20年数据显示，南海表层浮游植物正在减少，为什么？

自1960年以来，大气CO₂浓度上升106 ppm，达420 ppm，海洋通过海气交换吸收CO₂，导致表层海水pCO₂持续升高。2002–2022年的卫星数据显示，南海的浮游植物正以每年0.7%的速度减少，是由于pCO₂升高导致的？

南海表层浮游植物为什么减少？

研究基于2002-2022年ESA OC-CCI卫星数据，pCO₂则是基于BEL FFNNs算法的高分辨率数据集，数据显示，Chl-a近岸高，中央海域低，呈现由岸向海递减的梯度；而pCO₂正好相反，近岸低，中央海域高。

在季节上，Chl-a冬季最高，此时混合层加深促进营养盐上涌，春季则最低；pCO₂受温度影响冬季最高，夏季最低。

2002-2022年的长期趋势显示，南海Chl-a整体轻微下降，平均下降-0.00261 mg/m³/年，下降幅度为0.70%/年，在近岸下降更快，达到-0.00693 mg/m³/年，中央海域近-0.00123 mg/m³/年；pCO₂则持续上升，平均上升幅度1.34 μatm/年，近岸海域为0.496 μatm/年，中央海域增速更高达到1.44 μatm/年；此外，海表温度也呈现持续升温，平均升温幅度0.0409°C/年，仅岸海域增幅 0.0346°C/年，中央海域增幅 0.0408°C/年。

根据数据结果，发现pCO₂升高，海洋吸收CO₂增多，但Chl-a并没有随着CO₂增多而增多，是什么原因导致的呢？

上述数据显示，近岸CO₂升幅较小，仅0.496 μatm/年，但Chl-a下降更快；在中央海域CO₂飙升，达到1.44 μatm/年，但Chl-a仅轻微减少，仅为-0.00123 mg/m³/年，这就是说CO₂并非导致南海表层浮游植物减少的主因。

通过偏相关分析，研究发现光照过强、海水变暖可能是主要因素。在所有海域Chl-a与光合有效辐射呈负相关，中央区最显著，可能是由于强光会破坏浮游植物的光合系统；在中央海域Chl-a与温度负相关，过去20年南海升温0.0409°C/年，导致表层水变轻，阻碍深层营养盐上涌。

在近岸海域，营养盐充足，但光成了瓶颈。近岸海域由于泥沙和污染物削弱透光性，浮游植物无法有效利用光照，此外，海水温度升高可能促进浮游动物摄食，间接减少浮游植物，这也揭示了为何珠江等河流带来大量营养盐，生产力仍下降的原因。

而在中央海域，则主要受营养盐控制。在冬季，混合层深度达70–80米，将营养盐带到表层，Chl-a达到峰值；而在夏季层化作用增强，抑制营养盐上升，加上强光照射，削弱了夏季Chl-a。

研究预测，若当前趋势持续，到2050年南海Chl-a可能再降15–20%，这可能会影响渔业资源。

图：南中国海研究区域地图

红线表示内波的分布，绿色(橙色)箭头代表夏季(冬季)表面环流，紫色箭头显示黑潮洋流。

❓思考题：以下哪项是导致南海浮游植物减少的主要因素？

A.CO₂浓度太高
B.海水太咸
C.光照过强和海水变暖
D.海洋动物吃太多浮游植物

参考文献：Surface seawater Chlorophyll-a variability in the South China Sea: Influence of pCO2 and co-varying environmental factors. https://doi.org/10.1016/j.envres.2025.121808