第三章水生生物對環(huán)境的適應(yīng)

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

AEFN第2頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月最小量定律：植物的生長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)。補充原理：(1)生物能夠?qū)σ粋€因子的耐性范圍很廣，而對另一個因子的耐性范圍很狹窄；(2)對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)一個種的某一個生態(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下降；(4)在自然界中，生物實際上并不在某一個特定的環(huán)境因子的最適范圍內(nèi)生活，這時，另外一些生態(tài)因子起到重要的作用；(5)繁殖期通常是一個臨界期。

AEFN基本規(guī)律第3頁，課件共24頁，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，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月溫度對水生生物的影響

AEFN第5頁，課件共24頁，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，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月積溫：生物生長發(fā)育期間所需溫度的總和?；顒臃e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，課件共24頁，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)肢動物在發(fā)育的某一個時期如卵、幼蟲等，其生長和發(fā)育都停頓下來，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動物對極端溫度的適應(yīng)第8頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月浮游植物通過改變細(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）可生長的溫度范圍為0-40℃（Philips，1972），但有效生長溫度范圍為5-27℃（Thayer，1975）。

AEFN水生植物對溫度的適應(yīng)第9頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月無脊椎動物的代謝率和活動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性的變化范圍，但是活動率和代謝率的變化未必同時發(fā)生。Childress（1976）指出魚類活動性研究方法和概念（Brett,1964;Fry,1971）不適合于水層無脊椎動物活動性的研究。溫度可降低底棲動物幼體對其它環(huán)境條件的適應(yīng)能力

Veberg，見鄭義水等

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

AEFN第11頁，課件共24頁，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）低于正常鹽度時代謝最高，高于正常鹽度時代謝率最低；（2）正常鹽度時代謝最低；（3）正常鹽度時代謝率最高；（4）代謝率不受鹽度影響。

Vernberg&Vernberg,鄭義水，周秋麟1991譯。

AEFN水生生物對鹽度的適應(yīng)第12頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月許多浮游植物對環(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，河口浮游植物對低鹽的適應(yīng)性最大，而對低濃度營養(yǎng)鹽的適應(yīng)性最小（RiceandFerguson，1975）。浮游植物通過調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)鹽度使之稍微高于生長基質(zhì)的鹽度，從而達(dá)到對鹽度的生理適應(yīng)（Guillard，1962）。細(xì)胞開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，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時才能進(jìn)行細(xì)胞分裂（Chu，1942）。

Veberg，見鄭義水等

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

Veberg，見鄭義水等

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

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

在北緯48o海平面上太陽輻射能很少大于1.5cal/cm2/min。來自太陽和其他輻射的波長為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)植物對光強度的關(guān)系分為陽性（喜光）植物，陰性（喜蔭）植物耐蔭植物上述三類植物光飽和點，補償點以及色素含量均有差別（見李博，1993）。

AEFN水域環(huán)境光照條件第17頁，課件共24頁，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度，同時浮游植物也通過改變細(xì)胞內(nèi)色素含量和光合酶量來適應(yīng)光強度的變化。當(dāng)光強度增加時，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)藻是通過增加最大酶反應(yīng)率來適應(yīng)光強度的增加（Jorgensen，1964）（Veberg，見鄭義水等）。浮游動物晝夜垂直移動的直接刺激源經(jīng)常是光（Cushing,1951），有時也為溫度或密度梯度所改變（Harder,1968;Boyd,1973）。垂直移動假說：（1）能量增益學(xué)說：McLaren（1963）提出了一種垂直移動適應(yīng)值理論，認(rèn)為垂直移動為移動者提供了能量效益。（2）躲避捕食。

AEFN浮游生物對光照強度的適應(yīng)第18頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月許多底棲動物幼蟲期的行為是受光控制的。大多數(shù)種類的幼蟲在孵出后的最初階段是正趨光性的，它們通過趨光游泳開始其生活，隨年齡增長它們逐步變成負(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，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月食物對水生生物的影響

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

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

Veberg，見鄭義水等

AEFN第22頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月沈國英主編.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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