墨西哥加勒比海马尾藻(Sargassum)区域尺度运移模式与卫星遥感关联性研究

为解决墨西哥加勒比海马尾藻(Sargassum)大规模入侵对生态和社会经济的多重影响，研究人员利用自主研制的DORIS卫星追踪浮标，结合2014-2020年历史卫星遥感数据，首次揭示了区域尺度(百公里级)马尾藻运移与表层环流的空间耦合规律。研究发现Tulum-Cozumel海域存在显著滞留效应(平均速度0.68 m/s)，该区域与历史高频马尾藻聚集区高度重合，为构建区域性早期预警系统提供了关键观测数据。研究成果发表于《Estuarine, Coastal and Shelf Science》，对发展海洋韧性技术、保障沿海社区生计具有重要实践价值。

　　

近年来，墨西哥加勒比海沿岸频繁遭遇大规模马尾藻(Sargassum)入侵，这种金棕色藻类形成的"藻毯"不仅覆盖珊瑚礁、海草床等敏感生态系统，还释放硫化氢威胁公众健康，更导致旅游业数亿美元损失。尽管全球尺度模型已揭示马尾藻从大西洋中部向加勒比海迁移的路径，但区域尺度(百公里级)的精细运移机制仍是空白，特别是近岸20公里内的动力过程，直接影响藻类搁浅预测和应急处置效率。

墨西哥国立自治大学(Universidad Nacional Autónoma de México)的科研团队创新性地采用自主研制的DORIS卫星追踪浮标(专利号MX/u/2020/000399)，在2019-2021年间部署20个具有水下拖曳装置的智能浮标，结合Sentinel-2/3卫星遥感数据，首次系统刻画了墨西哥加勒比海南部海域的表层运移特征。这种配备光伏供电系统的浮标每小时传输位置和表层水温数据，其专利设计的圆形拖曳结构可减少风阻干扰，更好模拟马尾藻受表层流驱动的运动特性。

研究主要采用三种关键技术：1) 基于8.5公里六边形网格的滞留时间指数计算，量化浮标在特定海域的停留时长；2) 主成分分析(PCA)与k-means空间聚类，识别不同运移模式的海域分区；3) 将浮标轨迹数据与2014-2020年卫星反演的马尾藻覆盖度、出现频率进行空间叠加分析。所有数据通过ERDDAP平台(https://datos.oorco.org/)公开共享。

3.1 浮标运移时空特征
浮标平均运行322.67公里，速度呈现显著空间异质性：在尤卡坦海峡(Yucatan Current)达到峰值2.63 m/s，而在Tulum-Cozumel海域降至0.005 m/s。45%浮标在6.45天后搁浅，主要集中于20°-20.75°N区间(Playa del Carmen至Akumal)。温度记录显示2019年10月均温(29.37°C)略高于2021年夏季(29.19°C)，北部低温区与尤卡坦寒流路径吻合。

3.2 马尾藻空间配置
历史卫星数据显示，浮标滞留时间最长的海域(图2e中红色区域)恰好对应马尾藻"高频-高强度"聚集区。特别在7月21-25日观测期内，Sentinel-3影像捕捉到直径3.8公里的气旋式涡旋(图5)，与浮标轨迹呈现的亚中尺度(1.1-3.8 km)涡旋结构高度一致，这些动力结构在现有全球环流模型中均未能解析。

4.讨论与结论
该研究首次实证了Carrillo等2015年提出的"科苏梅尔涡旋(Cozumel Eddy)"理论，发现该滞留区马尾藻年际复发率高达82%。通过多平台观测融合，揭示东风强迫是藻类跨陆架输运的关键驱动力——当风速超过7 m/s时，表层流与风应力耦合可导致马尾藻在48小时内冲滩。研究团队建议将浮标采样频率提升至15分钟/次，以捕获更精细的边界层过程。

这些发现对墨西哥具有双重意义：技术上，DORIS浮标实现了海洋观测装备的国产化突破；管理上，建立的"滞留指数-藻类聚集"关联模型，可直接服务于海岸带综合管理。正如联合国海洋科学十年(UN Ocean Decade)倡导的，该研究展示了区域观测系统如何支撑"韧性海洋"建设，为发展中国家应对新兴海洋环境挑战提供了范本。未来需在19.5°-20.5°N增设观测断面，并开发耦合生物-物理的预警模型，以应对气候变化下可能加剧的藻华事件。