第三章水生生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)

第三章水生生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)第1頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三章水生生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)

AEFN第2頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月最小量定律：植物的生長(zhǎng)取決于處在最小量狀況的食物的量(Liebig，1840)。適用范圍：（1）只能在嚴(yán)格的穩(wěn)定狀態(tài)，即能量和物質(zhì)的流入和流出處于平衡狀態(tài)的情況下才適用；（2）要考慮因子的相互作用。

耐性定律：生物有一個(gè)生態(tài)學(xué)上的最小量和最大量，它們之間的幅度就是耐性限度(Shelford)。補(bǔ)充原理：(1)生物能夠?qū)σ粋€(gè)因子的耐性范圍很廣，而對(duì)另一個(gè)因子的耐性范圍很狹窄；(2)對(duì)所有因子的耐性范圍都很廣的生物，一般都分布很廣；(3)當(dāng)一個(gè)種的某一個(gè)生態(tài)因子不是處于最適度的狀況下，另一些生態(tài)因子的耐性限度都會(huì)下降；(4)在自然界中，生物實(shí)際上并不在某一個(gè)特定的環(huán)境因子的最適范圍內(nèi)生活，這時(shí)，另外一些生態(tài)因子起到重要的作用；(5)繁殖期通常是一個(gè)臨界期。

AEFN基本規(guī)律第3頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月物候?qū)W：除了晝夜周期以外，生物界中還存在季節(jié)周期，研究生物的季節(jié)性節(jié)律變化與環(huán)境季節(jié)變化關(guān)系的科學(xué)叫物候?qū)W(Phenology).

物候期

AEFN物候?qū)W第4頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月溫度對(duì)水生生物的影響

AEFN第5頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陸地最高溫度在沙漠地區(qū)（60℃）（火山區(qū)更高）。最低溫度在西伯利亞（-70℃）。海洋最高溫度記錄在波斯灣，潮汐區(qū)溫度約為36℃。溫泉和噴泉可高達(dá)100℃。生物生存的溫度范圍-200℃─100℃。陸生維管束植物多數(shù)為廣溫性，其維持生命的溫度范圍通常為-5℃─55℃，但多數(shù)在5℃─40℃之間方具有繁殖能力。生活在極端溫度下的生物，對(duì)溫度的適應(yīng)有幾種不同的適應(yīng)方式，其中一方面是屬于生理方面的適應(yīng)，此外還有形態(tài)構(gòu)造和行為方面的適應(yīng)。（郝道猛，1977）狹溫性（Stenothermal）—廣溫性（Eurythermal）

AEFN環(huán)境溫度與生物生存溫度第6頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月積溫：生物生長(zhǎng)發(fā)育期間所需溫度的總和?；顒?dòng)積溫：高于最低生物學(xué)有效溫度的日平均氣溫之和。有效積溫：植物生長(zhǎng)期間日平均氣溫減去最低生物學(xué)有效溫度的差的總和。李博，1993

AEFN生物積溫第7頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月形態(tài)和生理適應(yīng)：休眠：冬眠：夏眠：滯育（Diapause）：節(jié)肢動(dòng)物在發(fā)育的某一個(gè)時(shí)期如卵、幼蟲(chóng)等，其生長(zhǎng)和發(fā)育都停頓下來(lái)，而進(jìn)入休眠狀態(tài)，稱為休眠或滯育。遷移其它的行為適應(yīng)郝道猛，1977

AEFN動(dòng)物對(duì)極端溫度的適應(yīng)第8頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月浮游植物通過(guò)改變細(xì)胞分裂速度（Eppley，1972）和單位葉綠素生產(chǎn)力（Talling，1955；Lchimura，1968）來(lái)適應(yīng)水溫的變化。如果在適宜溫度范圍內(nèi)，水溫每升高10℃，則培養(yǎng)液中細(xì)胞分裂速度可增加1-3倍（Fogg，1956）大葉藻（Zosteramarina）可生長(zhǎng)的溫度范圍為0-40℃（Philips，1972），但有效生長(zhǎng)溫度范圍為5-27℃（Thayer，1975）。

AEFN水生植物對(duì)溫度的適應(yīng)第9頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月無(wú)脊椎動(dòng)物的代謝率和活動(dòng)率通常隨溫度升高而提高（Kinne,1970）代謝率變化常常改變了生物活動(dòng)性的變化范圍，但是活動(dòng)率和代謝率的變化未必同時(shí)發(fā)生。Childress（1976）指出魚(yú)類活動(dòng)性研究方法和概念（Brett,1964;Fry,1971）不適合于水層無(wú)脊椎動(dòng)物活動(dòng)性的研究。溫度可降低底棲動(dòng)物幼體對(duì)其它環(huán)境條件的適應(yīng)能力

Veberg，見(jiàn)鄭義水等

AEFN水生動(dòng)物對(duì)溫度的適應(yīng)第10頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月鹽度對(duì)水生生物的影響

AEFN第11頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月狹鹽性（Stenohaline）—廣鹽性（Euryhaline）

Kinne(1966)認(rèn)為可以觀察到4種類型與鹽度變化有關(guān)的代謝率變化（1）低于正常鹽度時(shí)代謝最高，高于正常鹽度時(shí)代謝率最低；（2）正常鹽度時(shí)代謝最低；（3）正常鹽度時(shí)代謝率最高；（4）代謝率不受鹽度影響。

Vernberg&Vernberg,鄭義水，周秋麟1991譯。

AEFN水生生物對(duì)鹽度的適應(yīng)第12頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月許多浮游植物對(duì)環(huán)境因素具有生理和形態(tài)上的抗性適應(yīng)。在海洋浮游植物中，河口浮游植物對(duì)低鹽的適應(yīng)性最大，而對(duì)低濃度營(yíng)養(yǎng)鹽的適應(yīng)性最?。≧iceandFerguson，1975）。浮游植物通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)鹽度使之稍微高于生長(zhǎng)基質(zhì)的鹽度，從而達(dá)到對(duì)鹽度的生理適應(yīng)（Guillard，1962）。細(xì)胞開(kāi)始分裂和保持分裂的鹽度范圍取決于細(xì)胞內(nèi)鹽度變化控制下的代謝速率。鹽度高于18-24時(shí)，大洋種類的分裂速度高于最大分裂速度的一半，而河口種類在鹽度高于0.5-8時(shí)分裂速度不受影響。淺海種類的反應(yīng)介于大洋種類和河口種類之間。一些河口種類能夠在淡水中分裂，而大部分淡水種類只能在鹽度低于2時(shí)才能進(jìn)行細(xì)胞分裂（Chu，1942）。

Veberg，見(jiàn)鄭義水等

AEFN浮游植物對(duì)鹽度的適應(yīng)第13頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月海草對(duì)鹽度適應(yīng)性強(qiáng)，其耐鹽范圍大約從1-70，但正常生長(zhǎng)鹽度底限一般約為15（McMillanandMosely，1967；McMahan，1968；McMillan，1974）海草不能長(zhǎng)時(shí)間耐受淡水或極低的鹽度，部分原因是與海水相比無(wú)機(jī)碳供應(yīng)減少了（Hammer，1969）。

Veberg，見(jiàn)鄭義水等

AEFN海草對(duì)鹽度的適應(yīng)第14頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第15頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月光照對(duì)水生生物的影響

AEFN第16頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月太陽(yáng)常數(shù)：1.92g-cal/cm2/min（太陽(yáng)光達(dá)到大氣層外層的強(qiáng)度）

在北緯48o海平面上太陽(yáng)輻射能很少大于1.5cal/cm2/min。來(lái)自太陽(yáng)和其他輻射的波長(zhǎng)為300-5000nm，只有380-720nm的光可用于光合作用，相當(dāng)于總輻射能的50%，所以在海平面，可進(jìn)行光合作用的能量不超過(guò)0.7-0.8cal/cm2/min。

Bougis,1976透明度（Transparency或Secchidepth）狹光性—廣光性根據(jù)植物對(duì)光強(qiáng)度的關(guān)系分為陽(yáng)性（喜光）植物，陰性（喜蔭）植物耐蔭植物上述三類植物光飽和點(diǎn)，補(bǔ)償點(diǎn)以及色素含量均有差別（見(jiàn)李博，1993）。

AEFN水域環(huán)境光照條件第17頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月由于浮游植物細(xì)胞分裂速度與光合作用產(chǎn)物碳的供應(yīng)有關(guān)，所以細(xì)胞分裂速度取決于光的強(qiáng)度，同時(shí)浮游植物也通過(guò)改變細(xì)胞內(nèi)色素含量和光合酶量來(lái)適應(yīng)光強(qiáng)度的變化。當(dāng)光強(qiáng)度增加時(shí)，蛋白核小球藻的反應(yīng)是降低細(xì)胞內(nèi)的色素量（Steeman-NielsenandJorgensen，1968），而梅尼小環(huán)藻是通過(guò)增加最大酶反應(yīng)率來(lái)適應(yīng)光強(qiáng)度的增加（Jorgensen，1964）（Veberg，見(jiàn)鄭義水等）。浮游動(dòng)物晝夜垂直移動(dòng)的直接刺激源經(jīng)常是光（Cushing,1951），有時(shí)也為溫度或密度梯度所改變（Harder,1968;Boyd,1973）。垂直移動(dòng)假說(shuō)：（1）能量增益學(xué)說(shuō)：McLaren（1963）提出了一種垂直移動(dòng)適應(yīng)值理論，認(rèn)為垂直移動(dòng)為移動(dòng)者提供了能量效益。（2）躲避捕食。

AEFN浮游生物對(duì)光照強(qiáng)度的適應(yīng)第18頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月許多底棲動(dòng)物幼蟲(chóng)期的行為是受光控制的。大多數(shù)種類的幼蟲(chóng)在孵出后的最初階段是正趨光性的，它們通過(guò)趨光游泳開(kāi)始其生活，隨年齡增長(zhǎng)它們逐步變成負(fù)趨光性。高溫和低鹽等環(huán)境因子可改變幼體對(duì)光的反應(yīng)，它們常常減弱幼體的正趨光反應(yīng)。

Vernberg&Vernberg,鄭義水，周秋麟1991譯。

AEFN淡水浮游生物第19頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月食物對(duì)水生生物的影響

AEFN第20頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月狹食性（Stenophagic）—廣食性（Euryphagic）

AEFN浮游生物第21頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月攝食方式：Yung(1928)提出了底棲動(dòng)物攝食機(jī)制的幾種類型：（1）通過(guò)體表直接從海水中吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；（2）借助偽足、黏液、剛毛攝食小型顆?；蚴车踪|(zhì)的攝食機(jī)制；（3）吞食大顆粒餌料

Veberg，見(jiàn)鄭義水等

AEFN第22頁(yè)，課件共24頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月沈國(guó)英主編.1999.海洋生態(tài)學(xué)(第二版).海洋出版社(北京).劉建康主編.1999.高級(jí)水生生物學(xué).科學(xué)出版社(北京).何志輝.1999.淡水生態(tài)學(xué).農(nóng)業(yè)出版社(北京).

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