1. 海洋的形態(tài)特征
海洋礦產(chǎn)資源:主要是指海底石油、天然氣和海濱,、淺海中的砂礦資源,。 海底礦產(chǎn)資源是指賦存于大洋海底表層的沉積物中的多金屬結(jié)核(又稱錳結(jié)核)礦產(chǎn)。大洋錳結(jié)核這一巨大的潛在礦產(chǎn),,廣泛分布于世界的洋底。由于其形態(tài)和成分上的特征各異,人們通常又把它稱為錳結(jié)核,、錳團(tuán)塊,、錳礦球,或錳瘤等,。它人多產(chǎn)于海底表層,,賦存的海域主要為水深3000~5000米的深海平原、海溝,、海谷,、海底火山和群島附近。 開采海底礦產(chǎn) 錳結(jié)核礦的最大特點(diǎn)是蘊(yùn)藏量巨大,,所含的稀貴金屬銅,、鈷、鎳又多,。僅就太平洋海域而言,,據(jù)梅洛和梅納德估計(jì);其蘊(yùn)藏量達(dá)16000多億噸,,約含錳2000多億噸,,銅50多億噸,鎳90多億噸,,鈷30億噸,,相當(dāng)于陸地礦山中儲(chǔ)有銅的50倍,錳的200倍,,鎳的600倍,,鈷的3000倍。如果考慮到大洋錳結(jié)核礦如此大的儲(chǔ)量,,而且還在繼續(xù)增長(zhǎng),,可以毫不夸張地說,深海大洋錳結(jié)核礦是人類“用之不竭的資源”,。
2. 海洋的形象
現(xiàn)在我們來看看向下垂直穿過海底一萬一千米,,看看各水層都有哪些動(dòng)物。海洋的水層從垂直方向可劃分為:
海洋上層:從海面到水下200米,。
海洋中層:水層深度為水下200-1000米,。
海洋深層:水深1000-4000米。
海洋深淵層:水深4000-6000米,。
海洋超深淵層:水深6000-11000米,。
上層:絕大多數(shù)生物匯聚于此
在上層水域,由于陽光充足,,浮游植物可以充分進(jìn)行光合作用,,因此該層又叫光合作用層,。這些生產(chǎn)者為海洋生態(tài)系統(tǒng)注入了源源不斷的生產(chǎn)力,磷蝦吃浮游生物,,小魚吃磷蝦,,大魚吃小魚,虎鯨和鯊魚又吃大魚,,整個(gè)食物網(wǎng)欣欣向榮,。
最大的動(dòng)物:藍(lán)鯨
我們知道的大型海生動(dòng)物如各種海豚、鯨魚,、鯊魚和金槍魚等,,絕大多數(shù)都處在這個(gè)水層中。舉一些具有代表性的例子:最大的動(dòng)物——超過200噸的藍(lán)鯨,,最大的魚類——40多噸的鯨鯊,,最大的掠食性魚類——可達(dá)3噸的大白鯊,最長(zhǎng)的水母——觸手長(zhǎng)達(dá)36.6米的獅鬃水母,,最大的雙殼貝類——?dú)らL(zhǎng)1.37米,、軟組織重333千克的大硨磲。
觸須可達(dá)37米的獅鬃水母
中層:深潛者的樂園
往下是200-1000米深度的海洋中層,,作為透光的上層和完全黑暗的深層之間的過渡帶,本就微弱的光線在這個(gè)水層隨著深度增加而逐漸消失,,而些許的光線也不足以進(jìn)行光合作用,。中層帶的生物群落普遍體型較小,像燈籠魚科,、褶胸魚科,、頭足類、磷蝦和其它甲殼類動(dòng)物通常只有幾厘米到十幾厘米的樣子,。
斑點(diǎn)燈籠魚
由于該層無法進(jìn)行光合作用,,這里環(huán)境較上層嚴(yán)苛得多,食物網(wǎng)的維系有賴上層供給營養(yǎng),,許多生物抓住一切機(jī)會(huì)攝取上層水域降落下來的有機(jī)物質(zhì),。上層有機(jī)物質(zhì)主要以絮狀物形式沉降下來,在探照燈照射下像極了雪花,,我們形象地將其稱之為"海雪",。
不過,處于中層的海洋生物還可以通過另一種途徑吸收上層水域的養(yǎng)分,,那就是晚上垂直遷移到表層,,在富含養(yǎng)分的上層水域覓食,白天再回到深水,,躲避更大的掠食者,。因此,這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)在碳循環(huán)上可以說是極具效率的,它擁有極高多樣性和生物量的魚類,、頭足類和甲殼類,,能夠?yàn)檫h(yuǎn)洋地區(qū)的上層大型掠食者提供重要的食物來源,比如一些遠(yuǎn)洋鯊魚,、鯨豚有時(shí)會(huì)下潛數(shù)百米前往中層水域進(jìn)食頭足類和魚,,而抹香鯨這樣的深潛型鯨魚為了覓食更是頻繁進(jìn)入中層,可以視作中層生物群落的過渡成員,。
最重的硬骨魚:翻車魚
雖說比不上表層,,中層帶也有巨型海生動(dòng)物,現(xiàn)今最重的硬骨魚——重達(dá)2.3噸的翻車魚過去一般被認(rèn)為是典型的上層魚,,但近年來有研究顯示翻車魚比以往認(rèn)為的更頻繁地潛入中層,;最長(zhǎng)的硬骨魚——長(zhǎng)達(dá)8米的皇帶魚就可以算作中層魚(嚴(yán)格地說它是上層中層都有分布);而兩種巨型魷魚——275千克的大王魷和將近500千克重的南極中爪魷在這個(gè)深度已有分布,,當(dāng)然,,兩者的生境也包括下一個(gè)水層。
大王魷,,中層水域的頂級(jí)掠食者
深層:吞噬者之鄉(xiāng)
接著是水深1000-4000米的深海層,,這里一片黑暗,生物發(fā)光是唯一的光源,,如果說中層水域的動(dòng)物們尚且具備強(qiáng)壯的肌肉進(jìn)行追捕和長(zhǎng)距離遷徙,,這一深度的大多數(shù)生物,其肌肉已經(jīng)松弛到只適合原地等待獵物主動(dòng)送上門,,極為緩慢的代謝也正是對(duì)這種惡劣環(huán)境的適應(yīng),。
約氏黑角鮟鱇
深層水域的主要魚類是小型鉆光魚和鮟鱇魚,尖牙魚,、蝰魚也較常見,,這些魚體型很小,許多在10厘米左右,,很少超過25厘米,,它們大部分的時(shí)間都花在停留于水柱耐心地等待獵物出現(xiàn)。相比中層水域,,這里的生物不能太指望上層飄落多少養(yǎng)分,,畢竟,上層產(chǎn)生的有機(jī)物有20%落到中層,,但輪到深層就只有5%了,。
在這片貧瘠之海,許多深海魚類必須想辦法吃掉任何能遇到的東西,,哪怕對(duì)方比自己還大,,其中有一些種類也確實(shí)為了達(dá)到這種目的而演化出了超強(qiáng)的吞噬能力,。黑叉齒龍?,棲息深度為700-2745米,,可能是把吞噬大法修煉到極致的動(dòng)物,,一只體長(zhǎng)19厘米的黑叉齒龍?曾經(jīng)吞下84厘米長(zhǎng)的黑刃魣蛇鯖,受害者整整是它的4.5倍長(zhǎng),。
黑叉齒龍?可能是有記錄最夸張的吞噬者
體長(zhǎng)可達(dá)一米的吞噬鰻在這個(gè)水層可以算得上小巨無霸了,,但真正引人注目的是它那不成比例的超大嘴巴,松松垮垮的頜骨構(gòu)造可以使這張巨嘴張到很大,,再加上具有伸縮性的胃,,足以讓吞噬鰻吞下比自己還大的獵物。
深海小巨無霸:吞噬鰻
不過,,這里還是存在一些真正巨人的,,幾種巨大的鯊魚棲息于這個(gè)水層(它們?cè)谏蠈雍椭袑咏杂蟹植迹热缈蛇_(dá)6米的灰六鰓鯊,,達(dá)到甚至超過6米,、體型比之大白鯊也不遑多讓的幾種睡鯊,抹香鯨,、喙鯨等深潛型鯨魚雖說進(jìn)入這個(gè)深度的頻次遠(yuǎn)不如中層,,但它們有時(shí)也會(huì)來到這個(gè)區(qū)域搜尋潛在的食物。
碩大的灰六鰓鯊
深淵層:以海雪為生的底棲拾荒者
4000-6000米是深淵層,,這里是一個(gè)食物極端匱乏的地帶,,棲息在底部的深海平原上的底棲生物是主流,包括小型魚類,、海參海膽、多毛蠕蟲,、各種甲殼類和雙殼貝類,,上層沉降的海雪是它們的美餐。
海雪是由表層生物碎屑,、糞便顆粒,、死去的浮游生物聚集而成的絮狀物,幾天之內(nèi)即可沉降到海底,,極大地提高了表層有機(jī)物的傳遞速率,。相比之下單個(gè)浮游生物沉降速度很慢,每天一米,,需要超過十年才能沉到底部,,通常到不了海底就被分解者分解掉了。
北冰洋深海的海雪
海雪源源不斷從表層轉(zhuǎn)運(yùn)有機(jī)物質(zhì),,這種以生物為媒介,,通過生物生產(chǎn),、消費(fèi)、分解和沉降作用,,將表層有機(jī)物傳遞給底層的過程,,我們稱之為海洋生物泵。在沒有光合作用的深淵水域,,以海雪為主的海洋生物泵就是深海生物的主要食物來源,,構(gòu)成了深海小食物網(wǎng)的基石。
海底生物個(gè)頭小,,代謝低,,所需的食物并不多,偶爾如果碰到比海雪大很多的食物,,就能夠解決它們幾年甚至幾十年的伙食問題,,比如在海面上大量繁殖后死亡并迅速沉底的藻類,以及進(jìn)食藻類后快速繁殖,、大量聚在一起并在死亡后下沉的樽海鞘,,又或者沉入海底的鯨魚尸體,這些都可以算得上底棲生物們的深海盛宴了,。
水下四千多米的海底,,一大群海參鋪滿了海床
在海底的某些地區(qū),比如洋中脊,,能夠形成熱液噴口,,此處的養(yǎng)分較為豐富,海底微生物可進(jìn)行初級(jí)生產(chǎn)將化學(xué)能固定為生物能,,在沒有光合作用的情況下也能維持許多底棲生物,。
超深淵層:高壓寒冷的黑色荒漠
最后一層,超深淵層,,是海洋中最深的地帶,,存在于海底狹長(zhǎng)的海溝中,水深6000-11000米,,可謂深淵中的深淵,。超深淵棲息地在全球海洋中數(shù)量不多,總共也僅有46個(gè)(33條溝壕和13處洼地),,這些海溝的平均深度約為8216米,,其中最深的是11034米的馬里亞納海溝。
在這里,,生存條件之嚴(yán)酷已無需贅言,,物種多樣性和生物量已大大降低,但還是有一些生命在此地頑強(qiáng)生存著,,包括魚類,、海參,、多毛類、雙殼類,、等足類,、腹足類和端足類動(dòng)物。目前拍到的活體魚類最深紀(jì)錄為鈍口擬獅子魚——8178米,,可達(dá)23.8厘米,,魚類被捕獲的最深紀(jì)錄為神女底鼬鳚——最大體長(zhǎng)16.5厘米,捕獲深度8370米,。
拍攝于水下7400米的擬獅子魚,,相當(dāng)可愛
一些無脊椎動(dòng)物可以生存于更深的水域,包括某些海參,、端足類可超過10000米水深,,比如體長(zhǎng)可達(dá)5厘米(在深海已不算小)的短腳雙眼鉤蝦,,這種端足類動(dòng)物棲息于馬里亞納海溝的最深處,,能夠消化埋在海底深處的木屑,對(duì)海底木質(zhì)食物的利用可能是它克服惡劣生存環(huán)境的有利因素之一,。
棲身于馬里亞納海溝最深處的短腳雙眼鉤蝦
目前人類對(duì)那些最深的海溝仍所知甚少,,盡管如此,深海潛水器,、深海探測(cè)器和生物捕捉器等先進(jìn)設(shè)備還是助我們揭開了超深淵水帶的神秘面紗,。深海確實(shí)是可怕的,但其可怕來自于環(huán)境本身,,擔(dān)心有什么大海怪大可不必,。伸手不見五指的黑暗,相當(dāng)于1000個(gè)大氣壓的水壓,,常年0-3℃的冰冷海水,,貧瘠到只有靠深海熱泉和海雪降落維系的生態(tài)系統(tǒng),沒有任何大型動(dòng)物能夠在如此惡劣的環(huán)境中生存,。那些說深海藏匿著未知巨型生物、史前海怪孑遺的謠言可以休矣,,水深8400米以下就沒有任何魚類,,一萬米處5厘米長(zhǎng)的小鉤蝦就是巨無霸了,對(duì)生命來說,,超深淵的海溝是一片比沙漠還荒蕪之地,。
3. 海洋的形狀
魚的形態(tài)有紡錘形、側(cè)扁型,、棍棒型,、平扁型和特殊型,,具體分別如下:
1、紡錘形的魚——例如:鯉,,鯽,,鯊等。也可以稱為基本型,。在魚的三個(gè)體軸中,,頭尾軸最長(zhǎng),背腹軸次之,,左右軸最短,,整個(gè)身體稍扁呈紡錘形,這樣有利于水中運(yùn)動(dòng)前進(jìn)時(shí)減少阻力,,故這類魚善于游泳,,可作長(zhǎng)途遷移,常棲息于水的中,、上層,。
2、側(cè)扁型的魚——例如:鯧魚,、鳊魚,、燕魚等,。在魚的三個(gè)體軸中,左右軸最短,頭尾軸和背腹軸的比例接近,,使整個(gè)體型顯及扁寬,故游泳能力較紡錘型差,,很少作長(zhǎng)途遷移,,常棲息于水的中、下層,。
3,、棍棒型的魚——例如:黃鱔、鰻鱺及多種海鰻等,。也可以稱為鰻魚型,。在魚的三個(gè)體軸中,頭尾軸特別長(zhǎng),,而左右軸和腹軸接近都很短,,使整個(gè)體形呈棍棒狀。其游泳能力較側(cè)扁型和平扁型強(qiáng),。常棲息于水底泥土中和水底砂石中,。
4,、平扁型的魚——例如:鰩,、鲇等,。在魚的三個(gè)體軸中,左右軸特別長(zhǎng),,背腹軸很短,,使體型呈上下扁平,行動(dòng)緩慢,,常棲息于營底,。
5、特殊型的魚——例如:海龍,、比目魚等,。有一些魚類為了適應(yīng)特殊的生活環(huán)境和生活方式,呈現(xiàn)出特殊的體型,,但也分為頭,、軀干和尾三部分,沒有頸部,。
4. 海洋形態(tài)結(jié)構(gòu)
海洋動(dòng)物是海洋中各門類形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理特點(diǎn)十分不同的異養(yǎng)型生物的總稱,。它們不進(jìn)行光合作用,不能將無機(jī)物合成有機(jī)物,,只能以攝食植物,、微生物和其他動(dòng)物及其有機(jī)碎屑物質(zhì)為生。海洋動(dòng)物現(xiàn)知有16~20萬種,,它們形態(tài)多樣,包括微觀的單細(xì)胞原生動(dòng)物和高等哺乳動(dòng)物——藍(lán)鯨等,。海洋動(dòng)物分布廣泛,,從赤道到兩極海域,,從海面到海底深處,從海岸到超深淵的海溝底都有其代表,。海洋動(dòng)物可分為海洋無脊椎動(dòng)物、海洋原索動(dòng)物和海洋脊椎動(dòng)物3類,。海洋的生活條件相對(duì)一致,面積廣大,,動(dòng)物中除魚類,、鯨類,,還有浮游動(dòng)物和游泳動(dòng)物,,如頭足類和水母等,。
在深海層,僅發(fā)現(xiàn)不依賴浮游生物生存的動(dòng)物,。
在許多大洋區(qū),,海流將營養(yǎng)豐富的深層海水帶到淺層,,使海洋淺層帶增加了魚類產(chǎn)量,。
在海底生活的底棲動(dòng)物,包括固著動(dòng)物,,如海綿,、腔腸動(dòng)物和管沙蠶等以及運(yùn)動(dòng)動(dòng)物,如甲殼類,、貽貝,、環(huán)節(jié)動(dòng)物和棘皮動(dòng)物等。
珊瑚動(dòng)物在熱帶海洋發(fā)展最充分,。
珊瑚礁是由大量建礁動(dòng)物和植物的白不堊質(zhì)骨骼物質(zhì)(特別是珊瑚和苔蘚蟲)沉積而成的,。
在珊瑚礁環(huán)境中,動(dòng)物最密集且最多樣化,。
5. 簡(jiǎn)述海洋的形態(tài)特征
海浪呈波浪性,,是使人心胸開闊的一種事物,
海浪是發(fā)生在海洋中的一種波動(dòng)現(xiàn)象,。我們這里指的海浪是由風(fēng)產(chǎn)生的波動(dòng),,其周期為0.5至25秒,波長(zhǎng)為幾十厘米到幾百米,,一般波高為幾厘米到20米,,在罕見的情況下波高可達(dá)30米以上。
根據(jù)波高大小,,通常將風(fēng)浪分為10個(gè)等級(jí),,將涌浪分為5個(gè)等級(jí)。0級(jí)無浪無涌,,海面水平如鏡,,5級(jí)大浪、6級(jí)巨浪,,對(duì)應(yīng)4級(jí)大涌,,波高2~6米,7級(jí)狂浪,、8級(jí)狂濤,、9級(jí)怒濤,對(duì)應(yīng)5級(jí)巨涌,波高6.1米到10多米,。