北大西洋极端涛动如何引发远洋马尾藻临界值？

自2011年以来，浮游马尾藻的繁殖已成为热带大西洋面临的一个紧迫问题，这种藻华的强度和频率不断增加，给加勒比海、墨西哥湾和西非沿海地区造成了严重的生态和经济破坏。在众多解释这种藻华成因的假设中，有一种假说尤为突出，即北大西洋涛动对洋流、营养循环和大气条件的影响造成马尾藻藻华现象。一项新的研究探究了极端北大西洋涛动事件在催化马尾藻种群重大转变方面的作用，为海洋条件如何影响生物现象提供了新的见解。

北大西洋涛动及其在海洋生态系统中的作用

北大西洋涛动是一种自然气候现象，其特征是亚速尔高压和冰岛低压之间的气压波动。正北大西洋涛动阶段通常会导致更强的西风，从而将热带地区的暖水吹向北极，而负 NAO 阶段则会导致风力减弱和海洋条件变冷。

北大西洋涛动对海洋生态系统的影响是深远的，振荡会影响海洋营养物的分布、表面洋流的运动以及水柱的垂直混合，些因素直接影响马尾藻等海洋藻类的生长和分布。

2017年的一项研究探讨了北大西洋热带海域出现浮游马尾藻水华事件的潜在原因，特别是与大西洋气候和海洋环流的关系，研究发现，马尾藻的爆发与北大西洋的海绵异常高温等密切相关，而自赤道上升流的地下营养物质摄入也可能导致大西洋马尾藻的大量繁殖，但需要进一步研究来证实这些额外的输入。

而在2019年的一项研究中也有个类似的研究探讨了北大西洋出现大规模漂浮马尾藻带的原因，研究发现马尾藻藻华与营养富集和气候变化有关，在藻华年份的冬季北大西洋涛动值较高，且与较低的海表温度和较强的上升流有很好的相关性。

新的研究发现

近日，一项新的研究探究是由于河流或大气输入的营养物质增加导致马尾藻大量繁殖，还是极端北大西洋涛动事件导致了马尾藻从北大西洋副热带环流区向热带大西洋的长距离运输，并通过季节性垂直混合提供养分造就马尾藻大量繁殖。

研究采用了数值模拟的方法，开发了一个大尺度的马尾藻运输、生长和衰亡模型，模拟了2002年至2022年间马尾藻的分布和动态变化，模型考虑了马尾藻的碳、氮、磷吸收与释放、表面洋流、风漂移和扩散等因素，分别测试了洋流、养分、海表温度等因子的年际变化对马尾藻分布的影响。

研究发现，2009-2010年的极端负相位北大西洋涛动事件导致导致热带大西洋的海洋和大气条件发生变化，影响马尾藻从北大西洋副热带环流区向热带大西洋的长距离运输，这一运输事件是2011年马尾藻在热带大西洋首次爆发的关键驱动因素。

尽管河流的养分输入被认为可能促进马尾藻的生长，但研究结果显示河流养分对马尾藻爆发的贡献较小，仅占马尾藻生物量的15%左右。而热带大西洋的季节性垂直混合是马尾藻每年爆发的主要养分来源，而非河流或大气输入的养分。垂直混合将深层养分带到表层，支持了马尾藻的生长。

研究结果表明，极端北大西洋涛动事件的发生虽然是自然现象，但由于气候变化而变得更加明显，这可能意味着未来马尾藻水华会更频繁、更强烈。

思考

虽然这项研究将极端北大西洋涛动事件与马尾藻种群变化联系起来，但北大西洋涛动引发的海洋物理变化如何影响马尾藻的生长，这些机制与其他环境因素（如当地营养物供应和光照条件）相比具有怎样的相对重要性？

参考文献：Julien Jouanno, Sarah Berthet, Frank Muller-Karger, Olivier Aumont & Julio Sheinbaum ，An extreme North Atlantic Oscillation event drove the pelagic Sargassum tipping point. Communications Earth & Environment volume 6, Article number: 95 (2025) ，doi：10.1038/s43247-025-02074-x