近日，实验室物理海洋与遥感教研室江红蕾助理教授为第一作者在遥感领域知名期刊Remote Sensing（中国科学院二区）发表了题为“Marine Heatwaves and Cold Spells in Global Coral Reef Regions (1982–2070): Characteristics, Drivers, and Impacts”的研究论文。

海洋热浪（Marine Heatwaves）和冷浪（Marine Cold-spells）往往会对暖水珊瑚造成严重威胁。然而，全球珊瑚礁区海洋热浪与冷浪的历史与未来时空格局、驱动机制及其对珊瑚礁生态系统的影响研究仍然缺乏。鉴于此，本研究基于OISST v2.1与CMIP6数据，系统分析了1982–2022年及2023–2070年期间全球海洋热浪和冷浪的时空演化特征；结合四种机器学习方法与可解释性工具SHAP（SHapley Additive exPlanations）识别了全球海洋热浪的关键驱动因子，分析了其与全球十大珊瑚礁区平均活珊瑚覆盖度之间的相关关系。

结果表明：1.过去40年间，全球海洋热浪的平均强度和极端性均增强，而海洋冷浪则呈下降趋势。其中，红海、波斯湾和南太平洋群岛等海域的热浪事件天数增幅最高，可达每十年增加28天。2.高纬度珊瑚礁区的海洋热浪增幅显著高于赤道区域，这可能会削弱高纬度区域作为“珊瑚避难所”的潜在功能。3.根据高排放情景（SSP5-8.5）的预测，到2070年，几乎全年为海洋热浪状态；低排放情景（SSP2-4.5）下，海洋热浪的发生面积约为海洋冷浪的100倍，而高排放情景下则高达196倍。4.年均温度的变异系数、年海洋热含量的变异系数以及月均温度的变异系数被识别为驱动海洋热浪强度变化的三大关键因素。因此，在海洋热浪预测与评估中应更加关注气候指标的变异性，而不仅仅是平均值。5.活珊瑚覆盖度与热浪事件显著负相关（r=−0.54，p<0.01），与冷浪事件显著正相关（r=0.60，p<0.01）。其中，太平洋海域的活珊瑚覆盖度对海洋热浪最为敏感；在经历海洋热浪事件后，珊瑚群落呈现明显的死亡后衰退（post mortality）与滞后恢复（lag recovery）过程。

本研究揭示了海洋热浪与冷浪的历史与未来时空格局、驱动机制及其对珊瑚礁生态系统的影响，凸显了在气候变化压力日益加剧的背景下，提升珊瑚礁生态韧性与适应性的紧迫性。

论文信息如下：

Jiang Honglei , Ren Tianfei , Huang Rongyong, Yu Kefu*. Marine Heatwaves and Cold Spells in Global Coral Reef Regions (1982–2070): Characteristics, Drivers, and Impacts. Remote Sensing. 2025, 17, 2881. https://doi.org/10.3390/rs17162881

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文字作者：江红蕾、任天飞

图片来源：论文

编辑：周剑

一审一校：黄荣永

二审二校：刘旗扬

三审三校：余克服