海帶緣何大規模死亡？海洋所研究揭示機制

海帶是我國最重要的經濟海藻之一，山東榮成是我國重要的海帶產區，年均產量占全國的四成以上。2021年秋季至2022年春季，榮成沿海養殖區遭受了有史以來最嚴重的海帶潰爛死亡災害，造成直接經濟損失近20億元，使當地海帶養殖業遭受毀滅性打擊。

近日，《自然》旗下top期刊《通訊-地球與環境》在線刊發了中國科學院海洋地質與環境重點實驗室研究員王珍巖團隊的最新研究成果，揭示了引發2021-2022年山東榮成海帶大規模死亡災害的環境驅動機制。

華北極端降雨事件引發山東榮成海帶災害的環境驅動機制示意圖  課題組供圖

團隊利用多學科遙感和現場觀測數據，追溯了誘發此次海帶大規模死亡災害的多種致災環境因素的形成過程。基于現場水體調查數據，團隊發現，2021年秋季在華北地區發生的極端降雨事件引發黃河流域產生罕見的秋季大洪水，導致河流中高氮磷比的營養鹽通量大幅增加，造成在渤海南部海域出現大范圍的赤潮過程和嚴重的磷限制營養鹽條件。

遙感反演和水文環境觀測結果顯示，此次黃河秋季洪水導致在渤海南部海域形成了低鹽且呈現異常低濁度的山東半島沿岸流入侵過程，沿岸的浮標觀測記錄也顯示出在2021年秋季發生了異于常年的低鹽水入侵。當處于磷限制狀態的山東半島沿岸流向東沿岸遷移時，會不斷與富含磷營養鹽的近岸海水接觸，在鋒面區形成最優的營養鹽條件，進而發生赤潮。發生赤潮的鋒面水體隨沿岸流向東擴展而呈現出隨“鋒”遷移特征，不斷消耗沿途沿岸海水中的營養鹽。

該研究揭示了因2021年秋季在華北地區發生的極端降雨事件引發在上千公里外的山東榮成沿海養殖區發生海帶大規模死亡災害的連鎖環境過程及其驅動機制。該過程產生異常的低鹽度、強光照以及因赤潮引起的營養鹽缺乏等環境條件是導致2021-2022年山東榮成海帶大規模死亡災害的直接原因。

本文研究顯示，不僅低緯度熱帶海區的氣候異常可以通過遙相關作用引起數千公里外的中緯度內陸地區發生極端降雨事件，內陸發生的極端降雨事件也可能通過河流徑流及其引發的連鎖環境過程對上千公里外的沿海生態系統產生巨大的災害性影響。在全球變暖背景下，未來，極端天氣事件發生的頻率和強度將不斷增加，類似的突發災害事件也會越來越多。

該研究結果將為山東半島沿岸海域海帶養殖業未來預警和類似災害應對提供科學依據，也為探究因氣候變化引發的災害事件的成因機制提供了科學啟發和參考。

此外，研究還表明，加強多學科、多手段綜合觀測和分析研究能力對于解析突發性極端天氣事件引發的海洋環境災害的形成機制具有不可或缺的重要價值，相關基礎設施建設和研究工作對于提高極端天氣事件的風險管理和防災能力等具有重要意義。

該研究得到了中國科學院戰略性先導專項、國家自然科學基金、中國博士后基金、中國科學院海洋地質與環境重點實驗室開放基金等項目聯合資助。

論文相關信息：

https://doi.org/10.1038/s43247-024-01418-3.