苏奋振、颜凤芹等在Communications Earth & Environment发表全球沿岸海水正在显著变清研究
全球气候变化与沿海城市化深刻改变着海岸带生态系统,重塑着沉积物的输送路径。这导致部分近岸水域出现悬浮颗粒物积聚异常,水体清澈度或浑浊度等关键水生生态指标也随之改变。然而,全球沿海悬浮泥沙含量长期以来的变化趋势及其背后的原因,一直缺乏系统性的研究。
?为了深入理解这一问题,苏奋振、颜凤芹研究团队基于23年卫星连续观测数据,开发了一套融合遥感大数据、机器学习和地–海耦合过程模型的分析框架,并据此建立了全球沿海悬浮颗粒物浓度的大数据反演模型。系统分析了全球大陆海岸线(总长约50万公里)沿岸100公里范围内海水浑浊度的时空变化规律。
研究发现了一个显着的趋势:全球沿海水体正在“变清”。自2000年以来,水体中悬浮颗粒物浓度平均每年下降0.28 mg/L,23年间累计下降了7.93%,同时,清澈的水域范围不断变大。与2000年的全球平均悬浮颗粒物浓度水平相比,浑浊度超过该水平的水域,平均每年向陆地后退14米。分析其驱动因素表明,这种“变清”趋势主要由海平面上升和陆源输入的沉积物减少共同驱动,其中陆源沉积物减少与沿海城市范围扩大、不透水地表(如建筑、道路)增加密切相关。此外,研究还指出波浪高度和海水盐度的变化对浑浊度有复杂影响:中等程度的变化可能加剧颗粒物悬浮使水变浑浊,但较大幅度的变化反而会促进颗粒物沉降使水变清。这表明,全球沿岸海水的变化是自然因素与人类活动共同作用的结果。
该分析框架不仅能高精度监测悬浮颗粒物的动态变化,更能解析气候变化与人类活动对沿海清澈度的量化影响机制。研究成果以《Global coastal water clarity has increased due to human intervention》为题,发表于 Nature 子刊 Communications Earth & Environment。这项研究深化了对全球海岸带环境长期变化规律的认识,为未来科学管理沿海生态系统、制定适应气候变化的策略提供了科学依据。
颜凤芹副研究员和贺彬博士为论文的共同第一作者,苏奋振研究员为论文通讯作者。研究得到了9i果冻制作厂B类战略性先导科技专项“数据-模型驱动地理智能系统与典型场景应用”和国家自然科学基金等项目资助。
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论文信息: Fengqin Yan#,Bin He#,Vincent Lyne,Rong Fan,Yikun Cui,Xinyi Wang,Dongjie Fu,Michael Meadows,John Wilson,Ziying Chen,Chengyuan Ju and Fenzhen Su*. Global coastal water clarity has increased due to human intervention. Communications Earth & Environment,2025,6,641.
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图 1 2000-2023年全球大陆沿岸水域趋势与格局
图 2 人类活动和自然因素对沿海 SPM 趋势的影响
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