3月28日，上海海洋大學陳新軍教授團隊邢勤旺博士后、高子惠博士、劉必林教授、余為研究員與東京大學、山東大學、中國水產(chǎn)科學研究院東海水產(chǎn)研究所等單位合作的研究論文“Underestimated barrier effects of ocean fronts shape global fishery distribution”發(fā)表在國際權(quán)威期刊《Nature Communications》，該研究系統(tǒng)揭示了海洋鋒面“屏障效應(yīng)”在塑造全球漁業(yè)分布中的關(guān)鍵生態(tài)驅(qū)動機制，打破了長期以來“鋒面漁業(yè)熱點效應(yīng)”的傳統(tǒng)范式，為全球漁業(yè)資源精細化管理、動態(tài)海洋保護及鋒面生態(tài)動力學理論提供了新的科學視角，也為鋒面其他領(lǐng)域研究提供了新的定量分析框架。這是繼該團隊近期在《Nature Communications》發(fā)表成果揭示漁業(yè)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換風險之后，在漁業(yè)領(lǐng)域取得的又一重要進展。

全球海洋漁業(yè)為數(shù)十億人口提供優(yōu)質(zhì)蛋白，是保障全球糧食安全的重要支柱。闡明漁業(yè)及魚類分布的驅(qū)動機制，對于提升捕撈效率與實現(xiàn)資源可持續(xù)利用具有關(guān)鍵意義。海洋鋒面作為海洋中普遍存在的中尺度動力結(jié)構(gòu)，是不同水團之間的狹窄過渡帶。由于其可增強營養(yǎng)鹽輸送與浮游生物聚集，長期以來被視為吸引各級海洋生物的“生態(tài)熱點”，并被漁業(yè)界總結(jié)為經(jīng)典理論“北原漁況法則”。然而，鋒面兩側(cè)在溫度、鹽度等環(huán)境要素上的顯著差異，是否會對魚類分布形成“屏障效應(yīng)”，以及這種效應(yīng)如何作用于漁業(yè)活動，長期缺乏系統(tǒng)研究。這一問題的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸在于：傳統(tǒng)鋒面識別方法難以同時準確區(qū)分鋒區(qū)及其冷、暖兩側(cè)區(qū)域，導致以往研究多集中于鋒面熱點效應(yīng)研究，而忽視了潛在的空間分異機制。

圖 1 黑潮-親潮延伸區(qū)海洋鋒面對漁業(yè)的生物熱點效應(yīng)

圖 2 黑潮-親潮延伸區(qū)海洋鋒面對漁業(yè)的屏障效應(yīng)

圖 3 四種漁業(yè)物種與海洋鋒相關(guān)的熱偏好及生境動態(tài)特征

本研究依托團隊自主研發(fā)的中尺度鋒面識別算法（Xing et al. 2023, RSE; 2024, NC）及系統(tǒng)驗證的全球中尺度鋒面數(shù)據(jù)集（Xing et al. 2025, ESSD），整合衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)、BGC-Argo水下剖面觀測、漁業(yè)捕撈數(shù)據(jù)、航次調(diào)查數(shù)據(jù)及深度學習反演的全球捕撈活動數(shù)據(jù)集，構(gòu)建了鋒面熱點效應(yīng)和屏障效應(yīng)的綜合分析框架。團隊在全球11個海域、25個商業(yè)漁業(yè)種群的分析證實，93.0%的漁業(yè)活動顯著受到鋒面的屏障效應(yīng)影響（圖1），圍網(wǎng)、拖網(wǎng)等作業(yè)方式響應(yīng)尤為強烈，并發(fā)現(xiàn)漁業(yè)分布對屏障效應(yīng)的響應(yīng)強度（15%-70%）遠高于熱點效應(yīng)（5%-20%）。這種屏障效應(yīng)使得漁業(yè)分布通常傾向于集中在鋒面某一側(cè)（暖區(qū)或冷區(qū)），同時規(guī)避另一側(cè)，只有當鋒面一側(cè)的聚集抵消了另一側(cè)的避開時，才會表現(xiàn)為傳統(tǒng)意義上的“漁業(yè)熱點”，這一機制導致全球漁業(yè)對鋒面的響應(yīng)在既有研究中被系統(tǒng)性低估約55%-75%（圖2）。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，不同物種對鋒面冷暖區(qū)的偏好存在顯著差異，并呈現(xiàn)明顯的季節(jié)反轉(zhuǎn)特征。棲息地模型表明，這種看似復雜的響應(yīng)模式，本質(zhì)上由物種局地熱生態(tài)位差異及其季節(jié)變化所驅(qū)動，是形成物種及季節(jié)特異性響應(yīng)的關(guān)鍵生態(tài)機制（圖3）。

該研究顛覆了海洋鋒面生態(tài)效應(yīng)的傳統(tǒng)認知，明確了鋒面并非普遍的“漁業(yè)熱點區(qū)”，而是通過環(huán)境分異與生態(tài)位差異作用，形成調(diào)控生物分布的“生態(tài)屏障”。這一發(fā)現(xiàn)不僅解釋了不同物種與鋒面關(guān)系長期存在爭議的原因，也為提升魚類棲息地模型中鋒面變量的解釋能力提供了新的理論路徑。該研究提出的分析框架和科學發(fā)現(xiàn)，可為優(yōu)化漁場預(yù)報、設(shè)計動態(tài)漁業(yè)保護區(qū)、減少兼捕風險提供關(guān)鍵技術(shù)支撐，實現(xiàn)漁業(yè)開發(fā)與生態(tài)保護的雙贏，同時也為鋒面在其他領(lǐng)域的應(yīng)用提供了新的研究思路。

論文第一單位為上海海洋大學，上海海洋大學邢勤旺博士后為第一作者，上海海洋大學陳新軍教授、余為研究員為通訊作者。成果的取得得益于國家博士后創(chuàng)新人才計劃、國家自然科學基金、上海市揚帆計劃、中國博士后科學基金等項目資助，及學校水產(chǎn)學科“雙一流”建設(shè)和國家遠洋漁業(yè)工程技術(shù)研究中心等平臺的支撐，同時受益于學校長期積累的遠洋漁業(yè)資源調(diào)查數(shù)據(jù)。

近年來，團隊圍繞海洋鋒面，在識別算法開發(fā)、生態(tài)機制解析及漁業(yè)模型應(yīng)用等方面取得系列進展。相關(guān)算法已被國內(nèi)外學者廣泛應(yīng)用于物理海洋學、漁業(yè)科學、海洋生態(tài)、生物地球化學及人工智能等多個領(lǐng)域。團隊發(fā)布的全球鋒面數(shù)據(jù)集累計下載量已超過90 TB（https://zenodo.org/records/14785322），正在成為該領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源。未來，研究團隊將進一步開展氣候變暖下鋒面屏障效應(yīng)的演變趨勢研究，開發(fā)基于鋒面動態(tài)的漁業(yè)資源預(yù)測模型，為全球漁業(yè)綠色發(fā)展提供更加精準的科學支撐。團隊鋒面相關(guān)文章鏈接如下：

https://doi.org/10.1038/s41467-026-71250-0

https://doi.org/10.5194/essd-2024-592

https://doi.org/10.1038/s41467-024-48566-w

https://doi.org/10.1016/j.rse.2023.113627

https://doi.org/10.1016/j.pocean.2023.103072

https://doi.org/10.1016/j.pocean.2022.102743

• 信息來源:上海海洋大學。

  轉(zhuǎn)載請注明信息來源及海洋知圈編排。