近日，厦门大学海洋与地球学院、海洋生物地球化学全国重点实验室修鹏教授团队在陆架浮游植物叶绿素对台风响应研究方面取得新进展，研究成果以“Typhoon-induced surface chlorophyll a decline on the shelf of the South China Sea”为题，发表于Limnology and Oceanography Letters.

台风作为一种蕴含巨大能量的天气系统，通过与海洋的相互作用向海洋输送大量能量，可以改变海洋的物理和生物地球化学状态，进而影响海洋上层的温盐结构、环流过程以及生态系统功能。传统观点认为台风过境可引起表层叶绿素浓度（Chl-a）的爆发式增加，主要归因于台风引发的强混合、上升流及近惯性振荡等过程，这些过程可促进营养盐或次表层高Chl-a水体上涌，从而导致表层Chl-a显著升高。然而，近年来部分研究对台风是否真正导致上层海洋初级生产力显著增强提出了新的质疑。在开阔大洋的研究指出，台风过境后表层Chl-a的升高可能并非源于生产力增加，而是水柱中Chl-a的垂向再分配所致。

本研究基于卫星遥感观测与物理–生物地球化学耦合模型的联合分析，发现台风对南海北部陆架生态系统的影响比以往认知更为复杂。与以往研究结论不同，我们发现约有49%的台风事件导致南海北部陆架表层Chl-a浓度在台风过境后反而下降。这一比例表明，表层Chl-a的降低并非偶发现象，而是具有一定的普遍性。在表层Chl-a下降的事件中，台风前的背景Chl-a浓度通常较高，且台风前后的ΔChl-a与台风前表层Chl-a呈显著负相关关系。空间合成分析的结果揭示，在此类事件发生前，研究区域存在一条由珠江冲淡水导致的，自珠江口向粤东陆架延伸的高Chl-a带（图1），很可能是导致背景值偏高并最终引发台风后Chl-a下降的关键背景场特征。

图1. （a）2001年至2023年期间台风路径分布。灰色线表示穿越虚线框区域的台风路径，彩色线表示穿越南海北部陆架海域（实线框）的台风路径。绿色虚线表示多年平均Chl-a浓度为1.0 mg m^-3 的等值线。（b）实线框区域内台风前后海表Chl-a（SChl_a）浓度的散点图。红线和黑线分别表示台风前SChl_a均值及台风后与台风前比值（SChlapost / SChlapre）的平均关系。（c）台风前SChlₐ与其变化量（ΔChl_a）之间关系的散点图，红线表示台风前SChl_a的平均值。（d）ΔChl_a > 0 情况下的台风前SChl_a分布（对数刻度），（e）ΔChl_a < 0 情况下的台风前SChl_a分布。

研究利用SCHISM-CoSiNE物理-生物地球化学耦合模型开展了三组数值实验。Exp.Base：台风过境前后珠江冲淡水均显著影响粤东陆架。Exp.NPRP：抑制台风过境前后珠江冲淡水影响粤东陆架。Exp.WDir：台风前，珠江冲淡水显著影响粤东陆架，台风后，抑制珠江冲淡水影响粤东陆架。

表层（0–10 m）积分的Chl-a相对变化结果表明台风前较强的珠江冲淡水有利于台风过境后表层Chl-a的下降，但南海北部陆架不同区域表层Chl-a下降的主导机制存在显著差异。在浅陆架区域（<50 m），外海上层相对较低的Chl-a水体向岸输送，是引起表层Chl-a降低的主要机制。而在深陆架区域（>50 m），强烈的垂向混合将表层高Chl-a水体稀释，使表层Chl-a显著减少，因此混合作用在该区域占主导地位。另一方面，水柱（0-200 m）积分的Chl-a相对变化结果显示台风引起的向岸平流过程是引起水柱积分的Chl-a下降的主要因素。浅陆架区域的深度平均Chl-a浓度呈下降趋势，主要归因于台风右侧外海上层水体的向岸输运，导致整个水柱Chl-a降低，并使其在台风过境后难以恢复至台风前水平。需要注意的是，在深陆架区域，台风诱发的强垂向混合促进了硝酸盐（NO₃^-）的垂向再分配，为浮游植物在台风后的恢复和生长提供了必要的营养补给（图2）。

该研究揭示了南海北部陆架海区Chl-a对台风响应的显著空间差异，表层Chl-a的变化不仅取决于营养盐上涌强度，还受到背景生物量分布和平流输运过程的共同控制。

图2. （a）耦合模型的三组数值试验中，体积积分的Chl-a相对于台风前的变化；其中（a-1）表示0–10 m层，（a-2）表示0–200 m层。Exp.Base，Exp.WDir和Exp.NPRP分别表示珠江冲淡水在台风前后始终较强，在台风前较强而台风后减弱，以及台风前后始终较弱三种情况下的模拟结果。（b）陆架区台风前（第5–8天）深度平均叶绿素（DAChl-a）的分布。（c）台风期间（第9天）垂向断面的跨陆架流速分布图，正值表示向岸流动。灰色（黑色）等值线分别表示垂向涡粘性系数（0.001 m² s^-1）和NO₃⁻等值线（0.032 mmol m^-3）。（d）台风后（第11–14天）与台风前相比的初级生产力（PP）变化量（ΔPP），其中圆圈表示硝酸盐浓度变化（ΔNO₃⁻）。

论文第一作者为厦门大学博士后房巍巍，通讯作者为修鹏教授。合作者包括中国科学院南海海洋研究所郭铭先副研究员、郭琳助理研究员，中国地质大学（武汉）博士生李傲，黄冈师范学院舒婵博士。该研究获得国家重点研发计划、国家自然科学基金、湖北省教育厅重点项目、海洋生物地球化学全国重点实验室“杰出博士后基金”等的联合资助。

论文来源及链接：

Fang, W., Guo, M., Guo, L., Shu, C., Li, A. and Xiu, P. (2025), Typhoon-induced surface chlorophyll a decline on the shelf of the South China Sea. Limnol. Oceanogr. Lett.,

https://doi.org/10.1002/lol2.70075

供稿：房巍巍 修鹏

编辑：朱佳 苏颖

排版：陈蕾

审核：朱旭东 庄伟