海洋における有機物の生産は主として植物プランクトン(phytoplankton)の光合成(photosynthesis)によって行われている。もちろん沿岸海域では海草類（seagrass:アマモ等）や海藻類（seaweed:コンブやワカメ等）あるいは付着性の微細藻類も重要であり、近年発見された熱水鉱床におけるイオウ細菌のように、化学合成独立栄養細菌による光エネルギーによらない有機物生産が行われている場合もあるが、海洋全体としてはやはり植物プランクトンが最も重要な一次生産者である。植物プランクトンは炭酸ガスと水を原料に光のエネルギーを利用して炭水化物と酸素を生産する。また同時にアンモニアや硝酸塩などの無機窒素栄養塩あるいはリン酸塩を取り込み、アミノ酸その他の有機物を合成している。海洋における植物プランクトンの一次生産に大きな影響を与える環境因子としては、光・温度・栄養塩濃度等が考えられるが、この中でも特に重要なのは光と栄養塩である。海洋の表層付近は、鉛直混合のさかんな極域を除けば、一般に光は十分あるものの栄養塩濃度が低いため植物プランクトンの働きはむしろ低く、栄養塩濃度の増加する、表層よりやや深いところで植物プランクトンの活性や生物量（クロロフィルa量）が最大値を示すことが多い。これを亜表層クロロフィルa極大(subsurface
chlorophyll a maximum: SCM)と呼んでいる。特に熱帯・亜熱帯海域では，表層付近は栄養塩がほとんど枯渇している上に光が強すぎて植物プランクトンが強光阻害を起こすこともあり、よりこの傾向が顕著である。
一方、動・植物プランクトンや魚類等の死骸（detritus）は、その表面に付着した細菌群（付着細菌と呼ばれる）の働きによって分解・無機化され、栄養塩が再生される。このため従来の概念では、従属栄養性の細菌群は「分解者」と見なされてきた。しかしながら実際の海洋環境では、粒状有機物に付着した細菌は極めて少なく、海洋細菌の大部分は溶存態有機物を利用して増殖している浮遊細菌であることが分かってる。最近の研究から、これらの浮遊細菌は、一般の海水中に存在するような低濃度の有機物条件では、アンモニアやリン酸のような無機栄養塩の再生にはほとんど寄与しておらず、むしろ栄養塩をめぐって植物プランクトンと競合関係にあること、栄養塩の再生を主に行っているのは鞭毛虫や繊毛虫等の細菌捕食性原生動物プランクトンであることなどが分かってきた。そのため現在では、植物プランクトンは有機物の「生産者」であり細菌類は有機物の「分解者」であるという単純な図式は必ずしも正しくないことが指摘されている。
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