第九章+海洋生物.ppt

教師 陳彥教育背景 湖南師范大學 生物學教育 學士 廈門大學 海洋動物學 碩士 香港城市大學 海洋動物生態(tài)學 博士 香港城市大學 博士后 上海海洋大學海洋學院 講師主講課程 海洋底棲動物學 動物行為概論辦公室 海洋樓A247電話 61900338Email yanchen 上海海洋大學海洋科學學院 海洋科學導論 第九章海洋生物 提供 環(huán)境制約 生活 生長 繁殖 時空分布 反饋影響 海洋占地球表面積的71 對于生命來說是一個巨大的生存空間 海洋是生命的搖籃 海洋生物與環(huán)境之間是一種既適應又制約 又反饋的相輔相成的統(tǒng)一體 9 1海洋生物的環(huán)境分區(qū)9 2海洋生物多樣性9 3海洋生物生態(tài)類群及生物地理學 第九章海洋生物 9 4海洋生態(tài)系統(tǒng)9 5海洋環(huán)境中的若干生態(tài)學問題9 6海洋生物資源的開發(fā)利用 9 1海洋生物的環(huán)境分區(qū) 9 1 1水層部分 pelagicdivision 9 1 2底層部分 benthicdivision 9 1 3海洋環(huán)境分區(qū) 9 1 1水層部分 Pelagicdivision 一 水層環(huán)境的主要特征一 溫度二 鹽度三 深度二 海水運動的綜合效應三 潮汐對海洋生物的影響 水溫會隨緯度 深度 季節(jié)的變化而變化 限定海洋生物的生存區(qū)域 物種豐度及其變動的主要環(huán)境因素 一 水的溫度 watertemperature 生物地理分區(qū)熱帶 25 亞熱帶 15 溫帶 2或5 寒帶 2或5 溫度適應生態(tài)類群暖水性暖水性溫水性冷水性 二 水的鹽度 salinity 影響動物的分布窄鹽種類 分布在外海大洋 廣鹽種類 分布在海灣 河口 滲透壓平衡等滲適應 低等動物 或排鹽 高等動物 提供生物鹽常量營養(yǎng)物質(zhì) N P 微量營養(yǎng)物質(zhì) Fe Mg Cu Zn B Si Mo Cl V Co 三 水的深度 waterdepth 流體靜壓力水深每增加10米 壓力就增加一個大氣壓 許多海洋動物能耐受變化范圍很大的壓力 生活在海底的生物生命活動比較緩慢 光照深度透光層 清澈海水200m 混濁海水30m 海岸帶 海洋高等植物 大型藻類 大洋帶 浮游植物 光和微生物 無光層 海洋動物 微生物 二 海水運動的綜合效應 極地上層冷水下沉 回流到赤道 補充熱帶大洋深處的含氧量 大陸沿岸流和大陸入海徑流對入海的陸源物質(zhì)的擴散與轉(zhuǎn)運起很大作用 上升的海流將富有營養(yǎng)物質(zhì)的深層海水輸送到海水表面 導致生物的極大豐富 如秘魯漁場的形成 三 潮汐對海洋生物的影響 潮間帶環(huán)境因素變化強烈 只有適應能力極強的生物才能在此區(qū)帶內(nèi)生存 9 1 2底層部分 一 海底地形的影響海底地形非常復雜 對生物的影響各異 2008年在北冰洋海底發(fā)現(xiàn)400 熱泉噴涌 海底熱泉 形成適應于高溫黑暗環(huán)境的獨特生物群落 生物遺體和有機沉淀物形成海洋底質(zhì)的表層 陸架海底沉積物 海洋生物遺體 浮游生物遺體 底棲動物的骨骼或外殼 軟體動物的貝殼 大洋海底沉積物 紅粘土 有機物含量 30 鈣質(zhì)軟泥 有機物含量 30 硅藻軟泥 有機物含量 30 二 海洋底質(zhì)類型的影響 不同海底類型形成不同的生態(tài)效應區(qū)帶 生活著與其相適應的生物群落 9 1 3海洋環(huán)境分區(qū) 海洋上層 海洋中層 海洋深層 海洋深淵層 海洋超深淵層 大洋區(qū) 淺海區(qū) 潮間帶 陸架海底 半深海底 深海海底 深淵海底 潮下帶 沿岸帶 高潮 低潮 9 2 1什么是生物多樣性9 2 2海洋生物多樣性的利用和保護 9 2海洋生物多樣性 9 2 1什么是生物多樣性 Biodiversity 一 遺傳多樣性二 物種多樣性三 生態(tài)系統(tǒng)多樣性 一 遺傳多樣性GeneticDiversity 生物多樣性的基礎 定義 遺傳信息的總和 同種生物的不同種群之間或同一種群不同個體的遺傳變異的總合 實質(zhì) 遺傳信息的多樣化 來源 DNA復制過程中隨機產(chǎn)生的變異 遺傳多樣性反映了物種進化的潛力 二 物種多樣性SpeciesDiversity 生物多樣性的主要組成部分 物種Species 統(tǒng)一的繁殖群體 可分為多個種群 在自然條件下 種群間在生殖上隔離 物種多樣性Speciesdiversity 地球上生物種類的數(shù)量 估計存在物種 500萬 5000萬 已被記錄物種 140萬 物種的分類 林奈分類系統(tǒng) 界kingdom 門phylum 綱class 目order 科family 屬genus 種species 動物界 脊椎動物門 鳥綱 鶴形目 鶴科 鶴屬 丹頂鶴 門類繁多32個門 其中15個為特有門 結構比較簡單原始 留存大量古老物種 文昌魚 中國鱟 鸚鵡螺 矛尾魚 海豆芽 海龜 海蛇 海洋動物種類的特點 生物群落的生境類型1 近海群落coastalcommunity2 大洋群落deepseacommunity3 熱泉群落geothermalcommunity4 河口群落estuarinecommunity5 紅樹林群落mangroveforestcommunity6 珊瑚礁群落coralreefcommunity 三 生態(tài)系統(tǒng)多樣性EcosystemDiversity 最高層次的生物多樣性 海洋與陸地之間的過渡帶 潮間帶至大陸架邊緣內(nèi)側(cè) 環(huán)境變化較為強烈而復雜 溫度 鹽度 光照條件不穩(wěn)定 生物資源豐富 水域生產(chǎn)力高 80 漁獲產(chǎn)量 近海群落coastalcommunity 大陸架邊緣外側(cè)至深海 環(huán)境條件較穩(wěn)定 動物種類豐富 上層水域 1000米 魚類 甲殼類等無脊椎動物 深淵水域 10000米 ?？?多毛類 等足類等 大洋群落deepseacommunity 熱泉涌出海水含有豐富的硫化氫和硫酸鹽 初級生產(chǎn)為硫化細菌的化學合成 隨熱泉的長消而出沒 海底1700英尺深處的NW羅塔 1火山和 火山蝦 熱泉群落geothermalcommunity 淡水與海水生態(tài)系統(tǒng)間的交替區(qū)域 國家一級保護動物中華鱘長江口放流活動 河口群落estuarinecommunity 環(huán)境復雜 波動大 生物多樣性相對較低 主要為海洋入侵種類 食物條件好 某些種群豐度很高 分布于熱帶 亞熱帶 適宜溫度在24 27 紅樹葉分解形成有機碎屑成為動物餌料 形成以 腐屑食物鏈 為特征的生態(tài)功能結構 紅樹林群落mangroveforestcommunity 分布于溫暖或熱帶淺海 適宜溫度25 是種類多樣性最高的生物群落 幾乎所有海洋生物的門類都有代表種類生活在珊瑚礁環(huán)境之中 珊瑚礁群落coralreefcommunity 9 2 2海洋生物多樣性的利用和保護 一 海洋生物多樣性的利用二 海洋生物多樣性面臨的威脅三 海洋生物多樣性的保護 一 海洋生物多樣性的利用 食物魚類 甲殼類 軟體動物 藻類 醫(yī)藥材料已發(fā)現(xiàn)過千種有生理和藥理活性的化合物 工業(yè)材料蘇打 碘 丙酮溶劑 甘露醇 藻膠 幾丁質(zhì) 甲殼類外殼 建筑材料 珊瑚石 調(diào)節(jié)海洋環(huán)境和全球氣候海洋浮游植物吸收大氣中CO2 增加海洋生態(tài)系統(tǒng)中能量流動 二 海洋生物多樣性面臨的威脅 人類活動大大增加了環(huán)境變化的強度 速度 必然威脅到物種的生存 過度利用自然條件改變海洋污染外來物種的入侵全球氣候變化 1 過度利用 損害物種規(guī)模 引起物種遺傳上的變化 損害其遺傳多樣性 改變動物間生態(tài)關系 導致生態(tài)系統(tǒng)的不穩(wěn)定 非有意捕捉種類 bycatch 填海 筑堤 挖沙 采礦 人為改變了局部海域的自然環(huán)境 2 自然條件改變 漁業(yè)拖網(wǎng) 破壞了生物活動層 改變了物種結構和生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)過程 內(nèi)陸江河斷流 喪失了陸源沉積物和營養(yǎng)物的供應 填海而建成的香港新機場 三峽水庫 3 海洋污染 有毒物質(zhì)排放 重金屬 放射性核素 石油 殺蟲劑等 海水富營養(yǎng)化 導致赤潮的產(chǎn)生 造成海洋低氧或缺氧環(huán)境 固體廢棄物 纏繞 傷害海洋生物 被某些動物吞食 海灘上一張被廢棄的椅子困住了一只海龜 一只海豹被一個垃圾罐套住了頭 擱淺在海灘上 4 外來物種的入侵 可能導致群落的災難性變化 櫛水母入侵黑海 不受歡迎的客人 5 全球氣候變化 溫室效應導致兩極冰川融化 海平面上升 從而導致全球海洋生態(tài)系統(tǒng)的重組 海岸帶生態(tài)系統(tǒng) 鹽沼 紅樹林 珊瑚礁 將受到極大影響 浮游生物的分布可能向兩極移動 2007年8月格陵蘭島的冰川正在融化 三 海洋生物多樣性的保護 人類開發(fā)利用海洋生物資源應該遵循可持續(xù)發(fā)展的原則利用政策控制過度的資源開發(fā)和利用 防止海洋環(huán)境污染 制定保護對策和行動計劃 建立自然保護區(qū) 加強專業(yè)人才的培養(yǎng) 9 3 1海洋生物生態(tài)類群9 3 2生物地理學的基本概念及專門名詞 9 3海洋生物生態(tài)類群及生物地理學 9 3 1海洋生物生態(tài)類群 根據(jù)海洋生物生活習性 運動能力 所處海洋環(huán)境的不同 可以分為 一 海洋浮游生物 Plankton 二 海洋游泳生物 Nekton 三 海洋底棲生物 Benthos 一 海洋浮游生物 Plankton 特點 缺乏發(fā)達的運動器官 懸浮在水層中 絕大多數(shù)個體很小 需要顯微鏡觀察 種類繁多 數(shù)量大 分布廣 按照營養(yǎng)方式不同 分為 浮游植物 Phytoplankton 浮游動物 Zooplankton 浮游植物 Phytoplankton 為自養(yǎng)性浮游生物 多為單細胞植物 能夠吸收光能和CO2進行光和作用 是水域生態(tài)系統(tǒng)中主要生產(chǎn)者 分布在海洋的上層或透光帶 因為需要吸收日光 主要種類 光和細菌 藍藻 硅藻 自養(yǎng)甲藻 綠藻 金藻 黃藻 浮游動物 Zooplankton 包括無脊椎動物的大部分門類 以甲殼動物的橈足類最為重要 橈足類copepod 甲殼類動物的幼體 二 海洋游泳生物 Nekton 特點 有發(fā)達的運動器官 肌肉系統(tǒng) 神經(jīng)系統(tǒng)和視覺 分為4個類群 1 底棲性游泳動物2 浮游性游泳動物3 真游泳動物4 陸緣游泳動物 分布 從沿岸到數(shù)千米深處 特點 生活在海洋底層 游泳能力弱 儒艮D(zhuǎn)ugong 1 底棲性游泳動物 代表動物 灰鯨Graywhale Eschrichtiusrobustus 2 浮游性游泳動物 分布 從沿岸至大洋 從水表層到深海 特點 運動能力較差 燈籠魚Myctophidae 代表動物 星光魚Sternoptychidae 分布 從沿岸至大洋 從水表層到深海 特點 游泳能力強 速度快 并且可以持久運動 代表動物 大王烏賊Architeuthidae 3 真游泳動物 擬大須鯨Balaenopteraedeni 分布 主要局限于100米水層以內(nèi) 常出現(xiàn)于陸地邊緣 如淺灘 巖石 流冰等處 海龜Chelonioidea 企鵝Sphenisciformes 鰭腳動物Pinnipedia 海牛Trichechus 4 陸緣游泳動物 三 海洋底棲生物 Marinebenthos 特點 棲息在海底 潮間帶 淺海 深海海底 是海洋生物中種類最多的一個生態(tài)類群 按營養(yǎng)方式可以分為 1 海洋底棲植物2 海洋底棲動物 1 海洋底棲植物 海帶Laminariajaponica 石莼Ulvapertusa 分布 透光的潮間帶和潮下帶 少數(shù)在潮上帶或附著在船底 海蘿Gloiopeltis 滸苔Enteromorpha 水云Ectocarpus 紅樹Rhizophora 為大型藻類或木本植物 2 海洋底棲動物 底內(nèi)動物 infauna 底上動物 epifauna 游泳性底棲動物 nectobenthos 海洋污著生物 污損生物 foulingorganisms 海洋鉆孔生物 boringorganisms 大型底棲生物 macrobenthos 小型底棲生物 meiobenthos 微型底棲生物 microbenthos 底內(nèi)動物 infauna 埋棲 蛤類 梭子蟹 蟬蟹 穴居 美人蝦 多毛類 腸鰓類 底上動物 epifauna 固著 附生 海綿動物 苔蘚動物 珊瑚蟲 水螅蟲 牡蠣 扇貝 金蛤 匍匐爬行 螺類 海星 寄居蟹 游泳性底棲動物 nectobenthos 近底游動 對蝦 鰈形魚 穴居多毛類 c Laniceconchilega d Lagiskoreni k Arenicolamarina l Hedistediversicolor a f g h i m 底內(nèi)動物 infauna 底上動物 epifauna 附生 b 固著 埋棲 固著貝類 a 藤壺Barnacles Balaniden 附生貝類 b 貽貝Bluemussels Mytilusedulis 爬行螺類 e 腹足類厚殼玉黍螺Littorinalittorea 埋棲雙殼類 f 縊蟶Ensisamericanus g 歐洲鳥尾蛤Cerastodermaedule h 淺溝蛤Scrobiculariaplana i 大海螂蛤Myaarenaria m 海白櫻蛤Macomabalthica 底上動物 epifauna 固著附生 匍匐爬行 海鞘 貽貝 海星 寄居蟹 游泳性底棲動物 nectobenthos 狹鱗庸鰈 Hippoglossusstenolepis 東方巨對蝦 Penaeusplebejus 海洋污著生物 污損生物 foulingorganisms 附著生長在水下設施表面 包括 牡蠣 藤壺 苔蟲 水螅 海鞘 某些藻類 穿孔穴居于木材或巖礁內(nèi) 包括 船蛆 海筍 蛀木水虱 團水虱 海洋鉆孔生物 boringorganisms 大型底棲生物 macrobenthos 體長 1mm海綿 珊瑚 蝦 蟹 多毛類小型底棲生物 meiobenthos 體長 0 5 1mm線蟲 猛水蚤類 介形類 動吻類微型底棲生物 microbenthos 體長 0 5mm原生動物 細菌 9 3 2生物地理學的基本概念及專門名詞 生物地理學 研究生物在時間空間上分布的科學 一 生物區(qū)系與特征區(qū)域二 擴散三 遷移四 分布中心五 分布區(qū)六 阻限 一 生物區(qū)系與特征區(qū)域生物區(qū)系 biota 某一地區(qū)內(nèi)各類生物的總合 特有種 endemicspecies 本地區(qū)特有 而其他地區(qū)沒有的種類 特有種區(qū)域 areaofendemism 特有種在該地區(qū)內(nèi)的分布范圍 特有種區(qū)域組 setofendemicareas 特有種在若干特有