海水中一些含量较微的磷酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐和硅酸盐。严格地说,海水中许多主要成分和微量金属也是营养成分,但传统上在化学海洋学中只指氮、磷、硅元素的这些盐类为海水营养盐。因为它们是海洋浮游植物生长繁殖所必需的成分,也是海洋初级生产力和食物链的基础。反过来说,营养盐在海水中的含量分布,明显地受海洋生物活动的影响,而且这种分布,通常和海水的盐度关系不大。
20世纪初期,德国人布兰特发现海洋中磷和氮的循环和营养盐的季节变化,都与细菌和浮游植物的活动有关。1923年,英国人H.W.哈维和W.R.G.阿特金斯,系统地研究了英吉利海峡的营养盐在海水中的分布和季节变化与水文状况的关系,并研究了它的存在对海水肥度的影响。德国的“流星”号和英国的“发现”号考察船,在20年代也分别测定了南大西洋和南大洋的一些海域中某些营养盐的含量。中国学者如伍献文和唐世凤等,曾于30年代对海水营养盐的含量进行过观测,后来朱树屏长期研究了海水中营养盐与海洋生物生产力的关系。从20世纪初以来,海水营养盐一直是化学海洋学的一项重要的研究内容。
海水营养盐的来源,主要为大陆径流带来的岩石风化物质、有机物腐解的产物及排入河川中的废弃物。此外,海洋生物的腐解、海中风化、极区冰川作用、火山及海底热泉,甚至于大气中的灰尘,也都为海水提供营养元素。
大洋之中,海水营养盐的含量分布,包括垂直分布和区域分布两方面。在海洋的真光层内,有浮游植物生长和繁殖,它们不断吸收营养盐;另外,它们在代谢过程中的排泄物和生物残骸,经过细菌的分解,又把一些营养盐再生而溶入海水中;那些沉降到真光层之下的尸体和排泄物,在中层或深层水中被分解后再生的营养盐,也可被上升流或对流带回到真光层之中,如此循环不已。
总的说来,依营养盐的垂直分布特点,可把大洋水体分成4层:
①表层,营养盐含量低,分布比较均匀;
②次层,营养盐含量随深度而迅速增加;
③次深层,深500~1500米,营养盐含量出现最大值;
④深层,厚度虽然很大,但是磷酸盐和硝酸盐的含量变化很小,硅酸盐含量随深度而略为增加。