生物影响冰川的研究(1)

易解放

生物影响冰川的研究(1)
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代国林
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（沈阳市于洪区教育局沈阳 110141）

E-mail: daiguolin18 @126.com
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摘  要：冰川的主体由降雪积累而成。只有在大量的云被顺畅地输送到高纬度和高山地区，降雪量才能大于融雪量，继而形成冰川。对比研究7亿年至今的生物群落，发现历次冰川形成时期，有两个重要条件：首先，在足够宽阔的低纬度海域，那些能使云凝结核大量释放的生物群落大发生，其次，在中高纬度有利于水汽畅通输送的生物群落分布极广。当前者锐减时则冰川消失，而后者的变迁则对冰川进退的影响甚巨。因此得出结论：生物对冰川的形成、消失和进退的影响是起决定性的。
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关键词：凝结核，生物，水汽输送，冰川
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$ O7 P1 x5 K8 t. J# Y中图分类号：P343/Q782
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1 引言

. T5 {& B1 ^; M$ }7 Y! H1 R3 c  |9 b冰川的重要气候现象之一就是低温[sup][1~4][/sup]。而低温主要是由于云和冰雪的覆盖度增加，使得全球吸收太阳辐射的总量减少，加之冰川的“冷却作用”所导致的[sup][3[/sup][sup]、[/sup][sup]4][/sup]。尽管低温会给冰川的进退带来一定的影响，并影响中高纬度生物群落的分布[sup][4~6][/sup]。但是，低温只能算作冰川形成后的一种结果或伴生现象。而迄今为止，在上百个有关冰川形成的理论中[sup][2][/sup]，多以低温为研究重点[sup][1~7][/sup]，从水汽输送方面的研究不多，更鲜见生物对冰川形成影响的研究。研究生物对冰川的影响，为相关学科和解决目前的气候问题开拓了一个新的思路。

7亿年来，影响云量和水汽输送状况的因素中，基本稳定的有太阳辐射、大气成分和大气结构[sup][2[/sup][sup]、[/sup][sup]4[/sup][sup]、[/sup][sup]7][/sup]（二者亦受生物控制）；变化的有低纬度海域的面积[sup][8][/sup]、洋流等。而变化最显著的却是影响DMS（云凝结核）释放的生物群落[sup][4[/sup][sup]、[/sup][sup]9[/sup][sup]、[/sup][sup]10][/sup]和控制水汽输送状况的生物群落，也正是生存所需使这些生物群落决定着不同时期全球的水汽状况。
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2史前生物对云量和云团的影响
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云凝结核（DMS）的前身β-二甲巯基丙酸（DMSP）是浮游植物合成的，用来维持细胞与海水间的渗透平衡以防止脱水的物质，是海水浮游生物维持生命的必需物质[sup][4[/sup][sup]、[/sup][sup]9~12][/sup]。20多亿年来，以蓝-绿藻和绿藻为主的微小浮游植物在数量上一直占有绝对优势[sup][13[/sup][sup]、[/sup][sup]14][/sup]。
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* i) [7 L& `' t% a- G# m0 M: z2.1 蓝-绿藻和绿藻DMS的释放量最大

同等生物量的微小浮游植物（单细胞和多细胞）DMS的释放量远大于大型浮游植物的释放量[sup][4[/sup][sup]、[/sup][sup]13][/sup]。原因有三：（1）同等生物量的藻类体积越小总体表面积越大；（2）微小浮游生物的生命周期远远小于后者[sup][8][/sup]；（3）大型藻类只有最外层细胞接触到海水，且大型藻类大都在外部包裹一层阻隔盐分渗透的黏膜状分泌物。而微小浮游植物的细胞则全方位接触到海水。
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同为微小浮游植物，细胞的‘外壳’带有硅或钙等物质的硅藻、甲藻等藻类的DMSP的含量低于微小无壳的浮游植物蓝-绿藻、绿藻[sup][10[/sup][sup]、[/sup][sup]15][/sup]。

9 h, }! E- g  b$ X4 U: \2.2 浮游动物的捕食可使DMS成倍释放
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关于捕食压力存在下，可使藻类DMS的释放量增加[sup] [12][/sup]，即浮游动物在时，浮游植物释放DMS的速率是浮游动物不在时的十倍[sup][12[/sup][sup]、[/sup][sup]15~17][/sup]。

$ Z/ D% p6 v$ o1 p2.3 珊瑚和叠层石群落的大发生还可促使云团的产生
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" K7 z: \% B* _. i% D7 N! J6 c根据食物链的原则，以微小浮游生物为主要食物的珊瑚[sup][13[/sup][sup]、[/sup][sup]14][/sup]大发生可以证明DMS大量的释放。而珊瑚属腔肠动物，具有消化腔短小、食物停留时间短、吸收含硫物质较少等特征，且珊瑚释放DMS可在群落上空形成的云雾，这对其生长、发育和繁衍有重要意义[sup] [18][/sup]。叠层石则主要由蓝-绿藻和细菌组成的，其生存环境与珊瑚相近同样生长在低纬度浅海海域。
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: h9 s9 t& }1 b3 w8 f. `* U在赤道的强光和对流的作用下，DMS的集中释放有利于云团的大量形成。而生长在低纬度海域的珊瑚礁和叠层石却能够使DMS大量、集中地释放。