浙江大学海洋学院李培良教授团队与美国斯克里普斯海洋研究所关于浮游植物在海洋热浪期间垂直响应机制的合作研究取得新进展。近日，最新研究成果以“Vertical structure of chlorophyll-a during marine heatwaves in the California Current Ecosystem”为题在《Communications Earth & Environment》期刊发表。浙江大学海洋学院博士研究生李健为该论文第一作者、顾艳镇副教授为第一通讯作者。

在全球变暖持续加剧背景下，海洋热浪对海洋生态系统的影响已成为国际关注的热点议题。作为海洋生态系统的基石，浮游植物承担着全球约半数的初级生产，其生产力变化深刻影响海洋碳汇功能。尽管已有大量研究聚焦表层浮游植物对海洋热浪的响应，但对其垂向结构在极端事件发生过程中的变化机制仍缺乏充分认识。

李培良教授海洋过程与装备团队联合美国斯克里普斯海洋研究所等机构，基于长达30年的航次观测资料，结合地球物理-生物-化学耦合数值模拟资料，揭示了加利福尼亚流系生态系统中浮游植物在海洋热浪期间的垂直响应机制。该研究识别出海洋热浪期间浮游植物的垂向异质响应结构：在海洋热浪期间，叶绿素浓度表现出表层显著下降，次表层增强的特殊结构（图1）；揭示了表层叶绿素浓度下降主要归因于营养物质上涌受到抑制；而次表层浓度增加则受海洋热浪期间光照条件和养分供应变化的共同驱动：1）由于表层浮游植物的“遮蔽”作用减弱，海洋热浪期间次表层的光照可用性大幅提高了21.7%（图2）；2）近海方向增强的营养输送促进了深处浮游植物的生长。

图1.叶绿素浓度对海洋热浪事件的垂直响应

图2.海洋热浪期间的光可利用性

该研究发现为理解海洋热浪下生态系统的三维结构响应及其潜在恢复力提供了新视角，也为未来气候变暖背景下海洋碳循环反馈评估提供了重要依据。研究同时强调了水下立体观测对于捕捉极端气候事件对生态系统深层影响的重要性。

近年来，李培良教授团队专注于海洋生态环境在线观测装备研发与生态动力灾害过程机制及预警报方法研究，自主研发的海底有缆在线观测系统及传感器目前在我国沿海、岛礁及极地海域在线运行146套，自主创新的海洋无人风帆航行器“信天翁”2025年两次完成台风主动穿越观测试验，团队结合自主研发装备观测数据在海洋大气过程机制和预警报方法研究方面也取得丰硕成果。

据悉，该文章是团队所在的浙江大学物理海洋与遥感研究所自2023年以来在《Nature Communications》、《npj Climate and Atmospheric Science》等Nature旗下地球科学类期刊上发表的第5篇高水平论文，也是本年度继胡春迪研究员团队之后在Nature旗下期刊发表的第2项成果。

（李健 贺双颜）

原文链接：

https://doi.org/10.1038/s43247-025-02835-8