海洋浮游生物与海藻的重要贡献及交换作用

二、海洋浮游生物与海藻类

海洋表面漂浮着许多浮游生物（Plankton），由浮游植物和浮游动物组成，如图11-3所示。浮游植物主要是微小的单细胞海藻类，但在海藻中还有大型的着生藻体，一并在此叙述。

图11-3　几种浮游生物

1.浮游植物

浮游植物是一类自养性的浮游藻类，具有色素，能吸收光能和CO₂进行光合作用，制造有机物质。但是，它们缺乏行动器官、运动能力很弱，只能随水流移动，且分布在光亮带海域。浮游植物的个体微小，大约在0.2～200μm，它们大多属于光合自养，同时也有化能自养与异养的生活方式。总之，浮游植物是海洋生态系统中的最主要初级生产者，也是海洋生物资源的重要组成部分。浮游菌藻光合同化CO₂量约占全球植物同化总量的40％左右。

海洋浮游植物的组成包括：原核细胞型的原绿藻、蓝藻以及新发现的变形菌（Proteobocteria）；真核生物的单细胞藻类，如硅藻、甲藻、金藻、红藻、绿藻、裸藻、褐藻等，而且种类、总数达万余种。硅藻是近海海洋浮游植物的主要类群，为初级生产力的主要贡献者，也是浮游动物的主要食物来源。硅藻有浮游的，也有底栖的，硅藻遗骸大量沉积在海底，成为研究海洋地质的重要依据。甲藻、绿藻、红藻也是海洋浮游植物的重要成员，而原绿藻和蓝藻的数量亦大。中国海已被鉴定为拥有7700余种单细胞海藻，其主要代表是硅藻，约1400种；甲藻约250种。浮游植物的生长需要大量元素C、N、P和微量元素Si、Fe等。尽管它们个体微小，但因种类多，数量大，可把大量无机元素转变为有机物，从而使元素进入生物圈内，参与元素的地球化学循环。

浮游植物由于缺乏发达的运动器官，只能随水流移动，因此形成了一套对浮游生活的适应机制。如硅藻类的漂流藻（Planktoniella）在细胞周围长出一圈细刺，或结成群体而扩大表面积以增加浮力；又如硅藻类的脆杆藻（Fragilaria）、弯角藻（Eucam pia）和海链藻（Thalassiosira）的细胞结成链状；海毛藻（Thalassionema）细胞连结成星状、奇异的棍形藻（Bacillaria）的细胞连续成木筏状；还有一些植物的细胞壁比较薄，以适应浮游生活，有的则靠体毛的纤毛和鞭毛进行微弱的主动性运动。

近几十年来，由于近海受环境的污染，赤潮（red tide）现象日益发生。据邹景忠等（2003）统计，分布于我国沿海的赤潮生物有148种，分别属于甲藻20个属70种，硅藻22个属65种，还有其他一些种。最主要的赤潮生物为夜光藻（Noctiluca scintillans）、微型原甲藻（Prorocentrum m inimum）、海洋原甲藻（P.m ians）、东海原甲藻（P.dong haiense m inimum）、亚历山大藻（Alexandrium tamarensis）、多纹膝沟藻（Gonyaulax polyedra）、中华骨条藻（Skeletonema Costatum）、红色中缢虫（Mesodim ium rubrum）、红色束毛藻（Trichodesmium sp）和海洋卡盾藻（Chattonellamarina）。赤潮是浮游植物过度繁殖引起的，海面呈片状褐色，这是一个复杂的生态环境变化，但海域的富营养化可能是一个主要因子，有毒的赤潮发生将危害鱼类和养殖场。(www.xing528.com)

2.浮游动物

浮游动物（Zooplank ton）是一类异养性的浮游生物，有赖于有机物作为营养来源。它们以各种大小浮游植物、机屑和微型或小型浮游动物为食。吸食方式有的主动捕获，有的用细密的过滤网吞噬，或靠纤毛摆动摄取食物。浮游动物的分布受到水深、水温、水域营养状况等因素的影响。水深决定了浮游动物是属于沿岸性浮游生物还是远洋性浮游生物。沿岸性生物的组成特点是包括大量阶段性浮游幼虫和底栖性休眠卵的种类。这种接近海底的分布促进了浮游生物群落和底栖生物群落之间的交换。相反，远洋性浮游动物中的阶段性浮游生物很少，而大多数为永久性浮游动物，它们具有明显的垂直移动现象。永久性浮游动物，即整个一生在水中营漂浮生活（如水母类），被称作真性浮游生活。有些属于阶段性浮游生物，即在生活史的某一阶段营浮游生活（如甲壳类动物），经变态后，改营游泳或底栖生活，故又称作假性或暂时性浮游生物。

海洋浮游动物种类很多，主要包括原生动物的有孔虫、放射虫和纤毛虫，腔肠动物水母类的水螅水母、钵水母和栉水母，轮虫类的单卵巢轮虫，软体动物的翼足类和异足类，甲壳动物的棱角类、端足类、糖虾类、磷虾类、樱虾类等，毛鄂动物，被囊动物的有尾类和海樽类，还有无脊椎动物和低等脊索动物的浮游幼虫。已知海洋浮游动物有数千种之多，它们的大小只有几微米的微小鞭毛虫到直径2米的大型水母，范围可跨6个数量级。浮游动物的平面分布是不均匀的，它们都有不同程度的密集现象，又称斑块分布，这对探索鱼类的洄游路线和密集区域存在有一定关系。

3.着生藻类

海藻除大量的浮游藻类外，还有一部分多细胞的可见的海岸与海岛着生藻体。通常所说的海藻资源主要指褐藻、红藻和绿藻类的着生藻。已知褐藻的有1500种，红藻的有3000多种，绿藻7000多种，但有经济价值而直接可利用的藻类只占百分之几。

海洋大型藻类广泛分布在温带的岩石基底上。大型海藻如巨藻属（Marocystis），生长速度极快，形成大片的水下森林，主要分布在太平洋东部、非洲南部、大洋洲沿岸以及这些地区附近的岛屿周围，它的高度从几十米至上百米，而茎粗只有1～2cm，有很强的韧性，可随海流自由弯曲摇动；茎上长着长达10～100cm的叶片，覆盖海区形成一个硕大的褐色藻蓬，气囊可使叶片漂浮水面，以利进行光合作用。巨藻生活周期可达十多年，它曾经是太平洋沿岸土著美洲人的食盐、食品、药品和渔业源泉，现代被用来提取藻朊胶液，广泛用于医药制品、化学制品、化妆品以及鱼类的饲料。

墨角藻和马尾藻类是岩岸潮间带常见种类，其生产力也很大，成为沿岸某些食草动物的直接食物源，还有大量的碎屑，为海洋食碎屑动物所用。这里还顺便提及一种漂浮海面的把尾藻科植物，地处西北太平洋、西印度群岛和亚述尔群岛之间，面积约518万km²，故有藻海之称。马尾藻丛为太平洋区表层海水的生物创造了一种独特的生态环境。通常所说的海藻资源主要指褐藻、红藻和绿藻的着生藻体，褐藻类有如海带、裙带菜、水云、墨顶藻、网地藻、团扇藻、铁丁菜、萱藻、羊栖菜、鹿角菜和马尾藻等。褐藻呈褐色，因细胞内除了叶绿素外，还含有褐色藻素。在褐藻中，海带最有经济价值与用途。海带（Lam inaria japonica）在我国的自然生长仅限于辽宁、山东两个半岛的一些海区，现已被大规模人工养殖并南移。海带不仅富合碘，而且还作为提取碘化物、褐藻胶和甘露醇的原料。海带的盐干制品是我国居民主要的海藻副食品。

常见的红藻类有紫菜、江篱菜、石花菜、红毛藻、海索面、鸡毛菜、珊瑚藻、蜈蚣藻、海萝、麒麟菜等。它们的质体含叶绿素α和β-胡萝卜素、藻红素，而且富含红藻、淀粉，因此营养丰富，广泛用于食品。其中，石花菜（Gelidium amanii）和江篱菜（Gracilaria verrucosa）多糖，以其提取的琼胶在医药、食品和纺织工业中有着各种用途。绿藻类大多分布于淡水水域，如单细胞小球藻，其叶绿体含叶绿素a、b和类胡萝卜素。海边所产的绿藻类有浒苔、石莼、礁膜等都是美味的海产蔬菜，图11-4是几种食用海藻类。