海生态部分要点汇总.pdf

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1、海洋生态学期末复习 汇 总整理（声明:此整理版本为个人意见,不能包含所有考试要点,又或许有些罗 嗦请谨慎参考。）绪论生态学 研究生物有机体与其栖息地环境之间相互关系的科学。生物圈/生态圈 是地球上全部生物及与之发生相互作用的物理环境的总和,范围大体上包括大气圈的下层、岩石圈的上层以及整个水圈和土圈。第一章生态系统及其功能概论生态系统指一定时 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所形成的一个相互联系、相互作用并具有自动 调 节机制的自然整体。生物圈是个行星水平的巨大生态系统。基本组成可概括为非生物和生物两大部分,或者说包括非生物环境、生产者、消费者、和分

2、解者四种基本成分。食物链生物之间通过食与被食形成环套环的链状营养关系,即物质和能量从植物开始,然后级级地转移至大型食肉动物。食物链上每个环 节成为 营养级。本质上是绿色植物固定的能量在生态系统中不断释放的所经 过的途径。包括牧食食物链和碎屑食物链两种基本类型。食 物 网 生态系统中许多食物链 纵横交错，形成网状营养结构。转化效率/传 递效 率 在能量流动 过程中各不同环 节之间的能量比值。物质循环任何物质或元素都处在循环的某个阶段,它们通过生态系统中生物有机体和环境之间的循环活动 过程就叫物质循环。生态系统的营养物质循环（生物循环）是在环境、生产者、消费者和分解者之间的进行的;而生态系统之间各

3、种物质或元素的输入和输出以及它们在大气圈、水圈、土壤圈、岩石圈之间的交换叫做生物地化循环。库（pool）表示某一物质在生物或非生物环境中贮存的数量。流 通 率 物质在生态系统中库与库之间流通的速率，用单位时 间、单位面积（体积）、通过数量来表示。周转率 某物质的流通率与库含量之比,周转率的倒数即为周转 时 间。（这段话在本书至少出现3次）反馈当生态系统中某成分发生变化的时候,它必然会引起其他成分出现那一系列的相应变化。生态系统通过反馈机制实 现其自我调 节以维持相对的稳 态。正反馈是系统中的部分输出通过一定路线又变成输入,起促进和加强的作用。负反馈是输出反过来其削弱和减低输入的作用。生态平 衡

4、 如果输入和输 岀在较 长 时 间 趋于平衡,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 节恢复到原初的稳定状态。生态系统服务由自然生态系统（包括其中的各种生物种群）在其生态运转 过程中所产生的物质及其所维持的生活环境对人类 产生的服务功能。其基本特征如下:1）生态系统服务是客观存在的。它们并不需要人类,而 人类却需要它们。2）生态系统服务是生态系统的自然属性。生态系统本身的各种生态 过程客观上产生了为人类提供各种服务的功能。3）自然生态系统在进化发展过程中,生物多样性（包括生态系统多样性、物种多样性和基因多样性）越来越丰富。第二章海洋环境与海洋生物生态 类群很多知识是海科导考

5、过的,在此忽略海洋具有三大环境 梯 度,如下:1、从赤道到两极的纬度梯度。2、从海面到深海海底的深度梯度。3、从沿岸到开阔大洋的水平梯度。在水环境中，个体小的生物是比较有利的，表面积/体积比率大可减慢下沉速度，并有利于从稀溶液中吸收各种有用的成分,个体小通常能较快地繁殖。浮游生物在水流运动的作用下,被动的漂浮在水层中的生物群。缺乏发达的运动器官,运动能力弱或者完全没有,只能随水流移动。有的浮游生物可以作为判别水团、海流的指示种。漂 浮 生 物 特指那些生活在海水最表层中和表面膜上的一类生物。游 泳 生 物 具有发达的运动器官、有用能力很强的类大型动物。从种类和数量上看,鱼类是最重要的游泳生物。

6、底 栖 生 物 由生活在海洋基底表面或沉积物中的各种生物所组成。第三章海洋主要生态因子及其对生物的作用大环境指大的地区中各种 自然因素的组合，包括大气环流、地理纬度、海陆分布和大范围的地形地貌,生活在这些大环境中的生物组合称为生物群系。小环境是范围小的区域性环境,是某些特定生物种群或群落栖息地的生态 环境,这 类小环境也成为生境。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间接影响的环境要素称为生态因子。包括：:1、非生物因子理化因子,光照温度盐度海流2、生物因子,生物周围的同种和异种的其他生物,各种生物互为 环境中的生物因子，他们之间的关系主要是营养关系。3、人为因

7、子。限制因子在所有生态因子中,任何接近或者超过某种生物的耐受极限而阻碍其生存、生长、繁殖或扩散的因素。利比希最小因子定律他（利比希）提 出“植物的生长取决于处在最小量状况的必需物质”。当环境中某物质的量接近于植物所需的最低量时,该物质就对植物生长和繁殖起限制作用,成为限制因子，这就是利比希最小因子定律。只在稳定的条件下（即能量和物质的输入和输出处于平衡）适用。生物对各种环境因子的适应有一个生态学上的最小量和最大量,它们之间的幅度称为耐受限度。如果某一因子的量增加或降低到接近或超过 这个界限,生物的生长和发育就受到影响，甚至死亡。生物只能在耐受限度所规定的生态 环境中生存,这种最大量和最小量限制

8、作用的概念就是所谓的谢 尔福德耐受性定律。补充原理如下:1、生物可能对某一生态因子的耐受范围很广,而对另个因子又很窄。2、当某种生物对某一生态因子不是处在最适度状态 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引子适应能力的改变。3、在自然界中常可看到生物实 际上并不处在某特定生态因子的最适范围内生活，这是由于其他些因子的相互作用表现出更大的重要性,妨碍生物利用最适宜的环境条件。4、生物对 环境因子的耐受限度在其生活史中往往不是恒定的，而是随年龄以及其他条件而改变的。透入海水的光大约有50%是由波长大 于780nm的红外辐射组成,并且很快被吸收转 换

9、为 热能，还有少量波长小 于380nm的紫外辐射进入海水后也迅速地被吸收、散射，其 余50%左右的可见光可透入较深水层,基本上是光合作用所利用的波长,称为光合作用有效辐射。叶绿素a（chl-a）是光合作用的主要色素,其主要吸收蓝光（最大吸收峰为430nm）和红光（最大吸收为680nm）,P胡萝卜 素和岩藻黄素以及叶绿素b吸收400500nm的绿光,藻青素吸收550nm630nm的黄绿光。这些吸收光谱中不同波长的光的色素统称为 辅助色素。昼夜垂直移动海洋动物在夜晚升到表层,随着黎明的来临又重新下降。光是影响动物昼夜垂直移动的最重要的生态因子。潮流对潮间带底栖生物的生活具有重要作用:1、潮流同样具

10、有扩散生物分布的作用,特别 对潮间 带固着生物的幼体扩散和定居有重要意义。2、潮流有助于增加底栖固着动物获得食物的机会,同样也有助于清除其排泄物。3、潮间 带生物易受各种污染物的伤害,潮流是稀释 这些污染物的重要过程。海水组分恒定性定律大洋海水盐度会因各海区蒸发和降水的不平衡而有差异,但其主要离子组分之间的含量比例却几乎是恒定的。透光层下方缺乏光合作用的氧气补充,溶解氧含量逐渐下 降,在400800米深处,细菌的分解作用很旺盛,此外,动物的呼吸作用也大量消耗氧气,加上底层富氧水未能补充到这里,于是出现垂直分布的最小含氧层。二氧化碳一碳酸盐体系：CO2+H2O H2c03 HCO3-+H+CO3

11、+2H+上述平衡控制着海水的p H,使海水具有缓冲溶液的特点。温度、盐度、压定的情况下，海水的pH主要取决于碳酸各种离解形式的比值。第四章生态系统中的生物种群与动态种 群 特定时 间内栖息于特定空间的同种生物的集合群,是生态系统中生物群落的基本组成单元。种 群 密 度 指单位面积或单位空间内有机体的数量（通常指即时数量）。海洋生物种群数量统 计主要方法：1、所有个体的直接计数;2、取样 调 查方 法;3、标 记重捕法。阿利氏规律 种 群密度过疏和过密对种群的生存与发展都是不利的，每一种生物种群都有自己的最适密度。年龄 级比/年龄分 布 年龄 结构是指种群中各年龄期个体的百分比,即各年龄 级的相

12、对比率,称年龄 级比/年龄分布。性 比 种 群雌雄个体的数量及其相对比率称为性比。生 命 表 是用来分析种群死亡过程的有用工具。有两种类型:!、动 态生命表/股群生命表 根据观察一群同期出生的生物存活（或死亡）情况所得数据而编制的,又称特定年龄生命表。2、静态生 命 表 根据某特定时 间,对种群作年龄分布的调 查 结果而编制的,又成为特定时 间生命表。内禀增长率 在种群处于最适条件下（食物、空间不受限制，理化环境处于最佳状态，没有天敌出现）,种群的增长率称为内禀增长率,即最大增长率。种群增长的数学模型:、种群的指数式增长模型假设一个种群在开始时（to）的个数为N o,经 过个世代（或个时 间

13、单位）后,其个体数加倍,即：Nn-2nNo 或者 Nt=No 这里的人为每经 过个世代的增长倍数，称为周限增长率。J型增长。二、种群的逻 辑斯蒂增长模 型（饱和增长）种群的实 际增长率随着种群密度本身的提高而降低。同时 设想个环境资源可能容纳的最大种群值,称为 环境负 载能力，通常用K表示。逻 辑斯蒂方程就是用来描述这种增长模式的,“S型增长模式”。其微分形式为：dN/dt=rN（l-N/K）r表示瞬时增长率，种群数量N越接近环境负荷 量K,（K-N）/K越小，增长速度下降。逻 辑斯蒂方程描述这 样种机制，当种群密度上升时,种群能实 现的有效增长率逐渐降低,在种群密度与增长率之间,存在着负反馈

14、机 制,这是种十分明显的密度制约作用。三、时滞影响的种群动态负反馈信息的传 递和调节机制生效都需要一段时 间，这就是种群调 节的时滞。在逻 辑斯蒂方程中考虑 时滞的影响,有:d N/dt=rN （l-N（t-T）/k）T为反应 时滞,此方程成为“延滞性密度调 节型”。r不变,T越长,种群数量越不稳定。r选 择和K选择1、r 选择这类生物称为r 对策者,种群密度很不稳定,因为其生境不稳定,种群超过环境容纳量不致造成进化上的不良后果，它们必然尽可能利用资源，增加繁殖,充分发挥内禀增长率。这类生物出生率高,寿命短,个体小,缺乏保护后代的机制。子代死亡率高，具有较强的扩散能力,适应于多变的栖息生境。2

15、、K 选择称为K 对策者，其种群密度比较稳定，经常处于环境容纳量K值上下。因为其生境是长期稳定的，K也相当稳定，种群超过K值反而会由于资源的破坏而导致K值减小，从而对后代不利。在这种稳定的生境里，种间竞争很剧烈。这类生物通常是出生率低,寿命长,个体大,具有较完善的保护后代的机制。子代死亡率低,扩散能力差,适应于稳定的栖息生境。其进化方向是使种群保持在平衡密度上下和增加种间竞争的能力。生态对策是生物适应于不同栖息生境,朝这两个不同方向进化的对策。r一和K-是两个进化方向的不同的类型,K一 把较多的能量用于逃避死亡和提高竞争能力，r-是把较多的能量用于繁殖。种群调节就是指种群变动过程中趋向恢复到其

16、平均密度的机制。分为两类:!、非密度制约,这类因素对种群的影响程度与种群本身的密度无关,即其作用的强度是独立于种群密度之外的，在任何密度下,种群总是有一个固定的百分数受到影响或被杀死。2、密度制约,这类因素的作用强度随着种群密度而变动,当种群达到定大小时,某些与密度相关的因素就会发生作用,而且种群受到影响部分的比例也与种群大小有关。主要制约因素为生物性因素，包括种间关系和种内关系。生 态 灭 绝 一个种群的数量减少到对群落其他种群的影响微不足道时,则这个种群就可能处在生态灭绝的状态。最小生存种群种群为免遭灭绝所必须维持的最低个体数量。遗 传 漂 变 由于随机因素而逐渐丧失遗传变异性的现象。等位

17、基因的频率越低,发生漂变的可能性越大。哈 温 定 律(Hardy-Weinberg la w)在一个很大的种群中，个体的交配是完全随机的,没有优先配对,没有其他因素干扰(如突变、选择、迁移、漂移等)，则基因频率和基因型频率保持一定,各代不变,就基因而言达到了平衡，基因型比例保持不变。基因频率和基因型频率的关系:D=P2,H=2Pq,R=q2影响基因频率变化的因素:基因突变自然选择迁移遗传漂变灭 绝 漩 涡 环境变化、统计变化和遗传因子的共同效应使得由一个因素引起的种群数量下降反过来又加剧其他因素的敏感性，产生漩涡效应,加速种群走向灭绝，这种漩涡效应比拟为灭绝漩涡。以下来自百度:基因多样性的减少

18、是小数量恢复最本质的障碍.小数量的种群基因库就比大数量的要小.没有其它数量的个体的汇入,基因数量的停滞发展与多样性的减少无法适应条件的变化.数量少容易产生基因的漂移,这在实验中有很高的几率,而且会在接下来的每一代中丧失.数量越小,它的数量统计的随机性,环境的随机性还有基因多样性的减少就越脆弱.这些原因常常是共同作用的,会造成数量的进步减少最后导致物种灭绝.这种趋势被称为灭绝旋涡灭绝旋涡概念：基因多样性的减少是小数量恢复最本质的障碍.小数量的种群基因库就比大数量的要小.没有其它数量的个体的汇入,基因数量的停滞发展与多样性的减少无法适应条件的变化.数量少容易产生基因的漂移,这在实验中有很高的几率,

19、而且会在接下来的每代中丧失.数量越小,它的数量统 计的随机性,环境的随机性还有基因多样性的减少就越脆弱.这些原因常常是共同作用的,会造成数量的进步减少最后导致物种灭 绝.这种趋 势被称为 灭 绝旋涡影响:当生物种群数量下降到一定程度的时候,灭 绝的风 险会剧增。这是多个因素互相促进造成的。比如,一 方 面,小种群容易产生近亲繁 殖,导致后代先天不良;另一方面,小种群更经不起数量的波动,稍大的波动可能就意味着灭 绝。这两方面互相促进,像漩涡样把小种群卷进 灭 绝的深渊，不能自拔。并且它是可以避免，那就是保护物种多样性,保护 环境。集合种群在一定时 间内具有相互作用的局域种群的集合,即由居于种群之

20、间通过某种程度的个体迁移、扩散而相互联系的区域种群。第五章生物群落的组成结构、种间关系和生态演替生物群落在一定时 间内生活在一定地理区域或自然生境里的各种生物种群所组成的个集合体。群落与环境之间互相依存、互相制约、共同发展、形成一个自然整体。主要群落具有充分大的范围、其组成结构有一定的完整性（有自养成分、异养成分及营养循环功能）可独立存在的生物集合体次要群落不能独立存在、必须依赖于邻近群落的生物集合体。群落交错区 不同生物群落之间往往有过渡地带称之为群落交错区或群落边 缘 带、生态 过渡带。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。优 势种 群落中数量和生物量所占比例最多的一个

21、或几个物种也是反映群落特征的种类。如果去除优 势利I,群落将失去原来的特征,同时将导致群落性质和环境的改变。关键种 对群落的组成结构和物种多样性（包括生态系统 稳定性方面）具有决定性作用的物种，而这种作用相对于其丰度而言是非常不成比例的。关键种对群落结构的控制主要是通过捕食作用来实 现的,称为管件捕食者或者关键被食者。关键种的消失或衰退将导致整个生物群落结构发生根本性的变化。冗 余 种 当从群落中被去除时,由于其功能作用可被其他物种所替代而不会对群落的结构、功能产生太大影响,但不是真正“多余的种”。季节演 替 很多海洋生物群落的种类 组成表现出季节 变化的特征。种间 竞争 两个或更多的物种的种

22、群对同一种资源（如空间、食物、营养物质等）的争夺。通常在同一地域内,种类越多，竞争就越激烈。高斯假说/竞争排斥原理亲 缘关系接近的、具有同样 习性或生活方式的物种不可能长期在同一地区生活,或完全的竞争者不能共存，因为它们的生态位没有差别。生态位基本理论:生态位是指种生物在群落中（或生态系统中）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、被什么动物所吃以及它们的活动 时 间、与其他生物的关系以及它对群落发生影响的一切方面。就是说生态位的是某一物种的个体与环境之间特定关系的总和。生物群落中某一物种所栖息的理论上最大空间，即没有竞争中的生态位,称为基础生态位,但是实 际上很少

23、有一个物种能全部占据基础生态位。当有竞争者时,必定使该物种只占据基础生态位的一部分,当这一部分实 际占有的生态空间，就称为 实 际生态位，竞争种类越多，是某物种占有的实 际生态位可能越小。共生现象 有 的组合关系对双方无害,但更多的是对双方或者其中一方有利,这种两个不同生物钟之间的各种组合关系总称为共生现象。辛普森多样性指数&香农威弗多样性P102（有可能考计算）自査吧各位稳定性主要可分为两方面含义:弹性或称恢复,抗性或成抵抗力。生态演 替 是指在一定区域内,群落随时 间而变化,由一种类型转 变 为另种类型的生态过程。三个基本思想:群落演替是有顺序的过程,是 有规律地向一定方向发展，因而是能预

24、 见的;虽然演替受物理环境所制约,但演替是受群落本身所控制的,演替前期为后期物种的入侵与繁荣准备了条件;（3）演替的最后阶段是稳定的系统,往往生物量最大,种间关系最紧密。在特定地区中，群落由一个到另个的整个取代顺序,称为演替系列群落。依其发展程度,在演替初期称为先锋期,中期称为发展 期,到达最后的稳定系统 则叫做顶 级群落。演替的类型 初始条件：1、原生演替在从未被占据的区域,在个起初没有生命的地方发生的演替。2、次生演替在个生态系统被破坏，但并未完全被消灭的区域所发生的演替。控制演替的主导因素：1、自源演替演替由群落内部生物学过程所引发的。2、异源演替演替由外部环境因素的作用所引起的。群落代

25、谢特征1、自养性掩体在演替过程中，群落的初级生产量（P）超过群落的总呼吸量（R）,P/R1,群落的有机物质逐渐 积累。2、异养性演替P/R 1,群落有机物质含量在减少。波动状稳 态生物群落演替过程中,由外部产生的较 为 剧烈的但又多少是有规律的物理扰 动,可能是演替维持在发展序列中的某个中间 时期，群落不产生大的变化，这种状态即所谓波动状稳 态。第六章海洋初级生产总初级生产 指光合作用中生产的有机碳的总量。净初级生产总初级生产扣除生产者呼吸消耗后其余的产量,表示可供各类异养生物直接或间接利用的有机物质（或能量）的总量。群落的净 产量净初级生产量扣除群落中异养生物的呼吸作用消耗后剩余的就是群落的

26、净产量。饱和光强光合作用达到最大值 时的辐照度。在海洋中光照强度随深度增加而减弱,在某深度层,植 物2 4 h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,没有净生产量（P=R）此深度称为 补 偿深度。补 偿深度的光强称为 补 偿光强。铁限制假说（自查 P122124）临界 深 度设定在补 偿深度下方某深度,其上方直至海面整个水体的总光合作用产量与浮游植物的呼吸消耗量相等时,就 将这个深度称为 临界深度。（很多与水文结合的内容，请各位自查,略多,不打上来了。）新生产的有关概念在真光层中再循环的N 为再 生N或者再循环 N,主要是NH4+-N,由真光层之外提供的N 为新N,主要是N

27、 S-N,由再生N源支持的那部分初级生产称为再生生产,由新N源支持的那部分初级生产称为新生产力。新生产和再生生产之和就是总初级生产。f比 新生产Pn总生产PG的比率:f=PPG*100%光合作用商（PQ）表示浮游植物光合作用产生的02量与被吸收的C02量的比值。新生产水平与浮游生物的粒径组成及营养循环特征的关系在贫 营养的大洋区,真光层下方向上传 输的无机营养盐数量很少,相应的浮游生物组合多为个体微小、下沉缓慢的种群。相反,富营养海区浮游植物常以硅藻类 为主,浮游植物和浮游动物粪 团的粒径也较大，下沉速度较快。（此处有过作业,浮游植物个体大小与当地海域营养盐多少的关系。可以从植物粒径大小与对

28、营养吸收的关系以及种间 竞争和种内竞争与粒径大小的关系来讲。）第七章海洋食物网与能流分析海洋经典食物链可以分为牧师食物链和碎屑食物链,牧食食物链又可以分为:1、大洋食物链（6个营养级）；2、沿岸大陆架食物链（4）；3、上升流区（3）（此处有作业:为什么三者长度不同。与初级生产者粒径大小呈相反关系）细菌的二次生产溶解有机物（DOM）基本上不能被浮游动物所吸收,但却具有可以被海洋异养细菌吸收的组分，与溶解态有 机 物（PDOM）起被细菌吸收并形成细菌本身生物量的增长，这个过程称为 细菌的二次生产。微型生物食物环DOM通过 细菌二次生产后形成的异养细菌原生动物一后生动物的摄食关系。营养层次简化食物网

29、是将营养地位相同的不同物种（包括同一物种的某相应的发育阶段）归并在起,称之为 营养层次,相当于食物链 营养级的概念。食物网的控制机理包括上行控制和下行控制。上行控制是指较低营养层次的种类 组成的生物量对 较高营养层次的种类 组成和生物量的控制作用,即所谓的资源控制。下行控制是指较高营养层次（捕食者）的种类 组成和生物量对 较低营养层次（被捕食者）的控制作用，即捕食者控制。粒径谱把粒度级按一定的对数级数排序,这种生物量在对数粒级上的分布就成为粒径谱。生态效 率 能流过程中各个不同点上能量的比值可以成为 传 递效率,通常将营养级之间的传递效率称为生态效率，而在消费者种群（或同一营养链 节）内能量收支比值一般用同化效率和生长效 率（包括总生长效率和净生长效率）表示。林德曼效率 指n+1营养级所获得的能量与n营养级所获得的能量的比值。动物种群产量的测定方法包括：1、股群法;2、积累生长法;3、周转 时 间法:4、碳收支法。（定义自查P166）生态系统 层次的能流分析（最后一次作业内容）差不多就这 样吧,祝大家考试 顺利。张 涟漪2011/22