气候变化下大西洋马尾藻(Sargassum)的分布扩张与营养驱动机制：40年生态化学计量学证据

这篇综述系统梳理了北大西洋马尾藻(Sargassum)近40年的分布变迁与营养限制机制，揭示了亚马逊河输入营养盐（N/P）对"大西洋马尾藻带"(GASB)形成的驱动作用。通过849份样本的生态化学计量学(C:N:P)和稳定同位素(δ15N)分析，发现马尾藻组织氮含量较1980s上升55%（Sargasso Sea达95%），磷下降6%，证实磷(P)是主要限制因子。研究为理解海洋大型藻类有害藻华(HABs)的爆发机制提供了关键理论框架。

　　

Highlight

早期研究与分类学

北大西洋漂浮的褐藻马尾藻(Sargassum)五个世纪以来始终是航海家与科学家的谜题。在哥伦布1492年历史性航行前，葡萄牙水手就曾记录过如今被称为"马尾藻海"的神秘区域。

早期研究

1960年代起，科学家开始定量研究马尾藻在近岸(neritic)和远洋(Sargasso Sea)的生产力差异。Howard和Menzies(1969)的实验显示，马尾藻在添加硝酸盐(NO₃^-)和磷酸盐(PO₄^3-)的培养液中生长速率提升3倍，首次暗示其受营养盐限制。

元素组成与营养化学计量

所有生物生长都需要特定比例的营养元素。Redfield(1958)提出的经典C:N:P=106:16:1比率在海洋浮游生物中广泛存在，但马尾藻表现出显著不同的化学计量特征——其组织平均C:N:P达550:24:1，这种"高碳低营养"特征使其成为研究全球变化下海洋 stoichiometry 的理想模型。

气候变化中的马尾藻生产力与营养关系

本综述通过40年的组织化学计量数据证明，马尾藻组织氮含量从1980s的0.89%升至2020s的1.38%（接近藻类非限制阈值1.5%），而磷含量下降6%。碱性磷酸酶活性(APA)的时空变化进一步证实磷(P)是主要限制因子，特别是在马尾藻海区域。

结论

综合组织化学计量、生产力测量和APA活性数据，我们构建了马尾藻营养限制的时空图谱。亚马逊河流域极端洪水/干旱年与马尾藻生物量的显著相关性，以及西部热带区域N/P的富集模式，共同解释了GASB的异常扩张。这些发现为预测未来气候变化下海洋大型藻类爆发的生态效应提供了科学依据。