生物多样性是人类赖以生存的条件，是经济得以持续发展的基础。人类生存与发展，归根结底，必需依赖于自然界各种各样的生物(资源)和生态环境。生物多样性不仅为人类提供了生存所需要的食物、药品、工业原料和能源等，同时对调节、维持生态平衡，稳定环境具有关键作用。占地球表面积71％的海洋，不仅控制着许多自然过程，而且是人类未来食物和能源的宝库。海洋是维持生命的整体系统中一个不可缺少的部分。研究、保护并发展海洋生物多样性，使人类有可能多方面、多层次地持续利用甚至改造这个生机勃勃的生命世界。
9.2.1生物多样性概念
生物多样性(biologicaldiversity或简写为biodiversity)是一个包括物种、基因和生态系统的概括性的术语，可简单表述为“生物之间的多样化和变异性及物种生境的生态复杂性”(OTA，1987)。也就是说，生物多样性是所有生物种类，种内遗传变异和它们的生存环境的总称，包括所有不同种类的动物、植物和微生物，以及它们所拥有的基因，它们与生存环境所组成的生态系统(汪松、陈灵芝1990)。生物多样性通常包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。
一、遗传多样性
广义的遗传多样性是指遗传信息的总和，包含栖居于地球上的植物、动物和微生物个体的“基因”在内。通常谈及生态系统多样性或物种多样性时也就包含了各自的遗传多样性。不同种群之间或同一种群不同个体的遗传变异的总和，可认为是狭义的遗传多样性内涵。由此反映出遗传多样性也包括多个层次。
遗传多样性实际上是遗传信息的多样化，而遗传信息储存在染色体和细胞器基因组的DNA序列中。虽然自然界内所有生物都准确地复制自己的遗传物质DNA，将自己的遗传信息一代一代地遗传下去，保持遗传性状的稳定性，可实际上，自然界和生物本身有许多因素能影响DNA复制的准确性。这些影响因素可能引起的变化是多种多样的，从一个碱基对的变化，到DNA片段的倒位、易位、缺失或转座而引起多个碱基对的变化，而导致不同程度的遗传变异。随着遗传变异的积累，遗传多样性的内容也就不断地得到丰富。
地球上的物种几乎都是以“种群”(Population)组织形态生存的。每个“种群”都占有一定的空间。具有有性繁殖的种群，其个体间的互相交配主要在种群内进行，一般地讲种间不能杂交(Raren＆Johnon1989)。即使是同一物种构成的种群，生活在相似的环境空间内，但由于地区阻隔，个体间也没有交配的机会。例如，巴西和马达加斯加沿岸水域的绿海龟(绿龟)事实上就没有机会杂交；另一方面，生活在同一环境空间内的不同种群，虽然不同物种的个体间相互混杂在一起，但由于它们各自的生长、发育、性成熟、交配受精和孕期等等的不同，从而保持了本种群遗传变异的特性，亦使本种群得到持续发展。在同一环境空间内，各种群因产卵时间的不同而有春季、夏季和秋季种群产卵的区分。即使是在同一时期内产卵，像大马哈鱼、鳗鱼等种群又会远离其原来生活的空间，分赴特定的场所，前者由大海到江河，后者由江河到大海深层去产卵。各种各样的鲑科鱼从海洋洄游到河流来繁殖的现象已众所周知。海龟、海鸟类和有些鲸类也总是游到特定的地方去交配、产卵或生育幼仔。有些金枪鱼的分布范围尤为广阔，从热带水域一直延伸到温带水域，但它们最后还是回到热带水域去产卵，成体的产卵洄游借助于水系运动，就保证了其幼体通常能从出生地被搬运到条件适宜的“少年”或成体生活地。这叫做“生命周期闭合”。总之，“基因”决定了不同种群间的行为差异，亦反映出生物的遗传多样性。
由于各种群的遗传组合类型都是有限的，故而种群在突变、自然选择以及遗传漂移过程中常会出现遗传趋异。这样，有些种群就有一些其它种群中所没有的特别的基因型(等位基因)。在一个物种中非常罕见的等位基因也许在另一个种群内却异常丰富。所有这些异常性状的出现就是生物本身的适应性改变，以使其在所处的特殊环境条件下更容易成功繁衍。
异常变异是物种进化的重要原料储备，一个物种的遗传变异愈丰富对环境变化的适应性就愈大。反之，遗传多样性贫乏的物种通常在进化上的适应性就弱。也就是说，种群内的遗传变异反映了物种进化潜力。因此，对遗传多样性的深入了解不但是现代生物遗传育种的基础，而且也是为适应未来人类需求的变化培育相应的品种做准备。因而也成为当今世界各国大力发展的生物技术科学的基础。
二、物种多样性
“物种”即生物种，是生物进化链索上的基本环节，它处于不断变异与不断发展之中，但同时也是相对稳定的，是发展的连续性与间断性统一的基本形式。物种表现为统一的繁殖群体，由占一定空间、具有实际或潜在繁殖力的种群所组成，而种群间在生殖上隔离。物种多样性是指地球上生命有机体的多样化，是生物多样性所包含三个层次中最为显著的中间一层。
地球上自出现生命以来，经历了约三四十亿年漫长的进化过程，形成了无数的生命有机体。迄今为止，人们还无法确认地球上到底生活着多少物种，估计大约在500万至5000万种之间或更多。但目前已被描述记载的仅有约140万种(见表9-1)。这是因为人类对自然的认识仍然有限，对海洋的认识更是不足。
表9-1已被描述的物种类群
此表引自“保护世界的生物多样性”(1991)；WCME：世界自然保护监测中心。
生物学家根据物种之间的亲缘进化关系建立了一个等级体系——生物的分类阶元。以抹香鲸(PhysetermacrocephalusLinnoeus)为例，表示如下：
动物界(Animalia)
脊索动物门(Chordata)
脊椎动物亚门(Vertebrata)
兽纲(哺乳纲)(Mammalia)
鲸目(Cetacea)
抹香科(Physeteridae)
抹香属(Physeter)
抹香鲸(PhysetermacrocephalusLinnaeus)
海洋生境比陆地或淡水生境具有更多的生物门类和特有门类(表9—2)。在1988年玛格丽斯和斯沃兹列出的动物界33个门类中海洋生境内共有32个门，其中有15个特有门；陆生生境内为18个门，仅有1个特有门；在两种生境共有门类中有5个门(带*者)所包含的物种总数的95％都是海洋特有种。门类的多样性无疑表达了物种多样性。这亦表明了海洋有比陆地大得多的物种多样性。
截止1993年，中国管辖海域已记录20278种生物，它们隶属于5个生物界，44个门。动物界记录的种类最多(12794种)，其中种类最多的是脊索动物、节肢动物和软体动物等3个门。植物界6个门中，包括海藻和维管束植物两大类。海藻3个门已记录的有794种，原生动物界已记录了7个门近5000种，其中肉鞭毛虫门的有孔虫、放射虫，以及硅藻门研究比较深入。
表9-2海洋生境和非海洋生境中的动物门类
海洋生物物种多样性因所处地域的不同变化很大。海藻、珊瑚、螺、蟹和鱼等许多生物类群于热带地区的多样性比寒冷地区的高得多(表9—3)。海星和巨藻(褐藻门、海带目)等类群则在温寒带的东北太平洋沿岸水域内生活的物种最多。
表9-3热带海洋中的生物物种数
(资料来源：Vermeij，1978)
物种多样性在印度洋-西太平洋，特别是位于菲律宾、印度尼西亚和澳大利亚东北部区域达到了顶峰，在物种总数和特有性程度，也就是在物种水平上和较高分类阶元的水平上的特有性(如属、科)都达到了高度多样性(Megadiversity)。东太平洋和西太平洋的物种多样性为中等，东大西洋区域物种多样性最低。
无论是陆生生境(包括淡水)，还是海生生境的物种多样性都反映出：(1)动物界物种多样性高于植物界；(2)分类阶元较低的物种多样性高于较高阶元物种多样性；(3)个体小型物种的多样性高于个体大型的物种。上述现象，在海洋生境中尤为明显。海洋被誉为动物的世界。
三、生态系统多样性
生态系统多样性为最高层次的生物多样性。生态系统多样性与生物圈中的生境、生物群落(Bioticcommunity)和生态过程等的多样化有关，也与生态系统内部由于生境差异和生态过程的多样性所引起的极其丰富的种群多样化有关。
海洋的可栖息容量要比陆地大数百倍，而且海水是互相连接的，浩瀚的海洋给予海洋生物有较大的分布范围。然而如上所述，实际上海洋中存在着众多无形的阻隔(界限)。对海洋生物而言，就是存在着不同的生态环境。
不同的生态系统反映出各自的生态环境特征和与之相适应的生物群落结构，以及环境与生物、群落内各种群之间的生态过程及其所表达的整个生态系统功能的特征。因此，在讨论生态系统多样性时需要了解生物群落的性质。全球海洋内的主要生物群落有：
(1)近海生物群落：主要包括由潮间带至大陆架边缘内侧，水体和海底部的所有生物。潮间带是海洋与陆地之间的过渡带。图9—4显示了潮间带生物成带分布状况、优势种群和不同底质中生活的部分底栖生物类群。
潮间带到大陆架内缘的海水温度、盐度和光照条件等的变化强度与外海相比，显出明显的不稳定性。此区还受到陆源和季节气候等的影响，环境因素的变化较为强烈而复杂。环境因素变化的幅度，由潮间带近岸向外至大陆架内缘，逐渐由大转小。
生活在此区的浮游生物，无论是浮游动物还是浮游植物，主要成员对环境变化都具有较强的适应能力，有明显的季节变化和种群交替。其中，浮游植物的组成主要是硅藻和甲藻，以及微型鞭毛藻类；浮游动物中有桡足类、磷虾类等甲壳动物；原生动物中的有孔虫、放射虫、砂壳纤毛虫；软体动物中有翼足类、异足类；腔肠动物水母和栉水母类；浮游被囊类、多毛类和毛颚类等。反映此区浮游动物特征的是具有大量“季节性浮游动物”。这是由于大多数底栖动物和很多自游生物在幼体(虫)阶段营浮游生活的缘故。如藤壶的腺介幼虫、腔肠动物的浮浪幼虫、软体动物的面盘幼虫、担轮幼虫以及鱼卵和仔鱼等等。
底栖生物中的植物主要是大型海藻类，如绿藻、褐藻和红藻门中的一些种类以及红树等少数海洋高等植物，主要分布在光线能透到的岩石和硬质底质的海底。此外，还有微小的底栖性硅藻和其它门类中的少数种类。它们共同组成了“海藻场”微环境，从而引来了一些游泳生物捕食或产卵。很多种具有经济意义的鱼、虾、贝类亦在此繁衍生息。此区的底栖动物种类丰富，几乎包含有动物各门类的代表，不同的海洋底质生长有不同类型和具有不同生态特性的种类，形成了非常庞大而复杂的组合。图9—5表示了生长在近岸水域不同底质类型中的部分底栖动物类群。
游泳生物主要包括鱼类、大型甲壳类、爬行类和哺乳类中的一些种类。其中主要是鱼类，世界渔场几乎都位于大陆架及其附近海域。大部分鱼类均有洄游习性。此外，爬行类中的海龟等和海兽中的海豹等虽然都能在海上取食，但必须回到陆地、海岛上去繁殖后代。海洋鸟类亦是近海生物群落的成员。
近海生态环境虽然复杂而多变，但它为不同生活习性，各种不同生物类群提供了良好的生存空间。这里生物资源丰富，水域生产力高，此海域的渔获量占海
洋总渔获量的80％以上。
(2)大洋生物群落：包括从大陆架边缘外侧直到深海的整个海域内的海洋生物。大洋生境与近海相比，相对比较稳定。但由于光照、水深等的影响，水体上层的环境诸因素变化比较大，但随着水深增加而趋于相对稳定。
在上层水域(200m以浅)，浮游植物以微型浮游种类(nanophytoplankton)为优势；浮游动物则以“终生”浮游动物为主；大洋上层的游泳动物种类相当丰富，经济价值极高的乌贼、金枪鱼、鲸等等都主要分布在这一水层。中层水域200～1000m，以大型磷虾类为主，成为食物链的主要环节，小型动物则以由上层沉降下来的碎屑、有机颗粒等物质为饵料；游泳动物主要以鳕鱼类为主。深层水域(1000m以深)的生物组成以鱼类为主(图9—6为生活在大洋中层和深层的部分鱼类)，其次是无脊椎动物中的甲壳类、多毛类、棘皮动物、等足类、端足类中的一些种类。在万米水深的海沟内，已发现有海葵、多毛类、等足类、端足类和双壳类中的一些种类。深海动物的数量随着海水的深度增加而递减，绝大部分水域的生物量都低于1g/m3，只有在靠近大陆架的深海区生物量才较高。深海底栖生物总的个体数量虽然很少，但其种类多样性程度很高，可达到珊瑚礁生物群落的水平，种类较多，如蛇尾类、海百合类、硅质海绵和鼎足鱼等等。
(3)热泉生物群落：热泉喷出的海水含有丰富的硫化氢和硫酸盐，这一特殊环境内硫化细菌非常丰富，密度高达106个每毫升。由于它们能以化学合成作用进行有机物的初级生产，从而为滤食性动物提供了饵料基础。这一环境内的生物组成主要有细菌、双壳类、铠甲虾、与细菌共生的巨型管栖动物、管水母、腹足类和一些红色的鱼类。由这些生物构成了特殊的热泉生态系统，被称为“深海绿洲”。这一群落随着“热泉”的长消而出没，当“热泉”停止喷发而消失时，这一群落也随着消失。当新的“热泉”产生时，又能形成新的群落。
(4)河口生物群落：河口是地球上两大水域生态系统之间的交替区。不同的河口类型(图9-7)以及河口所处地域、气候或底质差异的影响，使河口区环境复杂且有很大波动。河口区生物群落的物种组成主要来自三个大方面：①来自海洋入侵种类(主要成员)；②淡水径流移入的种类(数量极少)；③已适应于河口环境的半咸水性特有种。生物种类组成较贫乏、简单，只有广盐性、广温性和耐低氧性的生物种类才有生存的机会。河口生物群落的主要特征是，种类多样性相对地较低，原因是河口海湾的理化条件经常不利；相对的某些生物种群的个体数量(丰度)则很高。这是因为此区的食物条件十分适宜。河口海湾是许多海洋生物物种最重要的养育场。该区域不仅有河流及潮流的影响，还在风作用下使得底质沉积物(营养物质)重新悬浮，这就确保了其高生产力；再者，由于河口水域往往浅而混浊，制约着捕食者到此追捕幼体虾、蟹和鱼的能力。因此，几乎所有暖温带、亚热带和热带的对虾属内具有经济价值的种类，都依赖于海湾和河口等近岸海域进行阶段性养育。
(5)红树林生物群落：是由“红树”(mangroveplants－红树林植物)大片生长成林，伴随其它植物和动物共同组成的一个互相联系的集合体。红树是能适应并抵御海水高盐度，以特殊的“胎生”繁殖后代，在海中生活的为数不多的木本种子植物。分布于热带、亚热带的隐蔽或者与风相平行的淤泥沉积且呈酸性的岸带，尤其是在河口和三角洲地区较多。
由于受海水温度及潮汐影响，不同地域红树林群落的组成和同一区域内不同种红树的分布都有明显的差异。红树大多适宜于年平均水温24～27℃的范围，中国福建厦门以北海水年平均值低于21℃，所以这些海域红树林的物种组成和数量都不如海南岛区。受潮汐影响，红树林物种在同一岸带区会出现明显
大量红树叶自然脱落被分解形成的有机碎屑是浮游生物和底牺生物的良好饵料，从而形成了以红树叶开始的“腐屑食物链”为特征的生态系功能结构(图9—9)。
(6)珊瑚礁生物群落：珊瑚礁广泛分布于温暖或热带浅海中。它们是“所有生物群落中最富有生物生产能力的、分类学上种类繁多的、美学上驰名于世的群落之一”(Johamnes，1970)。珊瑚礁是由造礁珊瑚和造礁藻类共同组建的。在珊瑚礁形成过程中，造就了一个特殊的生态环境，引来了丰富多采的礁栖动、植物种类，它们共同组成了珊瑚礁生物群落(图9—10)。
珊瑚礁有三种类型(图9—11)：岸礁(fringingreef)、堡礁(barrierreef)和环礁(atollreef)。
珊瑚礁生物生长的海域水温必须高于20℃，适宜温度为年平均值25℃左右。珊瑚礁生物群落的生物种类是所有生物群落中最为丰富的，多样性程度亦最高。几乎所有海洋生物的门类都有代表种类生活在珊瑚礁环境之中，它们各自占有适合自身生存的空间。
总之，不同的生物群落与之相应的非生物环境共同组成了多样化的生态系统。
本文标题：海洋生物多样性
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