海洋生態(tài)學(xué) 第2章 海洋環(huán)境與海洋生物生態(tài)類群

1、 第二章第二章 海洋環(huán)境與海洋環(huán)境與 海洋生物生態(tài)類群海洋生物生態(tài)類群 學(xué)習(xí)目的：學(xué)習(xí)目的：了解海洋環(huán)境的來源、基本特征、海洋三大環(huán)境了解海洋環(huán)境的來源、基本特征、海洋三大環(huán)境梯度、海洋環(huán)境分區(qū)的劃分依據(jù)以及海水某些物理特梯度、海洋環(huán)境分區(qū)的劃分依據(jù)以及海水某些物理特性的生態(tài)學(xué)意義。性的生態(tài)學(xué)意義。掌握海洋浮游生物、游泳生物和底棲生物三大生掌握海洋浮游生物、游泳生物和底棲生物三大生態(tài)類群的特征，了解它們在海洋生態(tài)系統(tǒng)中的地位與態(tài)類群的特征，了解它們在海洋生態(tài)系統(tǒng)中的地位與作用，并對(duì)三大功能類群中的主要種類（類別）有初作用，并對(duì)三大功能類群中的主要種類（類別）有初步的認(rèn)識(shí)。步的認(rèn)識(shí)。第一節(jié)第一節(jié)

2、 海洋環(huán)境海洋環(huán)境 一、海洋環(huán)境的基本特征一、海洋環(huán)境的基本特征 n地球就象一個(gè)廣闊無垠的蔚藍(lán)色地球就象一個(gè)廣闊無垠的蔚藍(lán)色“水球水球”。海洋具有三大環(huán)境梯度海洋具有三大環(huán)境梯度溶解性：溶解大量營養(yǎng)物質(zhì)溶解性：溶解大量營養(yǎng)物質(zhì)透光性：光合作用透光性：光合作用流動(dòng)性：擴(kuò)大分布范圍流動(dòng)性：擴(kuò)大分布范圍浮浮 力：個(gè)體小、結(jié)構(gòu)簡單而脆弱的生物得以生存力：個(gè)體小、結(jié)構(gòu)簡單而脆弱的生物得以生存 緩沖性能：維持環(huán)境穩(wěn)定性緩沖性能：維持環(huán)境穩(wěn)定性特殊密度特性：維持水層溫度特殊密度特性：維持水層溫度二、海水某些物理特性的生態(tài)學(xué)意義二、海水某些物理特性的生態(tài)學(xué)意義三、海洋環(huán)境的主要分區(qū)三、海洋環(huán)境的主要分區(qū) （一

3、）水層部分（一）水層部分（pelagic division） 圖2.1 海洋環(huán)境主要分區(qū)（引自Tait 1981） 上 層 中 層 深 海 海 面 200 m 1,000 m 4,000 m 11,000 m 深 淵 大陸緣 水層區(qū) 大洋區(qū) 淺海區(qū) 海岸（沿海帶） 淺海帶 深海帶深淵帶陸地 圖2-1（二）海底部分（二）海底部分（benthic division）n海岸帶：潮間帶、潮下帶n大陸架、大陸坡、大陸隆n大洋底：深海平原、洋中脊、海溝（一）大陸邊緣沉積（陸源沉積） 經(jīng)河流、風(fēng)、冰川等作用從大陸或鄰近島嶼攜帶入海的陸源碎屑（二）遠(yuǎn)洋沉積（深海沉積） 1紅粘土：從大陸帶來的紅色粘土礦物以及部

4、分火山物質(zhì)在海底風(fēng)化而成。此外，還包括一些自然礦物（如錳結(jié)核）和一些生物成分（如放射蟲軟泥） 2鈣質(zhì)軟泥：主要由有孔蟲類抱球蟲和浮游軟體動(dòng)物的翼足類以及異足類的介殼組成，一般分布在熱帶和亞熱帶，水深不超過4,700 m的深海底 3硅質(zhì)軟泥：主要由硅藻的細(xì)胞壁和放射蟲骨針?biāo)M成的硅質(zhì)沉積。硅藻軟泥主要分布在高緯度；放射蟲軟泥則分布在低緯度，而且多出現(xiàn)在深度超過4,500 m的洋底。 4 . 冰川沉積物四、海洋沉積物四、海洋沉積物五、海洋的鹽度分布及物理輸送五、海洋的鹽度分布及物理輸送n海洋鹽度分布差異 全球海洋33-37 地中海39；紅海41；北大西洋37.5；北太平洋35.5n鹽度分布差異的原

5、因 蒸發(fā)量、降雨、河水輸送及海冰融化;南北緯20-30為蒸發(fā)量與降雨的差值最大值，對(duì)應(yīng)最高鹽度。n海洋鹽度經(jīng)向分布特點(diǎn) 中低緯度，表層水鹽度較高，隨著深度增加而降低；高緯度海域，表層水受冰融化影響較大，且從表層至2000m深度鹽度逐漸增加。n海洋鹽度的分布n水團(tuán)運(yùn)動(dòng) 平流：水層在水平與垂直方向上的運(yùn)動(dòng)。 湍流： 水流的擴(kuò)散及隨機(jī)運(yùn)動(dòng)。n全球熱鹽環(huán)流全球熱鹽環(huán)流氣候變暖對(duì)于熱鹽環(huán)流意味著什么？n假說：氣溫上升冰蓋冰山融化北方海洋淡水增加阻礙環(huán)流北大西洋變冷（中緯度地區(qū)變冷）n Really？第二節(jié)第二節(jié) 海洋浮游生物海洋浮游生物 一、浮游生物（一、浮游生物（planktonplankton）浮游

6、植物（浮游植物（phytoplanktonphytoplankton）浮游動(dòng)物（浮游動(dòng)物（zooplanktonzooplankton） （一）概述（一）概述 1. 1. 重要性：重要性： 數(shù)量多、分布廣，是海洋生產(chǎn)力的基礎(chǔ)，也是海洋生態(tài)系數(shù)量多、分布廣，是海洋生產(chǎn)力的基礎(chǔ)，也是海洋生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的最主要環(huán)節(jié)統(tǒng)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的最主要環(huán)節(jié) 水團(tuán)、海流的指示種（水團(tuán)、海流的指示種（indicator speciesindicator species） 有些化石種類的分布有助于勘探海底石油資源有些化石種類的分布有助于勘探海底石油資源 n擴(kuò)大個(gè)體表面或結(jié)成群擴(kuò)大個(gè)體表面或結(jié)成群體增加浮

7、力體增加浮力 縮小體積增大相對(duì)表面縮小體積增大相對(duì)表面積；具有刺毛、突起或連結(jié)積；具有刺毛、突起或連結(jié)成群體。成群體。n減輕比重增加浮力減輕比重增加浮力 產(chǎn)生氣、油等比重輕的產(chǎn)生氣、油等比重輕的物質(zhì)；分泌膠質(zhì)；增加水分；物質(zhì)；分泌膠質(zhì)；增加水分；外殼和骨骼退化或消失。外殼和骨骼退化或消失。 2.2. 多種多樣適應(yīng)浮游多種多樣適應(yīng)浮游生活的結(jié)構(gòu)和能力生活的結(jié)構(gòu)和能力 圖 2.2 硅藻細(xì)胞表面的突出物（仿金德祥等 1965） 圖2-2 圖 2.3 浮游動(dòng)物增加浮力的體型（仿鄭重等 1984） 圖2-3n微微型（微微型（picoplankton）：）：2 mn微型（微型（nanoplankton）

8、： 220 m n小型（小型（microplankton） ：20200 m n中型（中型（mesoplankton） ： 2002,000 m n大型（大型（macroplankton） ：2,000 m20 mm n巨型（巨型（megaplankton） ： 20 mmn生態(tài)學(xué)意義：生態(tài)學(xué)意義：不同粒徑的浮游生物基本可代表一定的生物類別。不同粒徑的浮游生物基本可代表一定的生物類別。不同粒徑浮游生物存在一定的食物關(guān)系，對(duì)研究海洋生不同粒徑浮游生物存在一定的食物關(guān)系，對(duì)研究海洋生態(tài)系統(tǒng)的能流有重要意義。態(tài)系統(tǒng)的能流有重要意義。3. 3. 按浮游生物的個(gè)體大小可分為按浮游生物的個(gè)體大小可分為n永

9、久性浮游生物（永久性浮游生物（holoplankton）n階段性浮游生物（階段性浮游生物（meroplankton） n暫時(shí)性浮游生物（暫時(shí)性浮游生物（tychoplankton）4. 4. 按浮游生活階段在生活史中所按浮游生活階段在生活史中所占時(shí)期長短分占時(shí)期長短分 1.硅藻類（硅藻類（diatom）細(xì)胞具有硅質(zhì)外殼（上、下殼）細(xì)胞具有硅質(zhì)外殼（上、下殼） ，單，單個(gè)細(xì)胞或組成鏈狀，分布廣泛個(gè)細(xì)胞或組成鏈狀，分布廣泛 。 （二）浮游植物主要類別（二）浮游植物主要類別 多數(shù)甲藻細(xì)胞壁有原生質(zhì)分泌的相當(dāng)堅(jiān)厚的表質(zhì)膜，多數(shù)甲藻細(xì)胞壁有原生質(zhì)分泌的相當(dāng)堅(jiān)厚的表質(zhì)膜，殼板以橫溝分成上、下殼，在細(xì)胞腹面

10、有一條縱溝，殼板以橫溝分成上、下殼，在細(xì)胞腹面有一條縱溝，2條鞭條鞭毛分別環(huán)繞橫溝和從縱溝伸向后端毛分別環(huán)繞橫溝和從縱溝伸向后端，有的種類細(xì)胞裸露，有的種類細(xì)胞裸露，分布廣泛，很多種類（如裸甲藻、亞歷山大藻）會(huì)分泌甲分布廣泛，很多種類（如裸甲藻、亞歷山大藻）會(huì)分泌甲藻毒素。多數(shù)能晝夜垂直移動(dòng)。藻毒素。多數(shù)能晝夜垂直移動(dòng)。2.甲藻類（甲藻類（dinoflagellates）或稱）或稱腰鞭毛藻腰鞭毛藻3.3.綠藻類、金藻類、裸藻類、隱藻類、綠藻類、金藻類、裸藻類、隱藻類、原核自養(yǎng)生物等原核自養(yǎng)生物等 n1原生動(dòng)物（原生動(dòng)物（protists）：）：（三）浮游動(dòng)物主要類別（三）浮游動(dòng)物主要類別有孔蟲

11、有孔蟲放射蟲放射蟲纖毛蟲纖毛蟲鞭毛蟲鞭毛蟲n2 2浮游甲殼動(dòng)物浮游甲殼動(dòng)物（crustacean planktoncrustacean plankton） 橈足類、磷蝦類、端足類、橈足類、磷蝦類、端足類、櫻蝦類、枝角類、介形類、糠蝦類、櫻蝦類、枝角類、介形類、糠蝦類、漣蟲類、等足類等漣蟲類、等足類等n3 3水母類和櫛水母類水母類和櫛水母類n4 4毛顎類毛顎類：又稱箭蟲又稱箭蟲n5 5被囊動(dòng)物有尾類也稱幼被囊動(dòng)物有尾類也稱幼形類形類（四）漂浮生物：水漂生物、表上漂（四）漂浮生物：水漂生物、表上漂浮生物和表下漂浮生物浮生物和表下漂浮生物 （一）概述（一）概述 n1. 包括海洋魚類、哺乳類包括海洋魚

12、類、哺乳類(鯨、鯨、海豚、海豹、海牛海豚、海豹、海牛)、爬行類、爬行類(海蛇、海龜海蛇、海龜)、海鳥以及某、海鳥以及某些軟體動(dòng)物些軟體動(dòng)物(烏賊烏賊)和一些蝦和一些蝦類等。類等。 n2. 適應(yīng)機(jī)制：流線形體型、適應(yīng)機(jī)制：流線形體型、氣鰾、增加脂類物質(zhì)。氣鰾、增加脂類物質(zhì)。 n3. 洄游（洄游（migration）：產(chǎn)卵）：產(chǎn)卵洄游、索餌洄游、越冬洄游。洄游、索餌洄游、越冬洄游。第三節(jié)、游泳生物第三節(jié)、游泳生物（二）主要類別（二）主要類別 1.魚類魚類n (1)圓口綱：屬最古老種類，圓口綱：屬最古老種類，如七鰓鰻和盲鰻如七鰓鰻和盲鰻口部有吸口部有吸盤，寄生性種類。盤，寄生性種類。 n(2)軟骨魚

13、綱：也稱板鰓魚類，軟骨魚綱：也稱板鰓魚類，其特征是軟骨，無骨鱗，如鯊、其特征是軟骨，無骨鱗，如鯊、鰩和魟，現(xiàn)存大約鰩和魟，現(xiàn)存大約300種。種。n(3)硬骨魚綱：硬骨魚類具有硬硬骨魚綱：硬骨魚類具有硬骨骼，現(xiàn)存海洋魚類多屬這一骨骼，現(xiàn)存海洋魚類多屬這一綱，約有綱，約有2萬多種。萬多種。圖2-6 （ a） （ b） （ c） （ d） （ e） （ f） （ g） （ h） 圖2.7 游 泳 動(dòng) 物 的 代 表 （ 引 自Barnes & Hughes 1982） （ a） 烏 賊 ； （ b） 鯊 魚 ； （ c） 金 槍 魚 ； （ d） 鲆 ； （ e） 海 豹 ； （ f） 海

14、龜 ； （ g） 企 鵝 ； （ h） 鯨 圖2-72其他游泳動(dòng)物：其他游泳動(dòng)物：n甲殼類、頭足類、海甲殼類、頭足類、海洋爬行類、海洋哺乳類、洋爬行類、海洋哺乳類、海鳥海鳥 （一）主要類別（一）主要類別 n1底棲植物底棲植物 單細(xì)胞底棲藻類、海藻和維管單細(xì)胞底棲藻類、海藻和維管植物植物 三、底棲生物三、底棲生物 （a） （b） （c） （d） （e） （f） （g） 圖 2.9 底棲植物的代表（引自 Barnes & Hughes 1982） （a）底棲硅藻； （b）叢狀藻類； （c）珊瑚藻； （d）墨角藻； （e）滸苔； （f）大型海藻Postelsia； （g）海草 圖2-8n2底

15、棲動(dòng)物底棲動(dòng)物 （a） （b） （c） （d） （e） （f） （g） （h） （i） 圖 2.10 底棲動(dòng)物的代表（一） （引自 Barnes & Hughes 1982） （a）線蟲； （b）猛水蚤類； （c）多毛類； （d）雙殼類； （e）星蟲類； （f）柄海百合類； （g）海膽； （h）蟹類； （i）苔蘚蟲 圖2-94 5 6 7 8 3 1 2 1cm 圖 2.11 底棲動(dòng)物的代表（二） （引自 Parsons et al. 1984） 糠蝦Heteromysis (1)；半索動(dòng)物Saccoglossus (2)；端足類 Bathyporeia (3)； 軟體動(dòng)物 Mya (

16、4)，Tellina (5)，Mercenaria (6)，Ensis (7)；多毛類Dodecaceria (8) 圖2-101底表生活型底表生活型 n固著生物：海綿動(dòng)物、苔蘚動(dòng)物固著生物：海綿動(dòng)物、苔蘚動(dòng)物 n附著生物：貽貝、扇貝、珠母貝附著生物：貽貝、扇貝、珠母貝 n匍匐動(dòng)物：大部分腹足類軟體動(dòng)物、海星類、海膽類匍匐動(dòng)物：大部分腹足類軟體動(dòng)物、海星類、海膽類 n污損生物（污損生物（fouling organisms）過去也稱周叢生物、固）過去也稱周叢生物、固著生物或附著生物。藤壺、牡蠣、貽貝等著生物或附著生物。藤壺、牡蠣、貽貝等 。（二）根據(jù)底棲生物與底質(zhì)關(guān)系劃分的（二）根據(jù)底棲生物與底

17、質(zhì)關(guān)系劃分的生態(tài)類群生態(tài)類群 2 2底內(nèi)生活型底內(nèi)生活型 管棲動(dòng)物管棲動(dòng)物：沙蠶生活在沙蠶生活在“U”形革質(zhì)管形革質(zhì)管內(nèi)內(nèi) 埋棲動(dòng)物：雙殼類軟體動(dòng)物埋棲動(dòng)物：雙殼類軟體動(dòng)物 鉆蝕生物：鉆蝕生物： a鑿石類鉆蝕生物：海筍鑿石類鉆蝕生物：海筍 b鉆木類鉆蝕生物：船蛆鉆木類鉆蝕生物：船蛆 3 3底游生活型底游生活型 甲殼動(dòng)物（蟹類、蝦類和口足目等）和某甲殼動(dòng)物（蟹類、蝦類和口足目等）和某些魚類些魚類 口蝦蛄口蝦蛄n1微型底棲生物（微型底棲生物（microbenthos）：）：可通過可通過0.1 mm的種類，包括細(xì)菌、微型藻類（濱海的種類，包括細(xì)菌、微型藻類（濱海帶）、原生動(dòng)物。帶）、原生動(dòng)物。n2. 小型底棲生物（小型底棲生物（meiobenthos）：）：可被可被0.1 1.0 mm篩網(wǎng)截留的種類，通常由少數(shù)較大的原篩網(wǎng)截留的種類，通常由少數(shù)