海洋科學(xué)導(dǎo)論.doc

課程名稱：海洋科學(xué)導(dǎo)論 班號： 學(xué)號： 姓名 成績： 1. 海水中哪些營養(yǎng)元素與生命活動有哪些關(guān)系？答：海水中由N、P、Si等元素組成的某些鹽類，是海洋植物生長必需的營養(yǎng)鹽，通常稱為“植物營養(yǎng)鹽”(Floralnutrients)、“微量營養(yǎng)鹽”(Micronutrients)或“生源要素”。此外，海水中痕量Fe，Mn，Cu，Zn，Mo，Co，B等元素，也與生物的生命過程密切相關(guān)，稱為“痕量營養(yǎng)元素”。 浮游生物通過光合作用，從海水中吸收營養(yǎng)元素而放出氧，其殘骸在分解過程中消耗氧而釋放出所含的營養(yǎng)元素。這種生物過程，控制著營養(yǎng)元素的分布及其變化（見海水營養(yǎng)鹽）。 有一些微量元素在海水中的分布，分別與某種營養(yǎng)元素十分相似。例如：銅和鎘的分布與氮和磷相似，鋇、鋅、鉻的分布與硅相似，鎳的分布介于磷和硅之間。這都說明，生物過程很可能是控制海水中的銅、鎘、鋇、鋅、鉻、鎳等元素的濃度的因素之一。一、海洋中氮的主要存在形式海洋中，氮以溶解氮(N2)、無機氮化合物、有機氮化合物等多種形式存在。在各種形式的氮化合物中，能被海洋浮游植物直接利用的是溶解無機氮化合物(DissolvedInorganicNitrogen，DIN)，包括硝酸鹽、亞硝酸鹽和銨鹽。三者在海水中總量約為5.41017g。僅占海洋總氮量的2.4。在大洋表層水中，它們的含量分別為(1600)g/dm3，(0.150)g/dm3，(550)g/dm3。氮是構(gòu)成海洋生物體內(nèi)蛋白質(zhì)、氨基酸的主要組分。據(jù)研究，海水中無機氮化合物被同化為植物細胞中的氨基酸，此外，近年來的一些研究表明，還原浮游植物也會直接利用一部分溶解有機氮化合物(DissolvedOrganicNotrogen，DON)，但是吸收量甚少。二、海洋中磷的存在形式海水中磷以兩種化學(xué)形式存在，即有機磷和無機磷。每一種化學(xué)形式又分為溶解的顆粒的兩種形態(tài)。溶解態(tài)(DIP)總磷(TP)無機磷顆粒態(tài)總顆粒磷(PP)有機磷顆粒態(tài)溶解態(tài)(DOP)海水中無機磷主要以HPO4-和少量的PO42-形式存在。在一定實驗條件下，可與酸性鉬酸銨反應(yīng)，生成雜多酸。通常將這部分磷稱之為“活性磷”。海水中存在各種磷的有機化合物，如氨基磷酸、磷脂等。它們主要來自生物體分解和排泄產(chǎn)物。以不同形式存在于海水中的磷，處在相互轉(zhuǎn)換的循環(huán)之中。如微粒磷經(jīng)過細菌或化學(xué)作用可變?yōu)槿芙獾挠袡C磷，而溶解的有機磷通過細菌作用也可以變?yōu)闊o機磷，一般認為海洋浮游生物可直接利用的是溶解的無機磷。因此，海洋調(diào)查中可以直接測定活性磷也可以測定有機磷及總磷。磷酸鹽是海洋生物所必須的營養(yǎng)鹽之一。浮游植物在進行光合作用時，能將海水中營養(yǎng)鹽合成原始有機質(zhì)，成為海洋生物的生活基礎(chǔ)，所以說，海水中磷酸鹽也是海洋生產(chǎn)力的控制因素之一。因而研究海洋中磷的分布和隨季節(jié)的變化情況是海洋生產(chǎn)量，海區(qū)肥沃性的一種標志。三、海水中硅的存在形式海水中硅主要以溶解硅酸鹽和懸浮二氧化硅兩種形式存在。硅是海洋植物，特別是海洋浮游植物硅藻(Diatom)類生長必需的營養(yǎng)鹽，硅藻吸收蛋白石(Opal，SiO22H2O)用以構(gòu)成自身的外殼。含硅海洋生物的殘體沉降到海底后，形成硅質(zhì)軟泥，是深海沉積物的主要組分。2. 人們對海洋生物從生態(tài)角度怎樣分類？答：海洋生物的分類除了按界、門、綱、目、科、屬、種的生物分類系統(tǒng)進行分類外，在海洋生態(tài)學(xué)上還可按照生物不同的生態(tài)環(huán)境、生態(tài)習(xí)性、生活方式分為浮游生物、游泳生物和底棲生物等類群。按照分類系統(tǒng)中由簡單到復(fù)雜、由低等到高等的路線，常見的或與人類關(guān)系十分密切的海洋生物門類大致如下：1.原生生物界1)硅藻門，常見種類如硅藻、圓篩藻、角毛藻等等。硅藻是海洋浮游生物的重要成分，在海洋生態(tài)系統(tǒng)初級生產(chǎn)力中占有重要地位。2)甲藻門，常見種類如裸甲藻、多甲藻、夜光藻、角藻等等。甲藻也是重要的海洋浮游生物，有些種類在大發(fā)生時將形成赤潮，對海洋生態(tài)系統(tǒng)造成很大破壞。3)肉足鞭毛蟲門，本門動物與纖毛蟲門在以前稱為原生動物門，常見種類如各種有孔蟲、放射蟲、夜光蟲等。原生動物是海洋浮游動物的主要類群之一，雖然個體很小，但數(shù)量非常大，素有“海洋中的小巨人”之稱，是海洋食物鏈的重要環(huán)節(jié)。另外，由于原生動物在地球上的生存年代久遠，其種類、分布、化石還是研究地質(zhì)演化、尋找石油礦藏等重要指示生物。世界已知的原生動物約65,000種。2.植物界常見的海洋植物主要是大型藻類和紅樹。大型藻類包括紅藻門、褐藻門、綠藻門。大型藻類不但是海洋初級生產(chǎn)力的重要組成部分，而且一些種類可以食用，或者提取活性物質(zhì)用于生物制藥，或者做工業(yè)原料，或者兼而用之。例如石花菜除了可食用，還是瓊脂的原料。很多大型藻類已可人工養(yǎng)殖。海洋中的高等植物種類遠少于陸地。常見的高等海洋植物有各種紅樹、海草等。紅樹形成的紅樹林對于維護海岸環(huán)境、防止海水入侵有重要作用。1)紅藻門，常見種類如紫菜、石花菜、龍須菜、麒麟菜、紅毛菜、珊瑚藻、海膜、江蘺、紅皮藻、凹頂藻等等。2)褐藻門，常見種類如馬尾藻、海帶、裙帶菜、鹿角菜等。3)綠藻門，常見種類如滸苔、石莼、剛毛藻等。4)被子植物門，常見種類如紅樹、秋茄、海桑、水芫花、玉蕊、木欖、海蓮、角果木、海恾果等紅樹植物以及大米草、互花米草等各種海草。世界已知的紅樹植物約80多種，海草約50種。值得注意的是，一些種類的海草在從其它國家引進用于防護堤岸時，由于在被引進地區(qū)沒有天敵等生態(tài)控制機制而爆發(fā)性繁殖生長，對當(dāng)?shù)睾０兜脑兄脖辉斐蓸O大破壞，有的種類甚至從海岸侵入內(nèi)陸幾十公里，侵入農(nóng)田，給當(dāng)?shù)卦斐珊艽蠼?jīng)濟損失。因此，對海洋種類的引進要慎重。另外，海洋氣候、環(huán)境的變化會使一些海藻大發(fā)生而形成災(zāi)害，如2008年春夏季在我國黃海的大面積滸苔災(zāi)害即是一種滸苔大量快速繁殖造成的。3.動物界1)海綿動物門，又稱多孔動物門。其種類絕大部分為海洋種類。海綿在生物演化上是一個側(cè)支，其體內(nèi)含有許多與人類健康十分密切的活性物質(zhì)。近年來，提取海綿中的活性物質(zhì)用于生物制藥十分熱門。世界已知的海綿動物約5,000種。2)腔腸動物門，又稱刺胞動物門。其種類絕大部分為海洋種類，常見的如各種石珊瑚、柳珊瑚、紅珊瑚、?？?、水母、海蟄、水螅、石花蟲、海仙人掌、沙箸、海鰓等。石珊瑚硬質(zhì)外殼是構(gòu)成珊瑚礁的主要成分，而珊瑚礁是全球海洋生物多樣性最高的海洋生態(tài)環(huán)境。著名的澳大利亞大堡礁至東南亞的印度尼西亞群島、馬來半島、菲律賓群島及其周圍海域是世界著名的海洋生物基因庫大三角海域。我國南海的南沙群島珊瑚礁處在這個大三角海域的邊緣。這里珊瑚礁群星羅棋布，環(huán)境豐富多樣，海洋生物種類異常繁多，是世界上海洋生物種類最多、生物多樣性最高的海域。近年來，由于人類活動的加劇和全球氣候變化，世界上的珊瑚蟲在大量死亡，活珊瑚面積在逐年減少，珊瑚礁在急劇退化，從而引起世界海洋生物種類的大量滅絕、漁業(yè)資源的大量損失、生態(tài)環(huán)境的逐步惡化。這已引起科學(xué)家和各國政府的密切關(guān)注，許多國際組織和政府已實施多項計劃保護和挽救全球珊瑚礁和珊瑚礁生物。3)扁形動物門。海洋中的常見種類除了各種渦蟲外，種類最多的是吸蟲綱的種類。吸蟲綱的種類營寄生生活，主要是各種魚類的寄生蟲。世界已知的扁形動物約1,500種，包括淡水種。4)線蟲動物門。包括各種線蟲。線蟲除了一些種類是各種魚類的寄生蟲外，自由生活的線蟲是小型海洋底棲動物的主要組成成分，其棲息密度和生物量常常很大，在海洋底棲生物生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)換中起重要作用。世界已知的線蟲動物約12,000種。5)環(huán)節(jié)動物門。海洋中的環(huán)節(jié)動物主要是多毛綱的種類。環(huán)節(jié)動物門分為多毛綱、寡毛綱和蛭綱，前兩者種類多。多毛綱種類生活在海洋中，常見種類如沙蠶、小頭蟲、龍介蟲、多麟蟲、海女蟲、海稚蟲、異毛蟲、海蛹、仙女蟲等。多毛綱環(huán)節(jié)動物是大型海洋底棲動物的主要組成部分之一，其種類的棲息密度和生物量常常占大型底棲動物的主要部分。世界已知的多毛綱環(huán)節(jié)動物約10,000種。寡毛綱動物包括各類蚯蚓，其種類大部分生活在陸地，是土壤動物的主要成分，也有一些種類生活在海洋中，如顫蚓。6)星蟲動物門和螠蟲動物門。兩者種類均全部生活在海洋中，以前被歸在環(huán)節(jié)動物門中，種類較少，如各種星蟲、螠蟲。有的種類可以食用。世界已知的星蟲動物約300種，螠蟲動物約100種。7)軟體動物門。其種類常被稱為貝類，海洋中的常見種類如牡蠣、鮑魚、珍珠貝、扇貝、蛤蜊、硨磲、海紅(貽貝)、石鱉、鸚鵡螺、寶貝、唐冠螺、烏賊、魷魚、章魚、船蛆、蟶子、芋螺、毛蚶、紅螺、海菊蛤、日月貝、蝦夷貝、角貝、馬蹄螺、笠貝、蟹守螺、玉螺、鳳螺、梭螺、骨螺、延管螺、荔枝螺、織紋螺、筆螺、塔螺、豎琴螺、殼蛞蝓、海牛、海兔、海天牛，等等。軟體動物門是動物界的第二大門，種類非常多，其種類大部分生活在海洋中。軟體動物門具有重要的經(jīng)濟價值，不但有許多種類是十分重要的水產(chǎn)品，其中一些種已實現(xiàn)了大規(guī)模工廠化養(yǎng)殖，成為我國藍色農(nóng)業(yè)的主要養(yǎng)殖對象，而且有許多種類的貝殼是十分重要的觀賞品，珍珠更是人們喜愛的飾品。軟體動物門的種類具有重要的生態(tài)學(xué)價值，在海洋生態(tài)系統(tǒng)中成為不可或缺的類群。其頭足綱的烏賊、槍烏賊、魷魚、章魚等種類是海洋游泳動物的重要類群，很多種類是漁業(yè)捕撈對象，具有很高的經(jīng)濟價值。腹足綱、雙殼綱的種類則是最重要的大型海洋底棲動物組成成分之一，在底棲生物生態(tài)系中具有重要作用。8)節(jié)肢動物門。本門是動物界最大的門，其已發(fā)現(xiàn)種占世界已知物種總數(shù)的一半以上。陸地上的節(jié)肢動物主要是六足動物亞門，包括各種昆蟲，而海洋中的節(jié)肢動物主要是甲殼動物亞門，常見種類如對蝦、龍蝦、螯蝦、磷蝦、管鞭蝦、赤蝦、鷹爪蝦、猬蝦、鼓蝦、長臂蝦、沼蝦、米蝦、螻蛄蝦、美人蝦、蟬蝦、糠蝦、鉤蝦、鎧甲蝦、絨螯蟹(大閘蟹)、梭子蟹、蜘蛛蟹、饅頭蟹、關(guān)公蟹、瓷蟹、招潮蟹、寄居蟹、蝦蛄、藤壺、茗荷兒、蟹奴、水虱、魚虱、鰓虱、西瓜蟲、豐年蟲、溞、?，?、哲水蚤、劍水蚤、猛水蚤、漣蟲、蜾蠃蜚、麥稈蟲，等等。甲殼動物不但具有重要的食用價值，而且也是最重要的大型海洋底棲動物類群之一，在底棲生物生態(tài)系中具有重要作用。甲殼動物是種類最多的海洋無脊椎動物類群，素有“海洋中的昆蟲”之稱，世界已知的甲殼動物約40,000種。由于海洋中還有許多海域、環(huán)境人類尚未進行考察，加之很多種類個體很小，采集困難，因此海洋中還有大量的甲殼動物種類尚未被人類發(fā)現(xiàn)和認識。除甲殼動物亞門外，其它海洋節(jié)肢動物如肢口綱，常見種類如鱟；海蜘蛛綱，包括各種海蜘蛛、海螨；昆蟲綱，也有一些種類是純粹海洋種類，如海黽。9)苔蘚動物門。本門動物絕大部分種類為海洋種類，常見種類如各類苔蟲。苔蘚動物大多為固著生活，因此是重要的污損生物類群之一，常會對輪船以及海堤、海上鉆井平臺等海上設(shè)施造成污損破壞。一些種類是成礁生物，其硬質(zhì)外殼對于珊瑚礁的形成有一定功勞。世界已知的現(xiàn)代苔蘚動物約5,000種(不包括化石種)。10)腕足動物門。本門動物種類不多，全部海生，如海豆芽、酸漿貝等。海豆芽常在海岸泥灘上見到。世界已知的腕足動物約300種。11)毛顎動物門。全部為海洋種類，如各種箭蟲。箭蟲是重要的海洋浮游動物類群。12)棘皮動物門。本門動物全部海生，如海星、海膽、海參、海蛇尾、海百合等。棘皮動物是重要的海洋大型底棲動物，如海蛇尾常在某個海域的大型底棲動物中占主導(dǎo)地位。一些海參是重要的食用種類，個別種類已可人工養(yǎng)殖，一些海星、海膽種類也是美味。近年來，由于近岸人工養(yǎng)殖品種的單一，給生態(tài)平衡造成不良影響，使一些海星種類大發(fā)生，侵入海參、貝類養(yǎng)殖區(qū)取食養(yǎng)殖品種，給養(yǎng)殖業(yè)造成很大損失。珊瑚礁上的多棘海星大發(fā)生時會大量取食珊瑚蟲，使珊瑚大面積白化死亡，給珊瑚礁造成極大破壞。世界已知的現(xiàn)代棘皮動物約6,000種(不包括化石種)。13)半索動物門、尾索動物門和脊索動物門頭索動物亞門。三類動物的種類均很少，但由于在系統(tǒng)發(fā)育上均有了類似脊索的構(gòu)造，在系統(tǒng)演化上處于無脊椎動物與脊椎動物的過渡階段，因此是研究系統(tǒng)演化的良好材料。半索動物如柱頭蟲、長吻蟲、舌形蟲等，其中黃島長吻蟲、多鰓孔舌形蟲是國家一類保護動物。尾索動物如海鞘、海樽等，一些種類是重要的污損生物，對海上設(shè)施、貝類養(yǎng)殖有一定影響。世界已知的尾索動物約1,000種。頭索動物如文昌魚，是原始的脊索動物，屬于國家二類保護動物。14)脊索動物門脊椎動物亞門。海洋脊椎動物是最常見、與人類關(guān)系最密切的海洋動物類群，包括海洋魚類、海洋爬行類、海洋鳥類和海洋獸類等。海洋魚類如真鯊、鯨鯊、姥鯊、雙髻鯊、鋸鰩、團扇鰩、電鰩、魟魚、蝠鲼、金槍魚、真鯛、帶魚、牙鲆、鯧魚、海龍、海馬、鰻鱺、海鱔、裸胸鱔、中華鱘、蝦虎魚、沙丁魚、鱈魚、鼬鳚、鲅魚、鮐魚、鱸魚、石斑魚、軍曹魚、鯡鯉、蓑鲉、東方鲀、鮟鱇，等等。海洋魚類是最重要的海洋水產(chǎn)品，海洋魚類的捕撈和養(yǎng)殖業(yè)是海洋支柱產(chǎn)業(yè)。魚類還是最重要的海洋游泳動物，在海洋生態(tài)系統(tǒng)中占據(jù)重要地位。世界已知的海洋魚類約14,000多種。海洋爬行類包括各種海蛇、海龜。所有的海蛇均為劇毒蛇。海洋鳥類如信天翁、海燕、海鷗、軍艦鳥、企鵝、燕鷗，等等。企鵝是南極的特有鳥類，常在南極大量聚集形成特有景觀。海洋獸類即海洋哺乳類，如鯨魚、海豚、海豹、海象、海狗、海獅、儒艮等。我國的大部分海洋獸類為國家保護動物。我國已知海洋獸類39種，世界已知136種。3. 概述海洋科學(xué)導(dǎo)論基本內(nèi)容，如何看待與我們專