从物理驱动到生态控制：大西洋巨型马尾藻带驱动因素的变化

为何海藻突然变得重要

在过去十年间，被称为马尾藻的大块漂浮海藻在热带大西洋形成了一条广阔的带状结构，冲上从西非到加勒比的海滩。这些褐色、缠结的垫状物损害旅游业、破坏沿海生态系统且清理成本高昂，但它们也可能成为可再生能源的来源。该研究提出了一个看似简单却具有重大现实意义的问题：是什么驱动了今天这场大规模的海藻繁生，我们能否预测接下来会发生什么？

横越大西洋的新海藻走廊

马尾藻长久以来是北大西洋，尤其是平静的马尾藻海（Sargasso Sea）的自然组成部分。然而自2011年以来，卫星影像显示出一条不断重复出现的“巨型大西洋马尾藻带”，横跨海洋超过8000公里。自2018年起，其年内峰值质量每年均超过2000万吨，预计到2025年将突破3000万吨。该带如今定期入侵加勒比海、墨西哥湾和热带大西洋沿岸，给资源有限的国家带来挑战：大量海藻上岸会扰乱渔业、旅游业以及当地生计。

超越河流输入与海洋变暖的考量

科学家曾提出多种解释，包括富含养分的河流径流、撒哈拉沙尘、更强的近岸上升流和变暖的表层海水。但单一因素难以完全解释暴发的规模与持续性。在这项工作中，作者汇集了长期的海洋环境记录，如表层温度、盐度、风驱动混合和大气尘埃，并结合2011至2024年的马尾藻质量估算。随后他们建立了非线性统计模型，以检验哪些海洋环境变化与巨型大西洋马尾藻带的增长和年际波动实际相符。

深层混合与自我施肥的海藻社群

模型突出了两个关键因素。在暴发记录的早期，更强的风使海洋受光“混合层”变深，从而从下方带来额外富含氮和磷的水。这股营养脉冲帮助马尾藻扩张。但自约2018年起，模型显示一个更出人意料的因素逐渐重要：栖居于海藻及其周围的自我施肥社群。鱼类、虾、蟹和其他共生者以被马尾藻垫吸引的浮游生物为食，并将富含营养的废物直接释放到海藻漂浮的地方。老化和腐败的海藻垫也会泄出营养，这些营养被强烈分层的热带表层海洋所滞留，从而可能为来年的增长提供燃料。

来自氮化学的线索

为检验这一“马尾藻圈（Sargassumsphere）”假说，研究者测量了马尾藻及其共生动物中氮的天然化学指纹。他们发现的同位素比值更符合通过动物废弃物再循环的氮源，而非仅来自深海水或固氮微生物的营养物质。这支持了这样一种观点：海藻社群已经有效构建了自身的营养循环，在表层海域内回收并浓缩食物，而不完全依赖来自下方的新供给。

这对预测与清理计划的意义

将海洋物理变化与这种自我施肥效应结合，模型以高精度再现了过去的马尾藻质量，并成功预测了2023和2024年的暴发规模。这种预测能力十分重要：若管理者能在数月前预见海藻积聚，就可在其冲上岸前规划近海打捞、估算可用于生物燃料或其他用途的生物质量，并合理配置人力与费用。研究还表明，由于马尾藻带如今既受其自身生态维系，又受气候驱动混合的影响，这类大规模暴发在近期内可能会持续。因此，任何将这一祸害转化为资源的策略都必须在收获与保留足够海藻以维持自然循环及众多依赖其生存生物之间取得平衡。

引用: Zhou, X., Novi, L., Hay, M.E. et al. Changing drivers of the Great Atlantic Sargassum Belt from physical forcing to ecological control. Nat Commun 17, 4600 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-72183-4

关键词: 马尾藻, 大西洋, 海藻暴发, 海洋生态系统, 生物燃料潜力

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