人为加剧的海表温度突变威胁全球大型海洋生态系统

突发海洋转变为何与我们息息相关

大部分被人类排放的温室气体捕获的热量最终进入海洋，使海温在几十年间悄然上升。但在这种稳步变暖的表面下，存在着突发且长期持续的从更冷到更暖或反向的跃迁，这些跃迁会冲击海洋生物和人们赖以生存的渔业。该研究表明，如此剧烈的温度波动在全球最具生产力的沿海海域已显著增加，并阐明了这对生态系统、经济与气候政策的含义。

海洋在跳跃，而不仅仅是变暖

海表温度并非总是平滑变化，常在可持续多年的冷相与暖相之间翻转。这些“体制突变”会通过风、洋流、海冰和海洋食物网产生连锁反应。作者聚焦于66个大型海洋生态系统——这些沿海区域汇聚了大部分海洋生物多样性并支撑了约80%的全球渔业。通过将五条长期温度记录与数十个气候模式模拟相结合，他们追踪了过去150年里这些突变发生的频率与强度。

更频繁且更强烈的海温跃迁

分析揭示了一个显著的模式：自工业化前以来，这些生态系统中海温体制突变的数量和规模大约增加了130%到140%。增幅最显著的区域聚集在西界流（如墨西哥湾暖流）沿线以及沿海上升流带——这些地区本已是快速变暖的热点。北半球海域（包括欧洲、北美与亚洲附近海域）比南半球现在经历更频繁、更强烈的突变，反映出北部更快的变暖。重要的是，即便在数学上去除长期变暖趋势或采用多种独立的检测方法，这些结果依然成立。

人类影响与冷相的消退

气候模式实验有助于将自然波动与人为影响区分开来。包含温室气体排放的模拟再现了观测到的体制突变增加，而仅由自然因素驱动的模拟则变化甚微。突变的性质也发生了变化：暖跃迁几乎在任何地方都变得更常见且更强，而冷跃迁则大幅减少。这种不平衡意味着海温以阶梯式上升，出现短暂的停滞后伴随突发的跃升，而不是沿平滑斜率上升。实际上，人为变暖在强化暖相的同时挤压了曾为喜寒物种提供短暂缓解的冷相。

对沿海、渔业与北极的未来风险

展望至2100年，研究检视了五种不同的排放路径。在未采取强有力气候行动的情形下，沿海海域的突发温度突变预计与20世纪晚期相比将再增加约130%到180%，且沿途会出现更大的温度跃迁。在与《巴黎协定》目标相符的低排放未来中，模式有所不同：体制突变起初更频繁，但随后在许多区域趋于稳定或甚至回落接近历史水平。北极则是明显的例外：海冰减少与快速的局地变暖在所有情景下都推动着温度突变继续放大，这表明即便将全球变暖限制在1.5摄氏度，北极海洋的不稳定性某些方面仍可能持续。

对海洋生物与人类的级联影响

突发的温度突变不仅体现在温度计上。作者展示了类似的跃迁在溶解氧、漂浮的微小植物与动物以及许多大型海洋生态系统的鱼获量中都变得更为常见。大约五分之一到近一半的温度突变在时间上与这些生态指标的突变相吻合，而且这种同步性正在增加。温度跃迁更频繁的区域往往也会出现更突发的渔业变化，提高了鱼群崩溃与捕捞不稳定的风险。尽管渔业压力和其他压力源也在起作用，海温日益不稳定为沿海社区，尤其是渔业密集且人口稠密的北部海域，带来了额外的不确定性。

日常意义上的解读

对普通人而言，主要信息是：海洋不再只是缓慢变暖；它也变得更容易发生突变。富饶的沿海海域正经历更大且更频繁的跃迁，进入可能持续数十年的新温度状态，使海洋生物有更少时间恢复，也让渔业更难管理。人为变暖是这一模式的关键驱动因素，特别是向持续暖相的转变。大幅削减温室气体排放可以在全球大部分海域帮助稳定这些波动，但随着海冰退缩，北极可能仍然继续出现日益增长的不稳定性。无论是对粮食安全还是对天气模式，这些发现都强调了限制变暖与为突发海洋变化做准备的双重必要性。

引用: Xing, Q., Gao, Z., Ito, Si. et al. Human-induced intensification of sea surface temperature regime shifts threatens global Large Marine Ecosystems. Nat Commun 17, 4172 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70986-z

关键词: 海表温度, 体制突变, 大型海洋生态系统, 气候变化, 渔业