4．2 水域生态系统
地球上的水域包括海洋和江、河、湖泊，其中以海洋的面积最大，占地球总面积的三分之二以上。水作为生态系统的环境因素，与陆地有很大不同。水的密度大于空气，许多小型生物可以悬浮在水中，借助于水的浮力度过它们的一生；水的比热较大，温度变化明显小于陆地，为水生生物提供了稳定的生存环境；水是良好的溶剂，许多营养物质都可以溶解于水，为水生生物提供了养分的来源；除水体表面以外，水环境中的光照较弱，含氧量低，对水生生物的生长和繁殖起到限制的作用。根据水化学性质的不同，水域生态系统可划分为淡水生态系统和海洋生态系统。
淡水生态系统 又可细分为流水生态系统（河流）和静水生态系统（湖泊、沼泽、池塘和水库等）两种。现以湖泊生态系统为例，说明淡水生态系统的特征。湖泊是地面上长期淹水的洼地，水流很慢，水的更换周期一般为十几年到数十年。在滨岸带，由于水层相对较浅，光照充足，营养物质丰富，使植物种类丰富，以水生维管束植物和藻类最为繁盛，它们是湖泊生态系统中有机物质的主要生产者。充足的食物养育着多种多样的消费者动物种群，如浮游甲壳类、螺、蚌、以及蛇、蛙、鱼、水鸟等大量脊椎动物。作为湖泊生态系统生产者的绿色植物，在滨岸带具有从湖岸向湖心方向呈同心圆状分布的特点，可进一步分为（图10-12）：
·湿生植物带：是由莎草科植物构成的湿草甸或短期积水的沼泽。
·挺水植物带：是长期积水的湖泊浅水带，常见的植物有芦苇、茭白、香蒲、水葱等，它们根和茎的下部浸在水中，上部挺出水面，形成郁闭的高草群落。
·浮叶植物带：随着水深的增加，挺水植物逐渐被睡莲、眼子菜等浮叶植物代替，这些植物的根着生在水底淤泥中，叶子和花漂浮在水面上。
·沉水植物带：再往深处，苦草、狐尾草、金鱼藻等沉水植物发育，它们的根系扎于湖底，茎、叶和花全部沉浸在水中。
由滨岸带再向湖心延伸，水面开阔，深度加大，有机物质和泥沙含量减少，湖水清澈，按透光程度和氧气含量分为表水层和深水层两个垂直层次。表水层光照充足，温度高，生产者以浮游植物为主，包括硅藻、绿藻、蓝藻、双鞭甲藻等，它们通过光合作用使该层中氧气含量高，从而吸引了众多的消费者，如原生动物、轮虫、枝角类和桡足类等。这些浮游动物又为自游动物——鱼类提供了丰富的饵料，使表水层成为多种鱼类生活的场所。深水层光照微弱，由于不能满足绿色植物光合作用的条件，所以，生物群落主要由异养动物和嫌气性细菌为主。鱼类等异养动物以各种小型浮游动物为食，细菌则分解各种有机残体，产生的无机物质可再度为藻类利用，形成养分的循环。湖泊生态系统的生产量平均为400g·m-2·a-1，低于陆地上的森林和草原生态系统。
随着工业化的进程，世界上许多湖泊遭到由氮、磷组成的人造有机物的污染，使藻类大量繁殖，不断消耗水中的溶解氧，并产生硫化氢等有毒气体，造成水质恶化，鱼类和其他水生生物的大量死亡，称为富营养化。在自然环境中，湖泊富营养化的形成则需数千年甚至上万年。
海洋生态系统的生产者由体型很小、数量极大、种类繁多的浮游植物如藻类组成，它们直接从海水中摄取CO2、H2O和各种无机养料。广阔的海洋和大量的食料为消费者提供了适宜的生存环境，使海洋动物的种类和数量异常丰富。由于生产者转化为初级消费者的物质循环效率高，在海洋上层浮游植物和浮游动物的生物量大致为同一数量级，即浮游植物的生物量几乎全部被浮游动物所消费。然而，海洋生态系统的平均初级生产量却仅及陆地的约五分之一。根据海水深度的差异，可以将海洋生态系统分为浅海带和外海带两类图10-13。
浅海带 包括自海岸线起到200m深度以内的大陆架部分，这里光照充足，温度适宜，并且接受河流带来的大量有机物，成为海洋生命最为活跃的地带。主要生产者为单细胞如绿藻、硅藻、双鞭甲藻和大型多细胞藻类如石莼、海带、裙带菜等。由于生产者的种类和数量十分丰富，浅海带是海洋生态系统中净初级生产量最高的区域，估计在200～600g·m-2·a-1之间，在河口海湾地区，最高可达4000g·m-2·a-1。消费者中底栖动物丰富，有软体动物、棘皮动物、腔肠动物、环节动物等，浮游动物为挠足类，自游动物包括虾和鳕、鲱等各种鱼类，世界上的主要渔场都位于浅海带。
外海带 指深度在200m以下的海区，最深可达10000m以上，是生物圈中厚度最大的生态系统，净初级生产量约为2～400g·m-2·a-1。根据海水中光照的强弱，可大致分成两个垂直带：大洋表层（0～200m）和大洋下层（200m以下）。
大洋表层，特别是在深度小于100m的范围内，光照充足，水温较高，为浮游植物集中分布的区域。消费者除浮游动物外，主要的自游动物有乌贼、金枪鱼、飞鱼，以及凶猛的鲨鱼、庞大的哺乳动物鲸和大型爬行动物海龟等。
大洋下层为无光层，温度低且稳定，全年都在0～2℃左右。随着深度的增加，海水压力以平均每加深10m一个大气压的梯度急剧上升，在10000m深的洋底，压力为标准大气压的1000倍。在这样的深水环境中，绿色植物不能生存，但直到10000m深的海底都有海洋动物存在，它们大都属于食肉动物，以吞食活动物和动物尸体为生。深海动物一般都分层生活，下层动物以上层动物为食，形成一条垂向的食物链，营养级可达5～6个之多。分解者主要集中在海底，在其上的水层中，分解者多附着在悬浮物上。这些微生物除了分解有机碎屑和生物残体外，本身也是某些海洋动物的食物。