海洋食物网和营养动态

浮游植物固定的能量通过摄食者、捕食者和分解者向上流动，形成食物网。这些食物网的结构——以及其中微生物令人惊讶的重要性——决定了整个海洋的生产力。

Definition

海洋食物网是海洋生物之间能量和营养物质流动的摄食关系网络；营养动态描述了生产力在这些营养级之间如何转移、转化和损失。

Scope

本主题涵盖了营养级之间的能量和物质转移、从浮游植物到鱼类的经典摄食食物链、回收溶解有机物的微生物环、营养转移效率以及塑造海洋群落结构的控制因素（自下而上和自上而下）。

Core questions

• 能量在海洋中从一个营养级传递到下一个营养级的效率如何？
• 什么是微生物环，它如何改变经典的食物链？
• 自下而上的营养供应和自上而下的捕食如何共同构建海洋群落？
• 食物网结构如何影响渔业产量和生态系统稳定性？

Key theories

营养转移效率

一个营养级的能量只有一小部分传递到下一个营养级，因此生产力高的上升流区域的短食物链比开阔海洋中的长食物链支持的渔业规模大得多。

微生物环

细菌消耗溶解有机物并被原生生物摄食，将碳和营养物质返回食物网，揭示了经典摄食链所忽视的一个主要途径。

Mechanisms

浮游植物被浮游动物摄食，浮游动物又被更大的动物捕食，每一步都会因呼吸和废物而损失大约一个数量级的能量。与此同时，微生物环通过细菌和原生生物将溶解有机物重新引入食物网，这些途径的相对重要性取决于营养供应和浮游生物的尺寸结构。

Clinical relevance

食物网结构决定了初级生产力如何转化为可捕捞的鱼类，汞等污染物如何生物放大至顶级捕食者，以及生态系统如何应对过度捕捞和气候驱动的浮游生物群落变化。

History

林德曼（Lindeman）于1942年提出的能量流动的营养动态概念，对食物网进行了定量框架化；在海洋中，波默罗伊（Pomeroy）以及后来的阿扎姆（Azam）及其同事在20世纪70年代末和1983年建立了微生物环，从根本上修正了对海洋能量和碳流动的看法。

Key figures

• Lawrence Pomeroy
• Farooq Azam
• John Steele

Seminal works

• millerWheeler2012
• azam1983

Frequently asked questions

为什么开阔海洋中的大型捕食者如此之少？

因为每个营养级的能量只有大约十分之一传递到下一个营养级，漫长的开阔海洋食物链为顶级捕食者留下的能量很少，因此它们相对稀少。

什么是微生物环？

它是一种途径，其中细菌吸收其他生物释放的溶解有机物，然后被微小的原生生物消耗，从而将碳和营养物质循环回海洋食物网。