海洋生态系统marine ecosystem

生活在海洋的生物群落与其环境构成的生态系统。海洋占地球表面积的71.8%，是生物圈里面积最大的生态系统。生命起源于海洋。海洋不仅每年提供近亿吨营养丰富的海产食品，而且海洋生物的生命过程，在全球物质的大循环和维持大气的组分中起着重要的作用。
特点 海洋生态系统与陆地生态系统相似，都是由生产者、消费者、分解者和环境等基本要素构成。包括不同等级的子系统，在系统内部不断进行着能量流动、物质循环和信息传递。但由于海洋生物是生活在海水环境中，海水是一种多组分的电解质与少量的非电解质共处一体的溶液，具有不同于陆地环境的理化特征，对海洋生态系统的结构与功能有着显著的影响。
海洋环境特点 ❶海水密度大，许多海洋生物能在水中营漂浮生活（如浮游生物）;
❷海水不停地流动，所以在海洋生态系统中有营固着生活的生物存在；
❸海水能吸收阳光，靠阳光制造有机物的初级生产者只能生活在海洋表层狭窄的地带；
❹海水含氧量比大气低，并随温度和盐度而变化，当养殖水体生物密度过大，尤其在高温季节常因含氧量不足引起生物大量死亡；
❺海水深度每增加10m约增大一个静水压，除了生活在海洋表层的生物外，大多数海洋生物能承受比陆地生物大得多的压力。
结构与功能特点 ❶海洋初级生产者，除少数个体大的海藻(如海带、巨藻等)外，主要是由个体小、营浮游生活的单细胞藻类（称为浮游植物）所组成，在海洋生态系统中，浮游植物所提供的初级生产量占95%以上；
❷海洋草食动物的个体大多很小，如桡足类的水蚤，营浮游生活，称为浮游动物；
❸海洋生物支持身体的组织不发达；
❹海洋动物的能量贮藏以蛋白质为主，而陆地动物能量贮藏主要是碳水化合物；
❺海洋生态系统内部的营养关系较复杂，海洋动物对食物的选择不严格； 不少种类其成体和幼体常处于不同的营养级，如对虾在溞状幼体时期是草食者，进入糠虾时期以后成为肉食者； 鲱鱼的幼体常被箭虫摄食，而箭虫又是成体鲱鱼的重要饵料；
❻能量转化效率较高，最高可达20～30%。
类型与分布 由于海水的流动性和海洋的整体性，海洋生态系统的划分要比陆地生态系统困难，目前主要依据是海洋环境的分区与分带。海洋环境在水平方向上可分为浅海（近海）区和大洋区。海与陆地交接处，随着潮水的涨落，时淹、时露的区域称为潮间带。在垂直方向上，可分为水层和海底两大部分（见图）。在水层的上层，有阳光透过的区域叫做真光层，是海洋初级生产的水域，真光层的深度随所处的纬度、季节、海水的混浊度而变化，在河口仅几米深，而在大洋可达百米。在真光层以下没有阳光，也没有依靠阳光营初级生产的生物。在水层中，除了营漂浮生活的浮游生物外，还有一类被称为自游生物的海洋动物，如大多数鱼类、乌贼、鲸鱼等，它们具有发达的游泳器官，能进行长距离的洄游。从浅海一直到万米水深的海底，还有种类繁多的底栖生物。浅海底栖生物除动物和微生物外，还有藻类； 深海底栖生物仅有动物和微生物，典型的底栖动物如海葵、沙蚕、海参、海胆、珊瑚和贝类等。

海洋环境划分示意图

海洋生态系统由不同的子系统构成。研究较多的有河口生态系统、近海生态系统、潮间带生态系统、红树林生态系统、藻场生态系统、珊瑚礁生态系统、上升流生态系统，以及海底热泉生态系统等。
潮间带生态系统 因底质不同可细分为岩石、砂质和泥质生态系统。潮间带生物对光、温和盐度的变化和波浪冲击均有较大的适应力。随着潮汐涨落的有序变化，在垂直方向有明显的生物分布格局。在岩石潮间带，潮上带主要有滨螺(Littorina)、屋顶螺(Tec-tarius)、海蟑螂(Ligia)和眉藻(Calothrix)等，对强光、 高低温和干旱有很大的抗性。 牡蛎(Ostrea)、䗩(Cellana)和石(Uiva)是中潮带的优势种类。 潮下带有繁茂的生物，如贻贝(Mytilus)、马尾藻 (Sar-gassum)和江蓠(Gracilana)等。
近海和上升流生态系统 近海和上升流水域生产力高，尤其上升流水域营养物质丰富，是重要的渔场（见表）。上升流生态系统的食物链一般较短，大多仅2～3个环节；大洋生态系统的食物链大多较长，有5～6

世界海洋不同区域的生产力

海 域	占海洋总面积 (%)	面 积 (km2)	平均生产力 (g/m2·年)	总生产量 (×109吨/年)	营养阶层数目	效 率 (%)	渔 获 量 (吨，鲜重)
外 海 近海区 上升流区	90 9.9 0.1	326×106 36×106 3.6×105	50 100 300	16.3 3.6 0.1	5 3 1 1/2	10 15 20	16×105 12×10 12×107

海底热泉生态系统 是1977年首次在太平洋加拉帕戈斯岛附近2 700m水深的海底发现的。生物群落很繁茂，动物个体大，如管栖的须腕动物 (Riffia pa-chytila)，管径 10cm，长达数米。研究结果揭示，该生物群落的生产者是硫磺细菌，它们靠氧化海底热泉喷出的H₂S获得能量，将水中CO₂合成碳水化合物。
此外，有人工海洋生态系统，如用来进行污染和水产科学研究的实验生态系统、对虾养殖的虾池生态系统、盐田生态系统等。
开发利用 海洋生态系统研究的开展，与海洋生物资源、海底能源的开发利用，以及海洋环境保护工作的发展紧密相联。渔业资源是人类开发利用海洋生物资源的主要内容。据估计，海洋生物约有20×104种，其中可供食用、药用和工业原料用的生物种类近万种。目前有32个国家自海产食物中获得所需34%以上的动物性蛋白质。为了满足世界人口迅速增长对海产食品的需求，必须采用最新的研究手段，如遥感、潜水器、水下电视、计算机等，开展以海洋生态系统为中心的海洋生态学研究，建立生态系统数学模型，估测渔业资源的现存量、可捕量和预测发展趋势，为制定渔业规划和管理提供依据。针对近海渔业资源衰竭状况，以及大力发展近海水产养殖的需要，必须以生态系统的原理为指导，重视整个海湾或局部水域的利用和改造，及时调控系统内部出现的不平衡，从而获得最佳的生态和经济效益。在开发利用海洋的同时，必须重视海洋环境保护，维护生态平衡，防止污染损害。为了揭示和预测全球变化的奥秘，国际地圈、生物圈计划(IGBP)将真光层海洋生物与物理、化学过程的相互作用，以及真光层这些过程对大气圈的影响和大气变化反馈于海洋生态系统问题列为一个重要研究内容，拟从1990年起至少用10年的时间开展研究。

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海洋生态系统

海洋中由生物群落与无机环境构成的统一整体。海洋生态系统的最基本特征是，能量通过食物链不断地单向流动，物质在食物链与无机环境之间不断地反复循环。海洋生物群落各个种之间的食物关系十分复杂，可连接成链状或网状 （食物链或食物网）。过去只注意海洋的牧食食物链，但20世纪60年代后发现，在河口、内湾、红树林和浅海水域，碎屑食物链也很重要。碎屑主要来自海洋植物的碎屑、动物没有消化的残渣和陆地碎屑的注入等。已知有不少海洋动物以碎屑为食物，在河口及浅海水域，估计总的初级生产量大约有50%通过碎屑食物链。海洋动物对食物的选择不如陆地动物严格，能摄食多种食物。在海洋中尚未发现在陆地上见到的那种单食性种类。
海洋生态系统的能量输入。可分为来自太阳的辐射和来自物理环境两大类。运动引起的能量被称为代谢外能量。只有太阳辐射能高、代谢外能量输入也高的海域，才能够得到高的生产力，如近岸水域和上升流区域。光是海洋初级生产者最重要的环境因素，由于海水对光的吸收和海水中悬浮物质对光的散射，光线进入水体后很快被衰减。在真光层下限，入射光强大约只相当于水表面光强的1%。光透入水层的深度依海域所处的纬度、季节、海水的混浊度而变化。在清澈的大洋水中，透入水层的主要是430微米的光波，最深可达200米。在沿岸水域，由于短波长的光大部分被散射，进入水中的主要是550 微米的光波，穿透深度小于大洋水。
生产者。海洋中能进行光合作用的生物有： 大型定生藻、海洋被子植物、浮游植物、底栖硅藻和光合细菌。尽管在近岸海域大型定生藻的初级生产也很可观，但就整个海洋初级生产力来说，个体很小的浮游植物是主要生产者，这与淡水环境近似而与陆地环境有很大差别。小型浮游植物所制造的有机物约占海洋初级生产力的95%。海洋初级生产力调查，主要是测定海洋浮游植物的光合作用速率。影响海洋初级生产力的因素主要是光、海况、营养盐、浮游植物的种类、生物量和被捕食情况等。
初级消费者。植食动物多是滤食性种类，以浮游植物或有机颗粒为食。主要包括桡足类等小型甲壳动物、被囊动物、毛颚动物、水母等浮游动物，贻贝、牡蛎、扇贝等底栖动物以及植食性鱼类等。浮游动物与浮游植物杂居在同一水层，在水中能作垂直移动，其种群组成和数量也有明显的季节变化。次级消费者，即肉食动物，以植食性动物或其他肉食性动物为饵料。不同肉食性动物在食物链上可以处于不同的营养级。例如，北方河口的动物，依其营养关系可分为植食性动物、杂食性动物、低级肉食性动物、中级肉食性动物和高级肉食性动物五类。
分解者。主要是异养的微生物，它们借分解海洋动植物的死体和其他有机物质获得能量，同时把有机物逐渐降解还原为无机物。海洋中的碳循环、氮循环、磷循环等与陆地生物一样都离不开微生物的作用。同样的，海洋微生物对于净化有机物污染，如石油、有机农药等污染起积极的作用。水域的净化离不开微生物。