从珊瑚礁、海带森林到公海与深海，硝酸盐、磷酸盐等关键养分支撑着浮游植物生长与海洋生产力，是海洋生态系统的重要基础。研究指出，当这些养分水平过高或过低时，相关生态系统可能面临显著扰动，但在全球尺度上，海洋硝酸盐与磷酸盐的长期变化趋势此前仍缺乏清晰结论。

研究人员Adam Martiny近日报告了基于全球综合观测的证据，显示海洋养分正在整个水柱范围内经历广泛且相互关联的变化。相关成果发表于期刊《AGU Advances》。

该研究整合了1925年至2025年间全球超过1400万条硝酸盐与磷酸盐测量数据。为从大量噪声数据中识别长期趋势，并检验所检测趋势是否在统计上显著区别于随机波动，研究采用自动编码器方法，这是一种常用于处理大规模数据的无监督神经网络。

分析结果显示，硝酸盐与磷酸盐水平的变化在不同生物群落、不同深度以及距海岸远近之间存在差异。在靠近人口中心的多处沿海区域（例如北大西洋），硝酸盐与磷酸盐呈上升趋势，研究认为这很可能与污染、径流等人为输入有关。

与之相对，在远离海岸的公海表层，磷酸盐水平显著下降；部分区域（如赤道水域）的硝酸盐也出现小幅下降。研究指出，这类养分减少可能导致海洋生产力降低。

在深海层面，研究发现硝酸盐在许多区域呈上升趋势，提示海洋生物对氮的摄取与深浅海水混合减少之间可能存在不平衡。

研究并未将不同深度层的变化割裂开来，而是考察养分剖面整体的垂直结构如何随时间演变。结果显示，表层与深层的变化共同形成贯穿水柱的连贯垂直模式。研究认为，这些模式可为理解相关生物地球化学机制提供线索，例如生物固氮对养分分布的影响。

此外，进一步分析表明，当前海洋模拟可能低估了现实中硝酸盐与磷酸盐变化的速度。研究作者据此建议持续开展全球海洋养分监测，以支持改进地球系统模型。研究同时指出，若当前由人为驱动的气候变化趋势持续，研究所捕捉到的大尺度趋势可能加剧，并对全球海洋生态系统构成威胁。

本文信息源自美国地球物理联盟（AGU）旗下Eos转载内容。