南方科技大学展鹏团队发文揭秘中国沿海藻华时空分布及驱动因素！

近期，南方科技大学海洋科学与工程系展鹏团队在中国沿海藻华的时空动态变化及其驱动因素研究方面取得重要进展，相关成果以“Spatiotemporal Expansion of Algal Blooms in Coastal China Seas” 为题发表在学术期刊《Environmental Science & Technology》。

藻华现象近年来越来越受关注，它由水中浮游植物的过量增长引起，可能对旅游、健康和生态系统造成潜在危害。某些藻华物种能释放毒素，污染水源，危害生态和人类。即便是无毒藻华，其死亡分解也会消耗大量溶解氧，形成水下“死亡区”，引发鱼类和其他海洋生物大量死亡，可能引起生态系统结构的重大变化。近几十年来，藻华已成为中国沿海日益受到关注的水生压力源。与传统现场调查技术相比，遥感技术为我们提供了大范围藻华时空监测的可能性。

然而，由于近岸水域的高浊度和异质性特点，了解大尺度藻华的时空分布及其潜在驱动因素仍然具有挑战性。为此，团队开发了一种基于奇异值分解（SVD）技术的算法，并结合优化的大气校正方法，利用卫星遥感数据综合分析了近二十年中国沿海藻华的时空分布特征。

图1  2003 - 2022年中国沿海藻华累计强度及其趋势的空间分布。饼图和柱状图分别描述了沿海省份不同类型海水养殖的面积分布和年变化趋势。

结果表明，有害藻华广泛分布于东海至南海北部的沿海水域，年平均影响范围达1.8×105 km²，且具有显著的空间差异。其中江苏南部、浙江和福建沿海的藻华强度最大、分布范围也最广（图1a）。在过去的二十年里，中国沿海的主要河流的入海口（如珠江、长江、海河和辽河等）观察到了相对较高的藻华强度（图1a）。与此同时，主要河口地区的藻华趋势普遍增加（图1b）。此外，春季藻华呈现多点多频率暴发的特点，而夏秋季呈现高强度和大规模暴发的特征。

2003-2022年间中国沿海海域的藻华强度（+67%）和影响范围（+66%）均显著增加（图2b）。温度和营养是影响藻华爆发的两个关键因素。中国沿海的藻华主要发生在东南沿海和河口等营养物质富集的水域，团队的研究结果强调了陆地营养源在沿海藻华中的关键作用。夏秋季是中国沿海藻华爆发的主要季节，该时期的海表温度处于有利于藻类生长的最佳温度范围内，同期西南季风带来的潮湿温暖空气，导致了大量的季风降雨和有利的海温条件。此外，气候事件如El Niño（图2c）可促进华南地区的春季降水，增强营养物质向海的输送，同时升高的海表温度也有利于藻类的生长，共同促进了中国沿海的藻华爆发。

由于人类活动和降水的增加导致陆地向海的营养物质的输送增加，全球海表温度的上升进一步加剧了这一现象。本研究详细阐述了中国沿海藻华的时空分布特征和趋势，并揭示了其驱动因素，为制定、评估和实施有效的管理战略和政策措施以减轻其影响提供了重要的启示。

南方科技大学海洋科学与工程系博士后曾凯为论文第一作者，助理教授展鹏为通讯作者。南方科技大学海洋科学与工程系为该论文的第一单位和通讯单位。其他合作单位包括自然资源部第三海洋研究所、阿卜杜国王科技大学和华东师范大学。该研究得到了国家重点研发计划“海洋环境安全保障与岛礁可持续发展”重点专项的资助。