探索微观世界：全球浮游生物多样性指南

浮游生物（Plankton）一词源自希腊语“planktos”，意为“漂泊者”或“流浪者”，是指栖息在海洋、海域及淡水体中的一类多样化的生物群体。它们的定义是无法逆流游动，只能随波逐流。尽管体型微小，浮游生物在全球生态系统中扮演着至关重要的角色，影响着从气候调节到海洋食物网的方方面面。本综合指南将探讨浮游生物惊人的多样性、其生态重要性以及它们在不断变化的世界中所面临的挑战。

什么是浮游生物？全球视角

浮游生物并非单一物种，而是来自不同生物界的庞大生物集合。它们包括细菌、古菌、原生生物、藻类和动物，展现出惊人的形态和功能多样性。它们的全球分布受到水温、盐度、营养盐可利用性和光线穿透度等因素的影响，从而在世界不同地区形成了多样的浮游生物群落。

从北冰洋到印度-太平洋的热带珊瑚礁，浮游生物构成了复杂食物网的基础。了解它们的分布和丰度对于理解我们星球水生生态系统的健康和生产力至关重要。

两大类群：浮游植物与浮游动物

根据营养方式，浮游生物大致可分为两大类：

浮游植物：海洋的初级生产者

浮游植物是进行光合作用的微生物，与陆地植物相似，能将阳光和二氧化碳转化为能量和有机物。它们贡献了全球近一半的氧气产量，因此对地球上所有生命都至关重要。

浮游植物的例子：

• 硅藻： 这类单细胞藻类的特征是其被称为“硅壳”的复杂二氧化硅外壳。它们在营养丰富的水域中数量极多，并在碳循环中扮演着重要角色。不同的硅藻物种在各种环境中茁壮成长，从南极的寒冷水域到秘鲁沿岸的上升流区。
• 甲藻： 这类原生生物拥有两根用于移动的鞭毛。一些甲藻能进行光合作用，而另一些则是异养的（消耗其他生物）。某些物种是造成有害藻华（如赤潮）的元凶，这些藻华会产生毒素，影响海洋生物和人类健康。
• 颗石藻： 这类单细胞藻类表面覆盖着称为“颗石”的碳酸钙板。它们对碳循环有重要贡献，并能形成从太空中可见的大规模水华。英国多佛的白崖主要由颗石藻的化石构成。
• 蓝藻（蓝绿藻）： 这类光合细菌是地球上最古老的生命形式之一。它们存在于广泛的水生环境中，包括海洋、湖泊和河流。一些蓝藻能够进行固氮作用，将大气中的氮气转化为其他生物可以利用的形式。

浮游动物：浮游世界中的消费者

浮游动物是异养生物，以浮游植物或其他浮游动物为食。它们是海洋食物网中的初级消费者，将能量从初级生产者传递到更高的营养级，如鱼类和海洋哺乳动物。

浮游动物的例子：

• 桡足类： 这类小型甲壳动物是海洋中最丰富的浮游动物类型。它们是许多海洋动物（包括鱼类、海鸟和鲸鱼）的重要食物来源。不同的桡足类物种已适应了从北极到热带的各种环境条件。
• 磷虾： 这类虾状甲壳动物是南极生态系统中的关键物种。它们是鲸鱼、海豹、企鹅和其他海洋捕食者的主要食物来源。过度捕捞磷虾会对整个南极食物网产生重大影响。
• 水母： 这类胶状浮游动物遍布全球海洋。有些水母无害，而另一些则能造成痛苦的蜇伤。水母爆发会扰乱海洋生态系统，并影响旅游业和渔业。
• 幼体阶段： 许多海洋动物，如鱼类、甲壳类和软体动物，其生命早期阶段是以浮游生物的形式度过的。这些幼体是其他浮游动物的重要食物来源，并且对环境变化非常脆弱。

浮游生物的生态重要性：全球视角

浮游生物在全球范围内对维持水生生态系统的健康和生产力起着至关重要的作用：

• 初级生产： 浮游植物贡献了全球近一半的氧气产量，并构成了海洋食物网的基础。
• 碳循环： 浮游生物在全球碳循环中扮演着关键角色，它们从大气中吸收二氧化碳并将其转移到深海。
• 食物网支持： 浮游动物是初级生产者与更高营养级之间的关键环节，支持着鱼类种群和海洋哺乳动物。
• 营养循环： 浮游生物通过在水体中吸收和释放营养物质来促进营养循环。
• 气候调节： 某些类型的浮游植物，如颗石藻，可以影响云的形成和反照率，从而影响全球气候模式。

浮游生物种群的减少会对海洋生态系统产生连锁效应，导致鱼类资源减少、栖息地退化以及全球碳循环中断。例如，由于冰川融化导致北冰洋浮游植物丰度下降，会影响整个北极食物网，波及依赖这些资源的海豹、北极熊和原住民社区的种群。

全球分布及影响浮游生物丰度的因素

浮游生物的分布和丰度因地理位置和环境条件而差异巨大：

• 纬度： 与热带地区相比，温带和极地地区的浮游生物群落通常更多样、更丰富。
• 营养盐可利用性： 营养丰富的水域，如上升流区，支持着高的浮游植物生产力。上升流区在秘鲁、加利福尼亚和纳米比亚沿岸很常见。
• 光照可利用性： 光是浮游植物进行光合作用所必需的，因此表层水的浮游生物丰度通常高于深层水。水的清澈度也影响光的穿透。
• 温度： 水温影响浮游生物的新陈代谢和生长速率。不同的浮游生物物种有不同的最适温度。
• 盐度： 盐度影响浮游生物物种的分布，有些物种适应高盐度环境，而另一些则适应低盐度环境。
• 洋流： 洋流在浮游生物的分布和营养物质的输送中起着至关重要的作用。

了解影响浮游生物分布和丰度的因素，对于预测气候变化和其他环境压力对全球海洋生态系统的影响至关重要。

浮游生物多样性面临的威胁：一场全球危机

浮游生物种群正面临来自人类活动和环境变化的日益严重的威胁：

气候变化：一个主要威胁

气候变化正在改变海洋的温度、盐度和酸度，这对浮游生物群落可能产生重大影响：

• 海洋变暖： 上升的海洋温度会影响浮游生物的新陈代谢和生长速率，导致物种组成和分布发生变化。
• 海洋酸化： 海洋吸收二氧化碳导致海洋酸化，这对钙化浮游生物（如颗石藻）产生负面影响，使它们难以构建外壳。
• 海洋环流变化： 海洋环流模式的变化会改变营养盐的可利用性和浮游生物的分布。
• 海平面上升： 海平面上升会淹没沿海栖息地并改变盐度梯度，从而影响沿海水域的浮游生物群落。

例如，研究表明，海洋酸化正在降低北大西洋颗石藻的生长速率和钙化速率，这可能影响它们在碳循环中的作用。

污染：一种全球性污染物

来自各种来源的污染会损害浮游生物种群：

• 营养盐污染： 来自农业径流和污水的过量营养盐会导致有害藻华，这些藻华会耗尽氧气并释放毒素，从而损害海洋生物。
• 塑料污染： 塑料污染可被浮游动物摄入，导致物理伤害和毒素在食物网中累积。微塑料是一个日益严重的问题。
• 化学污染： 工业化学品和杀虫剂会污染水体并损害浮游生物种群。

太平洋垃圾带是北太平洋中大量塑料碎片的聚集地，对浮游生物和其他海洋生物构成了重大威胁。来自该垃圾带的微塑料正被浮游动物摄入，可能扰乱海洋食物网。

过度捕捞：扰乱食物网

过度捕捞会耗尽以浮游生物为食的鱼类种群，导致海洋食物网失衡并影响浮游生物群落。

例如，南非沿岸本格拉洋流生态系统中沙丁鱼和凤尾鱼的过度捕捞，已被证实与浮游生物群落结构的变化及海鸟种群的下降有关。

保护工作：保护浮游生物与我们的地球

保护浮游生物种群需要全球共同努力，以应对它们面临的威胁：

• 减少温室气体排放： 减缓气候变化对于保护浮游生物免受海洋变暖和酸化的影响至关重要。诸如《巴黎协定》之类的国际协议旨在减少温室气体排放。
• 控制污染： 减少营养盐污染和塑料污染对于维持健康的浮游生物群落至关重要。这需要改进废水处理、采取可持续的农业实践并减少塑料消费。
• 可持续渔业管理： 实施可持续的渔业管理措施有助于维持以浮游生物为食的鱼类的健康种群，并防止海洋食物网失衡。
• 海洋保护区： 建立海洋保护区可以保护关键的浮游生物栖息地和生物多样性。
• 研究与监测： 对浮游生物种群进行研究和监测，对于了解它们的分布、丰度及其对环境变化的响应至关重要。

全球海洋观测系统（GOOS）是一个国际项目，旨在协调海洋观测和研究，以增进我们对海洋及其在全球气候系统中作用的理解。这包括监测浮游生物种群及其对环境变化的响应。

浮游生物的未来：行动呼吁

浮游生物对于我们星球的健康和人类的福祉至关重要。通过了解它们的多样性、生态重要性以及所面临的威胁，我们可以采取行动来保护这些至关重要的微小生物，并为子孙后代确保海洋的可持续性。

您可以采取以下一些可行的步骤：

• 减少您的碳足迹： 采取措施减少您的碳足迹，例如使用公共交通、减少能源消耗和支持可再生能源。
• 减少塑料消费： 通过使用可重复使用的购物袋、水瓶和容器来减少塑料消费。
• 支持可持续海产品： 选择可持续的海产品，以帮助保护海洋生态系统并防止过度捕捞。
• 自我教育并教育他人： 了解更多关于浮游生物及其面临威胁的知识，并与他人分享。
• 支持保护组织： 支持致力于保护浮游生物和海洋生态系统的组织。

结论：我们星球上无形的英雄

浮游生物，尽管微小且常被忽视，却是我们星球上无形的英雄。它们对氧气生产、碳循环和海洋食物网的贡献对地球上所有生命都至关重要。通过了解和保护这些至关重要的生物，我们可以为我们的海洋和地球确保一个健康和可持续的未来。