【稿件来源：姚庆祯课题组】
在国家自然科学重点基金和NSFC-山东省联合基金资助下，海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室在南黄海冷水团上升流对营养盐限制的缓解机制研究方面取得重要进展。相关成果以“Upwelling of cold water in the South Yellow Sea alleviates phosphorus and silicon limitations”为题发表在海洋科学领域顶尖学术期刊Limnology and Oceanography上。
在全球气候变化和人类活动双重影响下，近海富营养化问题日益严重，有害藻华频发。营养盐的浓度及其结构是藻华暴发的主要影响因素。南黄海作为典型半封闭边缘海，夏季冷水团锋面上升流对营养盐的输送和生态系统具有重要作用。然而，冷水团上升流的年际变化特征及其输运的营养盐通量仍不清楚。自2007年以来，南黄海连续发生大规模绿潮事件，对区域生态环境和沿海经济造成严重影响。因此，定量评估上升流对营养盐输运的贡献，阐明其与绿潮暴发之间的关系，对解析绿潮形成机制和制定防控策略具有重要意义。
本研究通过对2000–2022年卫星遥感数据和2012–2022年现场观测数据的系统分析，揭示了南黄海冷水团锋面上升流的年际变化规律及其对营养盐输运的贡献。研究发现，夏季上升流空间分布与冷水团锋面高度吻合，其强度受冬季厄尔尼诺-南风涛动通过调控夏季风场的滞后效应影响。2012–2022年上升流输运的溶解无机氮（DIN）、溶解无机磷（DIP）和溶解硅酸盐（DSi）通量分别为0.08×108–25.9×108 mol/month, 0.003×108–0.67×108 mol/month, 0.12×108–40.8×108 mol/month，这些通量与长江夏季输入通相当，表明上升流是南黄海上层水体重要的营养盐来源。DIN/DIP比值从2012年的38.6降至2022年的20.0，DSi/DIN比值从0.93升至2.48，证实上升流有效缓解了上层水体的磷限制和硅限制。
研究进一步发现，浒苔绿潮的最大覆盖和分布面积与锋面上升流指数（UI）呈正相关关系（覆盖面积：r = 0.40，p > 0.05；分布面积：r = 0.48，p > 0.05）（图1a）。2021年上升流指数（0.70°C）显著高于2022年（0.25°C），对应绿潮覆盖和分布面积也明显更大（2021年：1746 km2，61898 km2；2022年：135 km2，18002 km2）。上升流面积与绿潮持续时间呈显著正相关关系（r = 0.92，p < 0.01）（图1b）。2021年上升流面积（18700 km2）大于2022年（3800 km2），对应绿潮持续时间分别为97天和85天。这些结果表明，锋面上升流输运的营养盐对浒苔绿潮的发生和发展具有重要贡献，为大型藻华的暴发提供了必要的物质基础。
图1. 南黄海夏季上升流与浒苔绿潮暴发的关系
该成果由中国海洋大学海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室为第一单位完成，文章第一作者是化学化工学院2021级海洋化学专业博士生陈小娜，姚庆祯教授为通讯作者。
论文来源及链接：
Xiaona Chen, Tiezhu Mi, Zhigang Yu, Fuxia Yang, Ke Wang, Shasha Zhang, Yinan Zhang, Liping Yuan, and Qingzhen Yao*, Upwelling of cold water in the South Yellow Sea alleviates phosphorus and silicon limitations, Limnology and Oceanography, 2025, 70: 553-566.
https://doi.org/10.1002/lno.12784
