按照纬度的不同,浮游生物可分为寒带种(分布于北冰洋和南大洋)、温带种(分布于北、南温带海域)和热带种(分布于热带海域)。这3类在种类和数量上都有很大差异:一般说,寒带浮游生物的种类少,每个种的数量大;而热带浮游生物的种类多,每个种的数量少;温带浮游生物的种类和每个种的数量,都介于前两类之间。发生上述分异现象的主要因子是温度。
盐度也影响海洋浮游生物的平面分布。广盐性种类分布较广,一般生活在近海,称为近岸浮游生物(Neriticplankton);狭盐性种类分布较窄,大多生活在外海,称为大洋浮游生物(Pelagic plankton)。
浮游生物的平面分布还与海流密切相关,根据其分布能为探索不同水团、海流的流向和分布提供材料。如管水母类帆水母(Velella)和银币水母(Porpita),在东海可作为黑潮暖流的指示种。
浮游生物数量的平面分布并非均匀,常有密集成斑块状的分布现象。其成因或是风力、湍流以及水的富营养化,或是生殖、索饵活动。 浮游植物由于进行光合作用,仅分布在海洋有光照的上层(约 0~200米, 称为真光层)。蓝藻大多分布于真光层的上部,硅藻则可分布在整个真光层。浮游动物在上、 中、 下各个水层都有分布,但种类和数量互不相同。原生动物、轮虫类、水母类、枝角类、浮游腹足类及浮游幼虫一般分布在上层,它们与浮游植物统称为上层浮游生物 (Epiplankton)。深海磷虾(Bentheuphausia) 等种类潜居深海, 被称为深海浮游生物 (Bathyplankton)。其他各类浮游生物则可栖息于各个水层。在1000米以内的水层中,浮游动物的磷虾类、桡足类等种类有随着深度而增多的趋势,但其数量却随深度而减少。此外,近年来微分布的研究引起了重视,它研究栖息在0~1米表层水中的生物种类组成和数量变动。影响这个群落分布的主要因子是风力。
各类浮游动物的垂直分布不是固定不变的,其中引起变化最大的是昼夜垂直移动(一般白天下降,夜晚上升)。根据英国F.S.罗素提出的“最适光度假说”,浮游动物常栖息在光度对其生命活动最为合适的水层里,光度的昼夜变化促使浮游动物进行昼夜垂直移动。一般讲,上层水中的种类和数量在夜晚显著增加。除光度外,其他外界因子如温度(温跃层能阻碍一些浮游动物上升到表层)、盐度(盐跃层对河口小型浮游动物的垂直移动也有阻碍作用)、食料等,也能影响昼夜垂直移动的幅度。
内外条件的变化也会引起浮游动物垂直分布的变动。①生殖引起的变化。如有些浮游甲壳动物在生殖期上升到表层产卵;而浮游有孔虫在生殖时却将壳上的刺吸收后,沉到中、下层。②发育引起的变化。如浮游动物幼体由于趋强光性和摄食浮游植物,栖息于上层;成体则由于背光性或趋弱光性,移栖中、下层。③摄食引起的变化。如中、下层的植食性浮游动物,晚间因需摄食浮游植物,上升到表层;中、下层的肉食性毛颚类因追逐饵料动物,夜晚随桡足类上升至表层。④天气引起的变化。如不少趋弱光性的浮游动物在阴天栖息于上层,而在晴天又移居中、下层。⑤海流引起的变化。如上升流可把下层的浮游动物带到上层等。 在北温带海域的春季,因为表层水温升高、光照增强、营养盐(氮、磷等无机盐类)增多,浮游植物得以大量繁殖,形成一年中的第一次数量高峰。高峰之后,由于营养盐大量消耗,浮游植物的繁殖受到限制,加上植食性浮游动物的大量捕食,使浮游植物的数量在夏季急剧减少。秋季,营养盐含量经积累又复增多,浮游植物再度大量繁殖,从而形成一年中的第二个高峰(但数量已不如第一个高峰)。在冬季,浮游植物又复减少。上述变动是浮游植物季节变化的一个方面;另一个方面是种类的季节交替,如夏季硅藻衰退后,甲藻起而代之。因为甲藻在高温和营养盐贫乏的季节能大量繁殖。 北温带海域浮游动物的季节分布与浮游植物大致相似,但数量高峰的出现稍晚于浮游植物,一般是紧接在浮游植物高峰之后。因为浮游植物高峰的出现提供了大量饵料,植食性浮游动物才得以大量繁殖。浮游动物也有种类的季节交替现象,如以桡足类为食的毛颚类,数量高峰常稍迟于桡足类。可见除温度外,食料也是影响浮游动物季节分布的外界因子。
上述北温带海域浮游生物的季节分布,由于一年中出现春、秋两个数量高峰,称为双周期型。在寒带海域,不论是浮游植物或浮游动物,一年中只在夏季出现一个短暂的高峰,称为单周期型;其他季节由于光照太弱或光照完全消失,温度太低,生物无法繁殖。在热带海域,由于环境因子整年比较稳定,所以浮游生物的分布没有明显的季节变化。
在生态系统中的地位与作用 浮游生物在海洋生态系的结构和功能中,占着极为重要的位置。在海洋食物链中,浮游植物是初级生产者,通过光合作用,制造有机物,成为食物链的第一环节(也称第一营养阶层)。浮游植物的产量(初级生产)影响着植食性浮游动物的产量(次级生产),而后者又影响着肉食性小型动物的产量(三级生产)和肉食性大型动物的产量(终级生产)。这 4级生产的数量逐级减少,构成数量或生物量的金字塔。因此,浮游生物的产量(包括初级和次级生产)是海洋生物生产力的基础,在很大程度上决定着鱼类和其他经济水产动物的产量。
在能量流动中,浮游植物把吸收的日光能转变为化学能,植食性浮游动物摄取浮游植物后获得能量,并通过食物链的各个环节将能量传递下去,逐级减少,构成能量金字塔。因此,浮游生物在海洋生态系统的能量流动中起着很重要的作用。