海洋生物多样性：主要环流与生物生产相关

漂泳区生物群落的水平分布可达数千千米。在太平洋及大西洋等大洋生态系统中，因风与地球自转产生的偏向力形成了稳定的环流，成为清晰的物理及生物分界。人们了解最多的是北大西洋中央环流、北太平洋中央环流以及亚寒带环流。除此之外，北大西洋中也有亚寒带环流，南大西洋与印度洋及太平洋中也有若干边界不清晰的环流。这些环流中的生物相颇具特点。各种类型的浮游动物、浮游植物，乃至细菌的分布模式都与大规模环流相一致。海流不仅在水平方向划分了浮游生物分布的边界，其物理要素在垂直方向的变化也促使浮游生物呈层状分布。

北大西洋环流流经包含了马尾藻海在内的巨大范围。马尾藻海因漂浮于此的马尾藻类较多而得名。在这些金褐色的海藻周围能见到具有独特拟态现象的鱼类、甲壳类、软体动物等组成的生物群落。这种由多样的物种所组成的富于变化的生物群落与大洋环境中常见的种间关系松散的生物群落有显著不同。

无论在大西洋还是太平洋，中央环流在北半球顺时针、在南半球逆时针流动。这里的海流因海水受热蒸发，导致密度较大的海水浮于表层，并在环流的中央部下沉。通常在一年中，水深100米以上的混合层部分较稳定，营养盐较少，物种多样性较高。表层从深海缓慢而稳定地获得营养盐补给，但人们对此过程知之甚少。浮游植物的生产力比人们预计的高，但增殖的浮游植物却被浮游动物的摄食抵消。浮游植物在贫营养海域较少，因此，太阳光能照射到深处。海水的透明度高，浮游植物的种类构成随光照强度梯度发生明显变化。细菌、浮游植物、浮游动物等物种数较多的表层生物群落可有效利用水深40～100米的混合层中再生的营养盐。有学者曾认为表层90%以上的生物生产量是这样产生的，后来发现表层生物能利用大气及上升流所补给的营养盐，也创造了相当生产量。这些事实支持了在中等程度的营养盐供给下海洋生物的生产力维持在最高水平的理论［17］。

表层浮游植物群落包含两个较稳定的组成部分：一部分由近250种组成，位于营养盐较少的表层上部；另一部分物种数相当少，位于营养盐丰富但光照不足的表层下部。这两部分的物种均衡性均较低，20种左右的生物个体数可占全部生物个体数的90%。上部浮游植物的物种多样性由浮游动物的摄食所决定，而下部则由种间竞争所维持［18］。

浮游生物中包含许多极小的单细胞生物。例如，在北太平洋西部亚寒带区域中，绿枝藻含有的叶绿素占全部叶绿素的近40%，在东北部，海洋球石藻纲（Prymnesiophyceae）、浮生藻纲（Pelagophyceane）、绿枝藻等占到45%～90%。这些用光学显微镜难以进行准确分类的小型浮游植物对海洋物质循环发挥了非常重要的作用，对它们物种构成的调查对于理解基础生产力与生物泵的效率是必不可少的。(www.xing528.com)

浮游动物的分布随着饵料生物的垂直分布而变化。在前述两部分浮游植物较多的水深处，植食性浮游动物较多，其下方是肉食性浮游动物，海底附近碎屑食性摄食的（detritus feeding）占优势。浮游动物中个体数、物种数及现存量均占优势的桡足类具有这种典型的分布模式。在中层与渐深层中分布的桡足类有许多因摄食而垂直移动到表层。另外，以浮游动物为饵料的鱼类对不同深度浮游动物的构成有重要的影响［20］。

在赤道附近太平洋东部，营养盐丰富的海域形成了非环流的独特水体。这些海域包括热带海域生产力最高的哥斯达黎加圆突区、巴拿马湾、特万特佩克湾等上升流区域。另外，富含营养盐的秘鲁寒流从东南方向流入。这些海域营养盐的来源多样，供给的时间与规模也各不相同，生态系统虽不稳定但生产力高，具有中等程度的物种多样性。

太平洋和大西洋的亚寒带环流是逆时针方向的，在这些海域中存在大量的深层海水涌升，海况与生物生产因季节而大幅变动。这些海域生产力很高，但浮游生物的物种多样性较低。有学者认为，如果铁等微量元素充足，太平洋亚寒带区域的基础生产量会更高。也有观点认为浮游植物在增殖达到顶峰前就已被浮游动物所摄食，即生物间的相互作用限制了初级生产力。在太平洋的大部分海域，冬季混合层局限于较浅的水域，小型浮游植物停留于此并增殖。大型浮游植物随春季水温升高与光照增强而大量增殖，为浮游动物提供了更多饵料。

然而，在大西洋亚寒带区域，冬季混合层可深达海底附近，浮游植物被带到深海，因无法进行光合作用而停止生产。春末，海水温度升高，形成多个水层，浮游植物急剧增殖，超过浮游动物摄食的速度，产生的食物残渣沉入深海。太平洋中的大部分初级生产者在表层附近被捕食，维持了营养级较高的多种漂泳性鱼类的生存。在大西洋，浮游植物的沉降维持了许多底栖鱼类的生存。在太平洋与大西洋的亚寒带环流流经的生态系统中生产力相近，维持了各自的物种多样性，但两者又大不相同［21］。