Процессы биологического продуцирования в Северном море носят сезонный характер, что связано с изменением солнечной радиации, температуры воды, а также с характером вертикальной циркуляции. Начало весенних процессов в южных районах моря наблюдается с конца февраля, в северных—с апреля. Продолжительность вегетационного периода в мелководных юго-восточных районах составляет около 7 месяцев, на северо-западе — свыше 9 месяцев. Среднее количество фосфора к весне достигает 25 мг/л. Первичная продукция, по Стиллу, для северных районов составляет 80 гСм2/год. Биомасса планктона в мае—июне равна 200—500 мг/м3. Бентос изучен плохо. Биоценозы не установлены. Биомасса бентоса в северных районах моря не превышает нескольких десятков граммов на 1 м2 («Гидрометеорологический справочник Северного моря», 1964).

К планктоноядным рыбам, населяющим Северное море, должны быть отнесены сельдь, песчанка, тресочка Эсмарка (Trisopterus esmarki); к бентосоядным—камбалы, скаты, по-видимому, мерланг и пикша, однако в питании последней значительную долю составляет икра сельди, т. е. продукция планктона. Смешанным питанием характеризуется треска и хищным — сайда.

Биология морской камбалы, пикши и сельди, главных объектов промысла в Северном море, интенсивность использования которых достигло предельной величины, изучена особенно подробно.

Воздействие интенсивного промысла в Северном море, прежде всего, сказалось на морской камбале благодаря ее донному образу жизни, малой подвижности, а также высокой стоимости, которая исключала возможность экономического регулирования ее добычи. В 30-х годах вследствие технического усовершенствования тралов и увеличения усилий промысла воздействие его стало сказываться и на пикше. Влияние промысла на запасы сельди стало очевидным после второй мировой войны, когда в итоге прекращения промысла в военные годы увеличились уловы на усилие, и повысился возрастной состав.

Эксплуатация запаса морской камбалы показала, что интенсивность лова приводит к изменениям возрастного состава. Вслед за усилением промысла возрастной состав снижается, при ослаблении рыболовства увеличивается численность старших возрастов и средний возраст. Средний возраст морской камбалы изменялся в пределах 3,4—5,3 года.

Северное море можно рассматривать в какой-то мере центром ареала пикши (Melanogrammus aeglefinus) в северо-восточном секторе Атлантики. Здесь по сравнению с Баренцевым морем и районом Исландии она более многочисленна и менее подвержена воздействию климатических условий.

Пикша размножается в северной части моря. Южная граница нерестилищ пикши тянется до пролива Скагеррак. Придонные температуры в районах размножения пикши сравнительно высоки (6—8° С), так же как и соленость (свыше 35°/оо). Нерестовые миграции молодых рыб ограничены и совершаются между хорошо прогреваемыми мелководьями и более глубокими участками моря. С возрастом миграции пикши расширяются к северу и востоку.

Выклюнувшиеся из икринок личинки пикши ведут пелагический образ жизни и, прежде чем к концу лета перейти к донному образу жизни, расселяются на широком пространстве Северного моря. Явление флюктуаций пикши в Северном море выражено менее резко, чем в Баренцевом море, однако и здесь наблюдаются богатые и бедные поколения ее. Многочисленные поколения пикши отличаются замедленным темпом роста, что ранее связывали с влиянием пищевой конкуренции предшествующих богатых поколений. Однако уже в 30-х годах было установлено преобладающее влияние развивающегося промысла не только на возрастную структуру популяции, что сказалось не только на устойчивом уменьшении старших возрастных групп пикши, но и на возросшем темпе роста молодых рыб.

Большой интерес представляют взгляды Райта на воспроизводство пикши при резком изменении возрастной структуры ее стада. В возрасте двух лет пикша средних размеров выметывает 30 тыс. икринок. В возрасте от двух до трех лет она удваивает свою массу и утраивает количество вымотанных икринок. В возрасте от двух до четырех лет пикша утраивает свою массу и увеличивает количество икринок в 5 раз. Между вторым и пятым годом жизни пикши масса ее увеличивается почти в 4 раза, а количество икринок — в 7 раз. Наконец, между двумя и шестью годами жизни пикши масса ее увеличивается в 5 раз, а плодовитость — в 9 раз. Одна шестигодовалая самка пикши массой 596 г выметывает 278 тыс. икринок.

Райт отмечает, что, вылавливая основную массу производителей на четвертом году жизни, мы там самым лишаем район большей части его производителей и принуждаем двухлетних и трехлетних рыб, мало приспособленных природой для воспроизводства, принять его на себя.

Сельди (Clupea harengus harengus) Северного моря — объект интенсивных исследований в течение почти уже 70 лет. Тем не менее, многие вопросы их жизненного цикла остаются спорными. И, прежде всего мы не располагаем вполне достоверными данными о распределений и миграционных контурах отдельных популяций, которые, несомненно, имеются в Северном море, обладают спецификой и оказывают важное влияние на сезонный ход промысла и эксплуатацию их запаса. Следует отметить, что все расовые исследования, проводившиеся в течение многих десятилетий учеными различных стран, дали для понимания этого вопроса гораздо меньше, чем мечение сельдей, осуществленное в последние 10—15 лет. А также изучение результатов промысла сельди в отдельных районах, предпринятое Международным советом по изучению моря в связи с возросшей интенсивностью сельдяного рыболовства («Herring tagging .», 1954; Gushing, 1967; Parrish, 1962; Parrish and Craig, 1957; Parrish and Seville, 1965).

В результате длительного обсуждения было принято следующее разделение сельдей, размножающихся в северо-западной части Северного моря, вблизи берегов Шотландии. Места их откорма находятся северо-восточнее районов размножения, а зимовка проходит где-то вблизи Норвежского желоба. Две нерестующие группы сельдей на банке Доггер, откармливающихся в северных районах моря, зимуют вблизи южной оконечности Скандинавского полуострова; сельди Даунс, размножающиеся в Ла-Манше, в частности на банке Сандети, зимуют в центральных частях Северного моря, вблизи банки Доггер.

Следует отметить ряд общих черт, отличающих сельдей Северного моря от других рас атлантического подвида. Жизненный цикл и миграционные контуры их ограничиваются Северным морем. Они мельче атлантическо-скандинавской расы нередко достигают длины 30 см. Половозрелыми становятся преимущественно в 4—5, изредка в 3—6 лет. Размножаются летом и осенью, причем в северных районах раньше, чем в южных. Откорм и рост совершаются в два этапа — до размножения и после. В размножении участвуют три-четыре возрастные группы. Пополнение запаса относительно других рас сельдей, и в частности атлантическо-скандинавских, стабильное. Явление флюктуации выражено слабо. Основу питания составляет зоопланктон, по-видимому, существенное значение имеют эуфаузииды. Врагов у сельдей Северного моря немного. Во время размножения много, их икры поедает пикша. Молодую и подрастающую сельдь в больших количествах истребляет сайда и акула катран.