《Harmful Algae》：Environmental correlates of seasonal and interannual variations in holopelagic sargassum biomass in the Caribbean Sea
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研究人员发现风致漂移分量（windage）未能改善加勒比海马尾藻生物量统计解释力。北赤道再循环区（North Equatorial Recirculation Region, NERR）马尾藻生物量、热带辐合带（Inter-tropical Convergen
研究人员发现风致漂移分量（windage）未能改善加勒比海马尾藻生物量统计解释力。北赤道再循环区（North Equatorial Recirculation Region, NERR）马尾藻生物量、热带辐合带（Inter-tropical Convergence Zone, ITCZ）位置以及加勒比海风场与海表盐度（Sea Surface Salinity, SSS）与加勒比海马尾藻生物量季节尺度变化相关联。ITCZ变率与马尾藻季节峰值出现时间与振幅变化有关。大西洋经向模态（Atlantic Meridional Mode, AMM）与加勒比海马尾藻生物量年际变率相关联。
研究背景与立项依据
自2011年起，全浮游（holopelagic）马尾藻属（Sargassum spp.）在北大西洋形成“大西洋洋马尾藻带”（Great Atlantic Sargassum Belt, GASB），其上游源区为北赤道再循环区（NERR，0–10°N，25–50°W）。马尾藻筏体经小安的列斯群岛进入加勒比海，造成沿岸暴发性搁浅，严重影响旅游、渔业及生态系统，特立尼达和多巴哥与巴巴多斯曾因此宣布全国紧急状态。既往研究多聚焦热带北大西洋物理—生物过程对NERR内马尾藻生长与年际变率的控制，而对整个加勒比海盆尺度生物量季节与年际驱动机制、季节峰值时间偏移成因及NERR—加勒比海连通性中windage的作用缺乏系统量化。为此，研究人员整合2011–2024年卫星生物量、拉格朗日粒子传输模拟与混合效应统计模型，分离季节与年际尺度环境关联因子。该文发表于《Harmful Algae》。
主要技术方法概括
研究人员采用三项关键技术：其一，基于NASA Aqua/MODIS遥感产品，由Sargassum Watch System（SaWS）提供0.5°网格月均湿生物量，覆盖加勒比海（56–89°W，7.5–26.5°N）与NERR；其二，利用Ariane质量守恒拉格朗日包，结合NOC Near-Present-Day（NPD）eORCA025（1/4°）再分析流场与ERA5风场，设置0%、0.5%、1% windage释放虚拟漂体，估算NERR→加勒比海传输比例与平均漂龄；其三，构建带cosinor项的glmmTMB混合效应模型，以年为随机效应、AR1相关结构处理自相关，Tweedie分布对数链接，标准化预测变量，通过AICc前向筛选，分别解析季节振幅/峰值相位与年际随机截距的环境关联。
研究结果
3.1 NERR至加勒比海马尾藻传输
拉格朗日模拟显示，3月与12月释放的NERR粒子抵达加勒比海比例最高，6月与9月最低；零windage下航行时间约2.5–4.5个月，加windage后缩短至1.5–4个月。圆形统计表明NERR峰值在5月末/6月初，加勒比海滞后至6月末/7月初。2011–2024年月均生物量加勒比海较NERR低约27%；将NERR生物量乘传输分数后，零windage情景与观测加勒比海年际高值年（2018、2021、2022、2015）吻合最佳（r=0.93）。windage增加提升传输比例但未提升统计模型解释力。
3.2 季节变化与峰值时序偏移
最优cosinor混合模型（AICc=4409.7）保留变量为：零windage NERR—加勒比海生物量估计、ITCZ位置、加勒比海表面风应力、加勒比海SSS。其中NERR源生物量与ITCZ为主效应正效应，加勒比海风场与SSS为负效应；ITCZ与季节项交互显著。ITCZ纬度偏低对应峰值提前（可至3月）、振幅减小，ITCZ偏北对应峰值推迟（至7月）、振幅增大。模型预测峰值月与观测值相关0.999。
3.3 年际变化
提取季节模型年随机截距与年均值环境变量做相关矩阵，AMM指数与加勒比海年际生物量负相关最强（r=-0.5，p=0.044），2018与2021负AMM相位对应加勒比海生物量高峰。
讨论与结论翻译
研究人员指出，加勒比海马尾藻生物量季节与年际变率由盆内与热带大西洋广域环境共同塑造。NERR—加勒比海传输指数随流场季节循环变动，零windage传输估计在统计上优于含windage方案，暗示盆外洋流而非局部风致漂移主导连通性。ITCZ纬度位置通过赤道上升流营养供给及伴随风场调制，控制季节峰值时间与振幅；加勒比海风应力负向关联可能反映强风致朗缪尔环流（Langmuir circulation）下沉或粒子稀释，SSS负向关联实为ITCZ降雨信号的代理。年际尺度上AMM通过调节热带大西洋海温与风场，间接驱动NERR生物量进而传导至加勒比海。NERR作为源区同时贡献季节与年际信号。该工作首次在加勒比海全盆尺度将拉格朗日连通性指数嵌入统计框架，明确windage非必要项，并为业务化预警系统（SaWS、SEAS）改进季节峰值预报提供物理依据。
