大洋系统面积巨大,包含的大洋地貌单元有大陆架、边缘海、大洋盆地、海底山脉与大洋中脊、海底火山等。大洋海底地质块体的拉张、断陷或更大的板块俯冲作用,对海底地形的塑造发挥重要作用。一些火山活动,岩浆喷发冷凝之后可以形成火山岛,例如太平洋中的夏威夷群岛、中国北部湾的涠洲岛。在太平洋、印度洋海底有大规模、稳定的海水运动——洋流体系,洋流有暖流与寒流:①暖流是海水由低纬度向高纬度运动,西太平洋暖流、北大西洋暖流是著名的暖流。②寒流是从高纬度向低纬度运动的海水,对流经海域的降温作用明显,如东南大西洋、非洲西南部的本格拉寒流,美国西南部到秘鲁的秘鲁寒流等。部分洋流在地转偏向力作用下有离开陆地的趋势,成为离岸流,海洋深部的海水会上升补充离岸流的偏离。本格拉寒流属离岸流,在离岸流作用下,海底丰富的浮游生物会被带到上层海水,成为很多鱼类的索饵场,形成世界著名的渔场。
海洋生物具有多样性,有海洋植物、海洋动物、海洋真菌、海洋细菌4类。①海洋动物最多,有16万~20万种,包括动物界的数十个门类。②海洋植物1万多种,主要是低等的海洋藻类,高等的海洋种子植物仅有100多种。③海洋真菌不足500种。④海洋细菌的种类也较多。海洋与陆地相比具有很大的特殊性:①深海的强大压力和黑暗无光,使海洋动物、细菌等在外部和内部形态具有特殊性。海洋生物与海洋渔业生产、人类优质蛋白质供应有直接关系,海洋环境比陆地和淡水要稳定,生活在海洋中的动物种数大大地少于陆地和淡水,但门类明显地超过陆地和淡水。②海洋暖流的作用带来海洋环境的变化,使热带亚热带海岸的红树林能延伸到北美百慕大群岛、日本的九州。海洋个体生态、种群生态、群落生态、生态系的研究,是海洋生态学研究的基本层次。海洋个体生态和群落生态研究比较好的是海洋浮游生物和海洋底栖生物,海洋种群生态研究比较充分的是海洋游泳生物中的鱼类。
海洋生态系统中以河口生态系统、上升流生态系统、珊瑚礁生态系统及内湾生态系统进展较快。海洋古生态学是研究古代海洋生物之间及其与地史时期海洋环境的相互关系,20世纪60年代以来,随着石油、天然气等的大力开发和深海钻探计划的实施,海洋古生物在海洋地质演化、过去全球变化等方面做出巨大贡献。海洋是生命的发源地,地球上生命30多亿年的发展史,其中85%以上的时间是完全在海洋中度过的。要研究生命的起源和演化问题,离不开海洋生物学的工作。
海洋为世界提供了最优质的蛋白质(鱼类等),海鲜美食与海洋生物的可持续供给密切相关。海洋生物还可作为工农业和药物原料,由海藻中提取的琼胶、卡拉胶、褐藻胶,已分别用于食品、酿造、涂料、纺织、造纸和印刷工业;从海洋生物体中提炼出各种酶和激素、多肽类、多糖类、脂酸等,已用于制作神经毒素、麻醉剂、止血剂、降压剂、抗生物质、抗生素、抗癌物质等药物;珍珠、红珊瑚、角珊瑚等海洋生物,是名贵的装饰品和工艺原料;红树林和海草具有护堤防浪等作用,它们的生长区是理想的海洋水产生产农牧化基地;不少海洋生物还具有观赏价值。
人类活动对大洋系统的影响主要涉及海藻开采、远洋渔业对鱼虾资源的捕获、海底电缆-光纤布设、海上轮船航行等。此外,人类工业化带来的温室气体排放,导致海洋酸化,对钙质壳体生物、珊瑚生态系统有直接影响;大量废弃的塑料垃圾不仅污染海岸系统,还波及大洋系统。
在全球变暖驱动下的气候变化不稳定性,以及异常气候事件——厄尔尼诺、拉尼娜现象,对海洋生态系统的影响机理、影响范围及其后果是大洋系统面临的重大环境问题。温度升高带来的极低冰盖融化速度加快,对全球的海平面上升有直接影响,沿海地区的风暴潮在海平面上升背景下加剧海岸灾害的强度与损失;化石燃料排放造成大气二氧化碳浓度上升,而大量被海洋吸收的大气中的二氧化碳加速了海洋酸化,对大洋生态系统的影响是深远的。人类活动造成的过度捕捞、塑料污染已是海洋生态系统面临的重要生态环境问题,全世界对确保海洋渔业资源系统的持续利用、加强海洋塑料污染治理的呼声越来越高。