植物プランクトン
植物プランクトンは光合成によってエネルギーを生産し、有光層と呼ばれる海や湖の水面で生活する。光合成を通じ、植物プランクトンは二酸化炭素を「食べて」、酸素を産生する。地球上の酸素の維持に大きな役割を果たし、植物全体の酸素生産量のおよそ半分を担っている。植物プランクトンの固定した二酸化炭素は、海水中や淡水中の食物連鎖の基礎になっている。鎖の数が少ないという意味において、海中で最も注目に値する食物連鎖の1つは、植物プランクトンがオキアミに食べられ、それをヒゲクジラが食べるというものである。
海洋の場合、海洋生物の基礎生産を担う植物プランクトンと透明度は負の相関がある。つまり、基礎生産の高い(水産資源量の多い)海は、植物プランクトンが多いことにより緑色等に着色した海であり、透明度は低い海である。
一般に植物プランクトンの分布は栄養塩の分布にも影響をうける。栄養塩のうち溶存無機態のもの、硝酸塩、リン酸塩、ケイ酸、微量金属元素などが必要であり、この分布は陸からの流入や雨、海洋深層水等の底層水の湧昇、生物ポンプ等の影響による。 南極海などのHNLC海域では鉄の不足がある。。一般に、植物プランクトンが体内に取り込む栄養素(レッドフィールド比)は、元素比で、O:C:N:Si:P:Fe = 212:106:16:15:1:0.001 である。光合成に伴い酸素と炭素は二酸化炭素や水から吸収する。また、ケイ素は海水には豊富(溶存珪酸塩(SiOH4)約2mg/l)にある。このため、植物プランクトンの繁殖にとって、窒素やリンや鉄等が海水中に不足しやすい。人為的な影響として、様々な排水の流入が大きな影響を与える場合があり、時に植物プランクトンの大発生を促し、そのために透明度が著しく失われることを、赤潮やアオコなどと言う。
植物プランクトンは、珪藻と渦鞭毛藻が代表的である。珪藻のレッドフィールド比は、C:N:Si:P = 106:16:16~50:1 であり、珪素(Si)が必要である。ほとんどの植物プランクトンは光合成生物であるが、混合栄養性のものや色素を持たない従属栄養性のものもいる。従属栄養性のものはしばしば動物プランクトンとみなされ、そのなかでもよく知られているのがヤコウチュウやディノフィシス属の渦鞭毛藻である。これらの生物は他の生物やデトリタスを摂取することで炭素を取り入れる。