加州海流系统水源贡献敏感性研究：基于最优多参数分析(eOMP)的混合不确定性量化

本研究针对加州海流系统(CCS)水源混合比例的不确定性，通过扩展最优多参数分析(eOMP)技术，系统评估了源水属性、Redfield比值和热带太平洋源区位置选择对混合结果的影响。研究发现，水源贡献对源区位置选择(敏感性20-25%)和Redfield比值(15-20%)的依赖性显著高于源水属性不确定性(2-5%)，为东部边界上升流系统(EBUS)的生态调控机制研究提供了方法学参考。

　　

海洋生态系统的动态变化与水源特性密切相关，尤其在东部边界上升流系统(EBUS)中，不同水团的混合比例直接调控着生物生产力和物种分布。加州海流系统(CCS)作为典型EBUS，其南部海域存在太平洋亚北极上层水(PSUW)、太平洋赤道水(PEW)和东太平洋中央水(ENPCW)的复杂交汇。虽然Bograd等学者(2019)通过扩展最优多参数分析(eOMP)量化了这些水团的贡献，但该方法对源水定义、化学计量比等假设的敏感性尚未明确——这直接关系到对气候驱动下生态系统响应的准确解读。

美国研究团队基于CalCOFI观测数据和世界海洋数据库，采用eOMP逆模型技术，通过控制实验对比了参数权重、Redfield比值(C:N:P=106:16:1)和PEW源区位置变更对结果的影响。研究选取PSUW(核心密度σ_θ=25.8 kg/m³)和PEW(σ_θ=26.5 kg/m³)作为重点靶标，利用等密度面映射和垂直断面分析揭示混合比例变化。

水团定义与OMP方法学基础
研究强调源水类型(SWT)需满足质量守恒、盐度-热力学平衡和营养盐-Redfield比值约束。eOMP通过最小二乘法求解线性方程组，整合潜在温度(θ)、盐度(S)、溶解氧(O₂)、硝酸盐(NO₃)和磷酸盐(PO₄)等多参数，其敏感性主要源于三方面：源水属性误差(±1σ)、Redfield比值波动(如C:N从6.6-10变化)和PEW源区重定义(从北赤道次表层逆流NSCC区调整为墨西哥沿岸流区)。

敏感性实验结果
在σ_θ=25.8 kg/m³等密度面上，PSUW贡献对Redfield比值调整的响应幅度达15-20%，而PEW在σ_θ=26.5 kg/m³层对源区位置变更的敏感性高达25%。垂直断面显示，ENSO事件中PEW的沿岸入侵深度差异与源区选择显著相关——当采用NSCC源区时，厄尔尼诺年PEW贡献量比拉尼娜年高12%，而改用墨西哥源区后该差异扩大至18%。

生态调控启示
研究证实水团比例变化与关键生物过程存在明确关联：PSUW增加促进岩鱼(Sebastes spp.)幼体存活率，而PEW占比上升则导致热带鱼种幼虫丰度增加和脱氧现象加剧。方法学上，建议未来EBUS研究需优先校准源区边界和化学计量参数，这对构建气候-生态系统联动指标具有范式意义。

该成果发表于《Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography》，为水团混合研究提供了首个系统性误差分析框架，其结论可直接应用于秘鲁、本格拉等EBUS的生态预测模型优化。作者团队特别指出，随着Argo浮标等新型观测数据的积累，动态更新SWT属性库将成提升OMP精度的关键方向。