8.3: 水生生物群落
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影响水生生物群落的非生物因素
与陆地生物群落一样，水生生物群落也受到一系列非生物因素的影响。 水生介质——水——具有与空气不同的物理和化学特性。 即使池塘或其他水体中的水非常清澈（没有悬浮颗粒），水仍然会吸收光线。 当一个人降入深水体时，最终会有阳光无法到达的深度。 尽管陆地生态系统中有一些非生物和生物因素可能会掩盖光线（例如雾、尘埃或昆虫群），但这些因素通常不是环境的永久特征。 光在水生生物群落中的重要性对于淡水和海洋生态系统中发现的生物群落至关重要。 在淡水系统中，密度差异导致的温度分层可能是最关键的非生物因素，与光的能量方面有关。 水的热特性（加热和冷却速率）对海洋系统的功能非常重要，对全球气候和天气模式有重大影响。 海洋系统还受到海流等大规模物理水流的影响；在大多数淡水湖泊中，这些运动不太重要。
海洋生物群落
海洋是最大的海洋生物群落。 它是一个连续的盐水体，其化学成分相对均匀；它是矿物盐和腐烂生物物质的弱溶液。 在海洋中，珊瑚礁是第二种海洋生物群落。 河口是盐水和淡水混合的沿海地区，构成了第三个独特的海洋生物群落。
海洋
海洋的物理多样性对植物、动物和其他生物有重大影响。 海洋按几个区域分类（图\(\PageIndex{a}\)）。 每个区域都有一组不同的物种，适应其特有的生物和非生物条件。 潮间带是高潮和低潮之间的区域，是最接近陆地的海洋区域。 通常，大多数人认为这部分海洋是沙滩。 在某些情况下，潮间带确实是沙滩，但也可能是岩石或泥泞。 生物在退潮时暴露在空气和阳光下，大部分时间都在水下，尤其是在涨潮期间。 因此，在潮间带茁壮成长的生物可以适应长时间干燥。 潮间带的海岸也反复受到海浪的冲击，在那里发现的生物已经适应了海浪冲击作用造成的伤害（图\(\PageIndex{b}\)）。 海岸线甲壳类动物（例如岸蟹、Carcin us maena s）的外骨骼很坚固，可以保护它们免受干燥（变干）和海浪伤害。 冲击海浪的另一个后果是，很少有藻类和植物在不断移动的岩石、沙子或泥土中生存。
neritic 区从潮间带延伸到大陆架边缘约 200 米（或 650 英尺）的深度。 因为光可以穿透这个深度，所以可以发生光合作用。 这里的水含有淤泥，氧气充足，压力低，温度稳定。 浮游植物和漂浮的 Sargassum（一种自由漂浮的海藻）为在 neritic 区域发现的一些海洋生物提供了栖息地。 浮游动物、原生动物、小鱼和虾都存在于 neritic 区域，是世界上大多数渔业食物链的基础。
在 neritic 区域之外还有被称为海洋区的开阔海域。 在海洋区内存在热分层，由于洋流，温水和冷水混合在一起。 丰富的浮游生物是鲸鱼和海豚等大型动物食物链的基础。 养分稀缺，这是海洋生物群落中生产力相对较低的部分。 当光合生物和以它们为食的原生生物和动物死亡时，它们的身体就会掉到海底，留在那里。
海洋的所有开阔水域都被称为远洋水域。 根据光线进入水中的距离，远洋领域从上到下分为光区域、无光区和深海区域。 光区，即光线可以穿透的海洋部分（大约 200 米或 650 英尺）。 在深度大于 200 米时，光无法穿透；因此，这被称为无光区。 无光区的大多数生物包括海参（phylum Echinodermata）和其他依靠光区生物尸体中所含营养物质生存的生物。
海洋最深的部分是深海区域，其深度在 4000 米或以上。 无光区和深海区域都缺乏足够的光线进行光合作用，它们共同构成了海洋的大部分。 海洋最深的部分是挑战者深海（位于西太平洋的马里亚纳海沟），深度约为11,000米（约6.8英里）。 为了给出这条海沟的深度的一些视角，海洋的平均深度为4267米。 这些区域也与淡水湖有关。 深海区域非常寒冷，压力非常高，氧气含量高，营养含量低。 在这个区域发现了各种各样的无脊椎动物和鱼类，但由于光线不足，深海区域没有植物。 地壳中称为热液喷口的裂缝主要存在于深海区域（图\(\PageIndex{c}\)）。 在这些喷口周围，利用排放的硫化氢和其他矿物质作为能量来源的细菌是深海区域食物链的基础。
海底世界沿着海底从海岸线延伸到海底最深处。 它由沙子、淤泥和死亡生物组成。 这是海洋中营养丰富的部分，因为死亡生物从海洋的上层掉下来。 由于这种高水平的营养，存在着各种各样的海绵、海葵、海虫、海星、鱼类和细菌。
珊瑚礁
珊瑚礁的特点是生物多样性高，其结构由生活在海洋光区温暖浅水区的无脊椎动物形成。 它们大多位于赤道以北和以南 30 度以内。 大堡礁是一个著名的珊瑚礁系统，位于澳大利亚东北海岸几英里处。 珊瑚生物是分泌碳酸钙骨架的咸水息肉菌落。 这些富含钙的骨骼会慢慢积聚，形成水下珊瑚礁（图\(\PageIndex{d}\)）。
在较浅的水域（深度约为60米或约200英尺）中发现的珊瑚与称为dinoflagellates的光合单细胞藻类具有相互关系。 这种关系为珊瑚提供了它们所需的大部分营养和能量。 这些珊瑚生活的水域营养贫乏，如果没有这种互惠主义，大型珊瑚就不可能生长。 一些生活在更深和更冷的水中的珊瑚与藻类没有互惠关系；这些珊瑚利用触手上的刺细胞来捕捉猎物，从而获得能量和营养。 据估计，有4,000多种鱼类栖息在珊瑚礁中。 这些鱼可以以珊瑚、其他无脊椎动物或与珊瑚相关的海藻和藻类为食。
河口：海洋与淡水交汇的地方
河口是发生在淡水源（例如河流）与海洋交汇处的生物群落。 因此，淡水和盐水都存在于同一附近；混合会产生稀释（微咸的）盐水。 河口形成保护区，甲壳类动物、软体动物和鱼类的许多幼后代从那里开始生命。 盐度是一个非常重要的因素，它会影响河口中发现的生物和生物的适应性。 河口的盐度各不相同，取决于其淡水源的流速。 每天一到两次，涨潮将盐水带入河口。 以相同频率出现的低潮会逆转盐水的潮流。
淡水和盐水的混合导致盐度的短期快速变化，对于居住在河口的动植物来说，这是一项艰巨的生理挑战。 许多河口植物物种都是盐生植物，可以耐受咸味条件。 Halophytic 植物适应于应对根部盐水或海浪产生的盐度。 在一些盐生植物中，根部的过滤器会去除植物吸收的水中的盐分。 其他植物能够将氧气泵入其根部。 贻贝和蛤蜊等动物已经形成了行为适应能力，在这种瞬息万变的环境中消耗了大量精力来发挥作用。 当这些动物暴露于低盐度环境时，它们会停止喂食，关闭壳并停止使用氧气。 当涨潮回到河口时，水中的盐度和氧气含量增加，这些动物会打开贝壳，开始喂食，然后恢复使用氧气。
淡水生物群落
淡水生物群落包括湖泊和池塘（积水）以及河流和溪流（流动的水）。 它们还包括湿地，稍后将讨论。 人类依靠淡水生物群落为饮用水、农作物灌溉、卫生和工业提供水生资源。 这些不同的角色和人类利益被称为生态系统服务。 湖泊和池塘存在于陆地景观中，因此与影响这些陆地生物群落的非生物和生物因素有关。
湖泊和池塘
湖泊和池塘的面积可以从几平方米到数千平方公里不等。 温度是影响湖泊和池塘中发现的生物的重要非生物因素。 在夏季，湖泊和池塘的热分层发生在太阳的照射下，当上层的水被太阳加热并且不与更深、更冷的水混合时。 像海洋一样，湖泊和池塘有光线可以穿透的光区，而没有光线的无光区域。 这里发现了@@ 浮游植物（漂浮在水中的藻类和光合细菌等小型光合生物）并进行光合作用，为湖泊和池塘的食物网提供了基础。 浮游动物（漂浮在水中的非常小的动物），例如轮虫和小型甲壳类动物，会消耗这些浮游植物（图\(\PageIndex{e}\)）。 在湖泊和池塘的底部，无光区的细菌会分解沉入海底的死亡生物。
河流和溪流
河流和溪流是不断移动的水体，将大量的水从源头或源头输送到湖泊或海洋。 最大的河流包括非洲的尼罗河、南美洲的亚马逊河（图\(\PageIndex{f}\)）和北美的密西西比河。 河流和溪流的非生物特征随河流或溪流的长度而变化。 溪流始于被称为源水的起点。 源水通常很冷，营养含量低，而且很清澈。 河道（河流或溪流的宽度）比河流或溪流长度上的任何其他地方都要窄。 因此，这里的水流通常比河流或溪流的任何其他点都要快。
快速流动的水使河流或溪流底部的淤泥积聚量降至最低，因此水是清澈的。 这里的光合作用主要归因于生长在岩石上的藻类；快速的潮流抑制了浮游植物的生长。 额外的能量输入可能来自落入河中的树叶或其他有机物质，或者来自与水接壤的树木和其他植物的溪流。 当叶子分解时，叶子中的有机物质和营养物质会返回到水中。 植物和动物已经适应了这种快速流动的水。 例如，水蛭的身体很长，两端都有吸盘。 这些吸盘附着在基质上，使水蛭固定在原位。 淡水鳟鱼是这些快速移动的河流和溪流中的重要捕食者。
随着河流或溪流从源头流出，河道的宽度逐渐扩大，水流减慢。 这种缓慢移动的水是由梯度减小和支流联合后体积增加造成的，其沉积量更大。 浮游植物也可以悬浮在缓慢移动的水中。 因此，水不会像水源附近那样清澈。 水也变暖了。 可以发现蠕虫和昆虫在泥里挖洞。 高阶掠食脊椎动物包括水禽、青蛙和鱼类。
湿地
湿地是指土壤永久或周期性地被水饱和的环境。 湿地与湖泊不同，因为湿地是浅水体，可能会周期性地变干。 新兴植被由湿地植物组成，这些植物植根于土壤中，但部分叶子、茎和花延伸到水面之上。 湿地有几种类型，包括沼泽、沼泽、沼泽、泥滩和盐沼（图\(\PageIndex{g}\)）。
