海洋學(xué)導(dǎo)論-(生物)第九章

第九章海洋生物了解海水運(yùn)動(dòng)效應(yīng)、大洋底質(zhì)類型、海洋生物生態(tài)類群、污染物的生物吸收、累積和放大，赤潮、污損生物和鉆孔生物等基本知識(shí)；掌握生態(tài)幅，生物多樣性，生物群落，生物區(qū)系，兩極同源，北方兩棲，生態(tài)系統(tǒng)及其基本特征和組成成分，食物鏈（網(wǎng)），生物生產(chǎn)力，初級(jí)、次級(jí)和終級(jí)生產(chǎn)力，海洋生態(tài)系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)，浮游動(dòng)物晝夜鉛直運(yùn)動(dòng)等概念或規(guī)律?！?.1海洋生物的環(huán)境分區(qū)(1學(xué)時(shí)）§9.2海洋生物多樣性(1學(xué)時(shí)）§9.3海洋生物生態(tài)類群及生物地理學(xué)(1學(xué)時(shí)）§9.4海洋生態(tài)系統(tǒng)(1.5學(xué)時(shí)）§9.5海洋環(huán)境中的若干生物學(xué)問題(1學(xué)時(shí)）§9.6海洋生物資源的開發(fā)利用(0.5學(xué)時(shí)）§9.1海洋生物的環(huán)境分區(qū)9.1.1水層部分（Pelagicdivision)(P272)一、溫度、鹽度和深度“阻隔”由于溫度、鹽度和深度會(huì)形成“阻隔”，使得沒有一種海洋生物能在全球海洋任何區(qū)域內(nèi)自由生活。（一）溫度(P272)

（1）受控因素--海水溫度隨著緯度、深度和季節(jié)的變化而變化，近岸水域和島嶼周圍海域的水溫變化還受到陸源環(huán)境因素的影響，變化頻率和幅度較外海更大。（2）存在生態(tài)幅--每一種海洋生物對(duì)水溫的適應(yīng)都有特定的范圍.水溫是決定海洋生物的生存區(qū)域、物種豐度及其變動(dòng)的主要環(huán)境因素。（3）生物生態(tài)類群不同生態(tài)類群–依據(jù)各種海洋生物對(duì)溫度變化的耐受限度，可分為廣溫性、窄溫性或暖水性、溫水性、冷水性等不同的生態(tài)類群。它們都被水溫局限在不同的海域之內(nèi)。熱帶、亞熱帶、溫帶（北半球5℃，南半球2℃）和極地寒帶（<0-2℃或5℃）(二)鹽度。(P273）

(1)分布特征——鹽度成帶和分層分布；

(2)存在生態(tài)幅——每種生物適應(yīng)的鹽度有特定范圍；

(3)生物可分為—廣鹽性種（近岸淺海、海灣及近河口區(qū)）

和狹鹽性種（遠(yuǎn)洋）；(4)鹽度的作用鹽度影響體液滲透壓。海水滲透壓超過生物調(diào)節(jié)能力，會(huì)使生物細(xì)胞質(zhì)壁分離。生物鹽是必需的常量營養(yǎng)物質(zhì)，如溶解態(tài)N、P、Ca、S、Mg等；代謝催化劑是微量營養(yǎng)物質(zhì)，如Mn、Fe、Cu等。（三）深度。

（1）海水靜壓力--增1013hPa/10m。動(dòng)物的壓力生態(tài)幅一般很大。

（2）光照深度--清澈，200m；渾濁，≤30m，透光層為植物、光合微生物的區(qū)域，而清澈，>200m；渾濁，>30m，無光層為動(dòng)物、某些微生物的世界。二、海水運(yùn)動(dòng)的綜合效應(yīng)（P274）

(1)海流——對(duì)海洋環(huán)境有很大的影響，特別是上升流或鉛直方向的海水混合，能把較冷但富有營養(yǎng)物質(zhì)的深層海水輸送到上表層，使之成為富于生產(chǎn)能力的海域。

(2)極地上層冷水——，下沉?xí)r把含氧量較高的上層冷水通過深層流傳送到赤道附近，從而補(bǔ)充了熱帶大洋深處的含氧量，這對(duì)深海動(dòng)物的生活是至關(guān)重要的。

(3)運(yùn)動(dòng)造成的環(huán)境因素變化是綜合性的，既影響海洋生物的生態(tài)環(huán)境，也影響某一海域海洋生物的種群豐度和群落結(jié)構(gòu)，并且在傳布和擴(kuò)展物種的生存空間方面起有重要作用。三、潮汐對(duì)海洋生物特別稠密的海岸帶的影響尤為重要（P274）潮間帶（tidalzone）水體周期性漲落，海底相應(yīng)地被淹沒或暴露在空氣之中，環(huán)境分帶明顯（見下圖9-1），光照、溫度、干旱（失水）等環(huán)境因素變化強(qiáng)烈。

僅適應(yīng)能力極強(qiáng)的生物，才能生活在潮間帶

潮上帶：是高潮時(shí)浪花能飛濺到的地帶。高潮帶：由大潮高潮線至小潮高潮線之間的地。中潮帶：從小潮高潮線至小潮低潮線之間的地帶。低潮帶：從小潮低潮線至基準(zhǔn)面之間的地帶。潮下帶：大潮不能使之暴露在空氣中的水下帶。

圖9-1潮間帶示意圖9.1.2底層部分（Benthicdivision）（P274）一、海底地形的影響海底地形是相當(dāng)復(fù)雜的，大陸架、大陸坡、海盆、海溝、大洋中脊形態(tài)各異，條件迥異，對(duì)生物影響各不相同。不同的海底類型形成了不同生態(tài)效應(yīng)的區(qū)帶，生活著與其相適應(yīng)的生物群落。二、底質(zhì)類型的影響（P275）（1）（淺海）沉積物組成--生物遺體和有機(jī)沉積物可遍布于全部的海底。底棲生物遺體之量較浮游生物多；但大陸架的外緣以及孤立的海底高地上，浮游生物的遺體卻構(gòu)成沉積物的主體。（2）（深海）大洋沉積物--以有機(jī)物為主（軟泥（oozes）），也可能以無機(jī)物為主（紅黏土（redclay））。

軟泥分為硅藻、鈣質(zhì)、球房蟲三種。不同底質(zhì)類型，生活著相應(yīng)的生物群落。圖9-2海洋環(huán)境生物區(qū)帶示意圖海洋生物具有極大影響的海洋生態(tài)因素，不同程度地具有“成帶”或“層化”現(xiàn)象,（圖9-2）把海洋生物環(huán)境從水平方向分為淺海和大洋兩部分。9.1.3海洋環(huán)境分區(qū)

（P276）一、淺海區(qū)（NeriticProvince）（P276）淺海區(qū)指大陸架（Continentalshelf）海域。包括潮間帶和潮下帶。（一）潮間帶（littoral），從高潮時(shí)浪花可以濺到的岸線，至退潮時(shí)水面以上的地帶。（二）潮下帶（sublittoral），為淺海海域。二、大洋區(qū)（OceanicProvince）包括大陸架以外的全部海洋區(qū)域。

1.水層部分（Pelagicdivision）從垂直方向可分為:

（1）海洋上層（epipelagic）水層深度為（0～200）m。（2）海洋中層（mesopelagic）水層深度為（200～1000）m。（3）海洋深層（bathypelagic）水層深度為（1000～4000）m。（4）海洋深淵層（abyssopelagic）水層深度為（4000～6000）m。（5）海洋超深淵層（hadalpelagic）水層深度為（6000～10000）m。2.底層部分（Benthicdivision）從水平方向，根據(jù)海底地形和所處深度，可分為：（1）陸架海底（sublittoral），包括陸海交界的潮間帶海底（littoral），并由此延伸到水深200m的海底。（2）半深海底（bathyal），與大陸緣相連接的大陸斜坡，所處水深從200m急劇下降到2000～3000m。（3）深海海底（abyssal），由大陸斜坡繼續(xù)向深層傾斜，轉(zhuǎn)而形成大陸隆、深海平原和洋中脊及其特有的“熱泉”海底。海底所處深度在2000（3000）m～6000m之間。（4）深淵海底（hadal），包括部分深海平原和更深的海溝。海底所處深度在6000m以下直至10000m以上的溝底?！?.2海洋生物多樣性9.2.1生物多樣性概念（P277）地球上估計(jì)500萬—5000萬種生物，科學(xué)家已命名約有140萬種；生物多樣性（biologicaldiversity）是一個(gè)包括物種、基因和生態(tài)系統(tǒng)的概括性的術(shù)語。

定義：是所有生物種類，種內(nèi)遺傳變異和它們的生存（棲息地）環(huán)境的總稱。通常包括遺傳多樣性（基因多樣性）

、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性三個(gè)層次。保護(hù)生物多樣性是人類賴以生存與發(fā)展的基礎(chǔ)。一、遺傳多樣性（即遺傳信息DNA的多樣性）——種內(nèi)基因的變化，包括種內(nèi)顯著不同的種群和同一種群內(nèi)的遺傳變異。廣義的遺傳——多樣性是指遺傳信息的總和，包含棲居于地球上的植物、動(dòng)物和微生物個(gè)體的“基因”在內(nèi)。狹義的遺傳——多樣性是指不同種群之間或同一種群不同個(gè)體的遺傳變異的總和。遺傳多樣性——是遺傳信息的多樣化，而遺傳信息儲(chǔ)存在染色體和細(xì)胞器基因組的DNA序列中。2）物種——的基本單元--種群（Population）是以組織形態(tài)生存的。每個(gè)“種群都占有一定的空間。具有有性繁殖的種群，其個(gè)體間的互相交配主要在種群內(nèi)進(jìn)行，一般講種間不能雜交（Raren&Johnon1989）。3）“基因”---決定了不同種群間的行為差異，亦反映出生物的遺傳多樣性。二、物種多樣性“物種”即生物種——是生物進(jìn)化鏈索上的基本環(huán)節(jié)，它處于不斷變異與不斷發(fā)展之中，但同時(shí)也是相對(duì)穩(wěn)定的，是發(fā)展的連續(xù)性與間斷性統(tǒng)一的基本間斷形式。物種多樣性——是指地球上生命有機(jī)體的多樣化，是生物多樣性所包含三個(gè)層次中最為顯著的中間一層?，F(xiàn)在物種滅絕的速度可達(dá)自然滅絕速度的1000倍；目前，全世界大約有10%——15%的物種面臨嚴(yán)重威脅。

目前已被描述記載的物種類群（見下表9-1）。表9-1已被描述的物種類群類群種類數(shù)量病毒1000細(xì)菌和藍(lán)綠藻4760真菌46983藻類26900苔蘚植物（蘚類和苔類）17000（WCMC，1988）裸子植物（球果針葉類）750（Raven等，1986）被子植物（有花植物）250000（Raven等，1986）原生動(dòng)物30800海綿動(dòng)物5000腔腸動(dòng)物9000蠕蟲24000甲殼動(dòng)物38000昆蟲751000其它節(jié)肢動(dòng)物和小門類無脊椎動(dòng)物132461軟體動(dòng)物50000棘皮動(dòng)物6100魚類（硬骨魚類）19056兩棲動(dòng)物4184爬行動(dòng)物6300鳥類9198（Clemenlx，1981）哺乳動(dòng)物4170（Honacki等，1982）合計(jì)1436662種生物學(xué)家根據(jù)物種之間的親緣進(jìn)化關(guān)系家建立了一個(gè)等級(jí)體系---生物的分類階元。以抹香鯨（Physeter

macrocephalus

Linnoeus）為例，表示如下：動(dòng)物界（Animalia）脊索動(dòng)物門（Chordata）脊椎動(dòng)物亞門（Vertebrata）獸綱（哺乳綱）（Mammalia）鯨目（Cetacea）抹香科（Physeteridae）抹香屬（Physeter）抹香鯨（Physeter

macrocephalusLinnaeus）

普通生物學(xué)分類：界、門、綱、目、科、屬、種為7級(jí)，每個(gè)級(jí)下面可插入一個(gè)亞級(jí)；

生物分界：

二界系統(tǒng)：生物分為兩類群：生物和動(dòng)物；

三界系統(tǒng)：除生物界和動(dòng)物界外，加原生生物界；

五界系統(tǒng)：原核生物界、原生生物界、植物界、真菌界和動(dòng)物界；

六界系統(tǒng)：生物劃分3個(gè)總界：無核細(xì)胞總界——病毒一界、原核生物總界、包括細(xì)菌和藍(lán)藻兩界；真核生物總界，包括植物、真菌和動(dòng)物三界。

此表引自“保護(hù)世界的生物多樣性”（1991）；WCME：世界自然保護(hù)監(jiān)測中心。海洋生境比陸地或淡水生境內(nèi)具有更多的生物門類和特有門類（表9-2）

列出的動(dòng)物界33個(gè)門類中海洋生境內(nèi)共有32個(gè)門，其中有15個(gè)特有門；陸生生境內(nèi)為18個(gè)門，僅有1個(gè)特有門；在兩種生境共有門類中有5個(gè)門（帶*者）所包含的物種總數(shù)的95%都是海洋特有種。

海洋生物物種多樣性因所處地域的不同變化很大。海藻、珊瑚、螺、蟹和魚等許多生物類群于熱帶地區(qū)的多樣性比寒冷地區(qū)的高得多（表9-3）。

表9-3熱帶海洋中的生物物種數(shù)生物類群地域及物種數(shù)印度洋-西太平洋東太平洋西大西洋東大西洋軟體動(dòng)物6000+21001200500腔腸類、甲殼動(dòng)物150+406010短尾類、甲殼動(dòng)物700+390385200魚類1500650900280

中國海域已記錄生物20278種，屬于5個(gè)界，44個(gè)門（1993年）。其中魚類約占世界總數(shù)的14%，蔓足類約占24%，昆蟲類約占20%，紅樹林植物約占43%，海鳥類占23%，頭足類占14%，造礁珊瑚物種約占印度－西太平洋總數(shù)的1/3。

我國海洋生物中有許多是中國特有種和世界珍稀種，如中華鱘Acipenser

sinensisGray、中華白海豚Sousachinensis(Osbeck)、儒艮D(zhuǎn)ugongdugon(Muller)、海龜Chelonia

mydas(Linnaeus)、日本紅珊瑚Corallium

japonicum

Kishinouye、文昌魚Branchiostoma

belcheriGray、大珠母貝Pinctadamaxima(Jameson)、鸚鵡螺NautiluspompiliusLinnaeus、鱟Tachypleus

tridentatusLeach等。我國海洋生物多樣性的主要特點(diǎn)：①物種數(shù)由北向南遞增，②中國海域是西北太平洋某些溫水種分布的南界，也是許多暖水種分布的北界，③由于黑潮暖流使得許多暖水種分布的界限北移，④有12個(gè)門類為海洋生物所特有。物種多樣性因地域而異：印度洋—太平洋交界區(qū)域最高，東大西洋最低，東、西太平洋居中。一般規(guī)律：（1）動(dòng)物界物種多樣性高于植物界；（2）分類階元較低的物種多樣性高于較高階元物種多樣性；（3）個(gè)體小型物種的多樣性高于個(gè)體大型的物種。三、生態(tài)系統(tǒng)多樣性生態(tài)系統(tǒng)多樣性為最高層次的生物多樣性。生態(tài)系統(tǒng)多樣性與生物圈中的生境、生物群落（Bioticcommunity）和生態(tài)過程等的多樣化有關(guān)，也與生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部由于生境差異和生態(tài)過程的多樣性所引起的極其豐富的種群多樣化有關(guān)。

生態(tài)群落：特定時(shí)間和空間中各生物種群之間及其與環(huán)境之間相互作用，具有一定結(jié)構(gòu)和功能的復(fù)合體。

生境：生物個(gè)體或群體所處具體地段各種生態(tài)因子——即環(huán)境因素（氣候、土壤、地形、生物等）的總和。●全球陸域內(nèi)生物群落有：

①熱帶雨林(南北緯度10之間低海拔地區(qū))

②熱帶落葉林（熱帶干濕交匯地區(qū)）

③熱帶旱生林（熱而干燥的低海拔地區(qū)）④薩王納（稀樹草原地區(qū)）

⑤荒漠和半荒漠（緯度30-40之間副熱帶無風(fēng)地區(qū)）⑥溫帶草原（中干燥較冷的地區(qū)）

⑦亞熱帶常綠林（亞熱帶接近海洋山地）⑧溫帶落葉林（亞熱帶大部分地區(qū)）

⑨北方針葉林或泰加林（冬嚴(yán)寒、夏季溫暖濕潤區(qū)域）⑩凍土（高海拔的寒冷地區(qū)）

●全球海洋內(nèi)的主要生物群落有：（1）近海生物群落：主要包括由潮間帶至大陸架邊緣內(nèi)側(cè)，水體和海底部的所有生物。潮間帶是海洋與陸地之間的過渡帶。圖9-4顯示了潮間帶生物成帶分布狀況、優(yōu)勢種群和不同底質(zhì)中生活的部分底棲生物類群。圖9-5表示了生長在近岸水域不同底質(zhì)類型中的部分底棲動(dòng)物類群。(P282-284)

（2）大洋生物群落：包含從大陸架邊緣外側(cè)直到深海的整個(gè)海域內(nèi)的海洋生物。大洋的生境特征與近海相比，相對(duì)比較穩(wěn)定。但由于光照、水深等的影響，水體上層的環(huán)境諸因素變化比較大，但隨著水深增加而趨于相對(duì)穩(wěn)定。圖9-6

為生活在大洋中層和深層的部分魚類。(P284)（3）熱泉生物群落：熱泉噴出的海水含有豐富的硫化氫和硫酸鹽，這一特殊環(huán)境內(nèi)硫化細(xì)菌非常豐富，密度高達(dá)106個(gè)/毫升。這一環(huán)境內(nèi)的生物組成主要有細(xì)菌、雙殼類、鎧甲蝦、與細(xì)菌共生的巨型管棲動(dòng)物、管水母、腹足類和一些紅色的魚類。(P285)

（4）河口生物群落：河口是地球上兩大水域生態(tài)系統(tǒng)之間的交替區(qū)。不同的河口類型（圖9-7）以及河口所處地域、氣候或底質(zhì)差異的影響，使河口區(qū)環(huán)境復(fù)雜且有很大波動(dòng)。(P285)（1）來自海洋入侵種類（主要成員）；（2）淡水徑流移入的種類（數(shù)量極少）；（3）已適應(yīng)于河口環(huán)境的半咸水性特有種。河口區(qū)生物群落的物種組成（5）紅樹林生物群落：是由“紅樹”（mangroveplants-紅樹林植物）大片生長成林，伴隨其他植物和動(dòng)物，共同組成的一個(gè)互相聯(lián)系的集合體。紅樹是能適應(yīng)并抵御海水高鹽度壓力，以特殊的“胎生”繁殖后代，在海中生活的為數(shù)不多的木本種子植物。分布于熱帶、亞熱帶的隱蔽或者與風(fēng)相平行的淤泥沉積且呈酸性的岸帶，尤其是在河口和三角洲地區(qū)較多。由于受海水溫度及潮汐影響，不同地域紅樹林群落的組成和同一區(qū)域內(nèi)不同種紅樹的分布都有明顯的差異。紅樹林物種在同一岸帶區(qū)會(huì)出現(xiàn)明顯的生態(tài)位序（圖9-8A，B）大量紅樹葉自然脫落被分解形成的有機(jī)碎屑是浮游生物和底棲生物的良好餌料，從而形成了以紅樹葉開始的“腐屑食物鏈”為特征的生態(tài)系功能結(jié)構(gòu)（圖9-9）。（6）珊瑚礁生物群落：珊瑚礁廣泛分布于暖溫的淺海中。它們是“所有生物群落中最富有生物生產(chǎn)能力的、分類學(xué)上種類繁多的、美學(xué)上馳名于世的群落之一”（Johamnes，1970）。珊瑚礁是由造礁珊瑚和造礁藻類共同組建的，在珊瑚礁形成的過程中，造就了一個(gè)特殊的生態(tài)環(huán)境，引來了豐富多采的礁棲動(dòng)、植物種類，它們共同組成了珊瑚礁生物群落（圖9-10）。珊瑚礁類型見下圖9-11。圖9-10珊瑚礁生物群落圖9-11珊瑚礁類型模式圖（a岸礁，群礁，邊礁b堡礁c環(huán)礁）

a.岸礁（fringingreef）b.堡礁（barrierreef）c.環(huán)礁（atollreef）9.2.2海洋生物多樣性的利用和保護(hù)(P288)一、海洋生物多樣性的利用海洋已為人類提供了多種多樣的、大量的食物、藥品、原材料等物質(zhì)，隨著海洋科學(xué)研究的深入，會(huì)有更多更新的海洋生物物質(zhì)被不斷的開發(fā)利用，要滿足現(xiàn)代人的需求，也要不危及子孫后代—持續(xù)利用。（1）食物:魚、蝦、貝、藻來自漁業(yè)和養(yǎng)殖。（2）藥材：中國近?？伤幱煤Ｑ笊镞_(dá)700多種。（3）化工原料：褐藻→；海藻→、，甘露醇；石花菜→瓊脂（涼粉）；螺旋藻→蛋白質(zhì)，氨基酸、、前體；……

（4）調(diào)節(jié)氣候：浮游植物使目前大氣含量減少2～3倍；紅樹林可減弱風(fēng)暴潮，保持岸灘。二、海洋生物多樣性面臨的威脅海洋生物不斷遇到非生物環(huán)境變化的挑戰(zhàn)，只有能順應(yīng)變化或逃避變化迎接挑戰(zhàn)的那些物種才能繁衍生息而能持續(xù)發(fā)展。但是，人類活動(dòng)大大增加了環(huán)境變化的強(qiáng)度、速度，并且造成難以恢復(fù)或無法逆轉(zhuǎn)的后果。強(qiáng)烈的環(huán)境變化必然威脅到物種的生存。（1）過度利用從海洋中獲取食物、醫(yī)藥、原材料等而大量捕撈海洋生物。使一些物種瀕于滅絕，表9-5是已知處于危險(xiǎn)之中和已滅絕的海洋動(dòng)物種類。（P293）表9-5在歷史上已滅絕的海洋鳥類和哺乳類俗名學(xué)名分布范圍大洋奧克蘭島秋沙鴨Mergus

australis奧克蘭群島（新西蘭）太平洋瓜德羅普海燕Qceanodroma

macrodactyla瓜德羅普島（墨西哥）太平洋小笠原夜鷺Nycticorax

caledonicus

crassirostris小笠原群島（日本）太平洋北鸕鶿Phalacrocorax

perspicillatus科曼多爾群島（俄）太平洋無齒海牛Hydrodamalis

gigas科曼多爾群島（俄）太平洋拉布拉多鴨Camptorhynchus

labradorius拉布拉多（加拿大）到新澤西（美國）大西洋大海雀Pinguinus

impennis馬薩諸塞州（美國）到挪威和法國大西洋海貂Mustela

macrodon新斯科舍（加拿大）到新英格蘭（美國）大西洋加勒比隱士海貂Monachus

tropicalis加勒比海大西洋大西洋灰鯨Eschrichtius

robustus北大西洋大西洋（二）自然條件改變的危害（P294）填海造地，采伐紅樹林，海岸河口筑堤，海灘挖沙，采礦和石油天然氣的開發(fā)等都嚴(yán)重地改變了局部海域的自然環(huán)境，使海洋生物承受巨大的環(huán)境壓力。漁業(yè)拖網(wǎng)破壞了生物活動(dòng)層，不僅改變了被拖區(qū)域內(nèi)的物種組成和結(jié)構(gòu)，亦改變了生態(tài)系統(tǒng)過程，如碳的固定，氮和硫的循環(huán)，碎屑的分解，營養(yǎng)物重返水層等。如截止到1999年，廣東省已圍墾灘涂（海域）面積達(dá)15.6×104

hm

2

。這些人為的活動(dòng)使得淺海灘涂（濕地）、海灣、珊瑚礁、產(chǎn)卵場、孵育場等生態(tài)系統(tǒng)碎化、退化和完全喪失，已給生物多樣性帶來毀滅性的威脅，不僅物種個(gè)體喪失，而且生態(tài)系統(tǒng)多樣性遭到破壞，

（三）來自海洋污染的威脅（P294）海洋污染主要來自城市生活和工業(yè)廢棄物、農(nóng)業(yè)上過量的化肥和農(nóng)藥的排放以及航運(yùn)業(yè)的排入。近20年來，大規(guī)模發(fā)展起來的海水養(yǎng)殖業(yè)，同樣對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響。進(jìn)入海洋環(huán)境的有毒物質(zhì)包括鉛、汞、鎘等微量金屬元素、放射性核素和石油，以及類似DDT和HCH等殺蟲劑，造紙排放的有毒化學(xué)品二氧吲哚，船艦和海上設(shè)施防腐油漆中的TBT等。進(jìn)入海洋的大部分有毒物質(zhì)都停留在海岸帶內(nèi)，然而空氣中有毒物質(zhì)的傳布可使海洋表層富集的污染物濃度有時(shí)比深層水高出數(shù)百倍。

以廣東省統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為例，自1992年以來，沿海地區(qū)城鎮(zhèn)生活污水的排放量呈明顯上升趨勢。2002年工業(yè)廢水排放總量11.92×108t，其中工業(yè)廢水外排的COD、氨氮、石油類和7種一類有毒有害物質(zhì)的總量分別為17.59×

104t、7239t、664t、53t，排放總量比1992年的10.96×108t多出約1×108t；沿海城鎮(zhèn)生活污水排放量達(dá)到28.99×108t，明顯高于1992年的11.64×108t?；始稗r(nóng)藥等農(nóng)用化學(xué)制品的大量使用成為農(nóng)業(yè)面源污染負(fù)荷的主體，2000年廣東沿海各地區(qū)農(nóng)業(yè)面源總氮、總磷和COD、Cr污染負(fù)荷量分別為6.79×

104t、1.16×

104t和142×

104t，較1992年呈明顯增長趨勢。外源污染物的排放，對(duì)排放區(qū)域及附近海域的生物多樣性已構(gòu)成巨大威脅。

（四）外來物種的入侵（P295）外來物種是生態(tài)入侵、生物污染、外來種和引入種等的同義詞，是指由人類活動(dòng)有意或無意引入在某海域歷史上從未出現(xiàn)過的物種。外來物種具有競爭性、捕食性、寄生性和防衛(wèi)性。外來物種入侵的主要途徑是：船舶壓艙水的排放和引入養(yǎng)殖種類，一艘大型貨船的壓艙水中帶有幾百種浮游生物、底棲生物，游泳生物的幼體或藻類孢子等，全球龐大的海運(yùn)網(wǎng)幾乎在任何時(shí)刻都能把幾百種生物送往世界各大洋。轉(zhuǎn)基因生物作為人類科技進(jìn)步產(chǎn)品，已突破了傳統(tǒng)生物分類系統(tǒng)的概念，具有普通物種不具備的優(yōu)勢特征，釋放到環(huán)境中后會(huì)改變物種間的競爭關(guān)系，破壞原有自然生態(tài)平衡，將導(dǎo)致物種滅絕和生物多樣性喪失；同時(shí)轉(zhuǎn)基因生物通過基因漂移，將破壞野生近緣種的遺傳多樣性。

（五）全球氣候變化對(duì)海洋生物多樣性的威脅（P295）平流層臭氧濃度在減少，到達(dá)地球表面的太陽紫外線輻射增加，而紫外線輻射能深及海洋生物生態(tài)系統(tǒng)比較活躍的水層（10m深度）內(nèi)，生物體中的蛋白質(zhì)和核酸，受紫外線輻射后會(huì)發(fā)生化學(xué)變化，損害遺傳物質(zhì)DNA。三、海洋生物多樣性保護(hù)——目標(biāo)：是以不減少全球基因和物種多樣性，或不破壞重要棲息地和生態(tài)系統(tǒng)方式，保護(hù)和利用生物資源，為可持續(xù)發(fā)展提供條件。海洋生物多樣性是人類賴以生存的寶貴財(cái)富，人類開發(fā)利用海洋生物資源應(yīng)該遵循可持續(xù)發(fā)展的原則。海洋生物物種是海洋生物物種多樣性的基本單位（成分），只有在種群間得到自然平衡，物種和物種多樣性才能持續(xù)發(fā)展；海洋環(huán)境多樣化是豐富海洋生態(tài)系統(tǒng)多樣性的重要基礎(chǔ)，生物與環(huán)境之間都必須依靠對(duì)方的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，才能保持生態(tài)系統(tǒng)平衡而得以持續(xù)發(fā)展；為了當(dāng)代人類的受益，更是為了造福于后代子孫，必須采取保護(hù)海洋生物多樣性的對(duì)策。（一）完善生物多樣性保護(hù)的政策和法規(guī)（二）進(jìn)一步加強(qiáng)自然保護(hù)區(qū)建設(shè)，協(xié)調(diào)發(fā)展與保護(hù)的關(guān)系（三）加強(qiáng)生物多樣性保護(hù)的監(jiān)督和信息系統(tǒng)建設(shè)（四）加強(qiáng)保護(hù)生物多樣性的宣傳教育（五）積極開展生物多樣性保護(hù)的科學(xué)研究

(六）廣泛開展生物多樣性保護(hù)的區(qū)域合作和國際合作§9.3海洋生物生態(tài)類群及生物地理學(xué)9.3.1海洋生物生態(tài)類群(P296)根據(jù)海洋生物的生活習(xí)性、運(yùn)動(dòng)能力及所處海洋水層環(huán)境（pelagicenvironment）和底層環(huán)境（benthicenvironment）的不同，可將其分為浮游生物、游泳生物和底棲生物三大類群。浮游植物——單細(xì)胞藻，自養(yǎng)性，海洋上層初級(jí)生產(chǎn)者。（圖9-12）浮游動(dòng)物——無脊椎動(dòng)物，動(dòng)物幼體。如橈足類。（圖9-13）漂浮生物——身體半水內(nèi)半水外的水漂者（如僧帽水母；水/氣膜上的表上漂浮者（如海蠅）；表下漂浮者如（角水蚤、奇異猛水蚤）。見下（圖9-14）浮游生物（漂泊）

(P297)一、海洋浮游生物（漂泊)圖9-14水漂生物（1,2）和漂浮生物（3-13）主要代表示意圖（據(jù)鄭重等，1986）1.海蠅2.僧帽水母3.浮游植物4.無節(jié)幼蟲（甲殼類）5.海蝸牛6.多毛類幼蟲7.唇角水蚤8.大眼劍水蚤8.狀幼體（短尾類）10.海神鰓11.阿利瑪幼蟲（口足類）12.仔魚13.魚卵二、海洋游泳生物（nekton）該類群生物在水層中能克服水流阻力，自由游動(dòng)。這類生物是由魚類、哺乳動(dòng)物、頭足類和甲殼動(dòng)物的一些種類,以及爬行類和鳥類的少數(shù)種類組成的見下圖9-15（P301）

。

根據(jù)這類生物的不同生境和對(duì)水流阻力的不同適應(yīng)能力,可分為4個(gè)類群:游泳生物（游動(dòng)）（P298）底棲性生物:海洋底層，游泳能力弱，如灰鯨屬。浮游性生物:海洋底層，游泳能力弱，如燈籠魚科。真游泳生物:廣滴水層，游泳能力強(qiáng)，如大王無賊科。陸緣游泳生物:淺海，沙灘，如企鵝目圖9-15海洋游泳生物主要代表種

真游泳科三、海洋底棲生物（marinebenthos）(P300)

海洋底棲生物是棲息在潮間帶、淺海及深海海底的生物,它是海洋生物中種類最多的一個(gè)生態(tài)類群,包括了大多數(shù)海洋動(dòng)物門類、大型海藻和海洋種子植物。（一）海洋底棲生物按營養(yǎng)方式可劃分海洋底棲植物與海洋底棲動(dòng)物。其中底棲植物種數(shù)很少,底棲動(dòng)物種類繁多、組成多樣。

1）海洋底棲植物：是生產(chǎn)者，為自養(yǎng)型生物,如海帶、石莼、紫菜；滸苔等附著于物體或船底的種類（圖9-16）

2）海洋底棲動(dòng)物：這類動(dòng)物絕大多數(shù)是消費(fèi)者,為異養(yǎng)型生物。

海洋底棲動(dòng)物包括海洋動(dòng)物的大多數(shù)門類：

①有埋棲于底內(nèi)的多種蛤類、梭子蟹、蟬蟹等,穴居于底內(nèi)管道中的美人蝦、多種蟹、多毛類、腸鰓類等,以上兩類為底內(nèi)動(dòng)物（infauna）。②固著或附生于巖礁、堅(jiān)硬物體和沉積物表面的海綿動(dòng)物和苔蘚動(dòng)物，腔腸動(dòng)物的珊瑚蟲類和水螅蟲類,軟體動(dòng)物的牡蠣、貽貝、扇貝、以及匍匐爬行于基底表面的螺類、海星等為底上動(dòng)物（epifauna）。（二）根據(jù)底棲生物體形大小的不同,可分為:①大型底棲生物（Macrobenthos）,體長（徑）大于1mm,如海綿、珊瑚、蝦、蟹、多毛類；②小型底棲生物（meiobenthos）,體長（徑）為（0.5～1）mm,主要有海洋線蟲、海洋甲殼動(dòng)物的猛水蚤類和介形類、動(dòng)吻類；③微型底棲生物

（microbenthos）,體徑小于0.5mm,主要有原生動(dòng)物、細(xì)菌。③在近底的水層中游動(dòng),但又常沉降于底上活動(dòng)的對(duì)蝦類、鰈形類等動(dòng)物，稱為游泳性底棲動(dòng)物（nektobenthos）④附著生長于船底、浮標(biāo)、水雷或其它水下設(shè)施表面的底棲生物，如牡蠣、藤壺、苔蟲、水螅、海鞘和一些藻類等

，為海洋污著生物（或稱污損生物）

⑤穿孔穴居于木材或巖礁內(nèi)的底棲生物，如船蛆（Teredo）、海筍（Pholas）等，為海洋鉆孔生物（burrowingorganisms）（圖9-17）。

9.3.2生物地理學(xué)的基本概念及專門名詞(P304)研究生物時(shí)、空分布規(guī)律的科學(xué)稱為生物地理學(xué)。研究海洋生物時(shí)、空分布的為海洋生物地理學(xué)。（P304）一、生物區(qū)系及特征區(qū)域動(dòng)物區(qū)系（fauna）或植物區(qū)系（flora）是指在某一地區(qū)內(nèi)的各類動(dòng)物或植物的總和。生物區(qū)系，是動(dòng)、植物區(qū)系的統(tǒng)稱。

生物區(qū)系，在特定的環(huán)境條件下，產(chǎn)生一定的動(dòng)、植物種類（成分），形成一個(gè)生物區(qū)系。

特征成分，指區(qū)系的特有種類。特有種類所生活的部分地區(qū)稱為特有種區(qū)域（areaofendemism）。二、擴(kuò)散定義：擴(kuò)散（dispersal）是指生物個(gè)體的流動(dòng)。（P304）

擴(kuò)散含義是指個(gè)體流動(dòng)在它所屬種的正常分布范圍之內(nèi)

，也可以說是在該地區(qū)種群范圍之內(nèi)；是指個(gè)體的流動(dòng)超出了它的地區(qū)種群范圍，也就是個(gè)體流動(dòng)到達(dá)其種群原來分布幅度之外。

擴(kuò)散類型有機(jī)體的擴(kuò)散（organismicdispersal）

是指個(gè)體流動(dòng)在地區(qū)種群之間；種擴(kuò)散（speciesdispersal）指個(gè)體流動(dòng)從一個(gè)生境到另外一個(gè)生境,此生境是原來沒有占領(lǐng)的生境,

此新生境已出乎該種原來分布幅度之外。生物群落擴(kuò)散（bioticdispersal）指一個(gè)生物群落擴(kuò)散到另外一個(gè)生物群落地區(qū)。

三、遷移（P304）

對(duì)一些活動(dòng)性較強(qiáng)的海洋動(dòng)物，由于產(chǎn)卵、索餌、越冬等需要，進(jìn)行非周期性的和周期性的移動(dòng)、洄游，如原只在日本海的海帶，現(xiàn)已定居黃海。四、分布中心（P305）

是指種的個(gè)體數(shù)量最多處（密度最大處）。這類生境最適宜該種生物的生存。五、分布區(qū)（P305）

指一個(gè)種或較高分類單元的生物因遺傳性和適應(yīng)能力不同產(chǎn)生的不同型式的分布區(qū)域。按其大小劃分海洋生物有廣域分布,生物分布廣闊，有遍布世界各洋的世界種。狹域分布,生物局限于一定海域，為地方特有種。按其分布劃分連續(xù)分布是屬廣域分布，包括世界性廣布區(qū)、環(huán)極地分布和環(huán)帶分布區(qū)等。間斷分布是不完整分布區(qū)，又稱隔離分布區(qū)。在海洋中最著名的不連續(xù)分布方式：（P305）

⑴兩極同源分布。指同一屬中兩個(gè)極為相近的種類同時(shí)分布在南、北高緯度區(qū)域。與熱帶沉降有關(guān)。多為終生浮游動(dòng)物，如刺管曳鰓蟲和尾曳鰓蟲。⑵北方兩棲。出現(xiàn)于北太平洋和北大西洋東西兩岸的動(dòng)植物，不見于北極水域，如鱈魚、褐蠕藻。

六、阻限指生物擴(kuò)散、遷移種的障礙。如深海對(duì)于陸架底棲生物是障礙。

§9.4海洋生態(tài)系統(tǒng)

9.4.1海洋生態(tài)系統(tǒng)的基本概念（P306）

1.基本概念：

在一定的空間內(nèi)生物成分和非生物成分通過物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)相互作用、互相依存、互相調(diào)控構(gòu)成的一個(gè)生態(tài)學(xué)功能單位.2.生態(tài)系統(tǒng)基本特征：（1）生態(tài)系統(tǒng)是生態(tài)學(xué)上的一個(gè)主要結(jié)構(gòu)和功能單位,屬于生態(tài)學(xué)研究的最高層次。（2）生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部具有自我調(diào)節(jié)能力。（一定外界干擾下，可自身恢復(fù)原穩(wěn)定狀態(tài)。（3）能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞是生態(tài)系統(tǒng)的三大功能。（4）生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，（伴隨群落演替，如地表→苔蘚→禾草→雜草→灌木→喬木）9.4.2海洋生態(tài)系統(tǒng)的組成成分

（P307）

生命

植食（一級(jí)或初級(jí)消費(fèi)者）肉食（二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)、頂級(jí)消費(fèi)者）雜食、食碎屑、寄生。生產(chǎn)者——自養(yǎng)生物（植物，自養(yǎng)細(xì)菌）

分解者——分解生物殘?bào)w為簡單物質(zhì)

消費(fèi)者——

任何一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)包含生命和非生命兩大部分：

無機(jī)物----如氧(O2)、氮（N2）、二氧化碳（CO2）等；

有機(jī)物----蛋白質(zhì)、糖類、脂類和腐殖質(zhì)等；

氣候因素----太陽輻射能、氣溫度、濕度、風(fēng)和降雨等；

海洋特定因素----水溫、鹽度、海水深度、潮夕、水團(tuán)和不同海底底質(zhì)類型等。

非生命9.4.3食物鏈和食物網(wǎng)（P308）

食物鏈，指生物間食與被食的鏈?zhǔn)綘I養(yǎng)關(guān)系，也稱營養(yǎng)鏈。表示兩種生物間的物質(zhì)，能量傳遞方向。每一鏈（環(huán)）節(jié)生物稱為營養(yǎng)級(jí)。

食物網(wǎng)，由共同營養(yǎng)級(jí)的多個(gè)食物鏈形成的網(wǎng)式營養(yǎng)關(guān)系。表示一種生物既食多種。生物，也為多種生物所食。如圖9-18，P308圖9-18北海鯡魚不同發(fā)育期的食物鏈及食物網(wǎng)的攝食關(guān)系A(chǔ)表示鯡魚幼體期食物鏈；B表示鯡魚成魚食物網(wǎng)（引自Hardy,1942）一般食物鏈的長短與各海域的理化環(huán)境、生物群落結(jié)構(gòu)、食物鏈中各級(jí)生物的營養(yǎng)動(dòng)力學(xué)以及潛在漁業(yè)產(chǎn)量等有著密切關(guān)系。Ryther（1969）把世界海洋食物鏈分成三個(gè)基本類型：即大洋、大陸架和上升流食物鏈（圖9-19,表9-6）。從圖中可看出,大洋區(qū)的食物鏈有5個(gè)營養(yǎng)級(jí),大陸架有3個(gè)營養(yǎng)級(jí),上升流區(qū)只有2個(gè)營養(yǎng)級(jí)。圖9-19海洋食物鏈類型A貧營養(yǎng)區(qū)大洋環(huán)境；B沿岸環(huán)境；C沿岸上升流區(qū)水層環(huán)境；D福建九龍江河口；E佐治亞州鹽沼河口灣（據(jù)Teal,1962）

表9-6世界不同海區(qū)海洋生物生產(chǎn)力的估算(P310)項(xiàng)目大洋區(qū)大陸架上升流區(qū)合計(jì)面積（106km2）326360.36362.4占總面積（%）908.90.1100初級(jí)生產(chǎn)力（gC/m2/a）50100300/總初級(jí)產(chǎn)量（109tC/a）16.33.60.120營養(yǎng)級(jí)數(shù)531-2（1.5）/生態(tài)效率（%）101520/平均魚類生產(chǎn)力（mgC/m2/a）0.534036000/總魚類產(chǎn)量（106tC/a）0.2121224.2海洋食物鏈和食物網(wǎng)有如下幾個(gè)特點(diǎn)

（1）海洋食物鏈較長，特別是大洋區(qū)食物鏈經(jīng)常達(dá)到4～5級(jí)。而陸生食物鏈通常僅有2～3級(jí)。（2）海洋食物鏈的許多環(huán)節(jié)是可逆的、多分支的，加上碎屑食物鏈、植食食物鏈和腐食食物鏈相互交錯(cuò)，網(wǎng)絡(luò)狀的營養(yǎng)關(guān)系比陸地的更多樣、更復(fù)雜。（3）食物鏈只表示有機(jī)物質(zhì)和能量從一種生物傳遞到另一種生物中的轉(zhuǎn)移與流動(dòng)方向；（4）食物鏈每升高一個(gè)層次，有機(jī)物質(zhì)和能量就要有很大的損失，食物鏈的層次越多，總體效率越低；

（5）食物網(wǎng)的結(jié)構(gòu)是可變的。9.4.4微型食物網(wǎng)（Microfoodweb）(P310)微型食物網(wǎng)是指海洋中自養(yǎng)和異養(yǎng)的超微型浮游生物、微型浮游生物和小型浮游生物之間形成了網(wǎng)絡(luò)狀營養(yǎng)關(guān)系。一、微型生物群落(P311)

微型生物是指在顯微鏡下才能觀察到的微小生物,主要是細(xì)菌、真菌、單胞藻類和原生動(dòng)物，有時(shí)也包括小型的后生動(dòng)物,如輪蟲以及各種無脊椎動(dòng)物的幼蟲、幼體等。根據(jù)生物的大小，將微型生物劃分為三類見表9-7:表9-7微型生物大小劃分和組成大小劃分自養(yǎng)者異養(yǎng)者超微型浮游生物（0.2～2.0μm）自養(yǎng)菌（光合菌），藍(lán)細(xì)菌（藍(lán)藻），真核藻類異養(yǎng)菌，小型鞭毛蟲微型浮游生物（2～20μm）植鞭毛藻，無鞭毛藻（硅藻）動(dòng)鞭毛蟲，肉足蟲，纖毛蟲小型浮游生物（20～200μm）植鞭毛藻，無鞭毛藻類動(dòng)鞭毛蟲，輪蟲，肉足蟲，浮游幼蟲或幼體，纖毛蟲，其它后生動(dòng)物

微型生物群落:是微型生物分布在各個(gè)層次的空間，占據(jù)著各自的生態(tài)位，彼此之間有著復(fù)雜的關(guān)系，并構(gòu)成一個(gè)特定的群落。(P311)

（1）超微型浮游生物:它們的個(gè)體最小，但是數(shù)量多，增殖周期短,生長速率快,是海洋生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)的基礎(chǔ)部分，是初級(jí)生產(chǎn)者。

（2）微型浮游生物:包括自養(yǎng)者和異養(yǎng)者，微型浮游生物在物質(zhì)循環(huán)的營養(yǎng)層中，除初級(jí)生產(chǎn)者外已出現(xiàn)了捕食細(xì)菌和藻類的初級(jí)消費(fèi)者。（3）小型浮游生物：自養(yǎng)者包括個(gè)體較大的藻類，這些藻類都是重要的初級(jí)生產(chǎn)者。異養(yǎng)者有初級(jí)生產(chǎn)者，也有次級(jí)消費(fèi)者。二、微型生物功能群落(P312)

根據(jù)營養(yǎng)關(guān)系及食性，微型生物劃分為六個(gè)功能營養(yǎng)類群:（1）光合自養(yǎng)型（簡稱P群）:初級(jí)生產(chǎn)者,含葉綠素、葉綠體，能光合作用，營植物式營養(yǎng)。（2）食細(xì)菌和（或）食碎屑型（簡稱B群）:動(dòng)物式營養(yǎng),以細(xì)菌、碎屑為食。（3）腐養(yǎng)型（簡稱S群）:動(dòng)物式營養(yǎng),以溶解于水中的大分子有機(jī)物為食。（4）食藻型（簡稱A群）:以藻類為食。（5）無選擇性雜食型（簡稱N群）:動(dòng)物式營養(yǎng),無選擇性,但以細(xì)菌、碎屑、藻類為食。（6）肉食型（簡稱R群）:動(dòng)物式營養(yǎng)。三、微型生物食物網(wǎng)（或稱微型食物網(wǎng)）(P312)

微型生物群落在達(dá)到平衡后，出現(xiàn)了掠食，競爭等種間關(guān)系并構(gòu)成食物網(wǎng)。圖9-20反映了上述6種營養(yǎng)功能群的關(guān)系：微型食物網(wǎng)是鏈接碎屑食物網(wǎng)和后生動(dòng)物食物網(wǎng)的關(guān)鍵。特別是原生動(dòng)物，它們的食物主要是微生物細(xì)菌。異養(yǎng)微生物將DOM變成顆粒有機(jī)質(zhì)（細(xì)菌自身生物量）,原生動(dòng)物攝食細(xì)菌,使之變?yōu)楦蟮挠袡C(jī)顆粒,這一過程又被稱為打包作用（repackaging）,為更高營養(yǎng)級(jí)的后生動(dòng)物所利用。圖9-20微型生物群落內(nèi)的部分食物網(wǎng)（引自Buikema，1982）9.4.5海洋生物生產(chǎn)力(P313)海洋生物生產(chǎn)力---是指海洋生物通過同化作用生產(chǎn)有機(jī)物的能力，包括海洋初級(jí)生產(chǎn)力和海洋動(dòng)物生產(chǎn)力一、海洋初級(jí)生產(chǎn)力（一）初級(jí)生產(chǎn)力(P313)

浮游植物、底棲植物以及自養(yǎng)細(xì)胞等生產(chǎn)者，通過光合作用或化學(xué)合成制造有機(jī)物和固定能量的能力。初級(jí)生產(chǎn)力包括總初級(jí)生產(chǎn)力和凈初級(jí)生產(chǎn)力，前者是指植物所固定的能量或所制造的有機(jī)碳量，包括植物呼吸消耗在內(nèi)的全部生產(chǎn)量；后者是指從總初級(jí)生產(chǎn)量中減去植物呼吸所消耗的能量。初級(jí)生產(chǎn)力一般以每年（或每天）單位面積所固定的有機(jī)碳或能量來表示：gC·m-2·a-1。

（二）影響初級(jí)生產(chǎn)力的因素

理化因素：光照強(qiáng)度和營養(yǎng)鹽；光合作用中浮游植物吸收無機(jī)營養(yǎng)鹽，將其同化為顆

粒有機(jī)物而下沉

物理因素：上升流和湍流

生物因素：浮游動(dòng)物的攝食

（三）各海域的初級(jí)生產(chǎn)力(P315)

海洋浮游植物年總生產(chǎn)力可達(dá)51.0Gt，全世界底棲植物的平均生產(chǎn)力為海洋浮游植物的2%~5%

表9-8一般生產(chǎn)力情況比較(P316)區(qū)域生產(chǎn)力（gC/m2·d-1）外海0.1～0.35珊瑚礁5.0～10.0蔗園19.0海黽草（海草）群落11.0麥地5.0二、海洋動(dòng)物生產(chǎn)力

海洋動(dòng)物生產(chǎn)力包括海洋生物二級(jí)生產(chǎn)力、三級(jí)生產(chǎn)力、四級(jí)生產(chǎn)力（合稱為次級(jí)生產(chǎn)力），直至終級(jí)生產(chǎn)力

二級(jí)生產(chǎn)力：指以植物、細(xì)菌等初級(jí)生產(chǎn)者為營養(yǎng)來源的生物生產(chǎn)能力，主要包括大部分浮游動(dòng)物、底棲動(dòng)物和植食性游泳動(dòng)物

三級(jí)生產(chǎn)力：指以浮游動(dòng)物等二級(jí)生產(chǎn)者為營養(yǎng)來源的生物生產(chǎn)能力；三級(jí)生產(chǎn)者主要包括一些肉食性的魚類和大型無脊椎動(dòng)物

終級(jí)生產(chǎn)力：指一些自身不再被其他生物所消耗的生物生產(chǎn)力；終級(jí)生產(chǎn)者主要包括兇猛的魚類和其它大型或特大型動(dòng)物，也可以是任何一級(jí)生產(chǎn)者（一）海洋次級(jí)生產(chǎn)量的生產(chǎn)過程凈初級(jí)生產(chǎn)量是生產(chǎn)者以上各營養(yǎng)級(jí)所需能量的唯一來源。凈初級(jí)生產(chǎn)量中被動(dòng)物吸收用于器官組織生長與繁殖新個(gè)體的部分,被稱為次級(jí)生產(chǎn)量。(二）海洋動(dòng)物次級(jí)生產(chǎn)量（P317）

在所有生態(tài)系統(tǒng)中，次級(jí)生產(chǎn)量要比初級(jí)生產(chǎn)量少得多。

海洋動(dòng)物利用海洋植物的效率約相當(dāng)于陸地動(dòng)物利用陸地植物效率的5倍，盡管海洋的初級(jí)生產(chǎn)量只有陸地初級(jí)生產(chǎn)量的1/3，但海洋的次級(jí)生產(chǎn)量總和卻比陸地高得多（1376：372）。

任何能影響動(dòng)物新陳代謝、生長、繁殖的因素都與動(dòng)物的產(chǎn)量有關(guān)。其中溫度、食物和個(gè)體大小等是影響動(dòng)物種群產(chǎn)量的重要因素。見表9-6為世界海洋魚類的潛在產(chǎn)量進(jìn)行了估算。

動(dòng)物種群從外界攝取能量C，等于自身生長、繁殖新個(gè)體的能量P、呼吸損失能量R與糞便損失能量FU之和：

C=P+R+FU其中P+R=A，為被同化能量。各生態(tài)系統(tǒng)年次級(jí)生產(chǎn)量的推算值，見表9-9（P318）中“海洋總計(jì)”及“陸地總計(jì)”行。

表9-9地球各種生態(tài)系統(tǒng)的年次級(jí)生產(chǎn)量生態(tài)系統(tǒng)類型凈初級(jí)生產(chǎn)量109tC·a-1動(dòng)物利用量（%）植食動(dòng)物取食量109tC·a-1凈次級(jí)生產(chǎn)量106tC·a-1熱帶雨林15.371100110熱帶季林5.1630030溫帶常綠林2.9412012溫帶落葉林3.8519019北方針葉林4.3417017林地和灌叢2.2511011熱帶稀樹草原4.715700105溫帶草原2.01020030苔原和高山0.53151.5沙漠灌叢0.63182.7巖面、冰面和沙地0.0420.10.01農(nóng)田4.11404沼澤地2.2817518湖泊河流0.62012012陸地總計(jì)48.373258372開闊大洋18.94076001140海水上涌區(qū)0.135355大陸架4.3301300195藻床和藻礁0.5157511河口1.11516525海洋總計(jì)24.93791751376全球總計(jì)73.217124331748從（表9-10）可知底棲動(dòng)物的次級(jí)產(chǎn)量隨著海水深度增加而呈明顯下降。在0～200m水深的底棲動(dòng)物的總生物量占全部海洋82.6%，而大于3000m水深的底棲動(dòng)物的總生物量僅占0.8%。據(jù)統(tǒng)計(jì)，整個(gè)海洋的底棲動(dòng)物年產(chǎn)量大約為13×109t。

雖然溫度、食物和個(gè)體大小等是影響動(dòng)物種群產(chǎn)量的重要因素，但初級(jí)產(chǎn)量、營養(yǎng)級(jí)數(shù)目和生態(tài)效率等食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)次級(jí)產(chǎn)量也有影響。次級(jí)產(chǎn)量可用下式表示：式中P表示次級(jí)產(chǎn)量,B是初級(jí)產(chǎn)量,E是生態(tài)效率,n是營養(yǎng)級(jí)的數(shù)目。

表9-10海洋底棲動(dòng)物生物量的分布（P318）深度占大洋面積（%）面積106km2平均生物量t·km-2總生物量106t占總量%0～2007.627.5200550082.6200～300015.355.220110416.6＞300077.1278.30.2560.8全球海洋100361.018.56660100

（一）生產(chǎn)過程

①生物生產(chǎn)過程所利用的大氣CO2的量，直接影響著溫室效應(yīng)。

②海洋植物生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的二甲基硫（DMS）關(guān)系到云的形成、太陽散射、溫室效應(yīng)以及酸雨、酸霧等氣候、環(huán)境問題8.4.6海洋生態(tài)系統(tǒng)中生物生產(chǎn)過程和反饋調(diào)節(jié)（P319）圖8-21海洋生物生產(chǎn)過程模式圖

（1）初級(jí)生產(chǎn)被分為新生產(chǎn)和再生產(chǎn)兩部分；（2）微型生物食物環(huán)是將溶解有機(jī)質(zhì)傳遞到后生動(dòng)物食物網(wǎng)的一個(gè)重要途徑；（3）浮游動(dòng)物在初級(jí)生產(chǎn)轉(zhuǎn)化為漁業(yè)資源方面起到關(guān)鍵作用；（4）碎屑食物網(wǎng)對(duì)物質(zhì)能量的鉛直輸送和底棲生物資源的維持極為重要。

反饋：指某成分變化，引起其他成分變化，又反過來影響某成分變化的過程。

負(fù)反饋：抑制和減弱某成分變化。維持平衡，系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)。如貝↑植↓則貝↓。

正反饋：加速某成分變化。遠(yuǎn)離平衡。如污染，蝦↓，污染↑，蝦↓↓。

系統(tǒng)的平衡狀態(tài)，實(shí)質(zhì)是系統(tǒng)（負(fù)）反饋調(diào)節(jié)的結(jié)果。反饋調(diào)節(jié)有一定限度。整個(gè)生物圈結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定，是人類生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。（二）反饋機(jī)制（P320）§9.5海洋環(huán)境中的若干生物學(xué)問題

海洋污染定義：人類直接或間接把物質(zhì)或能量引入海洋環(huán)境，其中包括河口、港灣，以至造成或可能造成損害生物資源和海洋生物，危害人類健康、妨礙包括捕魚和海洋其他正當(dāng)用途在內(nèi)的各種海洋活動(dòng)、損壞海水使用質(zhì)量和傷及環(huán)境美觀等有害影響”。

海洋污染物：是污染海洋的物質(zhì)或能量，如石油、重金屬、放射性物、病原生物等。9.5.1海洋中的污染物與生物學(xué)過程（P321）直排污口污染的水體填海造地嚴(yán)重的溢油1嚴(yán)重的溢油2東海海域海面蓬萊19―3油田周邊海域和西北部海域，其中劣四類海水面積為840平方公里，單日溢油最大分布面積158平方公里（出現(xiàn)在2011年6月13日）。渤海蓬萊19―3油田附近海域海水石油類平均濃度超過歷史背景值40.5倍，最高濃度是歷史背景值的86.4倍；溢油點(diǎn)附近海洋沉積物樣品有油污附著，個(gè)別站點(diǎn)石油類含量是歷史背景值的37.6倍。

2010年7月16日18時(shí)許，位于遼寧省大連新港附近的大連中石油國際儲(chǔ)運(yùn)有限公司原油罐區(qū)輸油管道發(fā)生爆炸，造成原油大量泄漏并引起火災(zāi)。原油大量泄漏大量原油泄漏造成新港海域嚴(yán)重污染一、污染物的生物吸收(P322)

生物對(duì)污染物質(zhì)的吸收,是污染物進(jìn)入生物體的第一個(gè)過程,也是生物轉(zhuǎn)移的起點(diǎn)。各類生物對(duì)污染物質(zhì)的吸收方式、途徑、速度各有其特點(diǎn)。（一）微生物和海藻對(duì)污染物質(zhì)的吸收

1.吸收方式

※主動(dòng)吸收---由酶攜帶污染物通過細(xì)胞膜進(jìn)入生物細(xì)胞內(nèi)，消耗能量。

※被動(dòng)吸收---經(jīng)吸附、擴(kuò)散進(jìn)入生物細(xì)胞內(nèi)，沿濃度梯度減小方向進(jìn)行，不耗能。

2.吸收途徑常為溶解態(tài)污染物，單細(xì)胞生物吸收較快。

3.吸收速度通常微生物和單細(xì)胞海藻從基質(zhì)中吸收的速度很快，但多細(xì)胞海藻對(duì)污染物質(zhì)的吸收要慢得多，見圖9-22。圖9-22金屬離子越過膜的轉(zhuǎn)送機(jī)制Me.金屬離子；L.配位體P.與金屬復(fù)合的有機(jī)污染物

污染物通過膜的小孔進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)借助載體進(jìn)入膜內(nèi)

專門的運(yùn)轉(zhuǎn)方式

有機(jī)污染物與金屬離子的轉(zhuǎn)運(yùn)途徑

（二）海洋動(dòng)物對(duì)污染物的吸收(P323)

海洋動(dòng)物既可以直接從海水吸收各種污染物質(zhì)（圖9-23）,又可以從取食途徑攝取污染食物、懸浮顆粒和沉積淤泥等。吸收特點(diǎn)：圖9-23幾類海洋生物從海水濃縮Cd的系數(shù)①較小的動(dòng)物個(gè)體（或幼體）或處于海洋食物鏈低營養(yǎng)階層的生物,直接從水中吸收污染物質(zhì)是較為主要的途徑；而個(gè)體較大的動(dòng)物或處于食物鏈高營養(yǎng)階層的動(dòng)物,取食往往是吸收污染物質(zhì)的主要途徑。②同一種動(dòng)物,對(duì)不同污染物吸收的途徑也不完全相同。③在急性污染情況下,動(dòng)物從水中吸收是比較重要途徑,相反地,慢性污染則取食的途徑較重要。④與食物的供應(yīng)情況有關(guān),當(dāng)食物充足時(shí),則從取食的途徑吸收污染物質(zhì),相反地則從生活沉積淤泥中吸收污染物。

二、污染物的生物累積(P323)

指生物體內(nèi)污染物濃度隨其成長不斷增大或濃縮系數(shù)CF不斷增大的作用。描述吸收程度：三、污染物的生物轉(zhuǎn)移(P325)

（一）沿食物鏈轉(zhuǎn)移。生物放大：生物體內(nèi)污染物濃度隨營養(yǎng)級(jí)（階層）提高而增大的現(xiàn)象。如：難水解、脂溶性、難生物降解的農(nóng)藥DDT，某河水中為，浮游動(dòng)物中，魚中，鳥中。（二）從生物體排出。經(jīng)體表，呼吸器官、排泄器官等途徑，以離子、粘液、氣體、顆粒等方式排出。排出某種污染物的一半所需時(shí)間，稱為生物半排出期b1/2

。b1/2

越小，排出越快。CF=（μgPOL/gORG）/（μgPOL/gSW）式中POL表示污染物，ORG表示有機(jī)體，SW表示海水。CF值越小,表示生物體對(duì)某種污染物的濃縮能力越弱；反之,表示濃縮能力越強(qiáng)。

圖9-24污染物質(zhì)入海后的生物轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)送過程（引自Fowler1982）污染物質(zhì)入海后的海洋生物轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)送過程可歸納為圖9-24。(P328)

（一）赤潮定義：是海洋中某些微小的浮游藻類、原生動(dòng)物或細(xì)菌，在一定的環(huán)境條件下爆發(fā)性繁殖或聚集而引起水體變色的一種有害的生態(tài)異常現(xiàn)象。

迄今所發(fā)現(xiàn)的能形成赤潮的浮游生物絕大多數(shù)是浮游甲藻和硅藻，少數(shù)為原生動(dòng)物和細(xì)菌。

9.5.2赤潮及其防治（P328）一、赤潮的定義與類型2004年5月10日浙江近海赤潮衛(wèi)星遙感圖2007年7月01日浙江近海赤潮衛(wèi)星遙感圖浙江近海赤潮種類2000年5月浙江舟山漁場赤潮現(xiàn)狀赤潮種類渤海上世紀(jì)60年代以前沒有赤潮記錄，70年代3次，80年代之后，共發(fā)生赤潮40多次，最大年份（1998年）赤潮面積上萬平方公里，累計(jì)經(jīng)濟(jì)損失數(shù)十億元。表9-11世界赤潮生物的種類組成現(xiàn)狀（截至1989年）（引自張水浸，1994）門類種類數(shù)屬數(shù)有毒種淡水種或半咸水種細(xì)菌門44未發(fā)現(xiàn)未發(fā)現(xiàn)藍(lán)藻門12758綠藻門1411未發(fā)現(xiàn)4裸藻門144未發(fā)現(xiàn)10金藻門141422黃藻門114101硅藻門1034213甲藻門147422916隱藻門62未發(fā)現(xiàn)未發(fā)現(xiàn)原生動(dòng)物門55未發(fā)現(xiàn)未發(fā)現(xiàn)總計(jì)3301334744赤潮引起的海水變色可因形成赤潮的生物種的不同而不同?！俺唷?，是紅、黃、褐、綠各色的統(tǒng)稱。

（二）赤潮的類型按海域分為外海性和近岸、內(nèi)灣性赤潮。多為上升流區(qū)域水團(tuán)交匯處。

按源地分為外來型（外源引入）和原發(fā)型（內(nèi)源生成）赤潮。

按生物種數(shù)分為單相型，雙相型和復(fù)合型赤潮。相，指優(yōu)勢赤潮生物種類。二、赤潮形成原因和發(fā)生過程赤潮災(zāi)害的發(fā)生是一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)過程,是由許多因素綜合作用的結(jié)果。（一）赤潮形成原因

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