长江口养殖区风潮耦合调控的净生态系统代谢动态及其对水产可持续管理的启示

《Marine Environmental Research》：Wind-Tide Modulated Net Ecosystem Metabolism in a Changjiang River Estuary Aquaculture Zone During Mid-Autumn

针对长江口( CRE )水产养殖区因风潮交互作用导致的净生态系统代谢( NEM )动态机制不明问题，研究人员通过高频原位监测和溶解氧( DO )质量平衡模型，揭示了北风增强陆源有机质输入引发异养( NEM为?6.0±27.4 mmol m?2 h?1 )，而东风与大潮耦合通过台湾暖流( TWC )营养盐上涌促进自养的规律，为水产环境实时预警和物种适配管理提供了科学依据。

　　

长江口作为全球最大的河口系统之一，承载着重要的渔业和水产养殖业，但其复杂的风潮耦合作用对生态系统代谢的影响长期缺乏量化研究。随着气候变化加剧和人类活动干扰，该区域频繁出现缺氧、藻华等生态问题，威胁水产可持续发展。传统研究受限于低频采样，难以捕捉风潮驱动的短时代谢波动。为此，来自东海实验室等机构的研究团队在2022年中秋期间，采用分钟级高频剖面仪对嵊山贻贝养殖区溶解氧(DO)、温度等参数进行连续监测，结合一维DO质量平衡模型，首次解析了风潮耦合调控净生态系统代谢(NEM)的动态机制。

关键技术包括：(1)部署原位剖面仪实现DO等参数的分钟级连续采集；(2)基于质量平衡模型量化NEM；(3)通过水团锋面分析(CDW vs TWC)解析驱动机制。研究区域位于长江冲淡水(CDW)与台湾暖流(TWC)交汇的嵊山海域，数据涵盖8个典型环境阶段(S1-S8)。

风潮对CDW-TWC锋面动态的调控
研究发现秋季北风增强时，长江冲淡水(CDW)主导地位强化，携带大量陆源有机质导致系统呈现异养状态(NEM达?27.4 mmol m^?2
h^?1
)；而东风与大潮耦合会促进陆架表层水(SSW)向岸平流，通过垂直混合释放底质营养盐，使NEM转为正值(自养)。潮汐周期进一步通过调节底栖营养盐输出影响代谢，大潮期间自养活性显著升高。

结论与意义
该研究揭示了风潮耦合通过调控水团格局(CDW/TWC/SSW)驱动NEM转变的急性响应机制：北风+小潮组合加速异养，东风+大潮组合促进自养。这一发现为水产管理提供了关键科学依据，例如根据风潮预报调整养殖品种(异养期养殖滤食性贝类，自养期增加藻类)，或建立DO实时监测预警系统。研究还指出当前结论受限于中秋时段数据，未来需拓展至季节/年际尺度，并整合河流排放等驱动因子以完善预测模型。论文发表于《Marine Environmental Research》，为全球河口区的生态代谢研究提供了高频观测范式。