冬季东海陆架海声学证据揭示锋面与暖流作为生物聚集热点

针对传统遥感与站点采样难以捕捉动态陆架海生物聚集模式的难题，研究人员通过声学散射层(SSL)指标结合广义加性模型(GAMs)，揭示了东海陆架海(ECSS)冬季生物热点与锋面、暖流及月相的关联，为水下生态过程研究提供了高分辨率声学视角。

　　

在广袤的海洋中，生物聚集热点如同沙漠中的绿洲，维系着整个生态系统的运转。然而，传统研究方法如卫星遥感和离散站点采样，始终难以穿透海面，捕捉水下动态变化的生物聚集模式——尤其在东海陆架海(ECSS)这类水文环境复杂的区域。冬季的ECSS在季风驱动下形成显著的锋面系统，暖流与沿岸寒流交汇处成为渔业资源的关键越冬场，但表面遥感数据无法解释为何某些区域持续聚集经济鱼种如小黄鱼(Larimichthys polyactis)和日本鲭(Scomberomorus niphonius)。这种认知空白直接影响到渔业资源的可持续管理。

中国海洋大学的研究团队在《Progress in Oceanography》发表的研究，首次利用科学回声探测仪(EK80)对ECSS冬季生物聚集开展全水层声学扫描。通过分析声学散射层(Sound Scattering Layer, SSL)的时空分布，结合广义加性模型(Generalized Additive Models, GAMs)，揭示了锋面与暖流作为生物热点的声学证据。研究团队在2019-2020年冬季搭乘"东方红3"号科考船，沿200米等深线连续31天采集38-200 kHz多频段声学数据，同步记录水温、盐度等环境参数。

关键技术方法

1. 声学扫描：使用EK80科学回声探测仪实现全水层连续观测，频率覆盖38-200 kHz；
2. 环境建模：采用GAMs量化SSL指标（如聚集强度、深度）与锋面、暖流、月相等因子的非线性关系；
3. 时空标定：通过潮汐周期划分（大潮spring tide/小潮neap tide）和昼夜对比分析SSL动态。

主要研究结果

1. 锋面与暖流的聚集效应
   82%的SSL集中分布于锋面区和暖流（如黄海暖流YSWC），且锋面暖侧生物聚集强度显著高于冷侧。声学数据揭示出传统采样未能发现的"水下生物走廊"，例如台湾暖流(TWWC)与浙闽沿岸流(ZMCC)交汇处存在高密度SSL。

2. 昼夜垂直迁移的时空差异
   远离岸线的暖水区SSL昼夜深度差达40-60米，显著高于混合较强的近岸区。研究表明这与暖流区稳定的分层结构有关，为生物避光行为提供了理想环境。

3. 月相驱动的生物节律
   SSL生物量在大潮期间达到峰值，满月时聚集规模较新月期增加35%。这种半月周期与潮汐混合带来的营养盐输运直接相关，解释了越冬场资源波动的内在机制。

结论与意义
该研究通过声学"透视"技术，首次系统论证了ECSS冬季锋面与暖流作为生物聚集热点的三维特征。不同于表面遥感仅能反映初级生产力，声学散射层(SSL)指标捕捉到从浮游动物到经济鱼类的多营养级响应，例如在黄海暖流(YSWC)入侵路径上观测到2.6倍的生物量跃升。这些发现不仅为海洋保护区划提供科学依据，更开创性地将月相周期纳入陆架海生态系统模型。正如通讯作者Yongjun Tian强调的，这项研究"从水下声学视角重构了生物行为与海洋生物地球物理过程的关联框架"，为动态环境下的渔业资源预测奠定了方法论基础。