拉斯佩齐亚湾（意大利东利古里亚海）的物理和生物地球化学变化：来自一个新的高分辨率海岸观测站的见解

《Journal of Marine Systems》：Physical and biogeochemical variability in the Gulf of La Spezia (Eastern Ligurian Sea, Italy): insights from a new high-resolution coastal observatory

海洋观测站监测显示地中海东部海域水温以0.045°C/年速率上升，2022-2023年海洋热浪频发强度增加，碳酸盐系统冬季成为活跃碳汇，验证了气候变暖与海洋生物过程相互作用对沿海生态系统的复合影响。

　　在海洋科学研究中，沿海浅海区域一直是研究的重点，因为它们不仅生物多样性丰富，而且对全球气候变化极为敏感。随着全球变暖趋势的加剧，沿海生态系统面临着前所未有的挑战，包括海水温度升高、盐度变化、溶解氧含量下降以及碳酸盐系统的变化等。这些因素相互作用，使得预测沿海系统的未来状态变得愈发复杂。为了解决这一问题，科学家们正在利用高分辨率的海洋观测系统，通过持续的数据采集，提高对海洋变化的实时监测能力，并为沿海生态系统的预测和预警提供关键支持。

Smart Bay Santa Teresa水下观测站正是这样一个前沿项目，它位于地中海东部的利古里亚海，自2021年起持续收集物理和生物地球化学数据，直至2024年。该观测站的建立旨在填补利古里亚海东部区域在长期、高分辨率数据方面的空白。利古里亚海作为地中海的一部分，其地理和生态特征极为复杂，尤其是在气候变暖和人类活动的双重影响下，其生态系统的变化更加显著。通过这一系统，研究人员能够深入分析海水温度、盐度、溶解氧、营养盐以及碳酸盐环境等关键参数的变化趋势，进而揭示气候变化对这些参数的影响机制。

在过去的几十年中，全球气候变暖已经对海洋环境产生了深远的影响。地中海作为一个半封闭的海域，其物理和生物地球化学特性尤为独特。例如，该区域的海水总碱度（Total Alkalinity, TA）普遍较高，超过2500 μmol/kg，这使得其在碳循环中扮演着重要角色。同时，地中海的热盐环流系统具有快速循环的特点，其水体的停留时间仅为约100年，这表明该海域的环境变化可能比其他开放海域更快。因此，研究地中海的气候响应对于理解全球气候变化对海洋生态系统的影响具有重要意义。

Smart Bay Santa Teresa观测站所收集的数据表明，该区域的海水温度呈现出明显的上升趋势。从2021年至2024年的观测结果显示，海水温度年均增长约为0.045°C，这一趋势与全球气候变化的总体模式相吻合。同时，海洋热浪（Marine Heatwaves, MHWs）的频率和强度也在增加，特别是在2022年至2023年间，热浪事件变得更加频繁和强烈。这种变化对海洋生态系统构成了严重威胁，尤其是对依赖稳定环境的钙化生物（如牡蛎、贻贝等）而言，它们的生存受到热浪带来的生理压力和环境变化的双重影响。

除了温度的变化，该观测站还揭示了碳酸盐环境的变化趋势。数据显示，尽管存在短期的环境扰动，该区域的碳酸盐环境仍然呈现出富集特征。更进一步，研究发现，碳酸盐系统的生物和热力控制在不同季节之间发生了显著变化，这种变化有助于生物碳酸盐的形成，例如贻贝礁等。有趣的是，通过分析生物钙化过程中的二氧化碳储存与释放，研究团队发现该区域在冬季和春季表现出较强的碳汇能力，即能够吸收和储存更多的二氧化碳。这表明，尽管受到气候变化的影响，该区域在某些季节仍可能发挥一定的碳调节作用。

研究团队还指出，Smart Bay Santa Teresa观测站所收集的数据不仅揭示了物理和生物地球化学参数的变化，还为理解这些变化如何影响海洋生态系统提供了重要线索。通过结合卫星数据和现场观测，研究者能够更全面地评估海洋热浪对生态系统的影响，以及生物地球化学过程如何响应气候变化。此外，该观测站的长期数据还为制定可持续的海洋管理政策提供了基础支持，特别是在应对气候变化和保护海洋生物多样性方面。

在地中海的利古里亚海，尽管已有一些长期的监测站点，如DYFAMED站和BOUSSOLE或W1M3A浮标，但这些站点主要集中在西部区域，而东部区域的监测仍较为有限。因此，Smart Bay Santa Teresa观测站的建立填补了这一空白，为东部区域的海洋环境研究提供了宝贵的数据支持。该观测站不仅能够监测物理参数，如温度、盐度，还能够跟踪生物地球化学变量，如营养盐、微量元素以及生物成分，如浮游植物和浮游动物等。这种多学科的综合监测方法有助于揭示沿海生态系统内部的复杂相互作用，以及这些相互作用如何受到外部环境变化的影响。

此外，研究团队还强调了人类活动对海洋环境的影响。利古里亚海作为地中海的一个重要区域，其生态系统正受到多种人类活动的干扰，包括沿海开发、污染排放以及过度捕捞等。这些活动可能加剧海洋环境的不稳定性，使得沿海生态系统更加脆弱。因此，通过长期的监测和数据分析，可以更好地评估人类活动对海洋环境的影响，并为制定有效的保护措施提供科学依据。

在这一背景下，Smart Bay Santa Teresa观测站不仅是一个科学工具，更是一个连接海洋科学与社会需求的重要平台。它所提供的数据不仅有助于理解海洋环境的变化趋势，还能为沿海地区的可持续发展提供支持。例如，通过分析海洋热浪的模式和影响，可以为渔业、旅游业和海洋资源管理提供预警信息，帮助相关行业采取适应性措施，减少气候变化带来的负面影响。

总之，Smart Bay Santa Teresa观测站的建立和运行标志着沿海海洋监测技术的重要进展。它所收集的高分辨率数据不仅加深了我们对利古里亚海生态环境的理解，还为全球气候变化研究提供了新的视角。随着全球气候变化的加剧，这类观测站将在未来发挥更加重要的作用，帮助科学家们更好地预测和应对海洋环境的变化。同时，它们也为政策制定者和相关行业提供了关键的数据支持，助力实现联合国可持续发展目标（SDG 14）以及欧洲的“蓝色增长”（Blue Growth）战略。