深海底面的面积无比辽阔,1000米以深的海底,占整个海底面积的80%以上,相当于海平面以上陆地面积的近2倍。随着海水深度的增加,那里的光线越来越暗,水温越来越低、生物了越来越少。
深海的温度随海域纬度及海水深度的不同而有所差别,例如,从接近两极海域的-1.8℃到低纬度区1000米深处的7℃-8℃不等,再往深去还要低一些。盐度稳定为35。溶解的氧气量相对要高。水的压力巨大,例如,在10000万米深处,动物体表的每平方厘米面积上,就要受到1000千克的压力,这对深海动物的生理、生化不能不产生很大影响。那里除了生物发出的幽幽荧光之外,到处是永恒的黑暗,没有白天黑夜之分,也无春夏秋冬这不同,甚至千年百年都没有什么变化。
所以深海的生物稀少。海洋的生物量80%都是分布于1000米以浅的水层中,随着深度的增加,底栖动物的数量渐少。例如,在富饶的浅海参,底栖生物量可达每平方米5500克,在大陆架,即水深200米以浅的大陆沿岸海域,生物量为每平方米200克,而在海洋深渊带每平方米只有0.001克。当然海底热泉附近,发现有特殊的生物群落,那里生物非常丰富,有待人们进一步去研究。
深海游泳生物有节肢动物、虾、乌贼、章鱼和鱼等。深海头足类,没有它的浅海兄弟那么神气,它们身上的肌肉少,比较脆弱,运动慢得多。虾不多见,占主导位置的是鱼,已发现150多种,只占中层鱼种数的10%,其中70%属于角(鱼安)(鱼康)类。这类鱼口大得惊人,身体扁扁的,头大尾小,样子非常难看。它们都不大爱活动,只张开大口,靠拟铒诱捕猎物。这拟饵由背鳍前部鳍条衍生而成,即为一根长长的柄上有一个圆形膨大部,状如灯笼,内有发光器。发光器发出幽幽的光,“灯笼”在长柄上不停地摆动,状如游动的小动物。有些鱼误以为这是可口的美食,游过去刚要去咬,早被一直在守株待兔的(鱼安)(鱼康)一口吞进肚里。不管是鱼还是别的什么动物它统统能吃。这类鱼还有一个特点,特别雄鱼都长在雌鱼身上,永远不离不弃。当它们孵化出来不久就忙着找配偶,雌鱼发出一种特殊香气吸引雄鱼,雄鱼一日找到雌鱼紧紧咬住不放,至于咬到什么地方它满不在乎。时间一久,雄鱼的口就和雌鱼皮肤吻合在一起,消化系统全部退化,全靠雌鱼供养,所以身体越来越小。雌鱼可以长到6-8千克重,雄鱼只有几克重,到了生殖季节就用不着再到处寻找配偶了。
由于深海食物供应匮乏,所以深海动物在生殖上往往只产为数不多且带有大卵黄的卵,孵化出的幼体依靠卵黄的营养就能很快发育成小的成体状幼体,无脊椎动物和多数鱼类都是这样繁殖的。
在这辽阔、寒冷、黑暗的深海环境中生活的浮游动物、底栖动物和游泳生物,都有一系列适应环境的手段和能力,尤以游泳生物最明显。例如,深海鱼最突出的特点是嘴巴大,因深海的食物稀少,一旦碰到食物,口越大,一口吃进的食物就越多,生存的机会就越大。像巨喉鱼的巨大口部成了鱼的主体,其余部分倒像是口的附属部分了。有的鱼能吞下和自己身体一样大的食物,有些(鱼安)(鱼康)鱼甚至能吃下相当于自身大3倍大的食物。有些动物比浅海的相近种要小,但也有一些动物反而比浅海种大,如深海多毛类虫有2米多长,浮游动物身体也趋于增大,如挠足类在2000米深处最大,可达17毫米,糠虾在深海可达10厘米。
深海动物的代谢率很低,为相近的浅海动物的1/100,连细菌分解有机物的速度也很慢,鱼和无脊椎动物的耗氧量比浅海相近动物低100倍。深海动物身体组织中含的水分多,含的蛋白质和类脂物质少,这也是代谢率低的原因之一。由于代谢率低,其寿命反而长,如一种双壳贝类,50年才性成熟,100年长到最大,充其量不过几毫米长。
深海动物的嗅觉还是很敏感的,例如深海鳗鱼靠嗅觉来找到并鉴别雌雄,另一些深海动物靠嗅觉找到食物,一些食腐肉的鱼、端足类和虾靠气味能很快找到食物。有人把诱饵沉到1800米深的海底,不到1个小时就诱捕了800个端足类动物,到9600深还能诱捕到端足类。一般是端足类先找到食物,然后鱼和虾很快就被吸引过来。
许多深海动物包括鱼、虾、头足类等都能发光,在漫漫长夜的深海之中,发出点点星光,一闪一闪,仿佛是在遥远的天际闪烁的小星星。发光的目的是恐吓敌害,诱捕食物,吸引异性,找到同伴。在中上层的鱼鱼眼往往很大,且像望远镜一样成筒状,方向朝上,因光是从上方来,这样可以充分接受上方来的微弱光。而在中下层,除了生物发的光以外无任何光线,即使视力再好也无用武之地,所以许多鱼索性眼都退化,成了瞎子。但它们的侧线发达,许多鳍条延长成丝状,其作用像盲人探路用的竹竿一样,可以察知周围的微弱动静。因深海的水很稳定,任何动物的一举一动,都会引起水的振动,都会被发觉。
1000米以浅的动物体色鲜艳,有不少呈红色或紫红色;千米以深的动物,体色多为深褐色或黑色,这种颜色能最大限度在吸收生物发的光,又不易被捕食者发现。
总之,深海的恶劣生活环境,也造就出了特殊的深海生物。
深海底栖生物(1) 渤海渤海是深入中国大陆的一个内海,面积约8万km2,最大深度70m,平均深度18m。渤海浮游植物已记录120多种,以硅藻为主,多系广温低盐种类。优势种有圆筛藻(Coscinodiscacus)、角毛藻(Chaetoceros)、根管藻(Rhigosolenia)和中肋骨条藻(Skeletonema costatum)等。浮游动物约有100多种,多属温带低盐种,也有一些外海种类。夜光藻(Noctiluca scintillans)、中华哲水蚤(Calanus sinicus)、小拟哲水蚤(Paracalanus parvus)、真刺唇角水蚤(Labidocera euchaeta)、强壮箭虫(Sagitta crassa)等为优势种。底栖植物记录100多种,多系暖温性种类,潮间带以绿藻为主,潮下带则以褐藻和红藻为主。底栖动物记录140多种,以广温性低盐种为主,毛蚶(Scapharca subcrenata)、菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)、文蛤(Meretrix meretrix)、褶壮蛎(Ostrea plicatula)、中国对虾(Penaeus chinensis)、脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)等种类生物量较大,可形成渔业。游泳动物120余种,以鱼类为主,尚有少数虾、蟹类、头足类及海兽。主要鱼类有黄鲫(Setipinna taty)、鳀鱼(Engraulis japonicus)、鲈鱼(Lateolabrax japonicus)、黄姑鱼(Nibea albilora)、半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)等20多种。 (2)黄海 黄海是一个半封闭的海,面积38万km2,平均水深44m,最深只有140m,黄海环流基本上由中国沿岸地区的黄海暖流和沿岸流所组成。主要为泥质粉砂质沉积物所覆盖。黄海处于北温带,来自寒带、亚寒带、热带和亚热带的生物种群与本地土生种汇在一起构成独特的生物区系。 浮游植物已记录368种。优势种类有圆筛藻、角毛藻、根管藻、盒形藻(Biddulphia)、菱形藻(Nitzschia)、多甲藻(Peridinium)等,生态类型多样,且显示出明显的温带海域特点。 浮游动物已记录130种,既有沿岸流带来的暖温带近岸种,也有由黑潮带来的暖水种。主要优势种有中华哲水蚤,墨氏胸刺水蚤(Centropages mcmurrichi),太平洋磷虾(Euphausia pacifica)、细脚拟长蜮(Parathemisto gaudichaudi)及强壮箭虫等。 底栖动物已记录约200多种,以多毛类种数最多,次为软体动物、甲壳动物和棘皮动物。分布较广的有不倒翁虫(Sternaspis scutata)、长须沙蚕(Nereis longior)、持真节虫(Euclymene annandalei)、褐色角沙蚕(Ceratonereis erythraeensis)、背褶沙蚕(Tambalagamia fauveli)、细螯虾(Leptochela gracilis)、钩倍棘蛇尾(Amphioplus ancistrotus)、萨氏真蛇尾(Ophiura sarsii)等。 游泳生物黄海北部已发现219种;黄海南部有225种。以鱼类为主,其他有虾、蟹及头足类等。主要优势种有斑鰶(Clupanodon punctatus)、黄鲫、青鳞鱼(Harengula Zundsi)、小沙丁鱼(Sardinella)、鳀、银鲳(Stromateoides argenteus)、鳓(Ilisha elongata)、半滑舌鳎、小黄鱼(Pseudosciaena polyactis)、黄姑鱼、带鱼(Trichiurus haumela)、鲈、牙鲆(Paralichthys olivaceus)等。黄海有鲸类15种,鳍脚类3种、海龟4种。 (3)东海 东海面积约为77万hm2,大部分陆架区平均水深370m。最深达2719m。东海沿岸流和台湾暖流是东海浅水区域的两支主要海流。 浮游植物种类在长江口附近有64种,浙江沿岸有261种。优势种类有中肋骨条藻、圆筛藻、劳氏角毛藻(Chaetoceros lauderi)、尖刺菱形藻(Nitzschia pungens)等。生态类型以近岸性暖温种为主。 浮游动物长江口附近有81种,浙江沿岸有223种。生物量以夏季为最高。主要种类有中华哲水蚤,真刺唇角水蚤、中华假磷虾(Pseudeuphausia sinica)、太平洋纺锤水蚤(Acartia pacifica)、肥胖箭虫(Sagitta enflata)等。 底栖生物已记录342种,其中软体动物77种,多毛类77种,甲壳动物95种,棘皮动物136种,鱼类62种,其他18种。 游泳生物长江口及浅海区有鱼类167种。浙江浅海区游泳生物有203种,主要种类是:大黄鱼(Pseudosciaena crocea)、带鱼、鳓鱼、银鲳、龙头鱼(Harpodon nekereus)、鮸鱼(Miichthys miiuy)、海鳗(Muraenesox cinereus)、蛇鲻(Saurida spp.)、中国毛虾(Acetes chinensis)、脊尾白虾、三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)、日本蟳(Charybdis japonica)、 深海底栖生物曼氏无针乌贼(Sepiella maindroni)等。 (4)南海 南海地处热带、亚热带,面积350万km2。除大陆架区外,有面积约占30%的深海,平均水深1400m。南海北部有沿岸流和南海暖流两大流系。 浮游植物在南海各不同沿海区有104~260种左右,主要是硅藻和甲藻,优势类群是硅藻中的角毛藻类和根管藻类。 浮游动物在南海北部沿岸已记录130种左右,南海的南部为250种,主要优势类群为挠足类,多数海区季节变化不很明显,呈现单周期变化类型。 底栖生物在广东河口区水域以低盐种类为主,具有种类少而数量大的特点,已记录有319种。粤东中西部和粤西沿岸水域底栖生物组成中多数是南亚热带高盐性种类和一些热带性种类,共有820种,优势类群为软体动物、节肢动物、环节动物等。海南沿岸水域底栖生物组成大体上属热带性种类,共有755种,以珊瑚类和海藻类为主,其次为软体动物和棘皮动物。广西沿岸水域底栖生物共有832种。优势种以棒锥螺(Turritella bacillum)为主,其次为毛蚶。在南海的西沙群岛,底栖生物共135种,其中甲壳动物占30.37%,其次为软体动物和棘皮动物。 游泳生物在南海北部的鱼类已有记录的共1064种,有经济价值的约100种,主要有蓝圆鰺(Decapterus maruadsi)、金色小沙丁鱼(Sardinella aurita)、日本鲐鱼(Pneumatophorus japonicus)、竹筴鱼(Trachurus japonicus)等。虾类有200多种,如对虾(Penaeus)、赤虾(Metapenaeopsis)、樱虾(Metapenaeus)等,多为热带、亚热带种类。南海的南部有鱼类535种。南海鱼虾类特点是没有占绝对优势的种类。南海北部头足类有58种,其中常见经济种25种,如太平洋褶柔鱼(Todarodes pacificus)、夏威夷双柔鱼(Nototodarus hawaiiensis)、乌贼等,南海南部则以珊瑚礁鱼类和热带大洋性鱼类占优势。 (5)黑潮流域(局部)生态系统 黑潮是中国海陆架区毗邻的最大流系,其热量和水量对中国陆架区浅海都有重大影响,也是世界上强海流之一。据1984年至1990年进行黑潮调查及中日合作黑潮调查研究,黑潮流域生物已鉴定的有:浮游植物419种,浮游动物697种,鱼类180余种以及游泳生物约2000种。 黑潮生物主要类群的生态特点多样,如浮游植物有高温高盐种,偏高温低盐种,偏低温高盐种和广温广盐种。浮游动物包括暖温带近岸类群和热带大洋类群。鱼类可分为上层鱼(Pelagic)、中层鱼(Meso-pelagic)、下层鱼(Demersal或Benthic)等。 由于黑潮的高温、高盐特性,黑潮有它的指示种,特别是浮游生物指示种。如居于浮游植物的热带戈斯藻(Gossleriella tropica),南方星纹藻(Asterolampra marylandica),达氏角毛藻(Cheatoceros dadayi),双刺角甲藻(Ceratocorys bipes),四齿双管藻(Amphisolenia schauinslandi)等。浮游动物指示种有精致真刺水蚤(Euchaeta concinna),海洋真刺水蚤(Euchaeta marina),芦氏拟真刺水蚤(Pareuchaeta russelli),肥胖箭虫,四叶小舌水母(Liriope tetraphylla)、宽假浮萤(Pseudoconchoecia concentrica),柔巧磷虾(Euphausia tenera)等20余种。 (6)河口生态系统 中国沿海有1500多条江河入海。河口及其附近水域,由于大量的淡水和陆源物质的注入,形成了独特的河口类型的海洋生态系统。一般地说,河口区生物的种类组成较为复杂,多样性指数较高。中国的三大河口区——长江口、黄河口和珠江口,现已鉴定的浮游植物种类分别为64、103、224种;浮游动物为105、66、133种;底栖生物与潮间带生物分别为153、191、456和41、195、189种;游泳生物则为189、144和356种。 从河口区生物的生态类型看,珠江口是以热带、亚热带种为主,游泳生物以暖水性种为主。长江口和黄河口则是以广布种和温带种为主,游泳生物以暖温性种为主。 尽管各河口区生物的生态类型不同,但由于河口区生态环境特殊性决定了三大河口区的群落结构有共同特点:它们都可分为三种类型:(1)淡水群落;(2)咸淡水群落;(3)海水群落。以长江口区的鱼类分布为例,该区有鲤科(Cyprinidae)、鳅科(Cobitidae)等淡水鱼类,大约占鱼类总数的17.4%;鲻科(Mugilidae)、虾虎鱼科(Gobiidae)等咸淡水鱼类,约占总数的21.6%;而鲱形目(Clupeiformes)、颌针目(Beloniformes)、鲈形目(Perciformes)、鲽形目(Pleuronectiformes)等海水鱼类,占总数的57.2%。 (7)上升流生态系统 中国渤海中部,黄海冷水团区,山东半岛近海,浙江近海,闽南沿海,台湾西南,粤沿海,海南东南部都有上升流区,举例如下: 闽南近海上升流生态系统: 深海底栖生物从福建漳浦礼士列岛至粤东甲子海域,以南澎列岛为中心,夏季出现低温、高盐(与外缘水相比,表层温度偏低2~4℃,盐度偏高0.5~1.5);表层水溶解氧的浓度和饱和度分别低于4.4ml/L和90%;营养盐特别高(N+13.8μmol/L,P+0.4μmol/L),对上升流有指示意义的芦氏拟真刺水蚤,后圆真浮萤(Euconchoecia maimai)和拟海湾(Dolioletta gegenbauri)在夏季大量出现。细菌生物量碳含量高达66.6mg/m3,并以嗜冷性的明亮发光细菌为优势种,浮游植物高密集(>108个/m3),初级生产力达1.06g/(m2·d)(以碳计),浮游动物总量>250mg/m3。这里的上升流仅出现在夏季近岸水体,是西南方向的离岸风,引起底层水向上涌升补偿所形成的,是风生上升流,也仅在夏季才形成中心渔场。 台湾浅滩南部上升流:浅滩南部几乎终年存在一个东西走向的低温、高盐、高密的窄长带,夏季温、盐等值线显有朝陡坡急剧上升的趋势,显示一个明显的低pH中心和高营养盐、低溶解氧饱和度等底层水沿坡的涌升现象。指标生物隆线似哲水蚤(Calanoides cavinatus)终年存在;5000m深海的叶尾丽巾虫(Callinitra emmae)也在此出现。这里终年都有鱼卵、仔稚鱼密集区.其中还有9%深海鱼类仔稚鱼。这里的上升流是因底层海流沿着陡坡朝台湾浅滩爬升和风的作用,以及海流绕台湾浅滩的流动而诱发形成的,主要为地形上升流。因上升流终年存在。所以终年都形成台湾浅滩南部中心渔场。 总之。上升流这种水文现象,形成了特定的生态系统。上升流生态系统往往具有生产力高,食物链短,物质循环快,能量转换效率高的特点。