北大西洋遭遇严重热浪，海洋生物受到广泛而持久的影响

全球生态系统正因气候变化等人为压力发生显著转变，而海洋热浪（指海水温度异常高于历史水平的时期）作为生态改变和区域渔业管理策略调整的驱动因素，其频率和强度因人为变暖而增加，未来或持续加剧。不过，人们对同等规模的海洋热浪是否会产生相似生态影响尚不清楚。北大西洋的洋流网络（如亚极地环流和挪威海环流）对局部及全球环境至关重要，其强度变化会影响亚北极和大西洋洋流的混合，进而调节进入挪威海、巴伦支海和北极的水体。2003年，亚极地环流减弱导致大量亚热带暖水进入挪威海，同时冰岛东部和挪威海的北极水流入减少，加之同期中欧和北大西洋的大气热浪，共同引发了显著的海水升温，2003年成为20世纪50年代末以来的最暖年份。

研究通过88个至少30年的温度时间序列（结合现场观测和网格化海表温度数据），采用高百分位阈值法（以1870-1969年为参考期计算第99百分位），发现2003年及之后北大西洋海洋热浪频率骤增，并引发广泛的生态重组。这一生态剧变跨越多个营养级，从单细胞原生生物到鲸鱼均受影响。在冰岛周边和挪威海，低营养级生物（如桡足类浮游动物）因北极水流入减少而生物量下降，导致大西洋鲭鱼、鲱鱼和大西洋鲑鱼的生长和摄食条件恶化，鲱鱼向西南迁移，大西洋鲭鱼则向北向西扩张，引发底层鱼类群落的“北方化”（即喜暖的温带物种取代喜冷物种）。

弗拉姆海峡在2004-2006年受暖水流入影响，叶绿素a浓度上升，浮游植物从大型硅藻转向小型鞭毛虫和定鞭藻，浮游动物食性随之改变，翼足类从极地种转向温带种，深海底栖生物的密度、生物量和多样性也因食物供应变化而调整，小型底栖生物对环境变化的反应比大型生物更快。冰岛和格陵兰东南部的中高营养级物种也发生显著变化：毛鳞鱼分布西移北迁，导致渔业捕捞调整；须鲸（如长须鲸、座头鲸）在东格陵兰水域出现，虎鲸 sightings增加，而依赖冰的独角鲸和冠海豹数量减少；冰岛北部峡湾的底层鱼类群落中，大西洋鳕、黑线鳕等温带捕食性鱼类增多，而小型黏鱼、比目鱼等减少，2003年黑线鳕幼鱼存活率达45年来最高，带动渔业捕捞量增加。

西格陵兰和加拿大北极地区受2003年海洋热浪的物理影响较不明显，但也出现温带物种北扩、北极物种退缩的趋势，如浮游动物群落中温带桡足类取代北极种，北方长额虾生物量增加且分布北移，北极鳕数量减少，导致白鲸、格陵兰比目鱼等的食性转向更浮游化的能量路径。

讨论指出，2003年海洋热浪引发的生态变化具有 regime shift（ regime shift 指生态系统结构和功能的突然、深刻改变）特征，但后续同等频率的海洋热浪未产生类似影响，这可能与亚极地环流强度、海气热交换等复杂物理机制有关，也提示生态系统对重复热浪的响应可能具有累积性、变异性和情境依赖性。研究强调，需加强生态监测，理解水团分布、亚极地环流强度和海气热交换对局部和区域环境的相对贡献，以预测海洋热浪对北大西洋 marine ecosystems 的影响。