Почему «Южно-Китайское море» пишется через дефис?

Союз и между частями этих сложных прилагательных неуместен, т.к. здесь совсем другая аргументация правописания: пишутся через дефис (с прописных букв в составных частях) сложные прилагательные, входящие в сложные географические или административные названия и начинающиеся с основы восточно-, западно-, северно- (северо-), южно- (юго-), например: Восточно-Европейская равнина, Западно-Корейский залив, Северо-Западный Пакистан, Южно-Австралийская котловина.

Это не по тому правилу, которое Вы описали, есть другое правило о прилагательных. Правило русского языка. В географических и территориально-административных названиях, начинающихся на Северо- (и Северно-), Юго- (и Южно-), Восточно-, Западно-, Центрально- с прописной буквы пишутся и через Дефис оба компонента первого сложного слова.