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Biomass Changes And Trophic Amplification Of Plankton In A Warmer Ocean

Authors :
Xabier Irigoien
Caleb Smith
Emanuela Clementi
Guillem Chust
Yuri Artioli
Eric Machu
Bettina A. Fach
Katerina Goubanova
Corinna Schrum
Jason Holt
Kostas Tsiaras
Marina Chifflet
Baris Salihoglu
Marco Zavatarelli
J. Icarus Allen
Dhanya Pushpadas
Briac Le Vu
Sarah Wakelin
Ute Daewel
Momme Butenschön
Laurent Bopp
George Petihakis
Véronique Garçon
Isabelle Dadou
Heather Cannaby
Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)
DYNBIO LEGOS
Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Echanges Côte-Large (ECOLA)
Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Chust G.
Allen J.I.
Bopp L.
Schrum C.
Holt J.
Tsiara K.
Zavatarelli M.
Chifflet M.
Cannaby H.
Dadou I.
Daewel U.
Wakelin S.L.
Machu E.
Pushpadas D.
Butenschoen M.
Artioli Y.
Petihakis G.
Smith C.
Garcon V.
Goubanova K.
Le Vu B.
Fach B. A.
Salihoglu B.
Clementi E.
Irigoien X.
Source :
Global Change Biology, Global Change Biology, Wiley, 2014, 20 (7), pp.2124-39. ⟨10.1111/gcb.12562⟩, Global Change Biology, 2014, 20 (7), pp.2124-39. ⟨10.1111/gcb.12562⟩, Global Change Biology (1354-1013) (Wiley-blackwell), 2014-07, Vol. 20, N. 7, P. 2124-2139
Publication Year :
2014
Publisher :
HAL CCSD, 2014.

Abstract

1365-2486; Ocean warming can modify the ecophysiology and distribution of marine organisms, and relationships between species, with nonlinear interactions between ecosystem components potentially resulting in trophic amplification. Trophic amplification (or attenuation) describe the propagation of a hydroclimatic signal up the food web, causing magnification (or depression) of biomass values along one or more trophic pathways. We have employed 3-D coupled physical-biogeochemical models to explore ecosystem responses to climate change with a focus on trophic amplification. The response of phytoplankton and zooplankton to global climate-change projections, carried out with the IPSL Earth System Model by the end of the century, is analysed at global and regional basis, including European seas (NE Atlantic, Barents Sea, Baltic Sea, Black Sea, Bay of Biscay, Adriatic Sea, Aegean Sea) and the Eastern Boundary Upwelling System (Benguela). Results indicate that globally and in Atlantic Margin and North Sea, increased ocean stratification causes primary production and zooplankton biomass to decrease in response to a warming climate, whilst in the Barents, Baltic and Black Seas, primary production and zooplankton biomass increase. Projected warming characterised by an increase in sea surface temperature of 2.29 ± 0.05 ºC leads to a reduction in zooplankton and phytoplankton biomasses of 11% and 6%, respectively. This suggests negative amplification of climate driven modifications of trophic level biomass through bottom-up control, leading to a reduced capacity of oceans to regulate climate through the biological carbon pump. Simulations suggest negative amplification is the dominant response across 47% of the ocean surface and prevails in the tropical oceans; whilst positive trophic amplification prevails in the Arctic and Antarctic oceans. Trophic attenuation is projected in temperate seas. Uncertainties in ocean plankton projections, associated to the use of single global and regional models, imply the need for caution when extending these considerations into higher trophic levels. This article is protected by copyright. All rights reserved.

Details

Language :
English
ISSN :
13652486 and 13541013
Database :
OpenAIRE
Journal :
Global Change Biology, Global Change Biology, Wiley, 2014, 20 (7), pp.2124-39. ⟨10.1111/gcb.12562⟩, Global Change Biology, 2014, 20 (7), pp.2124-39. ⟨10.1111/gcb.12562⟩, Global Change Biology (1354-1013) (Wiley-blackwell), 2014-07, Vol. 20, N. 7, P. 2124-2139
Accession number :
edsair.doi.dedup.....ad6696f191c698b5c8cc4d7bc5181ef3
Full Text :
https://doi.org/10.1111/gcb.12562⟩