《Frontiers in Marine Science》：Mass mortality of aquatic organisms in the San Francisco Estuary – using community science to document the impacts of a severe harmful algal bloom
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2022年7月，一次由Heterosigma akashiwo引起的有害藻华（HAB）起源于一个人工潟湖，并扩展至旧金山河口超过4500 km2的开阔水域栖息地，引发了涉及硬骨鱼类、鲨鱼、鳐鱼、甲壳类、软体动物、多毛类和海蜇的大规模死亡事件（MME）。值得注意
2022年7月，一次由Heterosigma akashiwo引起的有害藻华（HAB）起源于一个人工潟湖，并扩展至旧金山河口超过4500 km2的开阔水域栖息地，引发了涉及硬骨鱼类、鲨鱼、鳐鱼、甲壳类、软体动物、多毛类和海蜇的大规模死亡事件（MME）。值得注意的是，该事件影响了白鲟（Acipenser transmontanus）最南端的繁殖种群和受联邦威胁的绿鲟（Acipenser medirostris）。由于藻华迅速且无前例地发生，资源管理人员的协调响应努力在事件全面展开后才开始，限制了对其早期影响的记录。然而，公众和当地保护组织通过iNaturalist等平台、非营利报告门户网站和机构热线提交了大量观察数据。为了重建HAB的进展和后果，研究人员综合了来自这些社区科学平台的信息以及可用的机构观察数据。总共，401份独立的社区报告和14份科学报告记录了涉及25个科的死亡事件，包括18个已鉴定的鱼类物种。共报告了691尾鲟鱼尸体，其中许多是成熟的白鲟。尽管在藻华末期附近出现了持续五天的严重缺氧，但大多数死亡发生在此之前，表明H. akashiwo的毒性效应很可能是鲟鱼死亡的主要驱动因素。研究结果强调了社区参与、社区科学和社交媒体报告在记录如有害藻华引起的大规模死亡事件等随机干扰方面的价值，并突显了改善地方、州和联邦机构之间的规划、监测和快速响应能力以应对未来有害藻华引起的大规模死亡事件的必要性。
**研究背景、问题与意义**
有害藻华（HAB）和与之相关的大规模死亡事件（MME）在全球范围内呈增加趋势，对生态系统造成严重干扰。旧金山河口（SFE）作为加州最大的河口，历史上虽有HAB记录，但2022年7月由Heterosigma akashiwo引发的藻华规模空前，扩散至超过4500 km2，导致大量水生生物死亡，包括受威胁的绿鲟（Acipenser medirostris）和白鲟（Acipenser transmontanus）的繁殖种群。由于此类事件突发性强，传统监测难以快速响应，导致早期影响记录缺失。因此，研究人员利用社区科学平台（如iNaturalist）、非营利组织报告和机构观测数据，整合分析该事件的时间、空间范围、物种多样性及环境驱动因素，以评估社区科学在记录此类随机干扰中的价值，并为未来HAB响应提供管理启示。该研究发表在《Frontiers in Marine Science》。
**关键技术与方法**
研究人员采用以下主要技术方法：
1. 高频率连续水质监测：利用旧金山河口研究所系泊传感器计划（SFEI-MSP）固定站点的YSI-EXO2多参数探头，获取15分钟间隔的溶解氧（DO）数据。
2. 卫星遥感：从Copernicus Sentinel-3卫星获取叶绿素a（Chl-a）数据，经处理后用于分析藻华空间分布。
3. 社区科学数据整合：收集iNaturalist、旧金山湾守护者（Baykeeper）、SFEI、加州鱼类与野生动物部（CDFW）及美国地质调查局（USGS）等平台的死亡报告，通过去重、空间聚合和专家鉴定（基于数字图像）保留高质量数据。
4. 鲟鱼尸体分解评分：对白鲟和绿鲟尸体进行分解阶段评分（1-4级），结合长度测量和时空分布分析。
样本队列来源包括社区公众、非政府组织及机构调查（CDFW开放水域调查、USGS水质调查等）。
**研究结果**
**事件时序与水质变化**
2022年7月底，阿拉米达附近出现锈褐色水体，鉴定为H. akashiwo。叶绿素a浓度在8月迅速上升，8月22日达到峰值，9月1日恢复基线。南旧金山湾的溶解氧（DO）在藻华发展期保持较高（>10 mg/L），但在9月5日降至5 mg/L以下，9月9日达到最低3 mg/L。第一具鱼类尸体于8月4日发现，8月22日起报告激增，半数以上尸体在8月28日前记录，至8月31日累计超过90%，远早于缺氧发生。这表明毒性效应而非缺氧是早期死亡的主要驱动因素。
**死亡报告的空间分布**
在SFE的13个亚区域中，共记录了98个观测点。死亡报告覆盖所有主要海湾，北湾、中湾和南湾均有分布，但中湾报告数量最多，南湾次之，北湾较少。鲟鱼尸体广泛分布于圣巴勃罗湾、中湾和南湾，东岸浓度最高；条纹鲈（Morone saxatilis）死亡高度集中于中湾和南湾，尤其是湖美利特（Lake Merritt）；蝙蝠鳐（Myliobatis californica）也集中在湖美利特。绿鲟分布最广，包括太平洋沿岸的德雷克斯湾至博利纳斯。
**物种组成与数量**
共记录超过7900个个体，涉及25个科（鱼类、甲壳类、软体动物、环节动物和水螅动物）。18个鱼类物种被鉴定至种，包括14种本土和4种非本土物种；14个大型无脊椎动物分类群被鉴定至种，包括6种本土和8种引进物种。鱼类（尤其是底栖和近底层物种）占观察总数的约79%。主要鱼类包括：黄鳍虾虎鱼（Acanthogobius flavimanus，1371尾）、条纹鲈（1981尾）、蝙蝠鳐（360尾）和鲟鱼（总数691尾，其中白鲟200尾、绿鲟16尾、未鉴定鲟鱼475尾）。大型运动鱼类（如鲟鱼、条纹鲈）的检测相对可靠，但数值仍为保守估计。
**鲟鱼死亡特征**
对部分鲟鱼尸体测量长度：绿鲟5尾，长度57–125 cm（均值93±13 cm）；白鲟76尾，长度68–213 cm（均值145±3 cm）；未鉴定鲟鱼45尾，长度91–260 cm（均值153±5 cm）。未鉴定鲟鱼的长度分布与白鲟高度重叠，表明大多数未鉴定个体很可能为白鲟。尸体分解阶段分析显示，新鲜尸体主要出现在8月30日之前，随后分解程度逐渐加重，至9月初多为骨骼残骸。当DO降至5 mg/L以下时，约一半鲟鱼尸体已被记录且多数处于高度分解状态，进一步支持毒性是主要致死原因。
**总结讨论与结论**
讨论部分强调，H. akashiwo毒性（通过产生活性氧、溶血化合物、类似短裸甲藻毒素的神经毒素及多不饱和脂肪酸）是导致鱼类早期死亡的主要机制，而缺氧在后期加剧了死亡率，尤其在湖美利特等潮汐受限区。该事件对渔业资源影响显著：尽管条纹鲈和蝙蝠鳐的死亡可能未达种群水平，但鲟鱼（尤其是繁殖年龄的白鲟）的广泛死亡可能导致种群数量下降（估计仅32%岸线被调查，若考虑沉没尸体，实际死亡数可能超过20000尾），并引发了CDFW紧急调整捕捞法规及ESA（濒危物种法案）列名申请。社区科学在事件记录中发挥了关键作用，但存在鉴定误差、重复报告、空间覆盖不均等局限，需通过标准化流程和质量控制加以改进。
**研究结论（翻译）**
2022年H. akashiwo藻华造成了旧金山河口有记录以来范围最广、生态后果最严重的HAB驱动的大规模死亡事件之一。通过社区科学家、非政府组织和机构人员的共同努力，研究人员记录了该事件的快速进展、广泛的空间范围和严重的生物影响。这些观察结果证明了协调的社区科学网络在快速检测和记录大规模死亡事件中的价值，同时也突显了现有监测计划在识别死亡机制和量化生态后果方面的局限性。随着气候变化和其他人为压力因素的持续作用，HAB预计将变得更加频繁和严重，迫切需要建立协调的快速响应监测框架，将机构、学术界和社区观察与有针对性的现场采样相结合。这种方法将提高研究人员诊断死亡机制、量化生态影响以及制定有效管理响应措施以应对未来HAB驱动的大规模死亡事件的能力。
