富。但是，这个令人惊叹的生态系统正受到全球变暖的威胁。在《我们的古老湖泊：自然历史》（MIT出版社，2023年）一书中，杰弗里·麦基农（Jeffrey McKinnon）对该湖正在发生的制度转变进行了研究。

作为最大和最深的淡水湖泊，贝加尔湖占据了地球液态淡水总量的20%，人们本可以期望它能够抵御变化。因此，当在2000年代开始出现了米哈伊尔·科日霍夫（Mikhail Kozhov）、奥尔加·科日霍娃（Olga Kozhova）和吕波夫·伊兹米斯特列娃（Lyubov Izmest'eva）收集的60年数据集的综合分析时，人们产生了很大的兴趣。

这些和其他数据清楚地表明，贝加尔湖正在变暖，冰的年持续时间正在缩短。同时，越来越明显的是，这些变化不仅直接影响到湖泊的生物群落，还通过影响其他物理过程间接地影响到湖泊的生物群落。在某些情况下，物理过程的变化正在影响生物之间的相互作用。

在第一份详细分析科日霍夫家族收集的数据的重要报告中，美国国家生态分析与综合中心（现属卡内基科学研究所）的斯蒂芬妮·汉普顿（Stephanie Hampton）、伊兹米斯特列娃和多个机构的合作者团队报告了伴随贝加尔湖变暖而发生的生物学变化。

他们发现，总体上藻类的数量增加了，广泛分布的一类浮游动物——水蚤的数量也增加了，这些动物在较高温度下生存良好。相比之下，喜冷的特有种类——Epischurella（一种小型甲壳动物）的数量要么略有下降，要么保持稳定。由于不同种类的浮游动物之间存在生理和其他差异，汉普顿、伊兹米斯特列娃等人认为，如果这些趋势持续或加剧，湖泊中的营养循环模式可能会受到重大影响，从而产生广泛的生态后果。

在对浅层沉积物核心数据进行的一项补充性分析中，由英国科学家乔治·斯旺（George Swann）（诺丁汉大学）和安森·麦凯（Anson Mackay）（伦敦大学学院）带领的国际团队研究了自然和人为因素对营养物质和化学循环的影响，以及最终对藻类生产力的影响。他们的时间跨度为2000年，虽然比较近，但仍然相对较新。他们最重要的结论是，自19世纪中叶以来，关键营养物质的供应大大增加，从富含营养物质的深层水域到光照强度高、藻类能够生产的缺乏营养物质的浅层水域。

他们认为，这是湖泊风力增强的结果，风力增强可以导致深水的更广泛“通风”。风力增强的原因还没有得到确切的确定，但冰覆盖的减少以及空气和水表面温度的升高可能是其中的原因之一。

贝加尔湖是世界上唯一的淡水海豹（Pusa sibirica）的家园。（图片来源：andreigilbert/Getty Images）

汉普顿和伊兹米斯特列娃在密歇根州立大学和柏林淡水生态学和内陆渔业莱布尼茨研究所的萨宾·沃尔拉布（Sabine Wollrab）等多位合作者的帮助下，对贝加尔湖开放水域生态系统进行了数学模型的构建。在模型中，他们试图将生物之间的相互作用与物理环境的变化相结合。他们的目标是更好地理解最近藻类丰度季节模式的变化原因，特别是在冬季。

贝加尔湖在冬季和早春阳光透过清澈的冰面照射下，传统上在冬季具有藻类生产力的高峰期，这是该系统的又一个不寻常的特征。在20世纪末，这些高峰期往往会延迟、减弱或干脆消失。科日霍夫家族的数据检测到了这些模式，这是因为他们在冬季坚持进行取样。

这个模型考虑了Epischurella的数量和食草行为，并考虑了适应寒冷和适应温暖水域的不同藻类群体，它表明这些藻类丰度的变化可能很大程度上是由于年度冰覆盖减少造成的，如果冰覆盖继续减少，冬季藻类高峰可能会完全消失。这个模型有一定的复杂性，但它预测的结果至少部分是由于Epischurella在冰覆盖较少时通过摄食藻类来抑制藻类种群增长的能力更强。

该模型描述了“制度转变”，即系统从一种状态切换到另一种状态，涉及到不同范围的变化。没有哪个模型是最终的，这个模型可能会随着我们对生态相互作用的理解的进展而发展，但制度转变和稳定、渐变的变化之间的对比令人担忧，甚至令人恐惧。

它表明，全球变暖和其他人为环境变化有时可能会导致生态系统发生突变，这种突变可能很难预测和逆转。

贝加尔湖作为最大和最古老的淡水湖之一，在恐龙时代就开始形成，并在人类祖先出现之前就已经初具规模。

然而，它仅在更新世晚期（260万到1.17万年前）才具有了目前的深度和充分氧化的特点。在其多样化的特有动物中，其石蝦类和鲟鱼类特别受到研究。这两个类群的物种在开放水域食物链中具有异常重要的地位，并且也是世界上唯一一种淡水海豹——贝加尔湖海豹（Pusa sibirica）的猎物。

其他石蝦类和鲟鱼类物种在贝加尔湖独特的深渊喷口和渗泉群落中也起着重要作用，这些群落受到从深湖沉积物和水体中上升的甲烷的激发。

作为纬度最高的生物多样性古老湖泊，贝加尔湖正显示出全球变暖对其物理和生物系统和过程的直接和间接影响。贝加尔湖可能正在经历一种生态制度转变，这应该让生活在更大但仍然有限的生态系统中的生物们深思。这个生态系统正在迅速变暖。

遥望贝加尔湖，你是一首未完的诗篇，一幅未绘完的画卷。你的美丽与神奇，吸引着无数人的目光与向往。然而，现在你却成了一首悲歌，一幅凄凉的画面。

贝加尔湖，愿你的哀歌成为觉醒的号角，唤醒人们对自然的敬畏与爱护。愿你的泪水化作甘霖，滋润这片古老而脆弱的土地。愿你的未来，充满希望与光明。