海洋生態(tài)系統(tǒng)
一、海洋生態(tài)系統(tǒng)的基本特征
海洋生態(tài)系統(tǒng)（marine ecosystem）與陸地生態(tài)系統(tǒng)的主要區(qū)別是：
（1）生產(chǎn)者均為小型。主要由體型極小、數(shù)量極大、種類繁多的浮游植物和一些微生物所組成。之所以由小型浮游生物（microplankton）組成食物網(wǎng)的基礎(chǔ)，主要因?yàn)椋?/span> ①海水的密度使得植物沒有必要發(fā)育良好的支持結(jié)構(gòu)。這有利于小型植物而不利于大型個(gè)體；②海水在不斷地小規(guī)模地相對(duì)地運(yùn)動(dòng)，任何一個(gè)自由漂浮植物必須依賴于水中的分子擴(kuò)散來獲取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和排除廢物，在這種情況下，體型小和自主運(yùn)動(dòng)就很有利，而一群細(xì)胞集成的一個(gè)大的結(jié)構(gòu)就比同樣一些細(xì)胞單獨(dú)開來要差得多；③海洋中大規(guī)模環(huán)流不斷地把漂浮的植物沖出它們最適宜的區(qū)域，同時(shí)又常有一些個(gè)體帶回來更新這些種群，對(duì)于小型植物來說，完成這一必要的返回機(jī)制比大型植物有利得多。同時(shí)小型單細(xì)胞植物還能夠隨水下的逆流，暫時(shí)地?cái)z食食物顆粒，或以溶解的有機(jī)物質(zhì)為營(yíng)養(yǎng)。
（2）海洋為消費(fèi)者提供了廣闊的活動(dòng)場(chǎng)所。動(dòng)物比海洋植物更加多種多樣，更加豐富。這是因?yàn)椋孩俸Ｑ竺娣e大，為海洋動(dòng)物提供了寬廣的活動(dòng)場(chǎng)所；海洋中有大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，是海洋動(dòng)物吃不完的食料；②海洋條件復(fù)雜，有淺有深，有冷有暖，在這些多樣的生活環(huán)境下，形成了種類各異、數(shù)量繁多的海洋動(dòng)物。
（3）生產(chǎn)者轉(zhuǎn)化為初級(jí)消費(fèi)者的物質(zhì)循環(huán)效率高。在海洋上層浮游植物和浮游動(dòng)物的生物量大約為同一數(shù)量級(jí)。浮游植物的生產(chǎn)量幾乎全部為浮游動(dòng)物所消費(fèi)，運(yùn)轉(zhuǎn)速度很快。但海洋生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力遠(yuǎn)低于陸地生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力。消費(fèi)者，特別是初級(jí)消費(fèi)者有許多是雜食性種類，在數(shù)量的調(diào)節(jié)上起著一定的作用。
（4）生物分布的范圍很廣。海洋面積很大，而且是連續(xù)的、幾乎到處都有生物。
海洋環(huán)境有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
(1)海洋是巨大的，它覆蓋70%以上的地球表面。所有海洋都是相連的。世界海洋總的布局是環(huán)繞南級(jí)洲有一個(gè)連續(xù)帶，然后向北延伸出三個(gè)大洋，即太平洋、大西洋和印度洋。有人主張世界大洋應(yīng)為四個(gè)洋。實(shí)際上，北冰洋是屬于大西洋的。對(duì)自由運(yùn)動(dòng)的海洋生物，溫度、鹽度和深度是限制其生存的主要因素。
(2)海洋有連續(xù)和周期的循環(huán)。世界上的海和洋都是相互溝通，連接成片的。海洋產(chǎn)生一定的海流。總的說，它在北半球，以順時(shí)針方向流動(dòng)，而在南半球，則以逆時(shí)針方向流動(dòng)。海洋有潮汐，湖汐的周期性大約是12.5h。潮汐在海洋生物特別稠密而繁多的沿岸帶特別重要。潮汐使這些海洋生物群落形成明顯的周期性。
(3)海水含有鹽分。一般情況下，海水中各種鹽類的總含量為30%~35%，其中以NaCi為主，約占78%；mgCl2，mgSO2，KCi等共占22%。海水鹽度可低到1%~2%。我國(guó)渤海近岸鹽度為25%~28%，東海和黃海為30%~32%，南海為34%。
(4)海洋是一個(gè)容納熱量的“大水庫”。夏天海水把熱量?jī)?chǔ)存起來。到了冬天，海水又把熱量釋放出來。所以，海洋對(duì)整個(gè)大氣圈具有重要的調(diào)節(jié)作用。
二、海洋生物
海洋生物分為浮游、游泳和底棲三大生態(tài)類群，種類十分豐富。海洋生態(tài)系統(tǒng)中比較重要的海洋生物有：
1.浮游生物
海洋中的浮游生物(plankton)多指在水流運(yùn)動(dòng)的作用下，被動(dòng)地漂浮于水層中的生物類群，一般體積微小、種類多、分布廣，遍布于整個(gè)海洋的上層。
浮游生物根據(jù)其營(yíng)養(yǎng)的方式可分為浮游植物(phytoplankton) 和浮游動(dòng)物(zooplankton)。
浮游植物是海洋中的生產(chǎn)者。種類組成較復(fù)雜，主要包括原核生物的細(xì)菌和藍(lán)藻，真核生物的單細(xì)胞藻類，如硅藻、甲藻、綠藻、金藻和黃藻等。
赤潮是海水受到赤潮生物污染而變色的一種現(xiàn)象。這種污染使海洋多呈紅色斑塊狀或條帶狀，故稱赤潮(redtide)。由于赤潮生物種類和數(shù)量的不同，赤潮的顏色也有差異。如夜光藻所形成的赤潮呈桃紅色，而大多數(shù)甲藻所形成的赤潮多呈褐色或黃色，據(jù)統(tǒng)計(jì)，赤潮生物的種類已有150種之多，我國(guó)亦已發(fā)現(xiàn)40多種。常見的赤潮生物有，luo*甲藻、短luo*甲藻(gymnodinium breve)、海洋原甲藻、骨條藻、卵形隱藻(Cryptomonas ovata)和夜光藻等。部分赤潮生物是無毒的。但有的赤潮生物可在海水中釋放毒素。所以，赤潮不僅嚴(yán)重危害漁業(yè)資源，而且也威脅著人類的生命安全。
海洋浮游動(dòng)物指多種營(yíng)異養(yǎng)性生活的浮游生物，它們?cè)谑澄锞W(wǎng)中參與幾個(gè)營(yíng)養(yǎng)階層，有植食的，有肉食的，還有食碎屑的和雜食性的等等。浮游動(dòng)物的種類比浮游植物復(fù)雜得多。主要成員是節(jié)肢動(dòng)物的橈足類(Copepoda)和磷蝦類(Euphausids)，這些動(dòng)物雖然會(huì)自己運(yùn)動(dòng)，但動(dòng)作很緩慢，它們常聚集成群，浮在海水表層，隨波逐流。
2.游泳生物
游泳生物(nekton)是一些具有發(fā)達(dá)運(yùn)動(dòng)器官和游泳能力很強(qiáng)的動(dòng)物。海洋中的魚類、大型甲殼動(dòng)物、龜類、哺乳類(鯨、海豹等)和海洋鳥類等屬于游泳動(dòng)物。這個(gè)類群組成食物鏈的第二級(jí)和第三級(jí)消費(fèi)者。海洋中游泳動(dòng)物的種類與數(shù)量都非常多，個(gè)體一般都比較大，游泳速度亦很快。如須鯨(mystacocet)最大個(gè)體體長(zhǎng)30m以上，體重約150t。海豚(Dolphins)游泳速度每小時(shí)可達(dá)到90km以上。
魚類是游泳動(dòng)物中的主要成員。在汪洋大海的上、中、下層都有魚類生活，甚至在10000m的深海里，也還有魚類存在。魚類的種類(約有2000多種)或個(gè)體數(shù)量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了其他游泳動(dòng)物。游泳生物中還有各種蝦類。它們雖然常年棲息在海底，但都行動(dòng)敏捷，善于游泳。頭足綱(Cephalopoda)的烏賊，還有魷魚(Loligo japonica)和章魚(Octopus sp.)都是中國(guó)海上常見的動(dòng)物。
3.底棲生物
底棲生物是一個(gè)很大的水生生態(tài)類群。種類很多，包括了一些較原始的多細(xì)胞動(dòng)物，如海綿(Leucosolenia)和海百合(metarinus)。
根據(jù)生活方式可將底棲生物分為：固著生活的種類、底埋生活的種類、穴居生活的種類和鉆蝕生活的種類等。
三、海洋生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力和能量流動(dòng)
1.海洋的生產(chǎn)力
海洋初級(jí)生產(chǎn)力幾乎全部為浮游植物所承擔(dān)。1957年，N.Steeman 首先使用放射性碳，測(cè)定了海洋生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力和能量流動(dòng)，得出海洋初級(jí)生產(chǎn)力每天所固定的碳約在0.01~3.0g/m2之間，南非西岸大海中的本格拉海流內(nèi)，最高生產(chǎn)力為6tC/ (m2·年)。但多數(shù)時(shí)間內(nèi)，熱帶海洋的生產(chǎn)力都是很低的，其數(shù)量約處于0.1~0.2gC/(m2·年)之間。Steeman估計(jì)，海洋的平均生產(chǎn)力大約為550kg/(hm2·年)，北海(歐洲)的生產(chǎn)力約為800kg/(hm2·年)。
就浮游植物資源而言，海洋可分為寡營(yíng)養(yǎng)型水域內(nèi)生物量為1mg/ (m3·年)或更低；富營(yíng)養(yǎng)型水域的生物量多于1mg/(m3·年)。
就三大洋來說，印度洋的平均生產(chǎn)力最高，達(dá)81.0gC/(m2·年)，大西洋次之，69.4gC/ (m2·年)，而太平洋平均的生產(chǎn)力最低，46.4gC/(m2·年)。
海洋的面積比陸地大，然而海洋生產(chǎn)力大大低于陸地生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力。海洋的平均生產(chǎn)力約為陸地的1/5。海洋和陸地生產(chǎn)力懸殊的主要原因是海洋浮游生物得不到足夠的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，而可見光又被海水吸收。
2.能量的流動(dòng)
實(shí)際上海洋中的營(yíng)養(yǎng)關(guān)系遠(yuǎn)比此復(fù)雜，食物的競(jìng)爭(zhēng)也非常激烈。
在溫帶地區(qū)浮游植物在約40m深的水層內(nèi)仍能進(jìn)行光合作用，而熱帶地區(qū)可達(dá)100m的深度。光合作用的強(qiáng)度與達(dá)到該水層的光強(qiáng)度有密切關(guān)系。
這些浮游植物是海洋生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者，食物鏈的起點(diǎn)。在食物鏈的每個(gè)環(huán)節(jié)上都有能量耗散。此食物鏈的能量轉(zhuǎn)換率不是很高，從微型藻類到植食動(dòng)物，從一個(gè)營(yíng)養(yǎng)階層到另一個(gè)營(yíng)養(yǎng)階層轉(zhuǎn)換率約為10%~15%。
值得注意的是，在海洋中有一些極短的食物鏈。如藻類—鯨(Balaena hysticetus)的食物鏈。鯨體積很大，但它卻只能以很小的浮游生物為食。這種食物鏈只有很少的幾個(gè)環(huán)節(jié)，能量損失較少。
近年來研究發(fā)現(xiàn)，海洋中非常小的細(xì)菌和真菌，利用可溶性物質(zhì)，然后它們被各種異養(yǎng)原生生物所吞食，這些原生生物直接被較大的浮游動(dòng)物或幼蟲所食耗。這是：自由生活的微生物被原生生物為主的“微型攝食者”攝食，再進(jìn)入原生動(dòng)物食物鏈。
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——摘自科學(xué)出版社·蔡曉明編著·《生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)》·第三篇 自然生態(tài)系統(tǒng)·第十八章 第二節(jié)
