海洋生态学.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流海洋生态学.精品文档.海洋生态学绪论：1，生态学：研究生物生存条件、生物及其群体与环境相互作用的过程及其规律的科学；其目的是指导人与生物圈的协调发展。2，生态学三个优先研究的领域：全球变化，包括气候、天气、陆地和水域变化的生态原因和结果； 生态多样性，决定生态多样性的生态因子和生态学意义，全球性和区域性变化对生物多样性的影响； 可持续的生态系统，探讨可持续的生态系统的生态学原理和策略以及受损生态系统的恢复和重建的原理和技术第一章：生态系统概述1，生态系统：就是指一定时间和空间范围内，生物（一个或多个生物群落）与非生物环境通过能量流动和物质循环

2、所形成的一个互相联系、互相作用并且具有自动调节机制的自然整体。2，食物链；是指生物之间通过食与被食形成一环套一环的链状营养关系，即物质和能量从植物开始，然后一级一级的转移到大型肉食动物。食物链上的每个环节称为营养级。3，生态平衡：如果输入和输出在较长时间趋于相等，系统的结构与功能长期处于稳定状态，在外来干扰下能通过自我调节恢复原初的稳定状态，生态系统的这种状态叫做生态平衡。4，地球自我调节理论Gaia假说：认为，大气中活性气体的组成、地球表面的温度及沉积物的氧化还原电位和pH值等是受到地球上所有生物总体的成长、代谢所调控的，当地球环境受到干扰或者破坏时，地球上的生命总体总会通过其成长、活动和代

3、谢的变化来缓和地球环境的变化。第二章：海洋环境与海洋生物生态类群 1，海洋环境三大环境梯度：从赤道到两级的纬度梯度，从海面倒深海海底的深度梯度以及从沿岸到开阔大洋的水平梯度。 2，浮游生物的重要性：它们数量多、分布广，是海洋生产力的基础，也是海洋生态系统能量流动和物质循环的最主要环节； 是水团和海流的指示种； 有些化石种类的分布有助于勘探海底矿产资源。 3，浮游生物：是指在水流的作用下，被动的漂浮在水层中的生物群。它们共同的特点是缺乏发达的运动器官，运动能力薄弱或者完全没有运动能力，只能随水流移动。 4，底栖动物：是由生活在海洋基地表面或沉积物中的各种生物组成，种类繁多，有生产者、消费者和分解

4、者。第三章：海洋非生物生态因子及其生态作用 1，生态因子：生态学上将环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或者间接影响的环境要素称为生态因子。包括非生物因子和生物因子两大类。 2，限制因子：在所有的生态因子中，任何接近或者超过某种生物的耐受限度而阻碍其生存、生长、繁殖或扩散的因素，就叫做限制因子。 3，利比希最小因子定律：一种生物必须有不可缺少的物质供其生长和繁殖，这些基本的必需物质随种类的不同而异。当植物所能利用的量紧密的接近所需的最低量时，就对其生长和繁殖期限制作用，成为限制因子，这就是利比希最小因子定律。 它的两个辅助原理：只在能量和物质的流入和流出处于平衡的情况下才适用； 应注

5、意因子的相互影响问题。4，耐受限度：环境因子不仅由于其性质不同，对生物产生不同的影响，而且同一种因子的量太多或太少都影响生物的生存和繁殖。因此，生物对各种环境因子的适应就有一个生态学上的最大量和最小量，他们之间的幅度 称为耐受限度。 5，耐受定律的补充原理： 生物可能对某一生态因子的耐受范围很广，而对另一个因子很窄； 当某种生物对某一特定的生态因子不是处于最适状态时，对其他生态因子的耐受限度可能随之下降，或者说要考虑某一因子的改变可能引起生物对其他因子适应能力的改变。 在自然界中常看到生物实际上并不在某一特定的生态因子最适范围内生活，这是由于其他一些因子的相互作用表现出更大的重要性，妨碍生物利

6、用最适宜的环境条件。 生物对环境因子的耐受限度在其生生活史中不是恒定的，而是随着年龄及其他条件而改变。 6，海水的透明度：是指用一直径30cm的白色圆盘，垂直地放入海水中，直到刚刚看不见时的深度为止，这个深度（m）称为海水的透明度。 7，两级同源：南北两半球中高纬度的生物在系统分类上表现有密切的关系，有相应的种、属、科存在，这些种类在热带海区消失。 8，热带沉降：即某些广盐性和广深性的冷水种，其分布可能从南北两半球高纬度的表层通过赤道区的深水层而称为一个连续的分布。 9，有效积温法则：有机体必须在温度达到一定的界限以上，才能开始发育和成长。一般把这一界限称为生物学零度。研究表明，胚胎发育所必须

7、的总热量基本上是一个常数，即指发育期的平均水温与发育经过的天数或时数的乘积是一个常数，这个常数因总类的不同而有差异，此即有效积温法则。K=N(T-C)。K为热常数，N为发育天数，T为发育期的平均温度，C为发育起点温度，即生物学零度。 10，盐度：当碳酸盐全部转化为氧化物，溴和碘已为氯所取代，所有有机物均已完全氧化时，1kg海水中所含全部可溶性无机物的总质量（g）。 11，影响海水中溶解气体含量的主要因素： 各种气体在水中的溶解度不同； 温度与盐度的影响，通常是温度和盐度越低，溶解量越高； 与生物的活动有关。 12，光在海洋中的分布规律及其主要的生态作用： 垂直方向上分为三个层次：真光层有足够的

8、阳光供给植物进行光合作用； 弱光层在真光层的下方，植物在一年中的光合作用量少于其呼吸消耗。 无光层在弱光层的下方直到大洋海底的水层，除了生物发光，没有从上方透入的有生物学意义的光线。 水平方向上，和太阳辐射一样具有明显的维度梯度分布。 光的主要生态学意义在于：光是绿色植物进行光合作用的首要条件；光影响了海洋生物的分布，和趋光性有影响。第四章：生态系统中的生物种群 1，种群：就是在特定时间内栖息于特定空间的同种生物的集合体。种群内部的个体可以自由的交配繁衍后代，从而与其他地区的种群在形态和生态特征上彼此存在一定的差异。 2，阿利氏规律：种群密度过疏和过密对种群的生存和发展都是不利的，每一种生物种

9、群都有自己最适密度，这就是阿利氏规律。阿利氏规律对于濒临灭绝的珍稀动物的保护有指导意义。第五章：海洋生物群落中的种间关系 1，食性特化的适应意义： 首先，特化程度是动物对不同地区食物丰富程度和稳定性的一种适应； 其次，食性特化是对种间关系，特别是种间竞争关系的一种适应。占据不同的生态位； 此外，同一种动物的食性会在一定范围内发生变化，这种变化表现在不同的年龄、不同性别、不同季节和不同地理区域等方面。 2，高斯假说：亲缘关系接近的、具有同样习性或者生活方式的物种不可能长期在同一个地区生活，即完全的竞争者不能共存，因为它们的生态位没有差别。但是具有两个例外：由于环境因素强烈的作用，种群被抑制在一个

10、低密度的水平；环境不断的发生变动，竞争的结果不能达到一定的平衡。 3生态位：生态位是指一种生物在群落中的功能或作用，生态位不仅说明生物居住的场所，而且也要说明它吃什么、被什么动物所吃、它们的活动时间、与其他生物之间的关系以及它对群落发生影响的一切方面。 4，高斯假说与种间竞争的问题小结： 如果两个种在同一个稳定的群落中占据相同的生态位，一个种终究将消灭，或被迫改变生态位； 在一个稳定的群落中，没有任何两个种事直接的竞争者，因为这些种的生态位有差别，所以减少了它们之间的竞争，使自然界形形色色的生物物种各就各位，达到有序的平衡； 群落乃是一个相互起作用的、生态位分化的种群系统。群落中的种群有其一定

11、的生态位，在它们对群落的空间、时间、资源的利用方面，以及相互作用的可能类型，都趋向于相互补充而不是直接竞争。因此，有多个种群组成的群落就要比单一种群更能有效的利用环境资源，同时也可能增强系统的稳定性。 5，共生现象的类别：共栖、互利、寄生、偏害、原始合作。 6，种间竞争的作用： 在同一个地区内，生物的种类越丰富，种间为了共同的食物、生活空间或其他资源而出现的竞争是越激烈的，这样，对某一种特定的物种占有的实际生态位就可能越来越小。其结果是在进化的过程中，两个生态上很接近的种向着占有不同的空间、吃不同的食物、不同的活动时间或其他生态习性上分化，以降低竞争的紧张度，从而使两种之间可能形成平衡而共存。

12、因此，竞争在自然界的生存斗争在进化中起了及其重要的作用。第六章：生物群落的组成、结构和生态演替 1，生物群落：指一定时间内居住在一定空间范围内的生物种群的集合，具有一定结构和功能的统一整体。群落具有的属性有：群落中的物种多样性、控制群落特性的优势种、不同物种的相对丰盛度、群落的营养结构、空间结构和群落的演替等。 2，群落交错区和边缘效应： 不同生物群落之间往往有过度地带称为群落交错区。交错区可能具有较多的生物种类和种群密度，称为边缘效应，这种情况在发育良好的交错区较为明显。 3，交错区的特点： 环境复杂，能为不同生态类型的生物定居； 多种要素联合作用强烈，多样性较高； 抗干扰能力弱，稳定性相对

13、较低； 生态环境变化快，恢复困难； 4，形成群落结构的一些影响因素： 捕食作用； 关键种；群落中有的种类对决定其他大多数种类在群落中持续生存的能力具有关键性的作用，称为关键种； 竞争；种间竞争可通过生态位的分化降低竞争紧张度而使更多生物生存； 空间异质性；任何一个生物群落的环境都不是均匀一致的，而是具有不同程度的空间异质性；空间异质性的程度越高，意味着有更多的小生境，可以维持更多的生物生存。 干扰；干扰理论强调，中等程度的干扰频率才能维持高多样性，如果间隔时间长，竞争作用达到排斥别的种类的程度，多样性也不会很高。反之，如果干扰频繁，则先锋种不能发展到演替中期，从而保持低的多样性。 岛屿； 5，

14、生态演替：（指某一地段一种生物群落被另外一种生物群落代替的过程。） 它是群落发展的顺序过程：包括物种组成和群落过程随时间的改变，是具有规律地向一定方向发展，因而是能预见的； 它是群落引起物理环境改变的结果，也就是说，虽然物理环境决定演变的类型、变化速度和发展多远的限度，但是演替是受群落本身所控制的； 它以稳定的生态系统为发展的顶点。第七章：海洋初级生产力 1，初级生产力：即自养生物通过光合作用或者化学合成制造有机物的速率。包括总初级生产力和净初级生产力。 2，次级生产力：即除了生产者外的各级消费者直接或者间接利用已经生产的有机物经同化吸收、转化为自身物质的速率，也即消费者能量储蓄率。 3，影响

15、海洋初级生产力的生态因子：主要是光照条件和植物所需营养物质的含量，包括与两者相关的其他水文条件。温度、铁含量、垂直混合等。 4，补偿深度：在某一深度层，植物24小时中光合作用所产生的有机物质全部为维持其生命代谢消耗所平衡了，没有净生产量，我们称这样的深度为补偿深度。补偿深度处的光强称为补偿光强。补偿深度是会变化的，它不仅取决于纬度、季节和日光照射角度，也受天气、海况和海水混浊度的影响。 5，临界深度：是指在这个深度上方整个水柱浮游植物的光合作用总量等于其呼吸消耗的总量，或者说在这个深度之上，平均光强等于补偿光强。临界深度通常大于补偿深度，与补偿深度上方和下方浮游植物的数量比例有关，并取决于垂直

16、混合的深度。 6，不同纬度海区初级生产力的季节分布： 中纬度海区：双周期型，包括春、秋两个高峰。 冬季：海洋表层的热量不断散发到大气中，使得海水温度逐渐降低，对流混合和风混合扩散到深层，把氮、磷和其他无机营养盐带到了表层，到冬季后期，表层无机盐为全年最高值。但是有雨水温低，光照条件差，透光层很浅，影响浮游植物的光合作用，初级生产力为全年最低值。 春季：由于日照增强，表层水温上升，水体开始出现分层现象而趋于稳定，表层海水营养盐因冬季的对流混合而得到大量的补充。于是浮游只植物大量繁殖起来，初级生产力很高，同时迅速的消耗了营养盐。浮游植物数量达到全年最高值，浮游动物数量也逐渐增加，在冬末和早春，很多

17、海洋生物繁殖，所以春季出项大量的卵和幼体。由于浮游动物的增加，浮游植物的数量逐渐从最高值下降。 夏季： 表层水温升高，光照加强，但是营养盐在春季大量消耗后，含量很低，垂直混合的深度很浅，出现季节性温跃层，因此，深层富营养水难以上升。初级生产力降低。浮游动物达到全年最高峰，随后即下降。 秋季： 表层水温降低，光照减弱，季节性跃层消失；对流混合深度逐渐增加，从而表层的营养盐得到补充，结果初级生产力回升，硅藻的数量增加。不过这个高峰小于春季的高峰，而且持续时间短。 高纬度：为单周期型，表层水温整年都很低，季节变化不明显，光照条件是主要因素。 低纬度：生产力低，但是全年有生产，周期性不明显。 7，近岸

18、水域的初级生产力： 近岸水域的磷酸盐和硝酸盐含量可因大陆径流而得到额外的补充，它们往往不是初级生产力的限制因子。 近岸水较浅，其深度通常比补偿深度更浅，因而在任何季节里，浮游植物都不会出现被带到临界深度一下的情况。只要有充足的光照，即使是在冬季也可以持续生产。 在近岸区很少出现持续性的温跃层，富营养水不至于被局限在底部。 沿岸水域有大量的陆源碎屑，它们的存在使得透光层深度受到限制。 8，海洋新生产力：在真光层中再循环的N为再生N，主要是NH4+N，由真光层之外提供的N为新N，主要是NO3N，由再生N源支持的那部分初级生产力称为再生生产力，由新N源支持的那部分初级生产力为新生产力。两个之和是总初

19、级生产力。 9，f比：是新生产力和总生产力的比值。 10，光合作用商：表示浮游植物光合作用生产的氧气量和被吸收的二氧化碳量的比值，可以用来说明利用不同N源的初级生产化学过程的差异。 11，新生产力的研究意义; 有助于从更深层次阐明海洋生态系统的结构、功能； 对阐明全球碳循环过程有重要的意义； 新生产力是海洋渔业持续产量的基础。第八章：海洋生态系统的能流及次级生产力 1，生态效率：是指从一个特定的营养级获取的能量与向该营养级输入的能量之比。实际上就是营养级之间的能量传递效率。 2，影响动物种群产量的因素：温度，食物和个体大小。 3，海洋微型生物食物环： 溶解有机物被异氧浮游细菌摄取进行微生物二次

20、生产，形成异氧浮游细菌原生动物桡足类的摄食关系，就称为微型生物食物环。 3，微型生物食物环在海洋生态系统能流、物流中的重要作用：（1） 在能流过程中的作用： 通过微型生物食物环使得溶解有机物和微微型自养生物进入海洋的经典食物链； 微微型和微型自养生物的初级生产构成海洋初级生产力的最重要部分； 微型和小型浮游动物是海洋生态系统能流的重要中间环节。（2） 在物质循环中的作用：不仅是营养物质向较高营养层次流动的重要环节，而且在生态系统有机物质矿化和再循环过程中起非常重要的作用，特别是在贫营养的大洋区，大部分营养物质的循环能在真光层内完成。第九章：海洋生态系统的分解作用和生物地化循环 1，矿化作用和分

21、解作用： 动物、植物和微生物不断产生死的有机物质，包括排泄的废物以及死亡后的各种残体，这些有机物质储存一定的潜能，在生态系统中通过分解者生物的作用逐渐降解，最终无机元素从有机质中释放出来，称为矿化作用，同时能量也以热的形式逐渐散失，这个过程就是生态系统的分解作用。 2，分解的意义： 促使营养物质循环，维持平衡； 维持大气中氧气和二氧化碳的比例； 分解的碎屑为各种生物提供食物，对维持生态系统多样性有重要意义； 陆地上的分解作用对改善土壤的物理性状，改造地球表面惰性物质有重要作用。 3，生物沉降和生物扰动： 滤食性动物通过摄食活动去除水层中的POM使之作为粪球被沉降到沉积物表层或者内部，这个过程叫

22、做生物沉降； 食底泥的底栖动物通过摄食、建管、筑穴以及对沉积物的搬运、混合过程改变了沉积物的物理化学性质，称为生物扰动。 4，生物泵： 由有机物生产、消费、传递、沉降和分解等一系列生物学过程构成的碳从表层向深层的转移，这就称为生物泵。第十章：海洋主要生态系统类型 1，潮间带; 海洋与陆地之间的过渡带，交替暴露于空气中和淹没在水中，因而温度变化最剧烈。海水的盐度也由于蒸发、降水和大陆排水而变化很大。底质很复杂，污染也很严重。 2，河口区生态系统： 所谓河口，就是海水与淡水交汇和混合的部分封闭的沿岸海湾，它受潮汐作用的强烈影响。（1） 环境特征： 盐度呈周期性和季节性变化，与潮汐和降水和蒸发有关；

23、 由于河水冬冷夏暖，所以导致河口区的温度变化很大； 泥质底，富含有机质，这些物质是河口生物的重要食物来源； 混浊度高，透明度下降，浮游植物和底栖植物的光合作用率也随之下降； 营养物质富集，来源于陆地的补充，并且具有滞留营养物质的水温和生物机制（2） 生物特点：广盐性、广温性和耐低氧性是河口生物的重要生态特征；季节性浮游生物种类较多，终身浮游生物的种类较少；（3） 与人类的关系：易受到人类活动破坏的区域。原因是： 工厂污水和居民生活废水的大量倾倒到河口海区； 农田施用的肥料和农药被冲刷经河流流入河口区； 围海造田和修堤建坝阻碍河口区的水流畅通和增加淤泥沉积； 停留在河口区的船舶所产生的燃料泄漏和

24、生活废水倒入海水中。 3，海草场的生态作用： 海草起稳定软底质的作用，通过根系来抵御风暴对底质的破坏； 叶子对海浪有缓冲作用，从而形成较平静的水环境； 叶子有遮阳的作用，使得生活在其中的生物避免强烈阳光的直接照射的危害。 4，保护红树林生态系统的重要意义： 红树林形成一道缓解或者抵抗风暴、海浪对海岸冲击的天然屏障，而且红树林及其根系有截留和积累沉积物的功能； 为许多海生和陆生生物提供栖息地和食物； 红树林的树干木材、叶子有广阔的用途。 5，珊瑚礁： 6，上升流：第十一章：海洋渔业资源的科学管理1， 持续产量和最大持续产量： 持续产量是在生态环境基本稳定的条件下，每年从该种群资源中捕捞一定的数量

25、而不影响资源量持续保持在一定的水平上，这种渔获量可以年复一年的获得就称为持续产量。 当通过科学的开发利用措施而使得持续产量达到最大值时，即在不损害种群本身再生产能力的情况下，从种群资源中持续获得的最大产量，就称为最大持续产量。第十二章：海洋污染和赤潮现象1， 海洋污染： 由于人类活动，直接或间接地把物质或者能量引入海洋环境，造成或可能造成损害海洋生物资源、危害人类环境、妨碍海洋活动、损坏海水和海洋环境质量等有害影响，称为海洋污染。其特点是：污染源广、持续性强、危害大、扩散范围广、防止困难。2， 海洋自净能力： 环境自净是指污染物排放入环境后，在物理、化学和生物作用下逐渐消除污染物达到自然净化的

26、过程。海洋通过它本身的物理、化学和生物的作用，使得污染物质的浓度自然降低乃至消失的能力，称为海洋自净能力。3， 环境容量; 是在人类生存和自然生态不致受害的前提下，某一环境所能容纳的污染物的最大负荷量。4， 生物浓缩和生物富集： 很多生物能从环境中吸收某些元素或难分解的化合物，使得生物体内该物质的浓度超过环境中的浓度，这种现象称为生物浓缩或者生物富集； 很多海洋生物都有从环境中积蓄某些元素或难分解的化合物（如金属、有机农药和放射性物质），并随着生物的生长发育，浓缩系数不断增加，这种现象称为生物积累。5， 生物放大： 许多海洋生物对污染生物有很强的富集能力，而且这些污染物在有机体内的浓度随着食物

27、链营养级的增大，这种现象称为生物放大。6， 赤潮：所谓赤潮是海洋中某些微小的浮游生物在一定条件下爆发性增 殖而引起海水变色的一种有害的生态异常现象。7， 赤潮的危害： 赤潮生物大量繁殖，覆盖海面或者附在鱼，贝类的鳃上，使得它们的呼吸器官难以正常发挥作用而造成呼吸困难甚至死亡； 赤潮生物在生长繁殖的代谢过程和死亡细胞被微生物分解的过程中大量消耗海水中的溶解氧，使海水严重缺氧，鱼、贝类等海洋生物因缺氧而窒息死亡； 有些赤潮生物体内及其代谢产物含有生物毒素，引起鱼、贝类中毒或者死亡； 居民通过摄食中毒的鱼类、贝类而产生中毒。第十三章：保护海洋生物多样性1， 生物多样性： 是指栖息于一定环境的所有动物

28、，植物和微生物物种、各种物种所拥有的全部基因以及它们与生存环境所组成的生态系统的总称。因此，生物多样性包括物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性。2， 遗传多样性： 广义上可以理解为蕴藏于所有动物、植物和微生物有机体中的遗传信息的总和；狭义上可以理解为种内不同种群之间或一个种群内不同个体之间的遗传变异的总和。3， 生态系统多样性： 是指生物群落与生境类型综合体的多样性，他是生物多样性的最高层次，也是物种多样性和遗传多样性存在的基本保证，同时也是人类必不可少的发展空间和生存条件。4， 海洋生物多样性面临的威胁： 主要来自人类的干扰，包括过度捕捞、环境污染、生物栖息的环境退化以及无控制的旅游活动和外来物种的入侵等。5， 生物入侵： 是指由人类活动有意或者无意引入历史上该区域 尚未出现过的物种，从而可能造成入侵生物群落结构和生态功能的巨大变化。6， 海洋自然保护区： 是指以保护海洋为目的，在海域、岛屿和海岸带对选择的保护对象，一发规划一定的面积予以特殊保护和管理的区域。