什么是海洋生物生产力
海洋生物生产力是指海洋中生物通过同化作用生产有机物的能力。它是海洋生态系统的基本功能之一，通常以单位时间（年或天）内单位面积（或体积）中所生产的有机物的重量来计算。也有人主张用生产有经济价值的水产品的数量来表示，以实际生产力代表某一水域中取得的实际产量，以潜在生产力代表条件改变下可能取得的产量。
净生产力是指单位时间内单位面积（或体积）中所同化有机物总量扣除消费之后的余额。在多数情况下，净生产力不到总生产力的一半。
在多数情况下，海洋生物同化有机物需经过初级生产、二级生产、三级甚至四级生产，达到终级生产等不同的环节，才能转化为人类食用的各种水产品，其中肉食性鱼类一般要经过三四级的转化。终级生产是从人类的需要出发的各种水产品，有时可以是初级生产者、二级或三级生产者。各级生产力的转化通常是通过海洋食物链和海洋食物网的渠道来完成的。海洋生物生产力包括海洋初级生产力和海洋动物生产力。
海洋初级生产力
海洋初级生产力是指浮游植物、底栖植物（包括定生海藻、红树和海草等高等植物）以及自养细菌等生产者通过光合作用制造有机物的能力，也称为海洋原始生产力。一般以每天（或每年）单位面积所固定的有机碳（或能量）来表示，即克碳/（米2·天），或千卡/（米2·小时）。海洋初级生产力是最基本的生物生产力，是海域生产有机物或经济产品的基础，亦是估计海域生产力和渔业资源潜力大小的重要标志之一。
海洋初级生产量是自养生物在单位时间、单位面积（或体积）内生产有机物的实际数量，又称为海洋实际初级生产量。一般以每天（或每年）单位面积所生产的干物质量［克/（米2·年）］表示。初级生产量，分为总（或毛）初级生产量（一般用PG表示）和净初级生产量（一般用PN表示）。前者是指单位时间、单位面积（或体积）内自养生物合成有机物的数量；后者则是从总（或毛）初级生产量中扣除代谢消耗量（一般用RA表示）后的剩余有机物量（即PN=PG-RA）。
测定方法
海洋植物初级生产力研究开始较晚。H.施罗德于1919年首次简单地报道了定生藻类的初级生产力。1927年，T.盖尔德和H.H.格兰首先应用测氧法，即黑白瓶法，测定了海洋初级生产力。该法用黑、白瓶分别测定光合生物进行呼吸作用所消耗的氧和进行光合作用所释放的氧，根据其差别计算出初级生产力。1952年，E.斯蒂曼—尼尔森提出14C测定方法。该法灵敏度比测氧法高约100倍，且不需要长时间曝光培养，尤其适合于测定贫营养的大洋区的初级生产力，因而被海洋学家选用为测定初级生产力的常规方法。20世纪60年代以来，采用液体闪烁计数器，提高了对14C的测定效率。但测氧法和14C法只能测定不连续水样中的光合作用速率，很难了解海洋浮游植物初级生产力全貌。鉴于浮游植物中的光合色素直接参与光合作用，通过叶绿素A、B、C含量比例的测定，可以分析样品中的种类组成，根据叶绿素A的含量，可以间接地推算出初级生产力。因此，国际上现已广泛采用叶绿素含量测定法。叶绿素含量的测定法有分光光度法和荧光光度法。70年代以来，随着遥感技术的发展，加快了海洋初级生产力的调查研究步伐。一些学者根据海洋生态系统的平均生产力值，绘出了全球海洋初级生产力图。不少学者还根据生物的和非生物的参数，对初级生产力进行了数学模拟研究。
各海域的初级生产力
各海域的初级生产力主要由海洋浮游植物生产力和海洋底栖植物生产力组成。
海洋浮游植物生产力。1941、1948和1956年，G.A.赖利等在美国长岛和英格兰沿岸测量到的生产力为15～350毫克碳/（米2·天）。较高的记录是在非洲西南大西洋沿岸由E.斯蒂曼—尼尔森于1954年取得的，高达6000毫克碳/（米2·天）。H.U.斯韦尔德鲁普于1955年绘出整个洋区浮游植物的生产力图。1955、1956和1957年，M.S.多蒂在夏威夷和太平洋赤道附近做了大量调查，观察到这个区域的浮游植物生产力不高，只有0.5～40毫克碳/（米2·天）。1969年，J.H.赖瑟计算不同海区浮游植物固定碳的数量，认为大洋区浮游植物初级生产力为（15～18）×109吨碳/年，整个海洋约为20×109吨碳/年。1970年，科布林茨—米什克根据7000个实测数据，把世界海洋水域分成5种类型，估算出世界海洋浮游植物的初级生产力约为23×109吨碳/年。1975年，J.普拉特等订正为31×109吨碳/年。1979年提高为45×109吨碳/年。1980年，苏联K.K.马尔科夫认为海洋初级生产力示意图世界海洋浮游植物的初级生产力达43×1010吨碳/年。1981年，美国C.J.道斯指出世界海洋净初级生产力为10.74×1010吨碳/年。就三大洋来说，印度洋的平均初级生产力最高，达80克碳/（米2·年）；大西洋次之，平均为69克碳/（米2·年）；而太平洋平均生产力只有46克碳/（米2·年）。
海洋底栖植物生产力。海洋底栖植物大都定生在海岸带附近。近20年来，一些学者对这类植物的初级生产力进行过一些研究，但由于这类植物的生态条件差异很大，测定方法难以标准化，再加上缺乏系统的工作，因此测定和估算的数字差别很大。一般认为它们的生产力大约是海洋浮游植物的2%～5％。据推算，大型海藻的总生产力为0.06×109吨碳/年。
海洋动物生产力
海洋动物生产力包括海洋生物二级生产力、三级生产力、四级生产力（合称为次级生产力），直至动物的终级生产力。
二级生产力
二级生产力是指以植物、细菌等初级生产者为营养来源的生物生产能力。二级生产者（又称初级消费者）处于食物链的第二个环节，是肉食性动物的摄食对象，为初级生产者与三级生产者或终级生产者之间的能量转换者。二级生产者主要包括浮游动物、大部分底栖动物和植食性游泳动物（主要是幼鱼、小型虾类等）。
三级生产力
三级生产力是指以浮游动物等二级生产者为营养来源的生物生产能力。三级生产者处于食物链的第三个环节，为二级生产者与四级生产者或终级生产者之间的能量转换者。同时，有一部分成为海洋水产资源。三级生产者主要包括一些肉食性的鱼类和大型无脊椎动物。
终级生产力
终极生产力是指一些自身不再被其他生物所摄食的生物生产能力。终级生产者处于食物链的末端，在食物链中是经过若干营养层次的捕食与被食的关系转化而来。它们中绝大多数是海洋渔业的捕捞对象，其数量的多寡直接影响渔业的丰歉。终级生产者主要包括凶猛的鱼类和其他大型或特大型动物。有时可以是一级生产者，如海带；也可以是二级生产者，如毛虾；还可以是三级生产者，如太平洋鲱。
海洋动物生产力的测定方法由于一些游泳动物，如洄游性鱼类和鲸类等，它们的栖息地变化较大，所以其生产力的估计要比初级生产力复杂得多。通常是把某一生活周期前后量（现存量）的增加称为净生产量，将该周期内所测定的呼吸量和死亡量加以订正而得出总生产量。在实际工作中，一般依据实验所得的摄食量、排泄量、呼吸量以及生长量等数值进行适当处理，估算出天然水域的状况。
生态效率与人类活动对海洋
生物生产力的影响生态效率是指在限定的时间和空间内，处于某一食物链级次的动物往高一级次输送的能量与该动物本身所消耗的下一级次生物的能量之比。生态效率按赖瑟的意见大致为10%～20％，即食物链级次每升高一级，生物量就要减少到只剩1/10～1/5。食物链级次的效率，就是饵料生物向捕食者的转换效率。转换效率往往依饵料生物种类、捕食者种类的大小和水温等变化。这样，食物链每升高一个级次，能量就有损失；级次数目越多，总体效率就越低。可见，在一个水域中一般是食物链级次越高的动物，其相对数量越少；食物链级次越低的动物，其数量也越多。因此，生产植食性鱼类要比生产肉食性鱼类的产量大很多。
大洋占整个海洋总面积的90％。可是，至少在热带海域，大洋的生产力与陆地沙漠一样的低。近陆地的大陆棚区，上下层水交换频繁，下层营养盐向上层补充的效率高，江河水流又带来了丰富的营养盐，因而生产力比大洋约高一倍。海洋中生产力最高的水域是上升流区，平均约等于沿岸水域的3倍，但其面积仅占整个海洋的1/1000。大洋、沿岸和上升流3类海域的平均初级生产力分别为50、100、300克碳/（米2·年）。据赖瑟在1969年的统计，上述3类海域面积所得的初级生产量每年分别为163亿吨、36亿吨和1亿吨有机碳，整个海洋每年光合作用固定下来的碳约200亿吨。
从食物链的级次分析，大洋的主要终级水产品为金枪鱼等，整个食物链约为5级，沿岸水域约为3级。上升流海域的食物链最短，高产种类（如秘鲁鳀等）多以浮游植物为食，稚鱼期以浮游动物为食，食物链约为1.5级。大洋、沿岸水域和上升流水域的平均生态效率分别约为10％、15％和20％。根据这些数值推算出3类海域的鱼类生产量，大洋区约为160万吨，沿岸和上升流海域各为1.2亿吨，大洋的鱼类生产量仅为上升流海域的1/75。这显然是由于上升流水域的食物链级次少而生态效率高，而大洋区则级次多、生态效率低所致。
这类估算，因各类型海域食物链级次数目和生态效率数值的不同，会有很大的差别。如能弄清楚每个海域食物网的结构与机能，了解物质循环和能量流动的详细过程，便能对自然生产力给予更有效地利用。
随着科学技术的发展，人类的活动对自然海域的影响，越来越产生重大作用。如不合理的强度捕捞造成渔捞过度（特别是补充捕捞过度或生长捕捞过度），致使世界海洋传统性渔场和传统性捕捞对象的资源普遍衰落。工业污水等已严重地影响了近岸生物的生活条件，从而直接或间接地影响了近岸海域的生产力。
另一方面，人们有意识地改善某一海域的环境条件及其生物区系的主要成员，采取海洋生产农牧化的途径，科学地开发利用与发展生物资源，则可以显著地提高海域的生产力。如运用人工上升流，将深层水的营养盐抽取到表层，可以提高初级生产力，获得较多的终级水产品；对经济价值较高的海洋生物，进行人工栽培养殖和种苗放流增殖，亦能提高海域的生物生产力。
认识鲸类动物
鲸类的拉丁学名是由希腊语中的“海怪”一词衍生的，由此可见古人对这类栖息在海洋中的庞然大物所具有的敬畏之情。其实，鲸类动物的体形差异很大，小型的体长只有1米左右，最大的则可达30米以上。它们中的大部分种类生活在海洋中，仅有少数种类栖息在淡水环境中，体形同鱼类十分相似，体形均呈流线型，适于游泳，所以俗称为鲸鱼，但这种相似只不过是生物演化上的一种趋同现象。因为鲸类动物具有胎生、哺乳、恒温和用肺呼吸等特点，与鱼类完全不同，因此属于哺乳动物。鲸鱼一分钟的心跳只有10次。
白鳍豚陆地上最大的动物是大象，而海洋里最大的动物则是鲸。也许是因为海洋的面积比陆地大得多，所以鲸也比大象大许多倍，或许这可以称之为尺度效应。因此，鲸类也是现在地球上最大的动物。地球上属于鲸目的动物有90多种，实在是一个庞大的家族。但是所谓的鲸鱼，事实上并非真正的鱼，而是一种鱼形的脊椎动物，隶属于哺乳纲鲸目。5000多万年以前，现代鲸的祖先离开了陆地进入了广袤无垠的大海，其后经过漫长的岁月，才逐渐演化成现在的样子，遍布于世界的海洋中。
鲸鱼的特点
鲸类动物的共同特点是体温恒定，大约为37℃左右。鲸鱼的皮肤裸出，没有体毛，仅吻部具有少许刚毛，没有汗腺和皮脂腺。皮下的脂肪很厚，可以保持体温并且减轻身体在水中的比鲸鱼重。它的头骨发达，但脑颅部小，颜面部大，前额骨和上颌骨显著延长，形成很长的吻部。颈部不明显，颈椎有愈合现象，头与躯干直接连接。鲸鱼的前肢呈鳍状，趾不分开，没有爪，肘和腕的关节不能灵活运动，适于在水中游泳。后肢退化，但尚有骨盆和股骨的残迹，呈残存的骨片。尾巴退化成鳍，末端的皮肤左右向水平方向扩展，形成一对大的尾叶，但并不是由骨骼支持的，脊椎骨在狭长的尾干部逐渐变细，最后在进入尾鳍之前消失。鲸鱼的尾鳍和鱼类不同，可作上下摆动，是游泳的主要器官。有些种类还具有背鳍，用来平衡身体。它们的骨骼具有海绵状组织，体腔内有较多的脂肪，可以增大身体的体积，减轻身体的比重，增大浮力。
