气候变暖下，南北中低纬度海域藻类减少、海水“绿意”下降

海洋浮游植物贡献了生物圈近一半的净初级生产力，在海洋碳循环和地球气候系统中扮演关键角色，其生物量变化对渔业和生态系统至关重要。叶绿素a作为浮游植物光合作用的主要色素，常被用作生物量的替代指标，但由于观测数据和方法的不一致，全球浮游植物生物量趋势一直存在争议。

为解决观测局限，研究团队开发了“海洋叶绿素a重建神经集成网络”（OCNET）模型，整合卫星观测、生物地球化学Argo（BGC-Argo）数据及关键环境因素，生成了2001-2023年低中纬度（45°N至45°S）海洋的每日叶绿素a数据集，空间分辨率达0.25°×0.25°，且与卫星数据具有高度一致性（决定系数R²=0.93）。

结果显示，2001至2023年，低中纬度海洋整体“绿色度”下降，叶绿素a浓度年均减少速率为（-0.35±0.10）×10⁻³ mg/m³，沿海区域下降更显著，速率达（-0.73±0.22）×10⁻³ mg/m³，约为全球平均的两倍，河口附近降幅最大。北半球叶绿素a显著减少的区域面积是显著增加区域的4.4倍，南半球则大致相当。此外，沿海水域高叶绿素a浓度事件（MHC事件）的发生频率以每年-1.78%的相对速率减少，赤道和中纬度区域降幅更明显，但北巴西 shelf、加那利洋流等部分区域因人类活动导致营养盐输入增加，MHC事件有所增多。

研究指出，低中纬度浮游植物生长主要受营养盐限制，而海水升温导致海洋分层加剧是核心驱动因素。海水表层升温快于深层，形成更强的密度跃层（pycnocline），阻碍深层营养盐向上运输。全球范围内，海表温度（SST）与叶绿素a时间序列的相关系数为-0.81（P<0.01），MHC事件频率对气候变暖比平均叶绿素a浓度更敏感，75%的大型海洋生态系统（LME）区域中，SST异常与MHC事件频率呈显著负相关。尽管深层混合偶尔能缓解分层影响，但整体上海洋分层仍持续抑制营养盐供应。

基于叶绿素a数据估算的海洋初级生产力（PP）也呈显著下降趋势，低中纬度区域年降幅为-0.088%（约-0.032±0.025 Gt C/年），沿海区域降幅更快（-0.145%/年，约-0.015±0.008 Gt C/年）。这与以往部分研究结果存在差异，主要因本研究数据集时空覆盖更完整，能更好反映气候和人类活动（如筑坝减少河流营养盐输入）对沿海生态系统的加剧影响。

综上，气候变暖导致的海洋分层加强，正使得低中纬度海洋叶绿素a浓度、高生物量事件及初级生产力持续下降，这可能进一步扰乱海洋食物链和碳循环，对海洋生态系统功能产生深远影响。