第九章 海洋生物
§9.1海洋生物的环境分区　

海洋是生命的摇篮。海洋为海洋生物的生存提供了适宜的环境，同时又制约着生物的生活、生长、繁殖和时空分布；另一方面，海洋生物在生命活动过程中也不断地影响其周围的环境。因此，海洋生物与环境之间是一种既适应又制约，又反馈的相辅相成的统一体。

海洋生物的栖居环境分水层和底层两部分。　

9.1.1水层部分(Pelagicdivision)

浩瀚的海洋水体在全部深度上都有生物分布，海洋为海洋生物提供的可栖息容量比陆地大得多。

一、水层环境的主要特征

虽然世界各大洋都是相连的，但是由于温度、盐度和深度会形成“阻隔”，使得没有一种海洋生物能在全球海洋任何区域内自由生活。

(一)温度

海水温度随着纬度、深度和季节的变化而变化，近岸水域和岛屿周围海域的水温变化还受到陆源环境因素的影响，变化频率及温差幅度较之外海及大洋更为强烈。

水温对海洋生物是极为重要的生态限制因子，通过自然选择保留至今的每一种海洋生物对水温的适应都有特定的范围，即各有所能忍受的最低、最高和最适温度，及其生长、发育和繁殖阶段所要求的最低和最高温度。因此，水温是决定海洋生物的生存区域、物种丰度及其变动的主要环境因素。

根据海洋表层水温等温线与纬度平行分布格局，从生物地理学角度出发，可把全球海洋分为：热带(25℃)、亚热带(15℃)、温带(北半球5℃，南半球2℃)和极地寒带(＜0～2℃或5℃)等四个温度带。根据各种海洋生物对温度变化的耐受限度，可分为广温性、窄温性或暖水性、温水性、冷水性等不同的生态类群。它们都被水温局限在不同的海域之内。充分反映出温度对海洋生物时空分布的无形阻隔。

(二)盐度

海水比陆地水含有更多的盐，同样出现成带和分层现象。各种海洋生物对盐度的适应与适应温度一样，都有各自的“生态幅”。据此，可以把海洋生物区分为窄盐性种(stenohalinespecies)和广盐性种(euryhalinespecies)两大类。前一类包括生活在外海大洋，近海潟湖，尤其是大洋深水区，亦可称之为高盐性种；后一类则主要分布在盐度变幅较大的近岸浅海、海湾及近河口区。

盐度对于海洋生物的作用主要在于影响渗透压，因为大多数海洋生物体和海水是等渗性的。虽然海洋硬骨鱼类的血液和组织里的含盐量较低(它们是低渗透压的)，但它们在咽下水分与经过鳃时可主动排出盐分而调节渗透压。渗透压的剧烈变化，可使生物细胞破裂或“质壁分离”，损坏细胞正常结构，从而影响生物的新陈代谢，甚至危及生命。

此外，海水中存在生命所必需的全部溶解盐类——生物盐(biogenicsalts)，或称生物离子。氮和磷酸盐被认为是生物的常量营养物质(macronutrients)，这对海洋植物尤为重要。与陆地生物一样，充足的“肥料”是保证“产量”的重要因素，海水中生物盐浓度能直接影响海洋植物的丰度从而影响到海域的初级生产力。哈钦森(Hutchinson，1959)曾提出“在生物体内所有的元素当中，以磷的生态学意义最大，因为生物体内磷和其它元素的比例，要比这些元素最初来源的比例大得多。所以，除水之外，磷的缺乏，比任何其它物质的缺乏都更为限制地球表面任何地区的生产力”。氮、磷之后是钾、钙、硫、镁等。软体动物和脊椎动物等需要大量的钙；镁是叶绿素的必需成分，而叶绿素是植物进行光合作用的基础。

除了需要量大的常量营养物质外，生物生命系统活动中还需要微量营养物质(micronutrients)。艾斯特(Eystor，1964)曾明确地提出植物所必需的十种微量营养物质，如铁、镁、铜、锌、硼、硅、钼、氯、钒和钴，并按其功能分为三类：(1)光合作用所必需的是Mn、Fe、Cl、Zn和V；(2)氮代谢需要Mn、B、Co、Fe；(3)其它代谢功能需要Mn、B、Co、Cu和Si。它们中的大多数元素亦是动物所必需的。许多微量营养物质和维生素相似，对生物的生命活动过程起着催化剂作用。

常量营养物质和微量营养物质，一部分来自陆地，由江河带入海内；一部分通过生物尸体、有机物的分解以及海底沉积物由水体铅直混合再带入水层而被再利用。因此，在不同海区水体内的含量分布亦是不均匀的。上述物质的量少或过多都能影响生物生命系统活动的正常运行，即起到限制作用。

(三)深度

海水深度对生物最明显的影响是流体静压力(hydrostaticpressure)的作用和光照深度。

1.流体静压力在海洋中每深10m压力约增加1013.25hPa。海洋最深处压力可超过1.01325×106hPa。许多动物能耐受变化范围很大的压力。一般说来，通常生活在深渊海底的生物的生命活动比较缓慢，如深海中的蛤估计需100年时间才能长到8.4mm的长度。

2.光照深度光照强度随着水深的增加而指数下降。在清澈的海水中，水深25m处，大部分红光被吸收，依次是橙光、黄光和绿光。在清澈的大洋区，光线透射的深度可达200m，但这里仅有在波长495nm附近的蓝光。在混浊的沿岸带水体，有效的光线透射很少能超过30m水深。海洋水体因此形成了浅薄的透光带(层)(Photiczone)和深厚的无光带(层)(aphoticzone)两大部分。为数极少的海洋高等植物和大量的大型多细胞藻类植物被局限在海岸带，而在辽阔无垠的大洋区，初级生产者主要是浮游植物和光合微生物等，它们生活在浅薄的透光带内，依靠光合作用，生产有机物，并作为海洋食物链(foodchains)的基础，启动海洋生态系统中能流的运转，亦为在无光带黑暗环境下生活的海洋动物提供了必需的原初食物。黑暗的无光带内由于海洋植物无法生活，显然是海洋动物和一些微生物的世界，为数众多的是肉食性、腐食性动物，它们能够捕食其它动物或利用有机碎屑和生物尸体的分解所提供的能量。
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