上海海洋大學(xué)今年首篇Nature Communications！

3月19日，上海海洋大學(xué)陳新軍團(tuán)隊(duì)邢勤旺博士后、高子惠博士與東京大學(xué)、山東大學(xué)等合作的研究論文“Human-induced intensification of sea surface temperature regime shifts threatens global Large Marine Ecosystems”發(fā)表在國際權(quán)威期刊《自然?通訊》（Nature Communications），該項(xiàng)工作系統(tǒng)解析了過去150年間全球大海洋生態(tài)系統(tǒng)十年尺度溫度躍變的演化規(guī)律，證實(shí)人類活動(dòng)引起的全球變暖是驅(qū)動(dòng)海洋溫度躍變加劇的關(guān)鍵因素，揭示了溫度躍變引發(fā)的海洋生態(tài)與漁業(yè)連鎖風(fēng)險(xiǎn)，為全球海洋生態(tài)保護(hù)和氣候應(yīng)對(duì)策略制定提供了關(guān)鍵科學(xué)依據(jù)。

大海洋生態(tài)系統(tǒng)僅占全球海洋面積的22%，卻擁有極高的生物多樣性，支撐著全球80%的海洋漁業(yè)捕撈量，是人類海洋經(jīng)濟(jì)和生態(tài)安全的重要基石。海表面溫度躍變是指海洋溫度在暖相和冷相間發(fā)生的、持續(xù)十年至數(shù)十年的突發(fā)性躍變。這種變化會(huì)引起難以預(yù)料的海洋生態(tài)系統(tǒng)變動(dòng)，此前已被證實(shí)與浮游生物群落更替、漁業(yè)資源崩潰等生態(tài)事件密切相關(guān)，如秘魯鳀魚漁業(yè)崩潰、大西洋西部海龜生長率驟降等。然而，在全球變暖背景下，人類活動(dòng)如何影響該躍變的演化趨勢及其深層生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)尚未被系統(tǒng)揭示。

研究團(tuán)隊(duì)整合多套海溫觀測數(shù)據(jù)集、氣候模式模擬數(shù)據(jù)，以及溶解氧、浮游生物和全球漁業(yè)捕撈數(shù)據(jù)，對(duì)全球66個(gè)大海洋生態(tài)系統(tǒng)展開了全面分析（圖 1）。結(jié)果顯示，過去150年間，全球大海洋生態(tài)系統(tǒng)海表面溫度躍變的頻率和幅度飆升130%至140%（圖2）。該趨勢呈現(xiàn)明顯的空間異質(zhì)性，西邊界流和東邊界上升流系統(tǒng)成為熱點(diǎn)區(qū)域，北半球躍變發(fā)生顯著強(qiáng)于南半球。通過對(duì)比不同氣候模式模擬結(jié)果，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)自然強(qiáng)迫下海洋溫度突變事件無顯著變化，而人為變暖能抑制冷相溫度轉(zhuǎn)變、強(qiáng)化暖相轉(zhuǎn)變，讓海洋溫度呈“階梯式”上升，證實(shí)了人類活動(dòng)引發(fā)的全球變暖是驅(qū)動(dòng)這一變化的關(guān)鍵因素。未來氣候情景模擬顯示，在符合《巴黎協(xié)定》1.5℃溫控目標(biāo)的低排放情景下，21世紀(jì)后半葉海洋溫度突變的頻率和幅度有望回落至20世紀(jì)后期水平，但高排放情景下突變頻率將激增130%-180%，幅度上升20%-40%。值得警惕的是，北極海域即便在最嚴(yán)格的減排情景下，其溫度突變事件仍會(huì)持續(xù)加劇，這可能與海冰的持續(xù)融合有關(guān)。

圖 1 1870-2019年觀測到的海表面溫度躍變空間分布

圖2 1870-2019年觀測和模擬數(shù)據(jù)集揭示的海表面溫度躍變趨勢

研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，過去一個(gè)多世紀(jì)，溶解氧、浮游植物、浮游動(dòng)物的躍變頻率上升80%-150%，漁業(yè)捕撈量躍變頻率上升約 35%，并且分布模式與溫度躍變展示出顯著的相關(guān)性（圖3）。同時(shí)，這些變化與溫度突變的同步性達(dá)到 21%-46%，并隨著全球變暖正在持續(xù)升高。研究指出，海洋溫度躍變事件的加劇反映出全球海洋氣候系統(tǒng)的不穩(wěn)定性正持續(xù)上升，這種十年尺度轉(zhuǎn)變的持續(xù)影響會(huì)嚴(yán)重制約海洋生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)能力，而北半球作為溫度躍變事件的重災(zāi)區(qū)，將面臨更為嚴(yán)峻的生態(tài)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)。該研究明確了《巴黎協(xié)定》溫控目標(biāo)對(duì)海洋生態(tài)和漁業(yè)保護(hù)的關(guān)鍵意義，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了北極生態(tài)系統(tǒng)的特殊脆弱性。

圖3 溶解氧、浮游植物、浮游動(dòng)物及漁業(yè)捕撈量的躍變頻率變化及其與海表面溫度躍變的關(guān)聯(lián)

論文第一單位為上海海洋大學(xué)，上海海洋大學(xué)邢勤旺博士后、高子惠博士為文章共同第一作者，上海海洋大學(xué)陳新軍教授、余為研究員等為本文通訊作者。成果的取得，得益于國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、國家博士后創(chuàng)新人才支持計(jì)劃、上海市揚(yáng)帆計(jì)劃等項(xiàng)目的資助，以及學(xué)校水產(chǎn)雙一流學(xué)科和相關(guān)科研平臺(tái)的支撐。今后，研究團(tuán)隊(duì)將在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開展海洋溫度躍變的精準(zhǔn)預(yù)測及漁業(yè)和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)防控研究，為全球海洋生態(tài)治理、漁業(yè)資源可持續(xù)管理提供更具針對(duì)性的科學(xué)方案。

（https://doi.org/10.1038/s41467-026-70986-z）

• 信息來源:上海海洋大學(xué)。

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