加利福尼亞海域生態動力過程及其對氣候變化的響應取得新進展
中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋環境國家重點實驗室（LTO）修鵬研究員團隊在加利福尼亞海域生態動力過程及其對氣候變化的響應方面取得新進展，相關研究成果近期發表在《地球物理研究學雜志—海洋》（JGR-Oceans）上。
加利福尼亞海域是世界上著名的四大東邊界上升流海域之一，擁有極高的生產力和豐富的漁業資源，尤其中部加利福尼亞海域（34.5°N—40.5°N），研究其生態動力學機制及其對氣候變化的響應是目前的國際研究熱點之一，同時具有重要的實際意義。
研究人員結合衛星遙感資料和走航觀測資料，基于物理—生態耦合模式在1993-2016年的模擬結果，發現中部加利福尼亞海域不僅具有顯著的季節性變化，還具有較強的年際變化（圖1）。從近岸上升流區到離岸大洋區，新生產力的關鍵調控機制有所不同，物理過程的調控作用逐漸減弱，而營養鹽的作用逐漸增強。此外，厄爾尼諾/拉尼娜事件（ENSO）主要通過局地風和海洋波動來影響近岸上升流、沿岸流及其營養鹽供給，進而影響新生產力；相對于物理變量以及營養鹽通量，新生產力對ENSO的響應在頻率上發生了偏移，這是由物理生態過程的非線性作用導致的（圖2）。結合回歸分析發現，北太平洋年代際振蕩（PDO）和北太平洋環流振蕩（NPGO）通過海盆尺度的風應力和上層海洋的層結來影響流場和垂向混合，進而影響營養鹽和新生產的時空格局（圖3）。
該研究成功利用小波分析與相關性分析來解釋物理生態過程以及多尺度過程的非線性作用，相關成果對于深入認識海洋上升流區生態動力過程及其對氣候變化的響應具有重要的科學意義。
郭琳博士為論文的第一作者，該研究由國家重點研發計劃、國家自然科學基金項目、南方海洋科學與工程廣東省實驗室（廣州）重大專項核心團隊項目等項目共同資助完成。
相關論文信息： https://doi.org/10.1029/2019JC015664
圖1 中部加利福尼亞海域的區位圖（背景色為海表葉綠素）及其相關生態要素的時間序列圖（藍點為航測數據，紅線為衛星遙感數據，黑線為數值模擬結果）
圖2 ENSO通過非線性作用影響中部加利福尼亞海域的關鍵物理生態過程
圖3 PDO/NPGO與加利福尼亞海域關鍵物理生態變量（自上而下為風應力、上層海洋層結、營養鹽和新生產力）的回歸分布圖
