智利巴塔哥尼亚峡湾内一次史无前例的海洋甲藻赤潮事件 | MDPI Toxins

研究背景

气候变化正持续影响全球各类近海生态系统，峡湾这类半封闭海域因海陆、海气交互作用复杂，成为有害藻华的高发区域。卡伦藻是一类可引发鱼类大规模死亡的甲藻，长期以来，智利巴塔哥尼亚海域的卡伦藻赤潮均出现在外海水域，极少侵入内陆峡湾，对当地三文鱼养殖和近海生态的威胁也主要集中在远海。洛斯莱戈斯大学等多家机构的科研团队在Toxins期刊发表相关研究，首次记录到北巴塔哥尼亚峡湾内部爆发卡伦藻赤潮的现象，并围绕这场罕见藻华开展系统性探究。巴塔哥尼亚北部近几十年呈现降水减少、河流入海流量下降的气候特征，淡水补给变化不断改变峡湾水体的温盐结构，外海与峡湾之间的水体交换愈发频繁，也为外海浮游藻类向峡湾迁移创造了条件。2020 年夏末正值新冠疫情管控阶段，区域海洋常规监测工作有所弱化，这场突发的卡伦藻赤潮，也让学界意识到该区域藻华风险出现了新变化。

图 1. 研究区域地理位置、采样站点及主要水系分布

研究过程与结果

本次研究依托皮蒂帕莱纳 - 阿尼韦海洋保护区内的皮蒂帕莱纳峡湾开展，科研团队原本在此针对鳍甲藻开展 24 小时连续观测，意外监测到浓度约每升 10⁵ 个细胞的卡伦藻赤潮。研究人员综合运用实地采样、理化监测、显微观测、毒素分析以及卫星遥感等多种手段展开试验。团队持续记录当地降雨量、帕莱纳河径流量等气象水文数据，同步检测水体温度、盐度、密度分层、无机营养盐含量，追踪卡伦藻在水体中的垂直分布与形态特征，同时借助质谱技术检测藻体毒素，并利用哨兵系列卫星影像分析大范围海洋环境与藻华动态。监测结果显示，2020 年夏季该区域遭遇重度干旱，三个月降雨量仅为历史均值的 5% 至 10%，河流径流量也大幅降低，峡湾低盐淡水层厚度显著缩减甚至短暂消失。受半日潮影响，海域形成强烈热力分层，表层水温稳定在 14 至 15 ℃，卡伦藻全部聚集在水下 6 米以上的高盐水体中，没有出现典型的昼夜垂直迁移行为。显微观察发现，固定后的卡伦藻细胞形态存在明显变异，样本中未检出裸甲藻毒素 A，同期出现的少量三文鱼死亡事件，经确认是由多环马格里夫藻等其他有害藻类导致。卫星数据证明此次卡伦藻种群整体处于衰退状态，同时捕捉到蒂克托克海山周边因地形上升流形成多处温度锋面，这类锋面是游动甲藻大量聚集的热点区域。结合洋流数据，团队构建环流模型，证实峡湾口的海岸涡旋与潮汐叠加作用，是造成卡伦藻在峡湾内滞留聚集的主要原因。

图 2. 24 小时连续监测下峡湾水体温度、盐度与分层结构变化

研究总结

图 3. 不同时段卫星遥感影像，展示海表温度锋面与浮游藻类分布特征

这项研究首次证实卡伦藻能够在巴塔哥尼亚北部峡湾内形成赤潮，厘清了气候异常、水动力条件、水体理化环境与卡伦藻爆发之间的关联。干旱引发的河流淡水输入减少，消除了峡湾原有的低盐屏障，让外海卡伦藻得以随洋流侵入峡湾；而峡湾特有的涡旋、潮汐以及海山周边的热力锋面，进一步推动藻类聚集。研究还发现，峡湾内的卡伦藻在分布规律、行为特征、毒素组成上，都和外海种群存在差异。基于实地观测结果，研究团队提出可利用夏季表层水体温盐参数建立藻华风险预警指数，将河口淡水层的厚度作为核心判断依据，一旦该水层变薄或消失，就预示着致毒甲藻入侵风险升高。该成果不仅补充了巴塔哥尼亚峡湾有害藻华的基础研究数据，也为当地海洋保护区、三文鱼养殖区搭建卡伦藻监测与预警体系提供了实用参考，同时也为气候变化背景下，南半球高纬度峡湾生态系统的有害藻华防控工作，提供了重要的实践思路。

​

主编：Jay Fox, University of Virginia, Charlottesville, USA

期刊主要涵盖了由生物体产生的各类毒素领域的相关研究。

本文转自MDPI生物与生命科学，仅供学习交流