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海洋生態包括海洋生物之間及海洋生物與其海洋環境之間的相互關係。海洋是生命的發源地,其中孕育着種類繁多的海洋生物[1],每年為人類提供大量資源。
目錄
海洋環境
壓強
地球上海洋面積共3.6億平方公里,約占地球總面積的71%,為陸地面積的2.4倍。海洋之間並無隔斷,由于海水的水平和垂直運動,還不斷地進行着水體和物質的混合和交換。海洋平均深度約3820米。目前已知海洋最深處超過11000米。通常水深每增加10米,就增加1個大氣壓。因此海底最深處的壓力可達1100個大氣壓。
海底地形
通常將海域分為:
①大陸架,海洋靠近陸地的部分,從沿岸起緩慢往外傾斜,平均坡度僅0°07′,即向外延伸1公里,平均加深1.5米左右。大陸架的寬度與陸地地形有關,有些海洋幾乎沒有大陸架,而中國沿海大陸架寬度有幾百公里。大陸架水深可達200米。
②大陸坡,在大陸架以外,其主要特點是坡度明顯增大(有的可達20°~30°),水深也急劇增加,平均可達2440米左右。
③大洋盆地,在大陸坡以外,地形廣闊而平坦,是海洋的主要部分,水深可達6000米左右。
④海溝,狹而長,水深超過6000米以上,最深的海溝是馬里亞納海溝,水深達11022米。
海洋的水平分區
與大陸架相對應的淺海稱為近岸區或近海區,大陸坡以外的廣大海域稱為大洋區。
近海區面積小,僅占海洋總面積的8%,但由於陸地大量營養物質注入,因此是生物生長、繁殖的重要場所。
海洋的垂直分層
大洋區的水層可垂直劃分為若干帶。①上層帶,下限為浮游植物的補償深度,即光合作用產生的氧恰與呼吸作用消耗的氧相等的深度,其具體數值取決於光強和水的透明度,一般10~120米,平均約為50米。②中層帶,起於上層帶的下限,下至200~300米深處。③次中層帶,水深可達600~700米。④半深帶,水深由600~700米至2000~2500米,幾乎無光。⑤深層帶,水深2500~6000米,無光。⑥深淵帶,水深在6000米以下,無光。
海洋水溫
海洋水溫通常由表層向下遞減,到達一定深度,溫度降低顯着,即溫躍層。深層帶和深淵帶水溫一般是1~4℃。許多海洋生物往往只能在一定水層生活,如浮游植物生活在上層帶。
海洋緯度自然帶海洋表層水溫在一年中的變化,隨水體所處緯度而定。按照表層水溫可把海洋劃分為若干自然帶。①熱帶,表層水溫最低在20℃以上,溫度變化範圍小,一般僅2~3℃。②亞熱帶,最低水溫在15℃以上,溫度變化範圍較大,可達6~7℃以上。③溫帶,水溫在15℃以下,可近於0℃,溫度變化範圍最大。④近極區,水溫最高不超過10℃,溫度變化範圍不超過2~3℃。⑤極區,水溫最高不超過0℃(或5℃),溫度變化範圍很小,沿岸常有冰層覆蓋。
海流
海流對海洋環境起着積極主導的作用。海流包括潮流、風海流、坡度流、升降流(上升流和下降流)、密度流、渦流和大洋環流等。大洋環流是大洋海流的骨幹,而上升流區域則是重要的漁場。
太平洋黑潮暖流經中國台灣海峽的東面,沿東海邊緣向東北方向流去。它的兩支分流對中國沿海有明顯的影響。一支分流經巴士海峽流入南海;另一支分流經東海注入黃海,在夏季甚至可達渤海。這兩支海流的方向大體都是由南向北,是暖性的。中國沿海另一支海流是中國沿岸流,北起黃海和渤海,沿海岸南下,經台灣海峽注入南海。沿岸流受大陸氣候影響,冬夏溫差大,沿途容納了大量淡水,所以鹽度也較低。在台灣以東海域、舟山附近、海南島東北部、粵東和閩浙沿海有上升流。除海流外,波浪、潮汐、光、溫度和水壓力等都是影響海洋生物的重要物理因素。
海水的化學組成
已發現海水含有80多種元素,其化合物的種類則更多。這些物質以離子態(陽離子、陰離子、絡合離子)、懸浮態、膠體以及氣泡等形式存在于海水中,海水總的含鹽量在35‰左右,但在河口可低至1~2‰。個別水蒸發量大的海域含鹽量偏高,如紅海為40‰。按組分含量的不同,可把海水中的化學成分分為5類:
常量元素如鈉、鎂、鈣、鉀、鍶、氯、硫、碳、溴、氟、硼等,占海水中溶解鹽類的99.8~99.9%,它們在海水中的含量基本不變。
營養元素包括氮(以硝酸鹽、亞硝酸鹽[2]和銨等形式存在)、硅、磷、鐵、錳、銅等,這些元素與生物的生長關係很密切。
微量元素種類很多,但總量卻非常少,僅占總鹽量的0.1%左右,如鋰、銣、銫、鋅、鈾等。
溶解氣體主要來自海氣交換,如氮、氧、氬、二氧化碳、氖、氦等,在缺氧情況下,還會出現硫化氫、甲烷等。
有機物包括碳水化合物、脂肪、蛋白質和元素有機化合物等等。部分來源於大陸河流輸入,大部分來自海洋生物的分泌、排泄和生物死體的分解。
海水的鹽度、pH值、含氧量、二氧化碳含量、營養鹽和有機物以及一些微量元素的含量,對海洋生物都有直接的影響。
海底沉積
海底的地形、結構以及沉積物的組成、理化特性(如粒度大小、有機質含量、氧化還原電位等)是影響底棲生物生活的重要環境元素。海底沉積物來源大致是:陸源性沉積、陸上或海底火山的噴出物、無機性沉澱或宇宙產物,以及由生物死體所造成的細泥。在淺海區域,底部沉積物的組成主要受陸地物質來源的影響,海流對沉積物的轉移起主導作用。絕大部分深海或大洋底層的沉積物,都是由海洋生物的殼和骨骼所造成,在大洋的底部,生物屍體的沉積有的竟厚達數千米以上。在近海區,沉積速率一般較高;而在大洋區,沉積速率很慢,每千年僅沉積1厘米左右。
海洋生物
海洋中幾乎到處都有生物,但不同的環境,生物群落的種類組成和結構,以及各種群數量、個體大小、形態、生理生化特性等都很不同。海洋生物分布的格局是與海洋環境相互作用、協調進化的。一般常按生活方式將海洋生物分為浮游生物、游泳動物和底棲生物3類。
浮游生物
浮游生物無游泳能力或游泳能力弱,懸浮於水中隨水流移動,包括細菌、浮游植物(如硅藻、甲藻等)和浮遊動物(如水母、腹足綱軟體動物的翼足類、異足類,許多海洋動物的幼蟲等)。多數終生營浮游生活,稱為永久性浮游生物;少數種類僅於生活史的某個階段營浮游生活,稱為階段性浮游生物,如許多海洋動物的幼蟲;也有些原非浮游生物,被水流沖盪而出現在浮游生物中,如某些低等甲殼類的介形類、漣蟲類等,稱為暫時性浮游生物。浮游植物只能生活在有光的水層;浮遊動物則不然,有的可以生活在千米以下的深水中,而且多數能在水中作垂直移動。浮游生物一般體重輕(外殼重量輕、體內脂肪含量高,富有粘液)、沉降阻力大(身體相對面積大,體表多刺毛、突起,群體連成片)或者具有纖毛、鞭毛而有一定的運動能力。
游泳生物
游泳生物指那些具有發達的運動器官而游泳能力強的動物。包括魚類、哺乳動物(如鯨、海豚、海豹)、爬行動物(如海蛇、海龜)、軟體動物(如烏賊、章魚)和一些大型蝦類(如對蝦、龍蝦)等,它們的游泳能力、速度和方式也有很大差異。有些種類能橫跨大洋作長距離的洄游,如金槍魚等;有的游泳很快,如劍魚每小時速度達70公里以上。海鰻以整個身體彎曲擺動向前遊動,烏賊和章魚則從漏斗口向外噴射水流以推動身體反向運動。它們有時生活在上層水域(如太平洋鯡魚),有的生活在中層或底層水域(如小黃魚、真鯛、牙鮃)。游泳動物除了有發達的游泳器官外,身體大多呈流線型,以減小阻力,提高游泳速度。
底棲生物
底棲生物生活在海洋水域底部和不能長時間在水中遊動的各種生物,包括底棲植物(幾乎全部大型藻類和紅樹等種子植物),底棲動物(海綿、腔腸、環節、線形、軟體、甲殼、棘皮、脊椎等門類均有底棲種)。底棲生物按其與底質的關係,又可區分為底上、底內和底游3大生活類型;在岸邊還存在潮間帶生物。
底上生物生活於硬質海底。包括在各種底質上營固着生活(如海葵、水螅、藤壺、牡蠣、柄海鞘)、附着生活(如紫貽貝、附着硅藻、大型藻類)以及匍匐海底(如馬糞海膽、刺參和紅螺等)的動物。固着生活的動物運動器官退化,但觸覺器官發達,被動取食,幼體營浮游生活,靠海流擴大其分布區域。固着或附着在船底、浮標、工廠排污管道、海上石油平台和海上其他設施的生物被稱為污損生物(包括微生物、藻類和動物)。它們對交通、軍事和生產均有危害。
底內生物生活於軟質海底。有的分泌粘性物質形成管子或用分泌物粘結沉積顆粒成管子而棲身其中(如巢沙蠶、磷沙蠶等);有的具有發達的挖掘器官,將身體埋於泥沙中(如黃島長吻柱頭蟲、中國蛤蜊、文昌魚等);有的鑽木(如船蛆)、鑿石(如波紋溝海筍)。
底游生物有一定的運動能力,能在水底緩慢地行動(如梭子蟹)。
潮間帶生物一類特殊類型的底棲生物。經過長期的進化,底棲生物對潮汐的漲落、海浪的衝擊、陽光的暴曬、溫度的變化等有很好的適應能力。由於潮間帶生態位的差異,生物在潮間帶的分布很有規則,群落結構比較清楚。
參考文獻
- ↑ 15種奇特的海洋生物,這是你不知道的世界,搜狐,2022-09-20
- ↑ 亞硝酸鹽的來源及危害,搜狐,2019-12-19