摘要:行动能力弱,主要受水流支配悬浮于水层中的生物。一般个体很小,在显微镜下才能看清其构造,但种类繁多、数量很大、分布很广,是水生生物的重要组成部分。与漂浮生物不同之处为后者生活于水面上或附着于水的表面膜下面。与游泳动物不同之处为后者能主动地自由行动。
浮游生物 plankton
水蚤
行动能力弱,主要受水流支配悬浮于水层中的生物。一般个体很小,在显微镜下才能看清其构造,但种类繁多、数量很大、分布很广,是水生生物的重要组成部分。与漂浮生物不同之处为后者生活于水面上或附着于水的表面膜下面。与游泳动物不同之处为后者能主动地自由行动。
浮游生物的种类组成十分复杂,包括浮游植物和浮游动物。前者多为单细胞植物,但常连接成各种形状的群体。主要类群为硅藻,在海洋中尤为丰富。此外,还包括绿藻、甲藻等藻类植物,绿藻主要分布于淡水。甲藻又称腰鞭毛虫,具行动器官(鞭毛),故也被列入原生动物门的鞭毛虫纲。
角藻
浮游动物的种类和组成比浮游植物复杂得多,包括无脊椎动物的大部分门类;如原生动物、刺胞动物(包括各类水母)、轮形动物、甲壳纲节肢动物、腹足纲软体动物(包括翼足类和异足类)、毛颚动物、被囊动物(包括浮游有尾类和海樽类)以及各类动物的浮游幼体。浮游动物中以甲壳动物(特别是桡足类)最为重要。
淡水和海洋中浮游动物的种类组成显然不同。有些种类如毛颚动物、浮游腹足动物和浮游被囊动物在淡水中没有分布,水母在海洋中常占优势,但仅有桃花水母能生活在淡水中。此外,种类繁多的浮游甲壳动物中,磷虾类和樱虾类纯为海产,而淡水枝角类则远比海洋的枝角类多。
磷虾
浮游生物之所以能在水中保持悬浮状态,就因为具有以下一些结构或行为上的适应:
①扩大个体表面积。如角刺藻的细胞两侧有细长的角毛;桡足类具细长而多毛的第一触角和尾叉刚毛;龙虾幼体的头胸部扁平叶状,胸足细长分叉等。
②结成群体来扩大与水接触的表面积,这在硅藻类和管水母类最为突出。
水母
③减轻身体比重来增加浮力。管水母类能分泌气体,如僧帽水母群体的顶端有一个充满气体(主要是氮)的大型气囊。桡足类分泌油点,哲水蚤体内还有一个狭长的油囊。海樽类分泌胶质囊。有些种类以增加体内含水量来减轻体重,如水母的含水量一般高达96%以上。有些种类的外壳和骨骼退化或消失从而减轻体重,这在浮游甲壳动物和软体动物最为显著。
1.分布
浮游生物的种类和数量随时间(主要是季节分布)和空间(主要是水平分布和垂直分布)而变。
1.1.水平分布
海洋浮游生物按纬度不同大致分为寒带种、温带种和热带种。它们之间不论在种类上或数量上都存在着很大差异。一般来说,寒带浮游生物的种类少,每种的数量大;热带浮游生物相反,种类多而每种的数量少,温带浮游生物则介于两者之间。
浮游生物的水平分布与寒流和暖流密切相关,因而有些种类常可作为寒流和暖流的指示种。例如管水母类的帆水母和银币水母可作为东海黑潮暖流的指示种。
除温度和海流外,盐度也可影响海洋浮游生物的水平分布。一般近海浮游生物属广盐性种类,分布较广,而外海浮游生物则属狭盐性种类,分布较窄。营养盐也是影响海洋浮游生物水平分布的一个因子。营养盐丰富的近海水域,浮游植物的数量较大。
淡水浮游生物的水平分布主要受温度影响。按栖息纬度的不同也可分为寒带种、温带种和热带种三类。在广温性温带种里出现不少世界种,这是由于休眠孢子或休眠卵借风力或鸟类而广泛传播所致。很多淡水枝角类的世界种就是通过休眠卵的传播而形成的。
1.2.垂直分布
在海洋或深湖里,浮游生物栖息在不同深度的水层中。浮游植物要进行光合作用,只能分布在有光照的上层(0~200米)。由于需要的光照强度不同,蓝藻一般分布较浅,而硅藻则分布在光照层的不同水层。例如角毛藻常在表层,而海毛藻常在较深水层(20米以下)。
浮游动物在上、中、下各个水层都有分布,不过种类和数量在各个水层显然不同。例如,原生动物、轮虫、水母类、枝角类、浮游腹足类及浮游幼体一般分布在上层,其他各类在上、中、下层都有分布,个别种类如深海磷虾则匿居深海。僧帽水母、帆水母等具气囊,漂浮海面,属于漂浮生物。一般浮游动物(如桡足类、毛颚类、浮游端足类等)的种类随深度(不超过1000米)而增多,但数量却随深度而减少。
轮虫
各类浮游动物的垂直分布并非固定不变,而是随外界和内部条件的改变而发生相应变化。
①由气候改变引起的变化。如不少浮游动物(背光性或趋弱光性)在阴天栖息于上层,而在晴天移居中、下层。这是光度变化所致。
②由生殖引起的变化。如有些浮游甲壳动物到了生殖期,上升到表层产卵。
③由发育引起的变化。这在浮游动物中相当普遍,如幼体系趋强光性,又摄食浮游植物,故栖息于上层,而成体则因系背光性或趋弱光性,又摄食其他动物,移栖中、下层。
④由海流引起的变化。如上升流可把下层浮游动物带到上层,从而改变垂直分布情况。
⑤由食料引起的变化。如中、下层草食性浮游动物到了晚间为摄食浮游植物而上升至表层。又如中、下层肉食性毛颚类为追逐食料,到夜晚跟着桡足类上升至表层。
绿藻
垂直分布的最大变化是由昼夜垂直移动引起的白天下降、夜晚上升,这种生态现象在浮游动物中相当普遍,尤其是浮游甲壳动物。可是,在每一类动物(如桡足类)中,不是每个种都进行昼夜垂直移动,并且上下移动的幅度和时间也不完全一致。由于昼夜垂直移动,各个水层的种类组成和数量发生很大变化。一般上层的种类和数量在夜晚显著增加。所以夜晚是采集浮游动物的最好时间。有些罕见的深海种类只能在夜间才能采到。
1.3.季节分布
浮游生物的种类组成和数量有明显的季节变化,而这变化又随纬度而异。北温带浮游植物的数量高峰一般在春季出现,因那时光度增强,营养盐(氮、磷等无机盐类)增多,有利于浮游植物的大量繁殖。到夏季,营养盐消耗殆尽,草食性浮游动物又大量摄食,导致浮游植物的数量骤减。入秋,营养盐增多,浮游植物再度大量繁殖,从而出现另一个比春季稍低的高峰。冬季环境恶劣(特别是温度太低),浮游植物再度减少。这种一年出现两个高峰的现象称为双周期。
此外浮游植物的种类有季节交替。例如夏季硅藻衰退后,甲藻起而代之,因后者适于在高温和营养盐贫乏的季节大量繁殖。
北温带浮动物的季节分布和浮游植物大致相似。不同点是浮游动物的春秋两个高峰出现得比浮游植物稍晚,因为草食性浮游动物必须要有丰富的饵料才能大量繁殖。浮游动物也有种类的季节交替现象。例如,由于毛颚类摄食桡足类,前者的高峰会比后者出现稍迟。
硅藻
寒带海洋的浮游植物和浮游动物,一年只有一个繁殖高峰,这称为单周期,出现在环境较好的温暖夏季。其他季节光照太弱或消失(冬季完全黑喑),温度太低,浮游生物无法繁殖。热带海洋的环境因子(特别是温度)整年没有多大变化,所以季节间也就没有明显的差异。
在淡水水域,浮游生物季节分布在数量变化上与海洋浮游生物大同小异,但在种类变化上则有较大差异。例如在淡水浮游生物中占优势的绿藻类、蓝藻类、枝角类和轮虫类,其数量高峰经常出现在水温较高的温暖季节,尤以夏季繁殖最盛,不过冬季的种类贫乏和数量稀少,则与海洋浮游生物一致。
由于水的黏度随着水温的升高而降低(25℃时的黏度约为0℃时的1/2),淡水浮游生物到夏季容易下沉。为此,不少种类在进化过程中逐渐以扩大身体表面积来增加浮力,如淡水枝角类僧帽溞的头部向前伸长呈头盔状。这种形态季节变异在硅藻类的星杆藻、甲藻类的角甲藻和轮虫类的螺形龟甲轮虫也可看到。
2.在生态系统中的作用
浮游生物在水域生态系统的食物链中占有重要地位:浮游植物作为生产者是第一环节(也称第一营养级),植食性浮游动物摄食浮游植物,是第二环节。
浮游生物是水域生产力的基础:浮游植物的产量(初级生产力)决定着植食性浮游动物的产量(次级生产力),而后者又决定着小型鱼类的产量(三级生产力)和大型鱼类的产量(终级生产力)。因此,渔获量的大小基本上取决于浮游生物产量。
这个相互关系在海洋生态系统中尤其明显。
3.研究方法
采集网具(一般采用粗、中、细3种不同网孔的网具)是研究浮游生物的主要工具,但采集方法随研究项目而异:
①研究水平分布一般采用水平采集法,即把网沉到一定深度的水层内,与水面平行拖曳一定时间和距离(时间和距离长短随船行速度和游浮生物多寡而定)。
②研究垂直分布一般采用垂直采集法,即把网垂直地沉入水中,下沉深度取决于采集哪个水层的浮游生物。为了正确知道各类浮游生物的垂直分布情况,最好使用定量垂直自动闭锁网。
③研究季节分布一般选择几个站位,进行定量定期采集(每周一次,至少连续采集一年)。样品采集后需要在室内进行定量研究,一般常用的方法是个体计数法,容积测定法和重量(干重或湿重)测定法。
除影响渔业外,浮游生物还具有以下几点实践意义:
①可作为海流指示种,对探索海流流向有一定帮助。
②有孔虫沉积物可作为勘探海底石油资源的一个标志。
③有些发光浮游生物(特别是夜光虫)的大面积发光对海军在夜间作战不利,因发光可以暴露军舰的航行路线。
③磷虾类、管水母类等浮游动物大量密集在一起,形成声散射层,可以阻碍或干扰声波在水中的传播。
④硅藻、放射虫、有孔虫和翼足类等死后外壳大量沉积在海底,成为海洋底质的重要组成部分。这些生物性沉积物对研究海洋地质史和古代海洋环境有一定帮助。
⑤有些浮游生物因具有富集放射性同位素的能力,可以作为水域被放射性同位素污染的指标。此外,有些浮游生物也可作为污染的指示种。
④有些浮游动物(如海蜇、毛虾等)是重要海产品。
由于在理论上和实践上的重要性,浮游生物学日益受到各国生物学工作者和水产学工作者的重视。
来源:文化看娱乐