这是科研人员初次在全球标准上对海面漂浮藻类进行体系分析,涵盖大年夜块宏不雅藻类浮筏以及微藻表层薄膜,并给出了以前二十年间其分布与变更的整体图景。论文通信作者、南佛罗里达大年夜学海洋科学学院海洋学传授胡传敏表示,研究成果显示,当今全球海洋情况整体上已更有利于漂浮大年夜型藻类的发展。他指出,在公海情况中,诸如海草、褐藻等宏不雅藻类可认为多种海洋生物供给栖息地,充当渔业重要的育幼场合,具有生态正面感化。但一旦这些藻团被洋流输送到近岸地区,其大年夜量逝世亡腐烂会对旅游景不雅造成破坏,冲击本地经济,并威逼沿海居平易近和海洋生物健康。

在驱动身分方面,研究认为,人类活动和蔼候变更是导致漂浮藻类暴发扩大的两大年夜主因。来自河道和沿海地区的养分盐径流被持续输送入海,使得海水表层氮、磷等养分元素含量上升,为藻类供给充分“肥料”。与此同时,全球变暖导致海洋持续升温,改变了海水分层构造和洋流格局,在部分海域创造了更合适藻类快速滋长的热力和动力前提。研究团队指出,具体驱念头制在不合地区可能存在明显差别,须要结合更多区域性的不雅测和模仿加以拆解。

研究应用2003年至2022年的卫星不雅测数据,发明全球范围内海面微藻薄膜和漂浮宏不雅藻团都呈增长趋势。统计显示,微藻覆盖面积以每年约1%的速度稳步增长,而宏不雅藻类在部分海域则出现远为迅猛的扩大,在热带大年夜西洋和西宁靖洋地区,其年增幅高达13.4%,尤其在2008年之后增速明显加快。截至研究期末,全球海面微藻暴发区的总面积已达4380万平方公里(约1690万平方英里),明显偏离以往的汗青分布格局。研究团队认为,这些数字指向的是一次从“贫宏藻”海洋向“富宏藻”海洋演替的“体系体例转折”。

从时光线上看,宏不雅漂浮藻类的大年夜范围暴发在2010年前后出现多个关键拐点。2008年,黄海初次记录到大年夜范围绿色海藻“浒苔”暴发;2011年,热带大年夜西洋产生大年夜面积褐藻马尾藻(Sargassum)暴发;2012年,东海海域又出现大年夜范围马尾藻事宜。胡传敏指出,在2008年之前,除传统意义上的马尾藻海外,几乎没有其他区域出现过如斯大年夜范围的漂浮宏不雅藻团暴发。如今,类似事宜在多个洋区反复出现,使得研究者有来由认为,全球海洋正在进入一个以漂浮宏不雅藻类高丰度为特点的新阶段。

这项工作之所以得以完成,关键在于深度进修等人工智能技巧的应用。研究团队针对13个典范海域、5种不合类型的漂浮藻类,练习了一个深度进修模型,对约120万幅卫星海洋图像进行逐像素辨认。漂浮藻类在单幅卫星图像中往往只占一个像素中的极小部分甚至不足1%,且空间分布高度零碎,是以在传统算法下极易被噪声吞没。经由过程对细微“视觉旌旗灯号”的主动提取和分类,AI 模型得以在全球标准上筛查出这些难以人工识其余藻类陈迹。

从生态层面看,漂浮宏不雅藻团一方面为包含马尾藻鱼在内的多种海洋生物供给卵翼场合,晋升局地生物多样性和渔业资本量;另一方面,其向近岸输送时产生的大年夜量腐殖物质会造成海滩“被藻吞没”,并在分化过程中消费消融氧、释放有害气体,加剧近岸水体富养分化和缺氧风险。对依附海滨旅游的沿海社区而言,藻类大年夜面积聚积不仅破坏景不雅,还会推高清理保护成本,对酒店、餐饮等相干行业造成连锁冲击。在一些低收入沿海地区,这种生态事宜与气候压力叠加,对脆弱社区的生计安然构成额外挑衅。

论文第一作者、美国国度情况卫星数据与信息办事中间(NESDIS)卫星应用与研究中间的海洋学家齐林在前期团队模型的基本长进行了改进,使其可以或许高效处理长达20年的全球海洋遥感数据。模型练习本身就消费数月时光,同时须要对数以百万计的图像特点进行分析与优化。研究还依托南佛罗里达大年夜学研究计算中间供给的高机能计算平台,实现多组图像的并行处理,即便在此基本举措措施加持下,完全跑完120万幅图像的分析义务仍然耗时数月。齐林强调,假如没有这一计算平台以及 NOAA 与南佛罗里达大年夜学间经久稳定的合作,这项工作几乎弗成能完成。

面向将来,研究团队筹划进一步整合更多卫星不雅测数据,以细化不合海区、不合藻种的扩大模式,并测验测验将 AI 辨认成果与数值海洋模型耦合,以进步对漂浮藻团形成、漂移和上岸的猜测才能。齐林表示,下一步的工作将聚焦于厘清各区域重要驱动因子的相对权重,为沿海治理和适应性治理供给更具针对性的科学根据。据介绍,这项研究以“全球漂浮藻华正在扩大”为题,已于2025年12月揭橥于《天然·通信》,进一步凸显了在气候变更背景下海洋表层生态格局的快速重塑。

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