全球氣候變化與沿海城市化深刻改變著海岸帶生態(tài)系統(tǒng)，重塑著沉積物的輸送路徑。這導(dǎo)致部分近岸水域出現(xiàn)懸浮顆粒物積聚異常，水體清澈度或渾濁度等關(guān)鍵水生生態(tài)指標(biāo)也隨之改變。然而，全球沿海海水透明度長期以來的變化趨勢及其背后的原因，一直缺乏系統(tǒng)性的研究。

為了深入理解這一問題，蘇奮振、顏鳳芹研究團(tuán)隊(duì)基于23年衛(wèi)星連續(xù)觀測數(shù)據(jù)，開發(fā)了一套融合遙感大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)和地–海耦合過程模型的分析框架，并據(jù)此建立了全球沿海懸浮顆粒物濃度的大數(shù)據(jù)反演模型。系統(tǒng)分析了全球大陸海岸線（總長約50萬公里）沿岸100公里范圍內(nèi)海水渾濁度的時(shí)空變化規(guī)律。

研究發(fā)現(xiàn)了一個(gè)顯著的趨勢：全球沿海水體正在“變清”。自2000年以來，水體中懸浮顆粒物濃度平均每年下降0.28 mg/L，23年間累計(jì)下降了7.93%，同時(shí)，清澈的水域范圍不斷變大。與2000年的全球平均懸浮顆粒物濃度水平相比，渾濁度超過該水平的水域，平均每年向陸地后退14米。分析其驅(qū)動因素表明，這種“變清”趨勢主要由海平面上升和陸源輸入的沉積物減少共同驅(qū)動，其中陸源沉積物減少與沿海城市范圍擴(kuò)大、不透水地表（如建筑、道路）增加密切相關(guān)。此外，研究還指出波浪高度和海水鹽度的變化對渾濁度有復(fù)雜影響：中等程度的變化可能加劇顆粒物懸浮使水變渾濁，但較大幅度的變化反而會促進(jìn)顆粒物沉降使水變清。這表明，全球沿岸海水的變化是自然因素與人類活動共同作用的結(jié)果。

該分析框架不僅能高精度監(jiān)測懸浮顆粒物的動態(tài)變化，更能解析氣候變化與人類活動對沿海清澈度的量化影響機(jī)制。研究成果以《Global coastal water clarity has increased due to human intervention》為題，發(fā)表于 Nature 子刊 Communications Earth & Environment。這項(xiàng)研究深化了對全球海岸帶環(huán)境長期變化規(guī)律的認(rèn)識，為未來科學(xué)管理沿海生態(tài)系統(tǒng)、制定適應(yīng)氣候變化的策略提供了科學(xué)依據(jù)。

顏鳳芹副研究員和賀彬博士為論文的共同第一作者，蘇奮振研究員為論文通訊作者。研究得到了中國科學(xué)院B類戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)“數(shù)據(jù)-模型驅(qū)動地理智能系統(tǒng)與典型場景應(yīng)用”和國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目資助。

論文信息：

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.

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s43247-025-02638-x

圖1 | 2000-2023年全球大陸沿海水域格局

圖2 | 2000-2023年全球大陸沿岸水域趨勢與格局

圖3 | 人類活動和自然因素對沿海 SPM 趨勢的影響

圖4 | 影響沿海懸浮沉積物動態(tài)的主要人為和自然驅(qū)動因素的機(jī)制圖

• 信息來源：數(shù)字海岸帶。

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