从赤道到两极的纬度梯度:主要表现为赤道向两极的太阳能辐射强度逐渐减弱,季节差异逐渐增大,每日光照持续时间的不同,从而直接影响光合作用的季节差异和不同纬度海区的温跃层模式。
(2)从海面到深海海底的深度梯度:主要由于光照只能透入海洋的表层(最多不超过200m),其下方只有微弱的光或是无光世界。同时,温度也有明显的垂直变化,底层温度很低且较恒定,压力也随深度而不断增加,有机食物在深层很稀少。
(3)从沿岸到开阔大洋的水平梯度:主要涉及深度、营养物质含量和海水混合作用的变化,也包括其他环境因素(如温度、盐度)的波动呈现从沿岸向外洋减弱的变化。对海洋生物的生活、生产力时空分布等都有重要影响。
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