使用可解释的机器学习解码热带大潮河口的气候诱导的浮游植物动态
Ana Karoline Duarte Dos Santos Sá1, Marco Valério Jansen Cutrim2, Quedyane Silva da Cruz3
1Phycology Laboratory (LabFic), Federal University of Maranhão (UFMA), Brazil.
The Science of the total environment
|November 1, 2025
概括
极端的厄尔尼诺-南方振荡 (ENSO) 事件显著改变了热带河口植物浮游生物. 这些气候变化重组社区,影响物种组成和生物量,甚至在事件发生后也观察到长期的生态变化.
科学领域:
- 海洋生态海洋生态学
- 河口生态学 河口生态学
- 气候变化影响 气候变化影响
背景情况:
- 热带河口对水气候变化很敏感,特别是在极端的厄尔尼诺-南方振荡 (ENSO) 事件期间.
- 植物浮游生物的动态是河口健康的关键指标,并受到环境因素的直接影响.
- 了解ENSO对这些社区的影响对于预测对气候变化的生态反应至关重要.
研究的目的:
- 评估ENSO对巴西圣马可斯河口综合体 (SMEC) 植物浮游生物社区动态的影响.
- 分析ENSO阶段,环境变量和植物浮游生物群体结构和功能之间的关系.
- 预测未来植物浮游生物对ENSO类条件的反应.
主要方法:
- 利用2011-2020年数据的多变量分析来评估环境和浮游植物的变性.
- 采用了夏普利添加剂测量 (SHAP) 来确定浮游植物变化的关键环境驱动因素.
- 进行敏感性分析,以预测不同气候场景下的未来社区反应.
主要成果:
- 变化是由季节性,年间变化和ENSO驱动的,影响盐度,DO,营养素和SPM.
- 厄尔尼诺现象阶段导致河流排水减少,盐度增加,植物浮游生物密度和叶绿素a减少.
- 极端厄尔尼诺后,细胞密度增加,但生物质和尺寸分数减少,表明转向较小物种; 拉尼诺阶段显示不完全恢复.
结论:
- 极端ENSO事件显著重组热带河口的植物浮游生物群落,导致持续的生态变化.
- 水温,溶解的无机和降雨是植物浮游生物动态的关键预测因素,具有非线性效应.
- 将气候极端因素纳入监测和适应性管理,对于河口生态系统的弹性至关重要.
