近日，中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境实验室（LTO）蔡树群研究员团队在海洋动力过程与生态响应耦合机制研究方面取得重要进展。该研究首次基于三维高分辨率物理生态耦合模型，系统阐明了南海北部寡营养海域内潮作为“营养泵”调控叶绿素增长的物理生物耦合机理，相关成果发表于国际知名期刊 Journal of Geophysical Research: Oceans，LTO副研究员许洁馨为论文第一作者，研究员蔡树群和厦门大学教授柴扉为共同通讯作者，副研究员龚延昆、研究员陈植武、副研究员何映晖、高级工程师黎大宁为合作作者。

南海北部海域整体属于寡营养海域，初级生产力水平较低。内潮作为一种普遍存在的海洋动力过程，但关于它如何调控叶绿素浓度仍缺乏系统的量化研究。针对这一科学难题，研究团队构建了非静力MITgcm环流模式与生物化学模式CoSiNE相结合的三维物理—生态耦合数值模型，并利用现场实测数据对模型进行了验证。研究结果表明，内潮过境后约6小时内，真光层营养盐浓度最高可提升30%，且存在明显的延迟响应。值得注意的是，在内潮波谷过境后约4至6小时的白天时段，研究区域出现了显著的叶绿素浓度高值(图1)。

图1 2014年8月25日00:00至8月29日00:00期间，内潮活跃区内(a)硝酸盐、(b)硅酸盐和(c)叶绿素浓度的剖面时间序列，及其异常(d)、(e)、(f)。图中黑色实线分别表示硝酸盐5 mmol/m³等浓度线和硅酸盐10 mmol/m³等浓度线。顶部白色与黑色条柱代表白天与夜间时段，由虚线分隔。

进一步研究表明，这是由于在充足光照条件下内潮促使上升至真光层的营养盐增加，从而支撑了约20%的净浮游植物生长量；内潮导致叶绿素增长是由水体瞬时的物理输运过程与浮游植物滞后生理生长效应共同驱动的(图2)。该研究不仅量化了内潮在寡营养海域的物质能量输送效能，也深化了对海洋物理过程调控碳循环及生态系统生产力维持机制的科学认知。

图2 浮游植物对内潮响应在日夜的差异示意图

该研究得到国家自然科学基金、广东省自然科学基金、广州市科技计划项目、中国科学院项目等共同资助完成。

相关论文信息：Xu, J., Gong, Y., Chai, F. *, Chen, Z., He, Y., Li, D., Cai, S.* (2026), Mechanisms of Chlorophyll Enhancement Driven by internal tides in the Oligotrophic Northern South China Sea, Journal of Geophysical Research: Oceans, 131, e2025JC023161.

文章链接：https://doi.org/10.1029/2025JC023161