Nature Communications发文：陈新军团队揭示海洋锋面对全球渔业分布影响的新认识

3月28日，我校陈新军教授团队邢勤旺博士后、高子惠博士、刘必林教授、余为研究员与东京大学、山东大学、中国水产科学研究院东海水产研究所等单位合作的研究论文“Underestimated barrier effects of ocean fronts shape global fishery distribution”发表在国际权威期刊《Nature Communications》，该研究系统揭示了海洋锋面“屏障效应”在塑造全球渔业分布中的关键生态驱动机制，打破了长期以来“锋面渔业热点效应”的传统范式，为全球渔业资源精细化管理、动态海洋保护及锋面生态动力学理论提供了新的科学视角，也为锋面其他领域研究提供了新的定量分析框架。这是继该团队近期在《Nature Communications》发表成果揭示渔业稳态转换风险之后，在渔业领域取得的又一重要进展。

全球海洋渔业为数十亿人口提供优质蛋白，是保障全球粮食安全的重要支柱。阐明渔业及鱼类分布的驱动机制，对于提升捕捞效率与实现资源可持续利用具有关键意义。海洋锋面作为海洋中普遍存在的中尺度动力结构，是不同水团之间的狭窄过渡带。由于其可增强营养盐输送与浮游生物聚集，长期以来被视为吸引各级海洋生物的“生态热点”，并被渔业界总结为经典理论“北原渔况法则”。然而，锋面两侧在温度、盐度等环境要素上的显著差异，是否会对鱼类分布形成“屏障效应”，以及这种效应如何作用于渔业活动，长期缺乏系统研究。这一问题的关键技术瓶颈在于：传统锋面识别方法难以同时准确区分锋区及其冷、暖两侧区域，导致以往研究多集中于锋面热点效应研究，而忽视了潜在的空间分异机制。

图1 海洋锋面的热点效应及屏障效应对全球渔业的影响

图2 海洋锋面的渔业热点效应与屏障效应的机制图

图3 栖息地模型揭示局地热生态位主导锋面屏障效应对渔业分布的影响

本研究依托团队自主研发的中尺度锋面识别算法（Xing et al. 2023, RSE; 2024, NC）及系统验证的全球中尺度锋面数据集（Xing et al. 2025, ESSD），整合卫星遥感数据、BGC-Argo水下剖面观测、渔业捕捞数据、航次调查数据及深度学习反演的全球捕捞活动数据集，构建了锋面热点效应和屏障效应的综合分析框架。团队在全球11个海域、25个商业渔业种群的分析证实，93.0%的渔业活动显著受到锋面的屏障效应影响（图1），围网、拖网等作业方式响应尤为强烈，并发现渔业分布对屏障效应的响应强度（15%-70%）远高于热点效应（5%-20%）。这种屏障效应使得渔业分布通常倾向于集中在锋面某一侧（暖区或冷区），同时规避另一侧，只有当锋面一侧的聚集抵消了另一侧的避开时，才会表现为传统意义上的“渔业热点”，这一机制导致全球渔业对锋面的响应在既有研究中被系统性低估约55%-75%（图2）。此外，研究还发现，不同物种对锋面冷暖区的偏好存在显著差异，并呈现明显的季节反转特征。栖息地模型表明，这种看似复杂的响应模式，本质上由物种局地热生态位差异及其季节变化所驱动，是形成物种及季节特异性响应的关键生态机制（图3）。

该研究颠覆了海洋锋面生态效应的传统认知，明确了锋面并非普遍的“渔业热点区”，而是通过环境分异与生态位差异作用，形成调控生物分布的“生态屏障”。这一发现不仅解释了不同物种与锋面关系长期存在争议的原因，也为提升鱼类栖息地模型中锋面变量的解释能力提供了新的理论路径。该研究提出的分析框架和科学发现，可为优化渔场预报、设计动态渔业保护区、减少兼捕风险提供关键技术支撑，实现渔业开发与生态保护的双赢，同时也为锋面在其他领域的应用提供了新的研究思路。

论文第一单位为上海海洋大学，上海海洋大学邢勤旺博士后为第一作者，上海海洋大学陈新军教授、余为研究员为通讯作者。成果的取得得益于国家博士后创新人才计划、国家自然科学基金、上海市扬帆计划、中国博士后科学基金等项目资助，及学校水产学科“双一流”建设和国家远洋渔业工程技术研究中心等平台的支撑，同时受益于学校长期积累的远洋渔业资源调查数据。

近年来，团队围绕海洋锋面，在识别算法开发、生态机制解析及渔业模型应用等方面取得系列进展。相关算法已被国内外学者广泛应用于物理海洋学、渔业科学、海洋生态、生物地球化学及人工智能等多个领域。团队发布的全球锋面数据集累计下载量已超过90 TB（https://zenodo.org/records/14785322），正在成为该领域的重要基础数据资源。未来，研究团队将进一步开展气候变暖下锋面屏障效应的演变趋势研究，开发基于锋面动态的渔业资源预测模型，为全球渔业绿色发展提供更加精准的科学支撑。团队锋面相关文章链接如下：

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

（供稿：海洋生物资源与管理学院）