海洋的平均水深约为3 800米。深海环境极端严酷,缺乏阳光,温度低,静水压力大。由于不能进行光合作用,深海生态系统中没有能进行光合作用的植物,没有植食性动物,只有碎屑食性和肉食性动物、异养微生物、能进行化能合成作用的自养微生物和少量滤食性动物。目前人类已发现的深海生态系统包括冷泉生态系统、深渊生态系统、深海海山生态系统、热液生态系统等。
1.冷泉生态系统
海底冷泉释放出的甲烷等气体进入上覆水层。冷泉的发育和分布一般与天然气水合物的分解或与海床下天然气及石油沿地质薄弱带上升密切相关。冷泉周围存在着特殊的生物群落,生物群落中的初级生产者通过化能合成作用制造有机物质。
2.深渊生态系统
深渊生态系统的特点是生物量很低,但物种的丰富度却很高。从深海中采集的样品90%的物种为新种。因此,深海被认为是海洋生物多样性的巨大宝库和生物演化研究的重要场所。
3.深海海山生态系统
海山是一种分布广泛的海底地形,大多数因火山活动而形成。据估计全球范围内高度超过1 000米的海山数量可能达到10万座。海山通常被认为是高生产力的生态系统,并可作为鱼类、哺乳动物的索饵场。
飞鱼冲浪
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(1)海洋生态系统是由海洋生物群落和海洋环境组成的。
(2)目前人类已发现的深海生态系统包括冷泉生态系统、深渊生态系统、深海海山生态系统、热液生态系统等。
海星闪闪
海底热液系统
海底“烟囱”
海底热液系统复杂多变,是深海极端环境的重要组成部分和典型代表。相比深海非热液区,热液喷口及周围存在着丰度更高、更多样的生物群落。此外,热液喷口周围的环境与地球早期环境类似,因此被认为是研究生命起源的关键场所。
热液系统通过热液柱向海洋中输送巨大的热量,影响海水的循环和气候的变化。
热液活动周期长短不一。横跨大西洋地质综合调查区的热液活动延续了2万年,而生命短的热液流体只有几十年或十几年,消亡的热液区也存在重新活化的情况。这些变化都会给生物群落带来极大的影响。对东太平洋海隆9°N不活动热液区的调查表明,相对于活动热液区,不活动热液区的细菌种群类型发生了明显变化。此外,热液的喷发不是连续的,是脉动式、短周期的,因此在喷发过程中会发出脉动的声音,这可能是周围生物体活动或在不同热液区迁移的导航器。
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