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海洋中的“死亡區”是如何形成的？揭開低營養低葉綠素區的真面目！
在全球海洋中，約有75%的區域被稱為低營養低葉綠素區（LNLC），這些區域擁有低濃度的營養物質，如氮、磷和鐵，進而導致了低的初級生產率。這些區域主要存在於副熱帶旋渦、地中海及部分內陸湖泊，形成的原因與物理及生物過程密切相關。
“低營養低葉綠素區對海洋碳循環與全球碳循環有重要的影響。”
了解這些區域的形成，我們首先需要看初級生產的概念。初級生產是將二氧化碳和其他元素轉化為有機化合物的過程，這一過程主要依賴光合作用。海洋中的初級生產由光合生物（例如浮游植物）驅動，而葉綠素的濃度常常用來作為浮游植物數量的指標。然而，LNLC區域的低營養供給使得初級生產受到限制，這通常表現為較低的葉綠素濃度。
物理過程與生物因素
在航空物理過程中，弱水流動與已深水混合，導致了養分的循環不良。深海水中富含營養，但由於缺乏足夠的垂直混合，很難被帶到光層中去。基本上，LNLC區域的養分供應來源有三個，分別是：
- 來自深海的養分重新引入。
- 表層水中重新循環的養分。
- 來自陸地或大氣的外部養分，或是生物過程（例如，氮固定）。
“這些區域的低生產力經常是由於營養供應的短缺而引起的。”
這些區域通常不會出現在沿海地帶，因為沿海地區更容易獲得來自陸地的營養源。因此，對於LNLC的形成，我們可以看到兩個主要過程：生物泵與Ekman下沉。生物泵是指有機物從表層海洋向深海輸出時，同時也將光層中的營養物質隨著有機物一起帶走，這樣便降低了光層中的養分。
LNLC區域的初級生產與生物多樣性
儘管LNLC區域的單位面積初級生產率相對較低，但由於這些區域的廣大面積，全球海洋生產力的約40%發生在這些位置。LNLC地帶的浮游植物社群通常以微小的浮游植物為優勢，這些微小生物利用更高的表面積以體積比，提高了對養分的吸收效率。這限制了有機物的外流，使得光層中的養分維持在一個較低的狀態。
“低營養環境下，氮固定生物的優勢將會逐漸增強，進一步影響生態系統的結構。”
季節變化與氣候影響
LNLC區域的初級生產力在季節性和年際變化下有著明顯的波動。比如北大西洋副熱帶漩渦會在冬季縮小，夏季擴展。而全球變暖和氣候變化的持續影響也會使這些地區的生態系統逐步變得更為穩定，進而影響到海洋生物的多樣性及其生產力。重要的是，這種變化將在未來造成深遠的生態影響，我們的海洋系統將如何應對這種挑戰呢？
我們面對的未來，是否能夠平衡這些生態區域的生產潛力，並確保這些系統的可持續性？
