почему численность океанических водорослей вблизи берегов гораздо выше, чем в открытом океане за сотни километров от берега

Во-первых, водорослям для существования необходим кислород. Несомненно, ближе к поверхности кислорода больше, нежели на дне океана.
Во-вторых, без солнечного света водоросли погибнут, опять же, чем ближе к берегу, тем больше солнечных лучей достаю до дна.
Возможно, дело заключается еще и в температуре. На дне океана по-любому довольно холодно, в то время как у берега вода теплая.