Кратко и по сути — последствия массовой гибели фитопланктона затрагивают два главных направления: углеродный цикл и трофические сети. Ниже — основные механизмы и ожидаемые результаты.
Углеродный цикл
- Снижение первичной продукции: фотосинтез $(6C{O}_2+6H_{2}O\to C_6{H}_{12}{O}_6+6O_2)$ падает, т.е. $NPP=GPP-R$ уменьшается ($\Delta NPP<0$).
- Ослабление биологического насоса: экспорт органического углерода в глубины $F_{export}$ снизится ($\Delta F_{export}<0$), значит меньше углерода будет долговременно запасаться в глубоких водах и осадках.
- Увеличение реминерализации в верхних слоях: разложение массово гибнущих клеток повышает скорость окисления органики $R_{rem}$ и высвобождение CO${}_2$ в поверхностные воды и атмосферу ($\Delta R_{rem}>0\Rightarrow \Delta [C{O}_2{]}_{atm}>0$).
- Кислород и зоны гипоксии: повышенная биологическая потребность в O${}_2$ при разложении ведёт к снижению растворённого кислорода; возможны расширение «мертвых зон» и анаэробные процессы.
- Выброс парниковых газов: в анаэробных условиях может возрастать продукция N${}_2$O и CH${}_4$, дополнительный вклад в парниковый эффект.
- Климатические обратные связи: снижение производства DMS (диметилсульфида) уменьшит образование облачных ядер и может усилить локальное потепление.
- Временные масштабы: немедленные эффекты на CO${}_2$/O${}_2$ и пищевые сети — недели–месяцы; снижение долговременного захоронения углерода и климатические последствия — годы–десятилетия.
Трофические сети
- Непосредственное сокращение пищевого ресурса для зоопланктона и фильтраторов → массовое падение их биомассы.
- Каскадные эффекты вверх по сети: биомасса трофического уровня $n$ примерно пропорциональна $T{E}^n\cdot NPP$ (где $TE$ — эффективность передачи энергии, типично ~0.1). При падении $NPP$ сильно пострадают высшие хищники и промысловые виды.
- Сдвиг в пользу микробной петли: мертвый фитопланктон даёт растворённый/частичный органический углерод (DOC/POM), что стимулирует бактерии и вирусы; энергия «зацикливается» в микробных консорциумах и хуже проходит к крупным организмам.
- Рост оппортунистов и непредсказуемые изменения сообществ: медузы, некоторые вредные или токсичные виды (HAB — harmful algal blooms) и детритофаги могут усилиться.
- Рыболовство и экосистемные услуги: резкое снижение улова и биологического разнообразия, экономические и продовольственные последствия.
- Биогеохимические сдвиги: изменяется круговорот питательных веществ (N, P, Si), возможны повторные аномальные цветения других организмов.
Итог и связи
- Массовая гибель фитопланктона уменьшает кратко- и долгосрочное поглощение CO${}_2$ океаном, увеличивает риск климатического ускорения и расширения зон гипоксии.
- Одновременно это вызывает цепную потерю биомассы вверх по трофическим уровням, перераспределение энергии в сторону микробных путей и рост оппортунистических видов, с серьёзными экологическими и экономическими последствиями.
Если нужно, могу кратко оценить численно: как изменение NPP на X% повлияет на экспорты углерода и на биомассу конкретных трофических уровней.