海洋生態(tài)學課件二

第四章海洋生物及其生活方式第四章海洋生物及其生活方式1第一節(jié)海洋生物的生態(tài)類群第二節(jié)海洋主要生態(tài)系統(tǒng)類型主要內(nèi)容第一節(jié)海洋生物的生態(tài)類群主2第一節(jié)海洋生物的生態(tài)類群一、漂浮生物二、浮游生物三、游泳動物四、底棲生物第一節(jié)海洋生物的生態(tài)類群一、漂浮生物3一、漂浮生物

特指生活在海水最表層中和表面膜上的一類生物，又稱海洋水表生物。類型：水漂生物(pleuston)：生活于水-氣界面。表上漂浮生物(epineuston)：生活于海水表面膜上。表下漂浮生物(hyponeuston)：一、漂浮生物4海蠅帆水母僧帽水母猛水蚤藍殼蝸牛海蠅海蠅帆水母僧帽水母猛水蚤藍殼蝸牛海蠅5組成：硅藻、腔腸動物、軟體動物、甲殼動物等的一些種類。適應機制：充滿氣體的浮囊體，捕捉氣泡，吞入空氣，輕薄的貝殼保持氣體等。組成：6二、浮游生物（一）浮游生物定義浮游生物：是指在水流運動的作用下，被動地漂浮在水層中的生物群。二、浮游生物（一）浮游生物定義7（二）為什么說浮游生物在海洋生態(tài)系統(tǒng)中占有非常重要地位？1、浮游生物雖然個體小，但它們的數(shù)量多、分布廣、是海洋生產(chǎn)力的基礎，也是海洋生態(tài)系統(tǒng)能量流動和物質(zhì)循環(huán)的最主要環(huán)節(jié)。2、浮游植物生產(chǎn)的產(chǎn)物基本上要通過浮游動物這個環(huán)節(jié)才能被其他動物所利用。3、浮游動物通過攝食影響或控制初級生產(chǎn)力，同時其種群動態(tài)變化又可能影響許多魚類和其他動物資源群體的生物量。（二）為什么說浮游生物在海洋生態(tài)系統(tǒng)中占有非常重要地位？84、有些浮游生物本身就是漁業(yè)對象。5、有些浮游生物可以作為判別水團、海流的指示種。6、浮游生物尸骸沉積海底形成的沉積物對海洋地質(zhì)及海洋環(huán)境的研究具有重要作用。4、有些浮游生物本身就是漁業(yè)對象。9（三）浮游生物適應浮游生活具有的結(jié)構(gòu)和能力的幾種類型1、擴大個體表面或成群體增加浮力縮小體積可增大相對表面積，從而增加抵抗下沉的阻力；具有刺毛、突起或連結(jié)群體，抵抗下沉。

（三）浮游生物適應浮游生活具有的結(jié)構(gòu)和能力的幾種類型1、擴大10海洋生態(tài)學ppt課件二11海洋生態(tài)學ppt課件二122、減輕比重增加浮力產(chǎn)生氣體、油等比重輕的物質(zhì)；分泌膠質(zhì)；增加水分；外殼和骨髂退化或消失。3、依靠纖毛或鞭毛的擺動及依靠肌肉的收縮運動產(chǎn)生微弱的“主動性運動”使生物體向前移動并可使生物保持懸浮狀態(tài)。2、減輕比重增加浮力13（四）浮游生物的類別

浮游生物是一個大的生態(tài)類群，包括浮游植物和浮游動物兩大類別。

1、按浮游生物的個體大小分類

2、按浮游生活階段在生活史中所占時期長短分類（四）浮游生物的類別浮游生物是一個大的生141、按浮游生物的個體大小分類

A、微微型浮游生物：＜2μmB、微型浮游生物：2~20μmC、小型浮游生物：20~200μmD、中型浮游生物：200~2000μmE、大型浮游生物：2000μm~20mmF、巨型浮游生物：＞20mm1、按浮游生物的個體大小分類A、微微型浮游生物：＜2μ15按照個體大小對浮游生物進行分類比較方便，這種劃分對研究水體中的生物學過程和經(jīng)濟動物的產(chǎn)量也具有其重要性，如作為餌料生物時，浮游生物的大小就有意義。按照個體大小對浮游生物進行分類比較方16海洋生態(tài)學ppt課件二17海洋生態(tài)學ppt課件二182、按浮游生活階段在生活史中所占時期長短分類

A、終生浮游生物：大多數(shù)浮游生物屬于這一類。B、階段浮游生物：即在生活史的某一階段（一般為幼體階段）營浮游生活，成體則營底棲生活，特別是在熱帶、亞熱帶沿岸淺海區(qū)常見。C、偶然浮游生物：這類原非浮游生物，僅有時（如夜晚）短暫地離開底層營浮游生活，如漣蟲類、糠蝦類、等足類和介形類等底棲動物。2、按浮游生活階段在生活史中所占時期長短分類

A、終生浮游生19（五）浮游植物主要類別單細胞浮游植物是海洋生態(tài)系統(tǒng)最主要的自養(yǎng)生物，包括硅藻、甲藻、藍藻、金藻、綠藻、黃藻等。（五）浮游植物主要類別單細胞浮游植物是20骨條藻根管藻角刺藻星桿藻硅藻骨條藻根管藻角刺藻星桿藻硅藻21原多甲藻膝溝藻渦鞭藻甲藻原多甲藻膝溝藻渦鞭藻甲藻22藍藻小等刺硅鞭藻普氏棕囊藻金藻藍藻小等刺硅鞭藻普氏棕囊藻金藻23赤潮異彎藻海洋卡盾藻黃藻綠藻赤潮異彎藻海洋卡盾藻黃藻綠藻24（六）浮游動物主要類別1、原生動物2、浮游甲殼動物3、水母類和櫛水母類4、毛顎動物5、被囊動物6、其他浮游動物（六）浮游動物主要類別1、原生動物25夜光蟲如果在海邊，可在黑暗的晚上看到海面上一條光帶，是它們受波濤振蕩而激發(fā)出的熒光。放射蟲放射蟲是浮游生物的主力軍，多生活在熱帶海洋。骨骼結(jié)構(gòu)很美精巧。分裂、出芽生殖兼而有之。鞭毛蟲綱肉足蟲綱夜光蟲如果在海邊，可在黑暗的晚上看到海面上一條26草履蟲鐘蟲吸管蟲纖毛蟲綱草履蟲鐘蟲吸管蟲纖毛蟲綱27哲水蚤哲水蚤28海洋生態(tài)學ppt課件二29球櫛水母櫛水母是一類極美麗的海洋動物，在黑暗的環(huán)境下它們一般都會發(fā)出不同顏色的熒光。球櫛水母櫛水母是一類極美麗的海洋動物，在黑暗30箭蟲箭蟲體細而小，矢狀，分頭、軀干和尾三部。雌雄同體，一般為異體受精。我國沿海所產(chǎn)己知有20種以上，常見的為肥胖箭蟲（上左）。此類箭蟲好聚集（上右圖中長形半透明者），有人曾在一立方米的海水中發(fā)現(xiàn)過一千多只箭蟲。箭蟲箭蟲聚集毛顎動物箭蟲箭蟲體細而小，矢狀，分頭、軀干和尾三部。雌雄同體，一般為31二、游泳動物

海洋魚類、哺乳類（鯨、海豚、海豹、海牛）、爬行類（海蛇、海龜）、海鳥以及某些軟體動物（烏賊）和一些蝦類。二、游泳動物海洋魚類、哺乳類（鯨、32（一）游泳動物的特點1、運動器官發(fā)達，游泳能力強，體型較大；2、多為肉食性；3、是水層中能量需求最大的種類；4、流線體型，體表光滑，運動阻力小；5、具有保持身體漂浮狀態(tài)的機制：鰾、充氣腔、脂類體質(zhì)；6、很多種類具有周期性洄游習性。（一）游泳動物的特點33（二）游泳動物的洄游1、產(chǎn)卵洄游：動物從索餌場或越冬場向繁殖地——產(chǎn)卵場移動。溯河洄游：由大海游向河口并溯河而上到適宜的產(chǎn)卵場產(chǎn)卵，如鮭魚、鱘魚。降海洄游：成體大部分時間在淡水中度過，性成熟后向河口移動，聚集成群向深海產(chǎn)卵，如美洲鰻鱺。（二）游泳動物的洄游1、產(chǎn)卵洄游：動物從索餌場或越冬場向繁殖34大西洋鮭魚紅色大麻哈魚鰻鱺大西洋鮭魚紅色大麻哈魚鰻鱺352、育肥或索餌洄游：從繁殖地或越冬場向育肥地移動。3、越冬洄游：從繁殖地或育肥場向越冬場移動。2、育肥或索餌洄游：從繁殖地或越冬場向育肥36（三）游泳動物的主要類別1、

魚類（1）圓口綱（2）軟骨魚綱（3）硬骨魚綱（三）游泳動物的主要類別1、

魚類37七鰓鰻七鰓鰻38藍點刺鰩顆粒犁頭鰩中國團扇鰩孔鰩藍點刺鰩顆粒犁頭鰩中國團扇鰩孔鰩39扁頭哈那鯊灰星鯊扁頭哈那鯊灰星鯊40吻溝雙髻鯊皺唇鯊吻溝雙髻鯊皺唇鯊41通常棲息于水深60米以內(nèi)海域的中下層。分布于我國南海、東海和黃海南部。大黃魚喜棲息于軟泥或者泥沙底質(zhì)海區(qū)。分布于我國東海、黃海和渤海。小黃魚通常棲息于水深60米以內(nèi)海域的中下層。分布于42鱸魚斑點九棘鱸鱸魚斑點九棘鱸43暗紋東方鲀黑斑河鲀星點東方鲀暗紋東方鲀黑斑河鲀星點東方鲀44彩虹鰻褐菖鲉彩虹鰻褐菖鲉45噬人鯊硬骨魚，鯖鯊科噬人鯊硬骨魚，鯖鯊科46真鯛花尾胡椒鯛五帶笛鯛紅笛鯛真鯛花尾胡椒鯛五帶笛鯛紅笛鯛47海洋生態(tài)學ppt課件二48海馬海馬49海龍海龍50羊齒鮟鱇疏棘鮟鱇黃鮟鱇強生氏鮟鱇羊齒鮟鱇疏棘鮟鱇黃鮟鱇強生氏鮟鱇512、

其他游泳動物

（1）甲殼類（2）頭足類（3）海洋爬行類（4）海洋哺乳類鯨目，鰭足目，海牛目。2、其他游泳動物52海洋生態(tài)學ppt課件二53斑節(jié)對蝦脊尾白蝦中國對蝦斑節(jié)對蝦脊尾白蝦中國對蝦54彩虹魷魚彩虹魷魚55劍尖槍烏賊劍尖槍烏賊56烏賊烏賊57海龜海龜58玳瑁玳瑁59裂須海蛇黑唇青斑海蛇黑頭海蛇貝氏海蛇裂須海蛇黑唇青斑海蛇黑頭海蛇貝氏海蛇60長須鯨長須鯨61北太平洋灰鯨北太平洋灰鯨62多爾長吻鯨多爾長吻鯨63抹香鯨抹香鯨64座頭鯨座頭鯨65銀杏齒喙鯨銀杏齒喙鯨66露脊鯨露脊鯨67虎鯨虎鯨68大西洋鼠海豚大西洋鼠海豚69斑海豹斑海豹70海豹海豹71海獅海獅因它的面部長得象獅子而得名。海獅以魚、蚌、烏賊、海蜇等為食，也常吞食小石子。海獅沒有固定的棲息地，每天都要為尋找食物的來源而到處漂游。海獅海獅因它的面部長得象獅子而得名。海獅以72海象海象73海牛海牛74三、底棲生物（一）底棲生物的主要類別

底棲生物是由生活在海洋基地表面或沉積物中的各種生物所組成，底棲生物群落中含眾多的生產(chǎn)者、消費者和分解者，通過底棲生物的營養(yǎng)關(guān)系，水層沉降的有機碎屑得以充分利用，并且促進營養(yǎng)物質(zhì)的分解，在海洋生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)中起很重要的作用。三、底棲生物（一）底棲生物的主要類別751、底棲植物（1）單細胞底棲藻類：

藍藻細菌（藍綠藻）、硅藻類（羽紋硅藻）、甲藻類；（2）海藻；（3）維管植物。2、底棲動物1、底棲植物76珠海市淇澳島上瘋長的大米草孔石莼條滸苔江蘺珠海市淇澳島上瘋長的大米草孔石莼條滸苔江蘺77

1、底表生活型（1）

固著生物：海綿、苔蘚、大部分腔腸動物；（2）附著生物：貽貝、扇貝、珠母貝；

（3）

匍匐動物：大部分腹足類軟體動物、海星類、海膽類、蛇尾類和雙殼類軟體動物。（二）根據(jù)底棲生物與底質(zhì)關(guān)系劃分的生態(tài)類群

1、底表生活型（二）根據(jù)底棲生物與底質(zhì)關(guān)系劃分的782、底內(nèi)生活型（1）管棲動物：部分沙蠶；

（2）埋棲動物（底埋動物）：多毛類、雙殼類軟體動物、棘皮動物、部分脊索動物；

（3）鉆蝕生物（鉆孔生物）：海筍、船蛆；3、

底游生活型

2、底內(nèi)生活型791、微型底棲生物：可通過0.1mm的種類，包括細菌、微型藻類（濱海帶）、原生動物。

2、小型底棲生物：可被0.1~1.0mm篩網(wǎng)截留的種類，通常由少數(shù)較大的原生動物（特別是有孔蟲）以及線蟲、介形類、渦蟲類、腹毛類和猛水蚤類組成，也包括有大型底棲動物（如多毛類、雙殼類）的幼體。

3、大型底棲生物：不能通過1.0mm篩網(wǎng)的類別，除在濱海帶之外，大型底棲生物都是動物。（三）根據(jù)個體大小劃分的底棲類群1、微型底棲生物：可通過0.1mm的種類，包括細菌、微型藻類80最著名的如“偕老同穴”（Euplectella），為上端較大、下端略細的長圓籠狀；常有成對小蝦(儷蝦)生活其中，“偕老同穴”一名即由此而來。海綿最著名的如“偕老同穴”（Euplectella），81海洋生態(tài)學ppt課件二82?？？?3海洋生態(tài)學ppt課件二84海洋生態(tài)學ppt課件二85珊瑚珊瑚86長管艷蟲（環(huán)節(jié)動物）長管艷蟲（環(huán)節(jié)動物）87毛膚石鱉貽貝海灣扇貝櫛孔扇貝硨磲日月貝毛膚石鱉貽貝海灣扇貝櫛孔扇貝硨磲日月貝88海豆芽海豆芽89章魚章魚簡稱“蛸”，別稱“望潮”，章魚科。體短，卵圓形，無鰭。頭上生八腕，腕間有膜相連，長短相等或不相等，故稱“八腕類”。腕上吸盤無柄。多棲息于淺海砂礫、軟泥以及巖礁處，捕食瓣鰓類、甲殼類。章魚章魚簡稱“蛸”，別稱“望潮”，章魚科。體90海百合海蛇尾陽遂足海百合海蛇尾陽遂足91鉛筆海膽紫海膽大連紫海膽海盤車五角海星刺參鉛筆海膽紫海膽大連紫海膽海盤車五角海星刺參92盱眙龍蝦波紋龍蝦日本龍蝦錦繡龍蝦盱眙龍蝦波紋龍蝦日本龍蝦錦繡龍蝦93三疣梭子蟹日本蟳蜘蛛樣的蟹三疣梭子蟹日本蟳蜘蛛樣的蟹94第二節(jié)海洋主要生態(tài)系統(tǒng)類型沿岸、淺海生態(tài)系統(tǒng)概述主要的海洋生物生態(tài)類群第二節(jié)海洋主要生態(tài)系統(tǒng)類型沿岸、淺海生態(tài)系統(tǒng)概述95沿岸、淺海生態(tài)系統(tǒng)概述一、環(huán)境特征二、生物群落的特點沿岸、淺海生態(tài)系統(tǒng)概述一、環(huán)境特征96一、沿岸、淺海環(huán)境特征（一）概念沿岸、淺海區(qū)：包括從潮間帶到大陸架邊緣內(nèi)側(cè)的水體和海底。潮間帶(intertidalzone)：是陸地與海洋之間的過渡帶，交替暴露在空氣和海水中。一、沿岸、淺海環(huán)境特征（一）概念97海洋生態(tài)學ppt課件二98（二）潮間帶特點1、溫度變化劇烈；2、鹽度變化幅度大；3、波浪、潮汐沖刷作用明顯，底質(zhì)復雜；4、棲息著與復雜底質(zhì)相適應的各具特點的生物類群；5、瀕臨大陸，污染較嚴重。（二）潮間帶特點1、溫度變化劇烈；99（三）潮間帶生物的適應性

由于潮間帶生境的復雜多變，潮間帶生物能夠耐受惡劣條件的考驗。

1、對溫度劇烈變化耐受性高；

2、對鹽度劇烈變化耐受性高；

3、耐干燥能力強，許多生物對干燥具有特殊適應機制。（三）潮間帶生物的適應性由于潮間100（四）潮間帶生物的垂直分布不同生物對干燥的適應性不同，耐受干燥的能力大小是決定潮間帶生物垂直分布的主要原因。（四）潮間帶生物的垂直分布不同生物對干燥101（五）潮間帶至大陸架邊緣的淺海環(huán)境特點1、溫度、鹽度、光照的變化比外海大，這些變化的程度從近岸向外海方向逐漸減弱；2、海流：包括沿岸流、大洋流系側(cè)支、上升流；3、波浪、潮汐作用巨大；（五）潮間帶至大陸架邊緣的淺海環(huán)境特點1、溫度、鹽度、光照1024、海水透明度低；5、營養(yǎng)鹽豐富（大路徑流、海水混合作用強烈）；6、初級生產(chǎn)力高，生物資源豐富；7、食物鏈較短，終極產(chǎn)量高。4、海水透明度低；103二、沿岸、淺海生物群落的特點（一）浮游生物群落的特點（二）底棲生物群落的特點（三）游泳動物群落的特點二、沿岸、淺海生物群落的特點（一）浮游生物群落的特點104（一）浮游生物群落的特點1、浮游植物主要類別是硅藻和甲藻，超微型的自養(yǎng)生物也是很重要的類群該海區(qū)的初級生產(chǎn)力比大洋區(qū)高，浮游植物的數(shù)量有季節(jié)周期性變化。硅藻：在北方水域及近岸和上升流海區(qū)比較重要。甲藻：是熱帶海區(qū)、亞熱帶海區(qū)的重要種類，經(jīng)常在硅藻之后大量出現(xiàn)。（一）浮游生物群落的特點1、浮游植物105超微型自養(yǎng)生物（PP）包括聚球藻(Synechococcus)、原綠球藻(Prochlorococcus)等，是海洋生態(tài)系統(tǒng)中主要的生產(chǎn)者，是海洋生命有機碳的主要組分同時它們又是與海洋有機碳庫中占絕對優(yōu)勢的溶解有機碳（DOC）聯(lián)系最密切的組分，超微型生物在生源要素生物地球化學循環(huán)中具有重要作用。

超微型自養(yǎng)生物（PP）1062、浮游動物種類繁多，其中一個重要組分是周期性季節(jié)性浮游動物。終生浮游動物主要是撓足類、磷蝦類等甲殼動物，其他浮游動物還有原生動物的有孔蟲類、放射蟲類和砂殼纖毛蟲，軟體動物的翼足類和異足類，小型水母和櫛水母，浮游性被囊類，浮游多毛類和毛顎類等。2、浮游動物種類繁多，其中一個重要107（二）底棲生物群落的特點底棲植物：底棲硅藻和大型海藻是沿岸區(qū)的重要種類，大型海藻主要包括綠藻、褐藻和紅藻。在北溫帶和溫帶潮下帶硬質(zhì)底部，常生長著繁盛的褐藻類的大型海藻。多數(shù)潮下帶軟質(zhì)底上，海草常形成海草場，潮上帶有沼草（溫帶）和紅樹林（熱帶）。底棲動物：幾乎包括各個門類的代表，其分布與底質(zhì)類型相適應。在海底垂直方向有底上動物和底內(nèi)動物的分帶現(xiàn)象。（二）底棲生物群落的特點底棲植物：底棲硅藻和大型海藻是沿岸區(qū)108（三）游泳生物群落的特點淺海區(qū)的游泳生物包括魚類、大型甲殼類、爬行類（龜、鱉）、哺乳類（鯨、海豹等）和海鳥組成的主動游泳者和海洋表層居住者。（三）游泳生物群落的特點淺海區(qū)的游泳生109主要的海洋生物生態(tài)類群一、巖岸潮間帶和大型海藻場二、沙灘三、河口、鹽沼和海草場四、紅樹林沼澤五、珊瑚礁六、近岸上升流區(qū)七、大洋區(qū)八、熱液口區(qū)主要的海洋生物生態(tài)類群一、巖岸潮間帶和大型海藻場110一、巖岸潮間帶和大型海藻場（一）巖岸潮間帶1、垂直分布巖岸生境的環(huán)境特征：交替的海水淹沒和暴露在空氣，此特征決定著該區(qū)域的生物的垂直分布。一、巖岸潮間帶和大型海藻場（一）巖岸潮間帶111巖岸潮上帶(supertidalzone)：常見到海藻與真菌結(jié)合的藻殼狀的黑色的地衣和藍綠藻；濱螺、等足類，其他緩慢移動的動物。潮間帶(intertidalzone)：較上部代表種類藤壺、牡蠣、貽貝和其它緩慢移動的動物。巖岸潮上帶(supertidalzone)：112海洋生態(tài)學ppt課件二1132、決定分帶的因素物理因素：主要是暴露在空氣中的時間。生物因素：種間競爭，藻類還與利用光線有關(guān)。2、決定分帶的因素1143、生產(chǎn)力及營養(yǎng)關(guān)系初級生產(chǎn)者：底棲單胞藻、底棲大型藻類。初級生產(chǎn)力：全球巖岸潮間帶的年平均生產(chǎn)力為

100gC/m2。4、不同緯度巖岸底棲藻類的生產(chǎn)量的限制因素低緯度熱帶巖岸：高溫、強光；溫帶巖岸：底棲藻類可以得到充分發(fā)育，但存在著種間對光照和附著空間的競爭；高緯度巖岸：冰凍和侵蝕。3、生產(chǎn)力及營養(yǎng)關(guān)系1155、巖岸潮間帶群落的動物食草動物：海膽、帽貝、石鱉、濱螺等；濾食性動物：雙殼貝類（貽貝等）、藤壺、海鞘、海綿等；食腐動物：蟹類、等足類等；捕食性動物：腹足類、棘皮類動物、腔腸類動物等。巖岸潮間帶群落的關(guān)鍵種：海星5、巖岸潮間帶群落的動物116（二）大型海藻場1、海藻場的生境特征和分布（1）底質(zhì)：硬質(zhì)底質(zhì)，適合于固著器固著。（２）光線：水底需要適量的光線，幼苗期光合作用。（３）溫度：主導植物低溫適應，僅分布在冷水區(qū)。（二）大型海藻場117海洋生態(tài)學ppt課件二118海洋生態(tài)學ppt課件二119２、大型海藻植物的基本形態(tài)結(jié)構(gòu)典型結(jié)構(gòu)：固著器(holdfast)：固著作用；藻柄(stipe)：聯(lián)結(jié)作用；葉片(blade)：光合作用，吸收營養(yǎng)鹽；氣囊(pneumatocyst)：漂浮作用。２、大型海藻植物的基本形態(tài)結(jié)構(gòu)120海洋生態(tài)學ppt課件二121３、垂直分布決定因素：暴露時間；光照時間；光照強度；種間競爭。３、垂直分布122４、生物群落及其關(guān)鍵種大型海藻生物群落大型海藻提供藻場生物群落的“框架”，其巨大的葉面為很多附著植物和動物提供了生活空間，同時大型藻場還為許多動物（包括海綿、腔腸動物、甲殼動物、棘皮動物、海鞘類動物、魚類等）提供了生活空間和屏蔽場所，形成了一個種類繁多的大型生物群落。４、生物群落及其關(guān)鍵種123攝食大型海藻的動物海膽、螺類、鮑魚及少數(shù)哺乳類。大型海藻的生產(chǎn)力高，但只有10％通過直接攝食進入食物網(wǎng)，其它90％是通過碎屑或溶解有機質(zhì)進入食物鏈的。關(guān)鍵種：龍蝦、海獺。攝食大型海藻的動物124５、生產(chǎn)力和營養(yǎng)關(guān)系大型海藻不僅是海洋中最大的藻類，也是生長最快的植物。條件：不脫離水環(huán)境；不過度曝曬；光照充足；營養(yǎng)鹽豐富。大型海藻生物群落的價值：提供了空間異質(zhì)性和高度多樣化的生境，初級生產(chǎn)力高，支持著各種消費者的生活，食物鏈以碎屑食物鏈為主。５、生產(chǎn)力和營養(yǎng)關(guān)系125二、沙灘（一）環(huán)境特征（二）生物組成二、沙灘（一）環(huán)境特征126海洋生態(tài)學ppt課件二127海洋生態(tài)學ppt課件二128（一）沙灘的環(huán)境特征沙灘區(qū)的水動力特征：較強，海流流速大。沙灘的基質(zhì)組成：不規(guī)則的石英顆粒、貝類碎殼、各種碎屑。沙灘具有良好的透氣性：沙灘的有機質(zhì)含量：低。（一）沙灘的環(huán)境特征沙灘區(qū)的水動力特征：較強，海流流速大。129沙灘顆粒粒徑的水平分布：在波浪和海流的作用下，水平方向上近岸顆粒粗、遠岸細的分布特征。沙灘顆粒粒徑的垂直分布：粗顆粒首先下沉，因此垂直方向上，表層細，底部顆粒粗。沙灘顆粒分級：根據(jù)各組分的比例不同，加以分類。例如分為沙質(zhì)粉沙、粉沙黏土、泥質(zhì)粉沙等。沙灘顆粒粒徑的水平分布：在波浪和海流的作用下，水平方130（二）沙灘生物組成主要特點個體小，隱蔽在沙?？p隙內(nèi)。大型種類多穴居。（二）沙灘生物組成主要特點131１、沙灘初級生產(chǎn)者及初級生產(chǎn)力沙灘初級生產(chǎn)者：沙粒表面的底棲硅藻、甲藻、藍綠藻。初級生產(chǎn)力：低，比巖岸或泥灘至少低一個數(shù)量級。沙灘生態(tài)系統(tǒng)消費者食物來源：水體輸送來的食物。１、沙灘初級生產(chǎn)者及初級生產(chǎn)力沙灘初級生產(chǎn)者：沙粒表面的底棲132２、沙灘小型動物沙間動物(interstitialfauna)：在沙粒間隙生活、移動的動物。包括：鞭毛蟲、線蟲、有孔蟲、渦蟲、腹毛蟲等。沙間動物的大小：通常0.1-1.5mm，沙間動物的生物量：平均個體數(shù)約為106個/m2，生物量大約1-2g/m2。２、沙灘小型動物沙間動物(interstitialfaun133沙間動物的形態(tài)學適應特征：（1）個體??；（２）身體長；（３）側(cè)扁；（４）體壁強化；（５）具特殊的黏著器官。沙間動物的攝食類型：食碎屑、捕食。沙間動物的繁殖特性：繁殖力低，缺乏浮游性幼蟲，幼體受到親體保護，直接孵化出底棲性幼體。沙間動物的形態(tài)學適應特征：134３、沙灘大型動物生物多樣性：較巖岸和泥灘低。多毛類、雙殼類、甲殼類占優(yōu)勢。沙灘潮上帶：主要為甲殼類動物。沙灘中、低潮區(qū)：軟體動物的蛤類占優(yōu)勢。沙灘低潮區(qū)：棘皮動物較多，海洋魚類等。３、沙灘大型動物生物多樣性：較巖岸和泥灘低。多毛類、雙殼類、135三、河口、鹽沼和海草場三、河口、鹽沼和海草場136海洋生態(tài)學ppt課件二137（一）河口區(qū)１、什么是河口河口(estuary)：是海水和淡水交匯和混合的、部分封閉的沿岸海灣，它受潮汐作用的強烈影響，是兩類水域生態(tài)系之間的交替區(qū)。廣義的河口灣還包括：除江河入?？谥猓€有半封閉的沿岸海灣、潮沼、沿岸沙壩后面的水體等。（一）河口區(qū)138２、河口灣類型：根據(jù)水循環(huán)和分層現(xiàn)象（1）高度分層的河口灣：大江入河口區(qū)，河水流量大，大大超過潮汐，淡水容易充溢在較重的鹽水之上，使該區(qū)呈現(xiàn)‘鹽躍層’剖面。（2）局部混合或適度分層的河口灣：淡水和潮汐的流入量大致相等，主要的混合動因是由周期性潮汐作用形成的湍流(turbulence)，鹽度剖面不明顯。（3）完全混合或垂直均質(zhì)的河口灣：潮汐作用強烈而明顯占優(yōu)勢，水體從表層到底層充分混合，鹽度相當高，鹽度和溫度的變化主要是水平的。２、河口灣類型：根據(jù)水循環(huán)和分層現(xiàn)象（1）高度分層的河口灣：139３、河口區(qū)的理化條件特點（1）鹽度變化劇烈；（２）營養(yǎng)鹽豐富；（３）水體透明度低；（４）溫度波動范圍大；（５）富含有機質(zhì)的底質(zhì)。３、河口區(qū)的理化條件特點（1）鹽度變化劇烈；140４、河口區(qū)的生物組成特征河口區(qū)生物的生態(tài)特征：廣溫、廣鹽、耐低氧；環(huán)境條件惡劣，生物種類組成貧乏。河口區(qū)生物的起源：

1、來自海洋的種類；

2、半咸水特有種類；

3、廣鹽性淡水種類。４、河口區(qū)的生物組成特征河口區(qū)生物的生態(tài)特征：廣溫、廣鹽、耐141河口灣的植物：浮游植物、小型底棲藻類、海藻、海草等。河口灣的浮游動物組成特點：季節(jié)性種類多，終生浮游種類少。河口灣的生態(tài)特點：營養(yǎng)鹽豐富、有機碎屑含量高，生產(chǎn)力高。河口灣作為產(chǎn)卵場：河口灣作為索餌育肥場：河口灣的植物：浮游植物、小型底棲藻類、海藻、海草等。142５、河口區(qū)與人類的關(guān)系河口區(qū)作為水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)河口區(qū)受人類的強烈影響（生活污水、農(nóng)田肥料農(nóng)藥、養(yǎng)殖廢水、圍海造地、修筑堤壩、船舶油泄漏）５、河口區(qū)與人類的關(guān)系河口區(qū)作為水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)143（二）鹽沼（二）鹽沼144１、鹽沼群落的生產(chǎn)力和生物組成初級生產(chǎn)力變化較大，介于200~3000gC/m2·a的范圍，另外底泥上的藻類生產(chǎn)量約為100~600gC/m2·a，因此，鹽沼也是地球上生產(chǎn)力很高的系統(tǒng)之一。２、我國的河口濕地生物群落長江口崇明東灘濕地生物群落遼河口濕地生物群落１、鹽沼群落的生產(chǎn)力和生物組成145（三）海草場（三）海草場146１、海草組成和分布海草形態(tài)：比較相似，都有長而薄的帶狀葉子；海草種類：溫帶：眼子菜科的大葉藻屬(Zostera)或海韭菜

(ellgrass）；熱帶：水鱉科的海黽草屬(Thalassia)或稱泰萊草

(turtlegrass)；生長地點：鹽沼海一側(cè)的潮間帶和潮下帶。１、海草組成和分布147２、海草場生物群落組成和生產(chǎn)力在溫帶海區(qū)，海草的生產(chǎn)力約為120~600

gC/m2·a，而熱帶海草凈初級生產(chǎn)力可高達1000

gC/m2·a，可見海草場的生產(chǎn)力是很高的。３、海草場的生態(tài)作用穩(wěn)定軟底質(zhì)，對底棲生物有掩護作用，對波浪有緩沖作用。２、海草場生物群落組成和生產(chǎn)力148四、紅樹林沼澤四、紅樹林沼澤149

并不是指單一的分類類群植物，而是對一個景觀的描述。紅樹林沼澤是熱帶、亞熱帶海岸淤泥淺灘上的富有特色的生態(tài)系統(tǒng)。紅樹植物(mangroveplant)：耐受海水鹽度的挺水陸地植物，我國有16科、20屬、31種。除紅樹科外，還有紫金?？频瓤频囊恍┲参?。并不是指單一的分類類群植物，而是對一個景觀的描述150海洋生態(tài)學ppt課件二151（一）生境特征及紅樹植物的適應機制１、生境特征（1）溫度：海水年平均溫度24~27℃；（2）底質(zhì)：細質(zhì)沖擊土；（3）地貌：隱蔽的堆積海岸、自然發(fā)育的灘面，布于潮間帶，主要是中潮區(qū)以上灘面；（4）鹽度：分布于河口內(nèi)灣區(qū)，鹽度耐受性強；（5）潮汐：潮汐落差大的地方，生長最好。（一）生境特征及紅樹植物的適應機制１、生境特征152（二）適應機制1、根系：有表面根、支柱根或板狀根、欺生根等，有助于植物呼吸和抵抗風浪沖擊的作用。2、胎生：種子在母樹果實內(nèi)發(fā)芽，長至幼苗成熟時才下落。（二）適應機制153海洋生態(tài)學ppt課件二154海洋生態(tài)學ppt課件二1553、旱生結(jié)構(gòu)與抗鹽適應：（１）葉片具有厚膜而且角質(zhì)化；（２）葉片具有高的滲透壓；（３）樹皮富含丹寧（抗腐蝕）；（４）拒鹽和泌鹽適應（木質(zhì)部的高負壓力，通過非代謝超濾作用從鹽水中分離出淡水，通過鹽腺系統(tǒng)將鹽分分泌出葉片表面）。3、旱生結(jié)構(gòu)與抗鹽適應：156（二）紅樹林生物群落及生產(chǎn)力１、生物群落結(jié)構(gòu)紅樹林生物群落由于生境較為嚴酷，生物多樣性程度不是很高，但有的種類數(shù)量和生物量卻很豐富。２、紅樹林的生產(chǎn)力紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者除紅樹本身外，還包括海洋底棲藻類、海草和浮游植物。紅樹林的生產(chǎn)力為350~500gC/m2·a

，比近岸平均初級生產(chǎn)力高。（二）紅樹林生物群落及生產(chǎn)力157（三）保護紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的重要意義1、紅樹林形成緩解或抵抗風暴、海浪對海岸沖擊的天然屏障，而且紅樹林及其根系有截留和累積沉積物的功能，可過濾陸地有機物質(zhì)和污染物。２、紅樹林為許多海生和陸生生物提供棲息地和食物。３、紅樹林樹干、葉子用途廣（燃料、木材、造紙、飼料）。（三）保護紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的重要意義158五、珊瑚礁（一）珊瑚礁的分布及其生境特征（二）珊瑚礁的類型和環(huán)礁的形成（三）珊瑚－－藻類共生及其意義（四）生產(chǎn)力與能流特點五、珊瑚礁（一）珊瑚礁的分布及其生境特征159海洋生態(tài)學ppt課件二160海洋生態(tài)學ppt課件二161（一）珊瑚礁的分布及其生境特征１、珊瑚礁的分布暖水，南北兩半球，20℃等溫線內(nèi)。珊瑚礁生物群落：是所有生物群落當中最富有生物生產(chǎn)力的、分類上生物最繁多、美學上馳名于世的群落之一。（一）珊瑚礁的分布及其生境特征１、珊瑚礁的分布162２、珊瑚礁的形成

生物作用產(chǎn)生碳酸鈣沉積形成的。是除珊瑚蟲之外，一些藻類和軟體動物的共同作用的結(jié)果。珊瑚蟲：主要是Scleractina目的種類，其它如水螅綱的多孔螅等也是形成珊瑚礁的重要種類。藻類：含鈣的紅藻（石灰紅藻屬Porolithom）、綠藻（仙掌藻屬Halimeda）。軟體動物：某些軟體動物（各種硨蟝）。２、珊瑚礁的形成生物作用產(chǎn)生碳酸163３、珊瑚種類非造礁珊瑚（Ahermatypiccoral）：沒有共生蟲黃藻，其營養(yǎng)和生長不需要光線，可以生活在真光層之下。造礁珊瑚（Hermatypiccoral）：其組織內(nèi)共生有蟲黃藻(zooxanthellae)的Symbiodinium屬的種類。不同的珊瑚種類共生的蟲黃藻種類不同。蟲黃藻生活在珊瑚蟲的消化道的襯層細胞內(nèi)，數(shù)量可達3萬個/m3，珊瑚蟲的色彩多由蟲黃藻所產(chǎn)生。３、珊瑚種類非造礁珊瑚（Ahermatypiccoral）164４、造礁珊瑚對生長環(huán)境的要求：（1）溫度：20以上，適宜溫度為年平均水溫25左右。（2）鹽度：32-35，造礁珊瑚是真正的海洋種類。（3）光照：共生的蟲黃藻光合作用及促使碳酸鈣沉淀所必需。其生存深度是25米以內(nèi)。（4）水質(zhì)：要求水質(zhì)清潔、水流暢通。（5）巖石基底：利于附著。４、造礁珊瑚對生長環(huán)境的要求：165（二）珊瑚礁的類型和環(huán)礁的形成１、珊瑚礁的類型（1）岸礁(fringingreef)：緊靠在大陸或環(huán)抱島嶼的邊緣，構(gòu)成位于一個位于海面下的平臺。（二）珊瑚礁的類型和環(huán)礁的形成１、珊瑚礁的類型166（2）堡礁(barrierreef)：離開海岸一段距離，像長堤一樣位于海岸之外，露出水面，與海岸之間的水體常被稱為瀉湖(lagoon)。例如世界著名的GreatBarrierReef，位于澳大利亞東北部海岸，綿延2400km。（3）環(huán)礁(atoll)：起源于下沉的島嶼，為露出海面的高度不大的珊瑚礁島，外形呈花環(huán)狀，其中央所圍水體稱為瀉湖，湖水淺而平靜。位于熱帶太平洋和印度洋。（2）堡礁(barrierreef)：離開海岸一段距離167澳大利亞大堡礁澳大利亞大堡礁168環(huán)礁和環(huán)礁形成環(huán)礁和環(huán)礁形成169２、珊瑚礁結(jié)構(gòu)珊瑚層：上層，由活的珊瑚蟲及其分泌的骨骼等組成；礁冠(reefcrest)：珊瑚層在其上生長，礁冠可延伸到水下15米；礁基(reefbuttres)：位礁冠之下。２、珊瑚礁結(jié)構(gòu)珊瑚層：上層，由活的珊瑚蟲及其分泌的骨骼等170（三）珊瑚－－藻類共生及其意義

1、對能量需求的意義：共生藻類的有機物質(zhì)可以直接轉(zhuǎn)移到動物組織中。2、補充植物營養(yǎng)物質(zhì)的意義：珊瑚蟲的代謝物是共生藻類的營養(yǎng)物質(zhì)，可被藻類利用。3、對碳酸鈣沉積的意義：共生藻類能極大的增加珊瑚蟲建立骨骼的能力。4、共生植物提供氧氣供珊瑚蟲呼吸。（三）珊瑚－－藻類共生及其意義

1、對能量需求的意義：共生藻171（四）珊瑚礁生產(chǎn)力與能流特點初級生產(chǎn)力范圍：1500-5000gC/m2.a，代表自然生態(tài)系統(tǒng)的最高水平。營養(yǎng)鹽供應主要是靠系統(tǒng)內(nèi)的高效再循環(huán)機制，初級生產(chǎn)者和優(yōu)勢種的共生以避免營養(yǎng)鹽在水中“沖稀”是控制高生產(chǎn)力的重要機制。初級生產(chǎn)者的呼吸消耗占比例高，凈初級生產(chǎn)力低。食物鏈比上升流區(qū)長，整個生態(tài)系統(tǒng)呼吸消耗量也很高。（四）珊瑚礁生產(chǎn)力與能流特點初級生產(chǎn)力范圍：1500172六、近岸上升流區(qū)上升流(upwelling)：是深層海水涌升到表層的過程，可分為：近岸上升流：是由特定的風場、海岸線和和海底地形等特殊條件所決定的。例如秘魯上升流，我國渤黃海的近岸上升流。大洋上升流：主要是由于海水輻散引起。六、近岸上升流區(qū)上升流(upwelling)：是深層1731、上升流區(qū)的理化環(huán)境特征（1）低溫；（2）低溶解氧；（3）高營養(yǎng)鹽；（4）高鹽度、高密度。1、上升流區(qū)的理化環(huán)境特征（1）低溫；1742、上升流區(qū)生物的生態(tài)學特征（1）高浮游植物生物量和初級生產(chǎn)力，單胞藻粒徑相對較大；（2）浮游動物中冷水性種類和數(shù)量比例增加；（3）群落多樣性較低；（4）食物鏈環(huán)節(jié)較少；（5）游泳動物（主要是魚類）生命周期較短，偏向于r選擇類型。2、上升流區(qū)生物的生態(tài)學特征（1）高浮游植物生物量和初級生產(chǎn)1753、上升流的指征（1）根據(jù)海區(qū)的理化特征判斷：（2）根據(jù)海區(qū)的生態(tài)學特征判斷：（3）根據(jù)指標性生物判斷。3、上升流的指征（1）根據(jù)海區(qū)的理化特征判斷：176七、大洋區(qū)（一）概述（二）深海底棲動物的多樣性（三）深海底棲動物的生物量（四）深海底棲動物的食物源和產(chǎn)量七、大洋區(qū)（一）概述177（一）大洋區(qū)概述1、生境特征（1）光線：藍光穿透海水最深其它光線衰減很快；（2）溫度：常有溫躍層存在；溫躍層下方水溫低，變化??；（一）大洋區(qū)概述1、生境特征178（3）溶解氧：表層最高，500-800米之間出現(xiàn)最低值，其下層更深深的海水溶氧是由富溶氧的南北極冷水下沉而來，故含氧量又有增加，深海底部氧含量又下降；（4）鹽度：基本恒定；（5）壓力：隨深度變化；（6）底質(zhì)：軟泥，北方硅藻外殼，其它水域則為含鈣質(zhì)的外殼。（3）溶解氧：表層最高，500-800米之間出現(xiàn)最低值，1792、生物群落組成（1）生產(chǎn)者：超微型自養(yǎng)生物占優(yōu)勢，貧營養(yǎng)海區(qū)藍細菌和固氮藍藻是重要的類群。（2）大洋上層：動物最豐富，烏賊，金槍魚，鯨等；大洋中層：主要是大型磷蝦。（3）大洋食物鏈：長。（4）大洋動物：隨深度增加遞減。2、生物群落組成180（二）深海底棲動物的多樣性1、深海底棲動物的多樣性水平高，大部分種類都有深海底棲種類：

A、深海環(huán)境的長期穩(wěn)定性導致小生境的特化，每個種都有狹窄的生態(tài)位；

B、捕食性動物不加區(qū)別的捕捉被食動物，避免了產(chǎn)生競爭排斥；

C、水溫低導致生物代謝赫生長率低，到達性成熟所需時間長，減少了競爭優(yōu)勢種出現(xiàn)的機會。2、土著種比例高。（二）深海底棲動物的多樣性1、深海底棲動物的多樣性水平高，大181海洋生態(tài)學ppt課件二182（三）深海底棲動物的生物量隨深度下降而明顯下降。深海面積占整個海底面積的90％以上，但其總生物量僅占海洋底棲總生物量的17％左右。生物量組成：海綿、海星、海參常是最重要的類群。（三）深海底棲動物的生物量隨深度下降而明顯下降。183（四）深海底棲動物的食物源和產(chǎn)量1、食物源深海無光線，無初級生產(chǎn)，底棲動物的食物依賴真光層的初級生產(chǎn)。（1）死亡動植物殘體：浮游植物、海藻、海草、動物尸體等。（2）糞粒和甲殼類的蛻皮：（3）動物的垂直遷移導致有機物質(zhì)的加快向下轉(zhuǎn)移。（四）深海底棲動物的食物源和產(chǎn)量1、食物源1842、生產(chǎn)力深海底棲動物的生產(chǎn)力很低。原因：（1）食物來源少；（2）環(huán)境壓力大。2、生產(chǎn)力185八、熱液口區(qū)（一）海洋中的獨特生態(tài)類型熱液口(hydrothermalvent)

首次在加拉帕格斯群島（科隆群島）附近2500米深處中央海脊的火山口周圍發(fā)現(xiàn)。

八、熱液口區(qū)（一）海洋中的獨特生態(tài)類型186溫度：從煙囪狀的出口處涌出的熱液溫度高達

250-400℃，當與周圍的海水混和時，溫度降為8-22℃，仍然比此深度的水溫2-4℃高出很多；H2S含量高，O2含量低；細菌：能氧化硫，豐富的生物量可達106個/ml，在海底形成厚厚的絲狀細菌墊；其它生物：個體巨大的蠕蟲和雙殼類動物，與細菌共生。溫度：從煙囪狀的出口處涌出的熱液溫度高達187海底熱液口海底熱液口188（二）化學合成生產(chǎn)

熱液口生物群落主要依靠化學合成生產(chǎn)有機物質(zhì)，那些能氧化硫的細菌氧化熱液口的還原性硫化合物（H2S）獲得能量，用于還原CO2轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C物質(zhì)，反應還需要吸收海水中的氧。

CO2+H2S+O2+H2OCH2O+H2SO4

嗜硫細菌(碳水化合物)（二）化學合成生產(chǎn)嗜硫細菌(碳水化合物)189（三）熱液口特殊的動物組成1、特點：（1）種類組成獨特，多數(shù)是以前未被發(fā)現(xiàn)的種類，90％屬于這類生境的特有種；（2）生物個體巨大，身體結(jié)構(gòu)特殊；（3）軟體動物、多毛類、甲殼類占90％以上，其它少見；（4）物種多樣性較低。（三）熱液口特殊的動物組成1902、動物組成（1）長管艷蟲(vestimentiferans)：紅色管棲的蠕蟲。學名：Riftiapachyptila

大?。洪L度可達1.5米，直徑33mm，棲管長達3米。密度：176個/m2，生物量6800-9100g/m2，生長率85cm/a。2、動物組成191生物量：總生物量可達20-30kg/m2，相當于同樣深度的其它海底底棲生物量的2000-3000倍。生物學特點：

A、具特殊的內(nèi)部器官營養(yǎng)體(trophosome)，其中共生有大量細菌（干重的60％）；

B、具血紅蛋白：可同時攜帶O2和H2S，細菌從蠕蟲血液獲得H2S得到能量，利用CO2

和硫化物的氧化生成有機碳，并將部分有機碳轉(zhuǎn)移給蠕蟲。生物量：總生物量可達20-30kg/m2，相當于同192長管艷蟲(vestimentiferans)長管艷蟲(vestimentiferans)193（2）Calyptogenamagnifica（牡蠣）

長度可達30-40厘米；鰓組織有團塊狀的硫細菌共生；具血紅蛋白，是一種更有效的攜氧者，適應海水中低含氧量。生長率：10-60mm/a。（3）其它生物：貝類、多毛類、甲殼類（Galatheid螃蟹）、?？龋贁?shù)魚類。（2）Calyptogenamagnifica（牡蠣）194Calyptogenamagnifica（牡蠣）Galatheid螃蟹Calyptogenamagnifica（牡蠣）Galat195（四）熱液口環(huán)境特征及生態(tài)學研究意義環(huán)境特征：1、熱液口處的地質(zhì)過程是動態(tài)的，其環(huán)境不穩(wěn)定；熱液口的活動期限只有20-30年；2、熱液口環(huán)境是高溫、高H2S含量、低溶解氧，并具有較大波動；3、熱液口處超熱水會形成有毒的金屬硫化物沉淀。（四）熱液口環(huán)境特征及生態(tài)學研究意義環(huán)境特征：196適應機制：特殊的酶系統(tǒng)；

r選擇。生態(tài)學意義：最早的食物鏈應該是以化能合成為基礎的；研究地球生命起源問題。適應機制：197

第五章海洋水域生物生產(chǎn)

第五章海洋水域生物生產(chǎn)

198第一節(jié)海洋初級生產(chǎn)力第二節(jié)海洋生態(tài)系統(tǒng)的能流及次級生產(chǎn)力主要內(nèi)容第一節(jié)海洋初級生產(chǎn)力主要內(nèi)容199第一節(jié)海洋初級生產(chǎn)力一、海洋生物生產(chǎn)及初級生產(chǎn)力的測定方法二、影響海洋初級生產(chǎn)力的因素三、海洋初級生產(chǎn)力的分布四、海洋新生產(chǎn)力五、海洋初級生產(chǎn)力的結(jié)構(gòu)第一節(jié)海洋初級生產(chǎn)力一、海洋生物生產(chǎn)及初級生產(chǎn)力的測定200一、海洋生物生產(chǎn)及初級生產(chǎn)力的

測定方法（一）生物生產(chǎn)力的有關(guān)概念（二）初級生產(chǎn)過程的基本化學反應（三）海洋初級生產(chǎn)力的測定方法一、海洋生物生產(chǎn)及初級生產(chǎn)力的

測定方法（一）生物生產(chǎn)力的201

生物生產(chǎn)力(productivity)：生物通過同化作用生產(chǎn)（或積累）有機物的能力，包括：1、初級生產(chǎn)力(primaryproductivity)：自養(yǎng)生物通過光合作用或化學合成制造有機物的速率(mgC/m2·d)。包括：（1）總初級生產(chǎn)力(grossprimaryproductivity)：是指自養(yǎng)生物生產(chǎn)的總有機碳量；（2）凈初級生產(chǎn)力(netprimaryproductivity)：總初級生產(chǎn)量扣除自養(yǎng)生物在測定階段中呼吸消耗掉的量（呼吸作用通常估計為總初級生產(chǎn)力的10%左右）。

（一）生物生產(chǎn)力的有關(guān)概念生物生產(chǎn)力(productivity)：生物通過同化作用生2022、次級生產(chǎn)力(secondaryproductivity)：除生產(chǎn)者之外的各級消費者直接或間接利用已經(jīng)生產(chǎn)的有機物經(jīng)同化吸收、轉(zhuǎn)化為自身物質(zhì)（表現(xiàn)為生長與繁殖）的速率，也即消費者能量儲蓄率。次級生產(chǎn)力不分為“總”的和“凈”的量。

2、次級生產(chǎn)力(secondaryproductivit2033、群落凈生產(chǎn)力(netcommunityproductivity):往往指在生產(chǎn)季節(jié)或一年的研究期間，未被異養(yǎng)者消耗的有機物質(zhì)的儲藏率：群落凈生產(chǎn)力=凈初級生產(chǎn)力-異養(yǎng)呼吸消耗

上述凈初級生產(chǎn)力是代表生態(tài)系統(tǒng)中自養(yǎng)生物的凈產(chǎn)量，這些能量又被自養(yǎng)生物以外的全部生物所消耗和利用，并形成生態(tài)系統(tǒng)中生物成員的凈生產(chǎn)量。生產(chǎn)力(productivity)<=>生產(chǎn)率(rateofproduction)3、群落凈生產(chǎn)力(netcommunityproduct204

4、現(xiàn)存量及周轉(zhuǎn)率

(1)現(xiàn)存量(standingcrop)：指某一特定的時間、某一空間范圍內(nèi)存有的有機體的量，即個體數(shù)量乘以個體平均質(zhì)量。它是在某一段時間內(nèi)生物所形成的產(chǎn)量扣除該段時間內(nèi)全部死亡量后的數(shù)值。與生物量(biomass)同義。

B2=B1+P–E=B1+△B單位：單位面積（或體積）中的有機碳量或能量來表示。自養(yǎng)者生物量出可以用葉綠素含量來表示。

4、現(xiàn)存量及周轉(zhuǎn)率205

(2)周轉(zhuǎn)率(turnoverrate)：是在特定時間階段中，新增加的生物量與這段時間平均生物量的比率(P/B)。

(3)周轉(zhuǎn)時間(turnovertime)：周轉(zhuǎn)率的倒數(shù)，它表示現(xiàn)存量完全改變一次或周轉(zhuǎn)一次的時間。5、生產(chǎn)力與現(xiàn)存量的關(guān)系：相互聯(lián)系的不同概念。

(1)現(xiàn)存量高生產(chǎn)力低：例如陸地森林；

(2)現(xiàn)存量少生產(chǎn)力高：海洋浮游植物。(2)周轉(zhuǎn)率(turnoverrate)：是在特定時間206光合作用(photosynthesis)化學合成作用（chemosynthesis)

（二）初級生產(chǎn)過程的基本化學反應光合作用(photosynthesis)（二）初級生產(chǎn)過程的207光合作用(photosynthesis)1、光反應(lightreaction)葉綠素吸收光能通過一系列的光化學反應產(chǎn)生O2，同時把光能轉(zhuǎn)化為化學能（ATP、NADH2）。（1）吸收光能產(chǎn)生還原能：

H2O+H2O O2+4H+＋4e-（2）能量以ATP和NADH2形式貯存：

4H++4E-+ADP+Pi+(O2)→2H2O+ATP2H++2e-+NAD→NADH2光能葉綠素光合作用(photosynthesis)光能葉綠素2082、暗反應(darkreaction)光反應產(chǎn)生的高能ATP和NADH2把CO2還原成高能的碳水化合物（CH2O)。

nCO2＋2NADH2＋3ATP→(CH2O)n＋H2O＋3ADP+3Pi+2NAD

2、暗反應(darkreaction)209(2)不同色素的作用葉綠素：將吸收的光能直接過通過電子傳遞給光和系統(tǒng)。其吸收峰僅限于某些波長范圍。海洋藻類的輔助色素(accessorypigment)：吸收的波長與葉綠素不同，可以吸收其它波長的可見光。(3)海水中的光譜組成：不同深度海水光譜的組成是不同的，紅外輻射和紫外輻射在表層被吸收，只有400-700nm的有效輻照進入水深處。其中，有效輻照中的紅光被很快吸收，只有藍光穿透最深。(2)不同色素的作用210化學合成作用（chemosynthesis)1、化能自養(yǎng)生物(chemoautotroph)：海底沉積物次表層或少數(shù)缺氧的海區(qū)生活的某些化學合成細菌。

化學合成作用（chemosynthesis)2112、化學合成作用(chemosynthesis)：化能自養(yǎng)生物能夠借助簡單的無機化合物（CH4、H2S等）氧化獲得能量，還原CO2，制造有機物。

H2A+H2OAO+4H++4e-

4H++4e-+ADP+Pi+(O2)→ATP+2H2O2H++2e-+NAD→NADH2CO2＋2NADH2＋3ATP→(CH2O)＋H2O＋3ADP+3Pi+2NAD

脫氫酶2、化學合成作用(chemosynthesis)：化能自養(yǎng)生21214C示蹤法葉綠素同化指數(shù)法（三）海洋初級生產(chǎn)力的測定方法14C示蹤法（三）海洋初級生產(chǎn)力的測定方法213

14C示蹤法

1、原理：把一定數(shù)量的放射性碳酸氫鹽H14CO3-

加入到已知二氧化碳總量的海水樣品中，經(jīng)過一段時間培養(yǎng)，測定浮游植物細胞內(nèi)有機14C的數(shù)量，就可以計算出浮游植物光合作用速率。

2、手段：黑白瓶法。14C示蹤法214

3、計算公式：

其中：P:初級生產(chǎn)力(mgC/m2·h)；Rs:白瓶中有機14C的放射性計數(shù)；Rb:黑瓶水樣中有機14C的放射性計數(shù)；R為加入14C的總放射性；W為海水中二氧化碳量；N為培養(yǎng)時間。

4、具體方法:現(xiàn)場法(insitumethod)；模擬現(xiàn)場法(simulatedmethod)。

5、優(yōu)點：準確度高。3、計算公式：215葉綠素同化指數(shù)法1、同化指數(shù)(assimilationindex)或同化系數(shù)(coefficientofassimilation)：指單位Chla在單位時間內(nèi)合成的有機碳量，單位：mgC/(mgChla·h)公式：P=Chla含量×Q

葉綠素（Chla

）含量以分光光度法測定；同化指數(shù)（Q）以14C法測定。優(yōu)點：研究海區(qū)不必每個站位都采用14C法，代表性站位用14C測得Q值，其它站位只測Chla含量。葉綠素同化指數(shù)法2162、葉綠素測定：分光光度法

(1)過濾：用能夠溶解于丙酮溶液的超濾膜過濾海水

1－5升，獲取浮游植物；

(2)提?。?0％丙酮；

(3)測定：分光光度計測定葉綠素在丙酮溶液中的光密度；2、葉綠素測定：分光光度法217

(4)

計算：

葉綠素a含量＝11.85E664-1.54E647-0.08E630

葉綠素b含量＝21.03E647-5.43E664-2.66E630

葉綠素c含量＝24.52E630-1.67E664-7.60E647

葉綠素含量(mg/m3)=C×Va/Vw×10

其中：E：為經(jīng)750nm波長校正后的吸光值；

Va：丙酮體積；Vw：過濾海水體積；

C：三種葉綠素含量。(4)計算：2183、同化指數(shù)的用途：以光合作用速率結(jié)合其葉綠素a含量來表示光合作用活性的量值，它對于比較不同海區(qū)（或同一海區(qū)不同季節(jié)）的光合作用活性水平是一個很有用的指標。4、影響同化指數(shù)的因素：藻類的適應性、環(huán)境的營養(yǎng)鹽含量、光照、溫度等。3、同化指數(shù)的用途：以光合作用速率結(jié)合其葉綠素a含量來表示光219（一）光（二）營養(yǎng)鹽（三）溫度（四）垂直混合和臨界深度（五）牧食作用

二、影響海洋初級生產(chǎn)力的因素（一）光二、影響海洋初級生產(chǎn)力的因素220（一）光

1、藻類的光合作用與光輻照度關(guān)系：拋物線關(guān)系

（一）光221在低的輻照條件下，光線有限，光合作用的速度被光化學反應所制約，光合作用生產(chǎn)與光強成正比；在稍強的輻照度下，曲線彎曲，逐漸變?yōu)榕c橫軸平行，這是的光合作用被酶促反映的速度所制約，光合作用達到飽和；繼續(xù)增大輻照度，光合作用中暗反應不能跟上光化學反應，后者導致光氧化，破壞葉綠體中的酶，從而光合作用的總速率下降。在低的輻照條件下，光線有限，光合作用的222

2、補償深度（compensationdepth）（1）定義：太陽輻射進入海水后，隨深度的增大而減弱，當至一深度處，光合作用所產(chǎn)氧的量恰好等于其呼吸作用時消耗的量，這一光照強度即稱為補償點（compensationpoint）或稱補償光強度（compensationlightintensity）。補償點所在的深度即稱為補償深度。（2）補償深度的影響因素緯度、季節(jié)、日照角度、天氣、海況、海水濁度等。2、補償深度（compensationdepth）223（3）補償深度的測定：

ID=I0e-KD；lnID＝lnI0-KDD=(lnI0-lnID)/KDc=(lnI0-lnIc)/K其中：ID：某一深度處的光強；I0：水表面光強；

K：光線海水體積衰減系數(shù)；D：水深；

Ic：補償深度處的光強；Dc

：補償深度。（3）補償深度的測定：224（二）營養(yǎng)鹽1、主要營養(yǎng)鹽種類（1）潛在限制性營養(yǎng)鹽：NO3-、PO43-、SiO3-

等；（2）微量元素：Fe、Mn、Co、Cu、Zn等都有可能成為限制性因子。（二）營養(yǎng)鹽2252、營養(yǎng)鹽的吸收機制：透性酶(permease)控制營養(yǎng)鹽化合物或離子進入植物細胞的速率，使藻類能夠從營養(yǎng)物質(zhì)濃度較低的環(huán)境介質(zhì)中吸收營養(yǎng)元素到高濃度的細胞內(nèi)。在低濃度條件下，吸收速率隨著濃度的提高而迅速增大，達到一個平衡狀態(tài)，吸收速率不再隨濃度提高而加快。氮鹽和磷酸鹽都如此。3、營養(yǎng)鹽的吸收規(guī)律米氏方程：描述營養(yǎng)鹽的吸收規(guī)律υ:營養(yǎng)鹽被吸收的速率；Vm:最大吸收速率；Ks:吸收半飽和常數(shù);S:介質(zhì)中的營養(yǎng)鹽濃度。2、營養(yǎng)鹽的吸收機制：透性酶(permease)控制營養(yǎng)鹽化2264、鐵(1)作用：植物生命活動必需的微量元素（葉綠素合成、硝酸和亞硝酸還原酶合成）。在某些大洋海區(qū)，鐵是影響海洋初級生產(chǎn)力的重要因子。(2)分布：近岸一般充足，大洋缺乏（東熱帶太平洋海區(qū)、東北亞極地太平洋海區(qū)、南半球部分海區(qū)）。(3)補充途徑：近岸海區(qū)來源于陸地；大洋海區(qū)來源于大氣灰塵沉降；(4)限制標準：參考浮游植物細胞C:Fe=100000:1，C:N=6.6:14、鐵227（三）溫度1、對光合作用的影響（1）光照條件很差時：光合作用主要受光反應的影響；（2）光照達到光飽和值時：溫度對光合作用發(fā)生影響，此時：光合作用的速率隨溫度的升高而增加，開始光合作用迅速提高，然后增加的比較緩慢，最后光合作用速率下降。（三）溫度2282、不同海區(qū)溫度對光合作用的影響（1）熱帶海域溫度對光合作用的影響：由于溫度引起水體分層，分層現(xiàn)象阻礙了營養(yǎng)鹽的上升，使上層水初級生產(chǎn)力維持較低而穩(wěn)定的水平。（2）溫帶海區(qū)溫度對光合作用的影響：只有臨時性分層。2、不同海區(qū)溫度對光合作用的影響229（四）垂直混合和臨界深度1、垂直混合（1）海水垂直混合(對流：convection)的原因：密度變化、風力作用等。（2）海水垂直混合的結(jié)果：將深水處的營養(yǎng)鹽帶到上層，浮游植物被帶到深水層。（四）垂直混合和臨界深度230

2、臨界深度（criticaldepth）是指在這一深度以上的全部光合作用與水體中全部呼吸作用相等（包括動物的呼吸作用），或者說在這個深度之上，平均光強等于補償光強。臨界深度通常大于補償深度，與補償深度上方和下方浮游植物的數(shù)量比例有關(guān)，并取決于垂直混合的深度。

2、臨界深度（criticaldepth）231海洋生態(tài)學ppt課件二2323、不同緯度海區(qū)海水的混合情況：（1）高緯海區(qū)：熱量不斷從表面散失，對流混合連續(xù)進行；（2）溫帶海區(qū)：對流混合在冬季可達75~200m處，而在春夏季由于風的作用產(chǎn)生的混合一般不會超過溫越層的深度。（3）低緯海區(qū)：表面海水穩(wěn)定度高，沒有明顯的對流混合。3、不同緯度海區(qū)海水的混合情況：233（五）牧食作用浮游動物種群對浮游植物數(shù)量的影響：浮游動物攝食浮游植物，影響到浮游植物的數(shù)量和產(chǎn)量，同時，浮游動物通過新陳代謝作用釋放出藻類所需要的營養(yǎng)物質(zhì)。（五）牧食作用234（一）不同緯度海區(qū)初級生產(chǎn)力的季節(jié)分布（二）不同水文特征海域的初級生產(chǎn)力（三）近岸水域的初級生產(chǎn)力（四）全世界海洋初級生產(chǎn)力的估計

三、海洋初級生產(chǎn)力的分布（一）不同緯度海區(qū)初級生產(chǎn)力的季節(jié)分布三、海洋初級生產(chǎn)力的分235（一）不同緯度海區(qū)初級生產(chǎn)力的季節(jié)分布

１、中緯度海區(qū)：季節(jié)變化屬于雙周期型，包括春、秋兩個高峰；２、高緯度地區(qū)：單周期型，季節(jié)變化不明顯，光照條件是影響初級生產(chǎn)力的主要因素；３、低緯度地區(qū)：沒有明顯的周期性波動。（一）不同緯度海區(qū)初級生產(chǎn)力的季節(jié)分布236海洋生態(tài)學ppt課件二237（二）不同水文特征海域的初級生產(chǎn)力（二）不同水文特征海域的初級生產(chǎn)力238（三）近岸水域的初級生產(chǎn)力１、近岸水域的特征（１）磷酸鹽、硝酸鹽充足，不成為限制因子；（２）水深小于補償深度；（３）很少出現(xiàn)持久的溫躍層；（４）有大量的陸源碎屑，使透光層深度受到限制。（三）近岸水域的初級生產(chǎn)力239２、近岸水域初級生產(chǎn)力溫帶近岸海域不出現(xiàn)明顯的雙周期生產(chǎn)模式，整個夏季都可能有較高的產(chǎn)量，這是因為營養(yǎng)鹽不受限制和不存在持久性溫越層的緣故。所以全年平均總產(chǎn)量比相應緯度的外海區(qū)的產(chǎn)量高很多。由于碎屑吸收大量的光線，生產(chǎn)僅限于最表層（10m左右）。熱帶海區(qū)近岸區(qū)初級生產(chǎn)力可能高于外海區(qū)10倍，其主要原因是近岸區(qū)的營養(yǎng)鹽得到充分的補充。２、近岸水域初級生產(chǎn)力240（四）全世界海洋初級生產(chǎn)力的估計１、現(xiàn)在海洋初級生產(chǎn)力的估算比過去高的原因：（1）初級生產(chǎn)的產(chǎn)品不僅以顆粒有機碳（POC

）的形式存在，還有相當部分以溶解有機碳（DOC

）的形式釋放到水中。過去的14C

方法只測定POC

，而DOC被忽略；（2）原核和真核的超微型自養(yǎng)浮游生物被忽略，有時候他們對初級生產(chǎn)力的貢獻高達60%；（四）全世界海洋初級生產(chǎn)力的估計241２、世界海洋初級生產(chǎn)力的分布：２、世界海洋初級生產(chǎn)力的分布：242四、海洋新