海洋生態(tài)與海洋生物資源

海洋生態(tài)與海洋生物資源第1頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月主要內(nèi)容海洋生物的環(huán)境分區(qū)及生物多樣性海洋生態(tài)系統(tǒng)海洋環(huán)境中的若干生物學(xué)問(wèn)題海洋生物資源開(kāi)發(fā)利用第2頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月9.1海洋生物的環(huán)境分區(qū)

海洋是生命的搖籃。海洋為海洋生物的生存提供了適宜的環(huán)境，同時(shí)又制約著生物的生活、生長(zhǎng)、繁殖和時(shí)空分布；另一方面，海洋生物在生命活動(dòng)過(guò)程中也不斷地影響其周?chē)沫h(huán)境海洋生物的棲居環(huán)境可分為沿岸、水面、水層、底層幾個(gè)部分第3頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月沿岸部分沿岸區(qū)域主要指受潮汐影響的地帶，包括各類(lèi)海岸生境及河口區(qū)域，海域沿岸生境復(fù)雜多變，生物種類(lèi)繁多朝上帶：高潮時(shí)浪花能飛濺的地帶高潮帶：大潮高潮線(xiàn)至小潮高潮線(xiàn)之間的地帶中潮帶：小潮高潮線(xiàn)至小潮低潮線(xiàn)之間的地帶低潮帶：小潮低潮線(xiàn)至基準(zhǔn)海面之間的地帶朝下帶：大潮退潮不能使之暴露的水下地帶第4頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月海洋生境其它幾個(gè)部分海面部分：主要指海水表面生境，包括各種生活在海水表面的生物，如海鳥(niǎo)、浮水節(jié)肢動(dòng)物等，該類(lèi)生物的生存亦會(huì)與水下生物有聯(lián)系水層部分：指海表面至海底的水體部分，其空間巨大，包括各類(lèi)浮游和游泳生物，受溫度、鹽度、深度、光照及海水運(yùn)動(dòng)的影響底層部分：指海底生境，包括海底表層與底質(zhì)部分，生活著各類(lèi)底棲、埋棲生物及固著生物等，光線(xiàn)能夠到達(dá)淺海底層有光合作用初級(jí)生產(chǎn)，深海底層缺少光合作用第5頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月溫度對(duì)海洋生境的影響溫度是影響生物生長(zhǎng)的第一環(huán)境要素，每一種海洋生物對(duì)水溫的適應(yīng)都有特定的范圍，即各有所能忍受的最低、最高和最適溫度，及其生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖階段所要求的最低和最高溫度，水溫是決定海洋生物的生存區(qū)域、物種豐度及其變動(dòng)的主要環(huán)境因素從生物地理學(xué)角度出發(fā)，可把全球海洋分為：熱帶(25℃)、亞熱帶(15℃)、溫帶(北半球5℃，南半球2℃)和極地寒帶(＜0～2℃或5℃)等四個(gè)溫度帶。根據(jù)各種海洋生物對(duì)溫度變化的耐受限度，可分為廣溫性、窄溫性或暖水性、溫水性、冷水性等不同的生態(tài)類(lèi)群第6頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月鹽度對(duì)海洋生境的影響各種海洋生物對(duì)鹽度都有各自的“生態(tài)幅”，可以把海洋生物區(qū)分為窄鹽性種(stenohalinespecies)和廣鹽性種(euryhalinespecies)兩大類(lèi)鹽度對(duì)于海洋生物的作用主要在于影響滲透壓海水中存在生命所必需的全部溶解鹽類(lèi)——生物鹽(biogenicsalts)，氮和磷酸鹽被認(rèn)為是生物的常量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(macronutrients)，氮、磷之后是鉀、鈣、硫、鎂等，以及微量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(micronutrients)，如鐵、鎂、銅、鋅、硼、硅、鉬、氯、釩和鈷，并按其功能分為三類(lèi)：(1)光合作用所必需的是Mn、Fe、Cl、Zn和V；(2)氮代謝需要Mn、B、Co、Fe；(3)其它代謝功能需要Mn、B、Co、Cu和Si常量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和微量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，一部分來(lái)自陸地；一部分通過(guò)生物尸體、有機(jī)物的分解以及海底沉積物由水體鉛直混合再帶入水層而被再利用第7頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月深度對(duì)海洋生境的影響海水深度可影響是流體靜壓力(hydrostaticpressure)的作用和光照深度流體靜壓力在海洋中每深10m壓力約增加1013.25hPa，海洋最深處壓力可超過(guò)1.01325×106hPa，許多動(dòng)物能耐受變化范圍很大的壓力光照深度光照強(qiáng)度隨著水深的增加而指數(shù)下降。在清澈的海水中，水深25m處，大部分紅光被吸收，依次是橙光、黃光、綠光、藍(lán)光，大洋區(qū)透射的深度可達(dá)200m，在混濁的沿岸帶光線(xiàn)透射很少能超過(guò)30m，海洋可分為透光帶(層)(Photiczone)和無(wú)光帶(層)(aphoticzone)少量的海洋高等植物和大量的大型多細(xì)胞藻類(lèi)植物被局限在海岸帶，而在遼闊無(wú)垠的大洋區(qū)，初級(jí)生產(chǎn)者主要是浮游植物和光合微生物等，它們是海洋食物鏈(foodchains)的基礎(chǔ)，為在無(wú)光帶的海洋動(dòng)物提供了必需的原初食物第8頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月海水運(yùn)動(dòng)對(duì)海洋生境的影響海流對(duì)海洋環(huán)境有很大的影響，特別是上升流或鉛直方向的海水混合，能把較冷但富有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的深層海水輸送到上表層，使之成為富于生產(chǎn)能力的海域；極地上層冷水下沉，把含氧量較高的上層冷水通過(guò)深層流傳送到赤道附近，這對(duì)深海動(dòng)物的生活是至關(guān)重要的大陸沿岸流和大陸入海徑流對(duì)局部范圍內(nèi)海水溫度、鹽度、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及氣體和其它物理、化學(xué)環(huán)境因素的影響，尤其是對(duì)入海的陸源物質(zhì)的擴(kuò)散與轉(zhuǎn)運(yùn)起的作用也很大海水運(yùn)動(dòng)影響海洋生物的生態(tài)環(huán)境及種群豐度、群落結(jié)構(gòu)，并且在傳布和擴(kuò)展物種的生存空間方面起有重要作用在潮間帶(tidalzone)，水體周期性漲落，海底相應(yīng)地被淹沒(méi)或暴露在空氣之中，環(huán)境分帶明顯，光照、溫度、干旱(失水)等環(huán)境因素變化強(qiáng)烈，只有具有極強(qiáng)適應(yīng)能力的海洋生物才能在此區(qū)帶內(nèi)生活第9頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月9.1.2海洋底層生境(Benthicdivision)海底生境與海底地形、底質(zhì)類(lèi)型、深度及其所具有的理化性質(zhì)有關(guān)海底地形是相當(dāng)復(fù)雜的，大陸架、大陸坡、海盆、海溝、大洋中脊形態(tài)各異，條件迥異，對(duì)生物影響各不相同，特別是“海底熱泉”及“海底冷滲”具有特殊生物群落不同的海底類(lèi)型生活著與其相適應(yīng)的生物群落。大陸架外緣以及孤立的海底高地上，浮游生物的遺體卻構(gòu)成沉積物的主體。常見(jiàn)的有鈣質(zhì)的藻類(lèi)、軟體動(dòng)物、有孔蟲(chóng)、珊瑚、水螅、環(huán)節(jié)動(dòng)物、棘皮動(dòng)物和海綿等，潮間帶和陸架海底沉積物中同樣含有一些浮游生物的遺體、底棲生物的骨骼或外殼，局部區(qū)域會(huì)出現(xiàn)幾乎由軟體動(dòng)物貝殼堆成的海底底質(zhì)深海大洋海底沉積物包括有機(jī)物為主的軟泥(oozes)及無(wú)機(jī)物為主的紅黏土(redclay)。大洋海底沉積物的結(jié)構(gòu)可分為三種主要類(lèi)型：生物遺體及有機(jī)物含量少于30％的以無(wú)機(jī)物質(zhì)為主體的紅粘土；生物遺體及有機(jī)物含量超過(guò)30％、以浮游植物(硅藻)和含有硅質(zhì)結(jié)構(gòu)的浮游動(dòng)物遺體及有機(jī)物為主的硅藻軟泥；由球房蟲(chóng)、顆石藻(Coccol-ithophoridae)等組成的鈣質(zhì)軟泥第10頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月9.1.3海洋環(huán)境分區(qū)(MarineEnviromentaldivision)一、淺海區(qū)(NeriticProvince)：淺海區(qū)指大陸架(Continentalshelf)海域，包括潮間帶和潮下帶。(1)潮間帶(littoral)，詳見(jiàn)前沿岸部分。(2)潮下帶(sublittoral)，為淺海海域。水層部分最大深度一般不超過(guò)200m，離岸寬度變化很大，平均為80km二、大洋區(qū)(OceanicProvince)：包括大陸架以外的全部海洋區(qū)域水層部分(Pelagicdivision)從垂直方向可分為(1)海洋上層(epipelagic)水層深度為(0～200)m。(2)海洋中層(mesopelagic)水層深度為(200～1000)m。(3)海洋深層(bathypelagic)水層深度為(1000～4000)m。(4)海洋深淵層(abyssopelagic)水層深度為(4000～6000)m。(5)海洋超深淵層(hadalpelagic)水層深度為(6000～10000)m。底層部分(Benthicdivision)從水平方向，根據(jù)海底地形和所處深度，可分為：(1)陸架海底(sublittoral)，自潮間帶海底(littoral)延伸到水深200m的海底，大陸架(2)半深海底(bathyal)，與大陸緣相連接的大陸斜坡，200m至2000～3000m，大陸坡(3)深海海底(abyssal)，所處深度在2000(3000)～6000m之間，深海平原、洋中嵴等(4)深淵海底(hadal)，深度在6000m至10000m以上，深海平原及海溝第11頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月9.2海洋生物多樣性

生物多樣性是人類(lèi)賴(lài)以生存的條件，是經(jīng)濟(jì)得以持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。人類(lèi)生存與發(fā)展，歸根結(jié)底，必需依賴(lài)于自然界各種各樣的生物(資源)和生態(tài)環(huán)境。生物多樣性不僅為人類(lèi)提供了生存所需要的食物、藥品、工業(yè)原料和能源等，同時(shí)對(duì)調(diào)節(jié)、維持生態(tài)平衡，穩(wěn)定環(huán)境具有關(guān)鍵作用。占地球表面積71％的海洋，不僅控制著許多自然過(guò)程，而且是人類(lèi)未來(lái)食物和能源的寶庫(kù)，海洋是維持生命的整體系統(tǒng)中一個(gè)不可缺少的部分生物多樣性(biologicaldiversity或簡(jiǎn)寫(xiě)為biodiversity)，可簡(jiǎn)單表述為“生物之間的多樣化和變異性及物種生境的生態(tài)復(fù)雜性”(OTA，1987)。生物多樣性是所有生物種類(lèi)，種內(nèi)遺傳變異和它們的生存環(huán)境的總稱(chēng)，包括所有不同種類(lèi)的動(dòng)物、植物和微生物，以及它們所擁有的基因，它們與生存環(huán)境所組成的生態(tài)系統(tǒng)(汪松、陳靈芝1990)。生物多樣性包括遺傳多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性第12頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月遺傳多樣性廣義的遺傳多樣性是指遺傳信息的總和，包含棲居于地球上的植物、動(dòng)物和微生物個(gè)體的“基因”在內(nèi)；不同種群之間或同一種群不同個(gè)體的遺傳變異的總和，可認(rèn)為是狹義的遺傳多樣性遺傳多樣性實(shí)際上是遺傳信息的多樣化，而遺傳信息儲(chǔ)存在染色體和細(xì)胞器基因組的DNA序列中。雖然自然界內(nèi)所有生物都準(zhǔn)確地復(fù)制自己的遺傳物質(zhì)DNA，將自己的遺傳信息一代一代地遺傳下去，保持遺傳性狀的穩(wěn)定性，可實(shí)際上，自然界和生物本身有許多因素能影響DNA復(fù)制的準(zhǔn)確性地球上的物種幾乎都是以“種群”(Population)組織形態(tài)生存的。每個(gè)“種群”都占有一定的空間。具有有性繁殖的種群，其個(gè)體間的互相交配主要在種群內(nèi)進(jìn)行，一般地講種間不能雜交(Raren＆Johnon1989)。種群之間存在著生殖隔離、地理隔離、季節(jié)隔離等等，“基因”決定了不同種群間的行為差異異常性狀的出現(xiàn)是生物本身的適應(yīng)性改變，以使其在所處的特殊環(huán)境條件下更容易成功繁衍或形成新的物種。異常變異是物種進(jìn)化的重要原料儲(chǔ)備，一個(gè)物種的遺傳變異愈豐富對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)性就愈大。而遺傳多樣性貧乏的物種通常在進(jìn)化上的適應(yīng)性就弱，即種群內(nèi)的遺傳變異反映了物種進(jìn)化潛力第13頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月物種多樣性“物種”即生物種，是生物進(jìn)化鏈索上的基本環(huán)節(jié)，它處于不斷變異與不斷發(fā)展之中，但同時(shí)也是相對(duì)穩(wěn)定的，是發(fā)展的連續(xù)性與間斷性統(tǒng)一的基本形式。物種表現(xiàn)為統(tǒng)一的繁殖群體，由占一定空間、具有實(shí)際或潛在繁殖力的種群所組成，而種群間在生殖上隔離地球上自出現(xiàn)生命以來(lái)，經(jīng)歷了約三四十億年漫長(zhǎng)的進(jìn)化過(guò)程，形成了無(wú)數(shù)的生命有機(jī)體。迄今為止，人們還無(wú)法確認(rèn)地球上到底生活著多少物種，估計(jì)大約在500萬(wàn)至5000萬(wàn)種之間或更多。但目前已被描述記載的僅有約140萬(wàn)種第14頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月物種的分類(lèi)與命名生物物種的分類(lèi)階元為：界(Kingdom)、門(mén)(Phylum)、綱(Class)、目(Order)、科(Family)、屬(Genera)、種(Species)生物物種的雙命名法1758年由瑞典生物學(xué)家林奈(Linne)確立，每一個(gè)物種都有其唯一確定的學(xué)名，由其拉丁文的屬名和種名組成，例：抹香鯨(Physeter屬名

macrocephalus種名Linnaeus命名人)第15頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月已被描述的物種類(lèi)群

第16頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月海洋中的生物物種海洋生境比陸地或淡水生境具有更多的生物門(mén)類(lèi)和特有門(mén)類(lèi)，在1988年瑪格麗斯和斯沃茲列出的動(dòng)物界33個(gè)門(mén)類(lèi)中海洋生境內(nèi)共有32個(gè)門(mén)，其中有15個(gè)特有門(mén)；陸生生境內(nèi)為18個(gè)門(mén)，僅有1個(gè)特有門(mén)；在兩種生境共有門(mén)類(lèi)中有5個(gè)門(mén)所包含的物種總數(shù)的95％都是海洋特有種，這亦表明了海洋有比陸地大得多的物種多樣性截止1993年，中國(guó)管轄海域已記錄20278種生物，它們隸屬于5個(gè)生物界，44個(gè)門(mén)。動(dòng)物界記錄的種類(lèi)最多(12794種)，其中種類(lèi)最多的是脊索動(dòng)物、節(jié)肢動(dòng)物和軟體動(dòng)物等3個(gè)門(mén)。植物界6個(gè)門(mén)中，包括海藻和維管束植物兩大類(lèi)。海藻3個(gè)門(mén)已記錄的有794種，原生動(dòng)物界已記錄了7個(gè)門(mén)近5000種，其中肉鞭毛蟲(chóng)門(mén)的有孔蟲(chóng)、放射蟲(chóng)，以及硅藻門(mén)研究比較深入第17頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月海陸生物種類(lèi)比較第18頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月海洋生物分布海洋生物物種多樣性因所處地域的不同變化很大物種多樣性在印度洋-西太平洋，特別是位于菲律賓、印度尼西亞和澳大利亞?wèn)|北部區(qū)域達(dá)到了頂峰，東太平洋和西太平洋的物種多樣性為中等，東大西洋區(qū)域物種多樣性最低。物種多樣性有以下特征：(1)動(dòng)物界高于植物界；(2)分類(lèi)階元較低的高于較高階元物種多樣性；(3)個(gè)體小型物種高于個(gè)體大型的物種。在海洋生境中尤為明顯。海洋被譽(yù)為動(dòng)物的世界。第19頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月海洋生態(tài)系統(tǒng)多樣性生態(tài)系統(tǒng)多樣性為最高層次的生物多樣性，與生物圈中的生境、生物群落(Bioticcommunity)和生態(tài)過(guò)程等的多樣化有關(guān)，也與生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部由于生境差異和生態(tài)過(guò)程的多樣性所引起的極其豐富的種群多樣化有關(guān)海洋中生物可棲息的容量要比陸地大數(shù)百倍，存在著多種多樣的生物棲息環(huán)境，這些不同的生態(tài)環(huán)境之間存在著眾多無(wú)形的阻隔(界限)，是海洋生態(tài)系統(tǒng)多樣性的基礎(chǔ)生態(tài)系統(tǒng)多樣性與生物群落的性質(zhì)密切相關(guān)，海洋主要生物群落有：近海生物群落、大洋生物群落、熱泉生物群落、河口生物群落、紅樹(shù)林生物群落、珊瑚礁生物群落第20頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月近海生物群落主要包括由潮間帶至大陸架邊緣內(nèi)側(cè)，水體和海底部的所有生物；潮間帶環(huán)境條件不穩(wěn)定性，變化巨大，近海受到陸源和季節(jié)氣候等的影響，環(huán)境因素的變化較為強(qiáng)烈而復(fù)雜浮游生物具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，有明顯的季節(jié)變化和種群交替。浮游植物主要是硅藻、甲藻、微型鞭毛藻類(lèi)等；浮游動(dòng)物中有橈足類(lèi)、磷蝦類(lèi)、原生動(dòng)物、翼足類(lèi)、異足類(lèi)、水母類(lèi)、浮游被囊類(lèi)、多毛類(lèi)、毛顎類(lèi)、“季節(jié)性浮游動(dòng)物”等底棲的植物有綠藻、褐藻、紅藻，以及微型的硅藻和高等的紅樹(shù)等游泳生物主要包括魚(yú)類(lèi)、大型甲殼類(lèi)、爬行類(lèi)、哺乳類(lèi)、鳥(niǎo)類(lèi)等近海生態(tài)環(huán)境復(fù)雜而多變?yōu)楦鞣N不同生物類(lèi)群提供了良好的生存空間，底棲動(dòng)物種類(lèi)繁多，幾乎包含有動(dòng)物各門(mén)類(lèi)的代表。生物資源豐富，水域生產(chǎn)力高；很多種具有經(jīng)濟(jì)意義的魚(yú)、蝦、貝類(lèi)亦在此繁衍生息。世界漁場(chǎng)幾乎都位于大陸架及其附近海域，此海域的漁獲量占海洋總漁獲量的80％以上第21頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大洋生物群落包括從大陸架邊緣外側(cè)直到深海的整個(gè)海域內(nèi)的海洋生物，大洋生境與近海相比，相對(duì)比較穩(wěn)定，隨著水深增加更為穩(wěn)定在上層水域(200m以淺)，浮游植物以微型浮游種類(lèi)(nanophytoplankton)為優(yōu)勢(shì)；浮游動(dòng)物則以“終生”浮游動(dòng)物為主；經(jīng)濟(jì)價(jià)值極高的烏賊、金槍魚(yú)、鯨等等都主要分布在這一水層中層水域200～1000m，以大型磷蝦類(lèi)為主，成為食物鏈的主要環(huán)節(jié)；游泳動(dòng)物主要以鱈魚(yú)類(lèi)為主。深層水域(1000m以深)的生物組成以魚(yú)類(lèi)為主，其次是無(wú)脊椎動(dòng)物中的甲殼類(lèi)、多毛類(lèi)、棘皮動(dòng)物、等足類(lèi)、端足類(lèi)中的一些種類(lèi)。深海動(dòng)物的數(shù)量隨著海水的深度增加而遞減，絕大部分水域的生物量都低于1g/m3，深海底棲生物總的個(gè)體數(shù)量雖然很少，但其種類(lèi)多樣性程度很高，可達(dá)到珊瑚礁生物群落的水平，種類(lèi)較多，如蛇尾類(lèi)、海百合類(lèi)、硅質(zhì)海綿和鼎足魚(yú)等等第22頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月熱泉生物群落熱泉噴出的海水含有豐富的硫化氫和硫酸鹽，這一特殊環(huán)境內(nèi)硫化細(xì)菌非常豐富，密度高達(dá)106個(gè)每毫升。由于它們能以化學(xué)合成作用進(jìn)行有機(jī)物的初級(jí)生產(chǎn)，為濾食性動(dòng)物提供了餌料基礎(chǔ)這一環(huán)境內(nèi)的生物組成主要有細(xì)菌、雙殼類(lèi)、鎧甲蝦、與細(xì)菌共生的巨型管棲動(dòng)物、管水母、腹足類(lèi)和一些紅色的魚(yú)類(lèi)。由這些生物構(gòu)成了特殊的熱泉生態(tài)系統(tǒng)，被稱(chēng)為“深海綠洲”。這一群落隨著“熱泉”的長(zhǎng)消而出沒(méi)熱泉生物對(duì)生命的起源與進(jìn)化、極端條件下生命過(guò)程等研究具有重要意義第23頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月河口生物群落河口是淡水、海水生態(tài)系統(tǒng)之間的交替區(qū)，不同的河口類(lèi)型以及河口所處地域、氣候或底質(zhì)差異的影響，使河口區(qū)環(huán)境復(fù)雜且有很大波動(dòng)河口區(qū)生物群落的物種組成主要來(lái)自三個(gè)大方面：①來(lái)自海洋入侵種類(lèi)(主要成員)；②淡水徑流移入的種類(lèi)(數(shù)量極少)；③已適應(yīng)于河口環(huán)境的半咸水性特有種。生物種類(lèi)組成較貧乏、簡(jiǎn)單，只有廣鹽性、廣溫性和耐低氧性的生物種類(lèi)才有生存的機(jī)會(huì)河口生物群落的主要特征是，種類(lèi)多樣性相對(duì)地較低，相對(duì)的某些生物種群的個(gè)體數(shù)量(豐度)則很高河口海灣是許多海洋生物物種最重要的養(yǎng)育場(chǎng)。該區(qū)域不僅有河流及潮流的影響，還在風(fēng)作用下使得底質(zhì)沉積物(營(yíng)養(yǎng)物質(zhì))重新懸浮，這就確保了其高生產(chǎn)力；再者，由于河口水域往往淺而混濁，制約著捕食者到此追捕幼體蝦、蟹和魚(yú)的能力第24頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月紅樹(shù)林生物群落由“紅樹(shù)”(mangroveplants)大片生長(zhǎng)成林，伴隨其它植物和動(dòng)物共同組成的一個(gè)互相聯(lián)系的集合體。紅樹(shù)是能適應(yīng)并抵御海水高鹽度，以特殊的“胎生”繁殖后代，在海中生活的為數(shù)不多的木本種子植物紅樹(shù)林分布于熱帶、亞熱帶的隱蔽或者與風(fēng)相平行的淤泥沉積且呈酸性的岸帶，尤其是在河口和三角洲地區(qū)較多。紅樹(shù)大多適宜于年平均水溫24～27℃的范圍，中國(guó)福建廈門(mén)以北海水年平均值低于21℃，所以這些海域紅樹(shù)林的物種組成和數(shù)量都不如海南島區(qū)。紅樹(shù)林物種在同一岸帶區(qū)會(huì)出現(xiàn)明顯大量紅樹(shù)葉自然脫落被分解形成的有機(jī)碎屑是浮游生物和底犧生物的良好餌料，從而形成了以紅樹(shù)葉開(kāi)始的“腐屑食物鏈”紅樹(shù)林具有重要的生態(tài)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，近來(lái)由于認(rèn)為開(kāi)發(fā)的原因，紅樹(shù)林處于銳減的趨勢(shì)，應(yīng)加強(qiáng)保護(hù)第25頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月珊瑚礁生物群落珊瑚礁廣泛分布于溫暖或熱帶淺海中，是“所有生物群落中最富有生物生產(chǎn)能力的、分類(lèi)學(xué)上種類(lèi)繁多的、美學(xué)上馳名于世的群落之一”(Johamnes，1970)。珊瑚礁是由造礁珊瑚和造礁藻類(lèi)共同組建的，形成了一個(gè)特殊的生態(tài)環(huán)境，引來(lái)了豐富多采的礁棲動(dòng)、植物種類(lèi)，共同組成了珊瑚礁生物群落珊瑚礁有三種類(lèi)型：岸礁(fringingreef)、堡礁(barrierreef)和環(huán)礁(atollreef)珊瑚礁生物生長(zhǎng)的海域水溫必須高于20℃，適宜溫度為年平均值25℃左右。珊瑚礁生物群落的生物種類(lèi)是所有生物群落中最為豐富的，多樣性程度亦最高。幾乎所有海洋生物的門(mén)類(lèi)都有代表種類(lèi)生活在珊瑚礁環(huán)境之中，它們各自占有適合自身生存的空間珊瑚礁的形成需要漫長(zhǎng)的歷史年代，一旦破壞難以再次形成，由于環(huán)境變化、人為破壞等原因，珊瑚礁也有衰退的跡象第26頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月9.2.2海洋生物多樣性的利用和保護(hù)

迄今，遼闊的海洋已為人類(lèi)提供了多種多樣的、大量的食物、藥品、原材料等物質(zhì)。隨著海洋科學(xué)研究的深入，將會(huì)有更多更新的海洋生物物質(zhì)不斷地被開(kāi)發(fā)利用但是海洋生物多樣性面臨各種嚴(yán)重的威脅，特別人類(lèi)活動(dòng)大大增加了環(huán)境變化的強(qiáng)度、速度，并且造成難以恢復(fù)或無(wú)法逆轉(zhuǎn)的后果，人類(lèi)的活動(dòng)物種的生存最大的威脅。人類(lèi)活動(dòng)通過(guò)過(guò)度利用、自然條件改變、海洋污染、不相容物種侵入和造成全球氣候變化等方面直接或間接地危及海洋生物海洋生物多樣性面臨的威脅最初來(lái)自人類(lèi)活動(dòng)最高密集的河口和沿岸近海水域，但是現(xiàn)今人類(lèi)活動(dòng)已遍及海洋各處第27頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月海洋為人類(lèi)提供了大量的食物人類(lèi)雖然在陸地上安居，但卻是海洋食物網(wǎng)中的最高環(huán)節(jié)，消耗著大量的海洋魚(yú)類(lèi)、無(wú)脊椎動(dòng)物和藻類(lèi)。1994年全球海洋總的漁獲量(包括魚(yú)類(lèi)、甲殼類(lèi)、軟體動(dòng)物和藻類(lèi))已達(dá)9.04×107t。海洋已成為世界上動(dòng)物蛋白的最大源泉海上養(yǎng)殖(包括人工養(yǎng)殖和半人工養(yǎng)殖)生物的產(chǎn)量在海洋漁業(yè)總產(chǎn)量中已占有重要的比例，并且正以每年5％的速度增長(zhǎng)，大大快于捕撈量的增長(zhǎng)速度。到本世紀(jì)末1/3的漁業(yè)產(chǎn)量將來(lái)自海上養(yǎng)殖生產(chǎn)目前，被人們直接食用的魚(yú)、蝦、貝、藻等的種類(lèi)僅占海洋生物總物種數(shù)量的很小一部分，豐富的海洋生物為我們提供了廣闊的開(kāi)發(fā)利用前景。但再局部區(qū)域或個(gè)別種類(lèi)存在著過(guò)度利用現(xiàn)象，應(yīng)注意保護(hù)第28頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月水產(chǎn)養(yǎng)殖的貢獻(xiàn)與地位水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)為人們提供了重要的高級(jí)蛋白質(zhì)源，約占人們總蛋白質(zhì)供應(yīng)的1/5強(qiáng)，據(jù)報(bào)道我國(guó)人均食用魚(yú)類(lèi)約20kg/年，且有加強(qiáng)的趨勢(shì)和提升的空間。通常認(rèn)為海洋是地球上人類(lèi)尚未完全開(kāi)發(fā)的最后一塊資源，人們開(kāi)發(fā)海洋的主要目的之一即是獲得食物。200040006000(萬(wàn)噸)800019832003肉類(lèi)禽蛋牛奶水產(chǎn)品農(nóng)業(yè)部2003第29頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月海洋醫(yī)藥材料人類(lèi)利用海洋生物作為藥物治病已有千年以上的歷史，古代的中國(guó)、日本、羅馬、英國(guó)人均有利用海洋生物治療疾病的記載。直到1950年，人們?cè)谝环N荔枝海綿(Tethyacrypta)提取物中發(fā)現(xiàn)了一些自然形成的阿拉伯糖苷化合物，才激發(fā)了從海洋中尋找藥物的興趣在當(dāng)代，心血管病、癌癥、糖尿病、艾滋病等嚴(yán)重威脅著人類(lèi)的健康和生存，為尋找新藥，80年代后期，已掀起了研究開(kāi)發(fā)海洋藥物的熱潮，并取得了不少成效，成立相當(dāng)多的海洋藥物研究機(jī)構(gòu)目前從海洋生物中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)具有重要生理及藥理活性的化合物就達(dá)上千種，中國(guó)近海已發(fā)現(xiàn)具有藥用價(jià)值的海洋生物達(dá)700多種；但真正獲批準(zhǔn)應(yīng)用的海洋藥物并不多第30頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月海洋生物工業(yè)材料海洋生物的工業(yè)用途最早是從海藻開(kāi)始的，17世紀(jì)法國(guó)從褐藻灰分中提取鈉鹽(蘇打)和鉀鹽(鉀堿)。隨后，又從海藻的分解過(guò)程中獲得了碘和可用于爆破的丙酮溶劑。甘露醇等亦是海藻工業(yè)中的主要產(chǎn)品之一藻膠是從紅藻和褐藻中提取的多糖產(chǎn)物，其中瓊脂(Agar)是從紅藻中的石花菜(Gelidium)、江蘺(Gracilaria)等海藻中提取的，瓊脂在食品、科研及醫(yī)藥領(lǐng)域具有重要用途螺旋藻能直接作為綠色食品供人類(lèi)食用，含有豐富的蛋白質(zhì)、維生素及其它生物活性成份，具有極大的應(yīng)用前景從甲殼類(lèi)(蝦和蟹等)動(dòng)物的外殼中提純的甲殼胺(chitosan)及其衍生物已在諸如化工、貴重金屬提取、污水處理、食品工業(yè)、醫(yī)藥材料等很多領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用活珊瑚、珊瑚石、珊瑚沙等可以作為建筑材料第31頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月海洋生物對(duì)海洋環(huán)境和調(diào)節(jié)全球氣候的作用海洋生物的生理過(guò)程對(duì)海洋環(huán)境的變化具有重要影響。例如，由于海洋生物有“生物泵”等作用，海洋吸收了大量由于人類(lèi)活動(dòng)而釋放的CO2

，阻止了溫室效應(yīng)的加劇珊瑚礁、紅樹(shù)林、海草等群落，不僅豐富了海洋生物多樣性，還能緩沖風(fēng)暴潮及狂浪的沖擊，保持了岸灘，且具有造陸的貢獻(xiàn)，對(duì)于某些面臨滅頂之災(zāi)的島國(guó)具有重要意義同時(shí)，海洋的異常變化也極大地影響著全球的氣候，如著名的“厄爾尼諾”、“拉尼娜”現(xiàn)象及臺(tái)風(fēng)、颶風(fēng)等第32頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月海洋生物多樣性面臨的威脅在漫長(zhǎng)的歲月里，海洋生物不斷遇到非生物環(huán)境變化的挑戰(zhàn)，只有能順應(yīng)變化或逃避變化迎接挑戰(zhàn)的那些物種才能繁衍生息而持續(xù)發(fā)展人類(lèi)活動(dòng)大大增加了環(huán)境變化的強(qiáng)度、速度，并威脅到物種的生存。包括過(guò)度利用、自然條件改變、海洋污染、外來(lái)物種的入侵、全球氣候變化等多方面均對(duì)海洋生物多樣性存在著威脅第33頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月海洋生物的過(guò)度利用人類(lèi)為從海洋中獲取食物、醫(yī)藥、原材料等而大量捕撈海洋生物。所有具商業(yè)價(jià)值的海洋生物至少在部分地區(qū)被過(guò)度利用。過(guò)度利用不僅損害物種規(guī)模，而且會(huì)引起物種遺傳上的變化，改變與捕食動(dòng)物、共生者、競(jìng)爭(zhēng)者和捕食動(dòng)物之間的生態(tài)關(guān)系。目前全球海洋水產(chǎn)捕撈業(yè)不僅過(guò)度利用諸多目標(biāo)魚(yú)類(lèi)和無(wú)脊椎動(dòng)物，同時(shí)，非有意捕撈也捕殺了大量非目標(biāo)海洋生物一般壽命長(zhǎng)，繁殖慢的海洋哺乳動(dòng)物、海鳥(niǎo)和海龜?shù)龋鷳B(tài)上采取K對(duì)策，對(duì)過(guò)度利用極為敏感。它們一旦被大量捕撈后就難以恢復(fù)，致使上述種類(lèi)和海生水獺、地中海海豹等物種已近滅絕邊緣無(wú)脊椎動(dòng)物中的海綿動(dòng)物，腔腸動(dòng)物中的珊瑚類(lèi)、軟體動(dòng)物中的珠母貝、夜光蠑螺和鮑類(lèi)，以及海洋植物中的紅樹(shù)林，在不同國(guó)家的局部海域同樣受到過(guò)度利用，一些種類(lèi)亦處于面臨滅絕的境地第34頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月歷史上曾存在現(xiàn)已滅絕的海洋鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳類(lèi)

第35頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月自然條件的人為改變對(duì)海洋生物的危害填海造地，采伐紅樹(shù)林，海岸河口筑堤，海灘挖沙，采礦和石油天然氣的開(kāi)發(fā)等都嚴(yán)重地改變了局部海域的自然環(huán)境，使海洋生物承受巨大的環(huán)境壓力。這些人為活動(dòng)對(duì)海洋生物多樣性的損害作用又往往是多方面的，如漁業(yè)拖網(wǎng)作業(yè)對(duì)海洋生物多樣性存在非常的嚴(yán)重危害江河豐水期徑流入海帶來(lái)了豐富的陸源營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，補(bǔ)充了浮游植物的消耗，提高水域的“肥力”，但同時(shí)也嚴(yán)重地影響海水的透明度，降低了浮游植物光合作用效率，導(dǎo)致混濁區(qū)生產(chǎn)力明顯下降。相反，江河枯水期斷流或流量減少，使陸源喪失或減少沉積物和營(yíng)養(yǎng)物的供應(yīng)，對(duì)河口和沿岸生態(tài)系統(tǒng)有明顯影響，如三角洲及紅樹(shù)林、沼澤和泥灘生物群落退縮。江河上大型水利工程對(duì)海洋存在巨大的影響，如埃及阿斯旺大壩建成后，總漁獲量下降80％第36頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月外來(lái)物種的入侵外來(lái)物種亦稱(chēng)生態(tài)入侵、生物污染、外來(lái)種、引入種等，是指由人類(lèi)活動(dòng)有意或無(wú)意引入在某海域歷史上從未出現(xiàn)過(guò)的物種，外來(lái)物種具有競(jìng)爭(zhēng)性、捕食性、寄生性和防衛(wèi)性外來(lái)物種入侵的途徑有船舶壓艙水的排放、運(yùn)河的開(kāi)通及引入養(yǎng)殖種類(lèi)。一艘大型貨船的壓艙水中帶有幾百種浮游生物、底棲生物、游泳生物的幼體或藻類(lèi)孢子等，全球龐大的海運(yùn)網(wǎng)幾乎在任何時(shí)刻都能把幾百種生物送往世界各大洋。1869年蘇伊世運(yùn)河開(kāi)通以后，就有250余種生物從紅海進(jìn)入地中海。出于發(fā)展海洋農(nóng)牧化經(jīng)濟(jì)的需要，具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的魚(yú)、蝦、貝(牡蠣、扇貝)等物種引入了不同的地區(qū)但在引種前必須對(duì)引進(jìn)種在今后對(duì)該海域可能產(chǎn)生的環(huán)境影響進(jìn)行科學(xué)論證，真正做到利大于弊。因?yàn)槲锓N侵入有可能導(dǎo)致自然生物群落的根本變化，成為生態(tài)入侵種，造成嚴(yán)重的后果第37頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月全球氣候變化對(duì)海洋生物多樣性的威脅臭氧層空洞的危害，據(jù)估計(jì)，臭氧減少10％，導(dǎo)致?lián)p害DNA的紫外線(xiàn)增加28％，紫外線(xiàn)已經(jīng)對(duì)海洋浮游生物和某些魚(yú)類(lèi)幼體階段的生物種群產(chǎn)生影響溫室效應(yīng)的加劇，據(jù)估計(jì)，由于溫室氣體的增加，地球平均溫度在下一世紀(jì)將增加1～3℃，溫室效應(yīng)改變了地球表面熱量分布，也將改變海洋環(huán)流、降水和風(fēng)暴路徑海水溫度的上升將引起水體膨脹，冰川融化，從而使海平面上升，繼而引起海岸帶生態(tài)系統(tǒng)向陸地后退，直接影響全球海洋海岸帶的生物多樣性，海面上升也將損害島嶼生態(tài)系統(tǒng)，某些島國(guó)將不復(fù)存在如前所提及，“厄爾尼諾”、“拉尼娜”現(xiàn)象、臺(tái)風(fēng)、颶風(fēng)等海洋的異常變化也極大地影響著海洋生態(tài)系統(tǒng)第38頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月海洋生物多樣性的保護(hù)海洋生物多樣性是人類(lèi)賴(lài)以生存的寶貴財(cái)富，人類(lèi)開(kāi)發(fā)利用海洋生物資源應(yīng)該遵循可持續(xù)發(fā)展的原則物種是海洋生物物種多樣性的基本單位(成分)，只有在種群間得到自然平衡，物種和物種多樣性才能持續(xù)發(fā)展；海洋環(huán)境多樣化是豐富海洋生態(tài)系統(tǒng)多樣性的基礎(chǔ)，生物與環(huán)境之間都必須依靠對(duì)方的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，才能保持生態(tài)系統(tǒng)平衡而得以持續(xù)發(fā)展國(guó)家應(yīng)當(dāng)制定政策，限制濫用生物資源；防止海洋生物環(huán)境污染；制定國(guó)家和地方級(jí)的海洋生物多樣性保護(hù)對(duì)策和行動(dòng)計(jì)劃；提供必要的經(jīng)費(fèi)保證；加強(qiáng)重要物種及遺傳資源的遷地保護(hù)，建立自然保護(hù)區(qū)；加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)，促進(jìn)海洋生物多樣性的保護(hù)和持續(xù)利用科學(xué)研究海洋生物多樣性保護(hù)是全球共同的任務(wù)，必須通過(guò)國(guó)際或地區(qū)合作、交流、共享信息技術(shù)，才能使海洋生物多樣性保護(hù)收到更大的成效第39頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月9.3海洋生物生態(tài)類(lèi)群及生物地理學(xué)

根據(jù)海洋生物的生活習(xí)性、運(yùn)動(dòng)能力及所處海洋水層環(huán)境(pelagicenvironment)和底層環(huán)境(benthicenvironment)的不同，可將其分為浮游生物、游泳生物和底棲生物三大類(lèi)群生物地理學(xué)是研究生物在空間與時(shí)間上的分布的科學(xué)。海洋生物地理學(xué)研究生物在海洋中的分布及其規(guī)律，闡明不同海域生物區(qū)系的組成及生態(tài)特點(diǎn)、形成過(guò)程及其與海洋環(huán)境的關(guān)系第40頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月海洋浮游生物(marineplankton)海洋浮游生物缺乏發(fā)達(dá)的運(yùn)動(dòng)器官，沒(méi)有或僅有微弱的游動(dòng)能力，懸浮在水層中常隨水流移動(dòng)。多數(shù)個(gè)體很小，在顯微鏡下才能看清其，但種類(lèi)繁多、數(shù)量很大、分布又很廣，通?？蓪⒏∮紊锓譃楦∮沃参?phytoplankton)、浮游動(dòng)物(zooplankton)、漂浮生物海洋浮游植物：浮游植物多為單細(xì)胞植物，具有葉綠素或其它色素體，能進(jìn)行光合作用，浮游植物主要包括：光合細(xì)菌、藍(lán)藻、硅藻、自養(yǎng)甲藻、綠藻、金藻、黃藻等。它們是水域生態(tài)系統(tǒng)中的主要初級(jí)生產(chǎn)者(producer)，其中有些細(xì)菌又是還原者(decomposer)，一般分布在海洋的上層或透光帶。海洋浮游動(dòng)物：種類(lèi)繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包括無(wú)脊椎動(dòng)物的大部分門(mén)類(lèi)，如原生動(dòng)物、腔腸動(dòng)物(包括各類(lèi)水母)、輪蟲(chóng)類(lèi)、甲殼綱節(jié)肢動(dòng)物、腹足綱軟體動(dòng)物(包括翼足類(lèi)和異足類(lèi))、毛顎動(dòng)物、被囊動(dòng)物(包括浮游有尾類(lèi)和海樽類(lèi))以及各類(lèi)動(dòng)物的浮游幼體，浮游動(dòng)物中以甲殼動(dòng)物的橈足類(lèi)最為重要第41頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月海洋漂浮生物(marineneuston)：生活在海氣界面和表面膜上的生物，又稱(chēng)海洋水表生物。漂浮生物包括水漂生物(pleuston)和漂浮生物(neuston)兩類(lèi)，后者又包括表上漂浮生物(epineuston)和表下漂浮生物(hyponeuston)等水漂生物：生活于海氣界面，部分身體露出水面，部分在水中，其分布直接受風(fēng)力的影響。這類(lèi)生物的代表有：①褐藻類(lèi)的馬尾藻(Sargassum)。②腔腸動(dòng)物的帆水母(Velella)、銀幣水母(Porpita)、僧帽水母(Physalia)和漂?？?Minyas)等。③軟體動(dòng)物的海蝸牛(Janthina)、海神鰓(Glaucus)、船蛸(Argonauta)、茗荷兒(Lepas)。④海鳥(niǎo)類(lèi)。表上漂浮生物：生活于海水表面膜上。主要代表有昆蟲(chóng)中的海蠅(Halobates)(大洋性)和黃蠅(Rheumatobates)(近岸性)，這類(lèi)動(dòng)物受海水表面張力的支持，能有效地控制自己在海表面上運(yùn)動(dòng)表下漂浮生物：這是較重要的類(lèi)群，主要棲息于海水最表層(＜5cm)。包括角水蚤(Pontellidae)、奇異猛水蚤(Miraciaefferata)以及各類(lèi)動(dòng)物的浮性卵和漂浮性幼體，分類(lèi)上與前有所重疊第42頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月海洋游泳生物(nekton)該類(lèi)群生物在水層中能克服水流阻力，自由游動(dòng)，它們具有發(fā)達(dá)的運(yùn)動(dòng)器官，包括魚(yú)類(lèi)、哺乳動(dòng)物、頭足類(lèi)、甲殼類(lèi)、爬行類(lèi)等(1)底棲性游泳生物：主要生活于海洋底層，游泳能力較弱。如灰鯨屬(Eschrichtius)、儒艮屬(Dugong)、鰈形目(Pleuronectiformes)的種類(lèi)及一些深海對(duì)蝦類(lèi)(2)浮游性游泳生物：運(yùn)動(dòng)能力較差，雷諾數(shù)(Re=密度×速度×長(zhǎng)度/粘性)小(5.0×103＜Re＜105)。如燈籠魚(yú)科(Myctophidae)、星光魚(yú)科(Sternoptychidae)的種類(lèi)。(3)真游泳生物：生活于廣闊的海洋水層中，游泳能力強(qiáng)，速度快，雷諾數(shù)大(Re＞105)。如大王烏賊科(Architeuthidae)、鯖亞目(Scomberoidei)、須鯨科(Balaenopteridae)的種類(lèi)。(4)陸緣游泳生物常出現(xiàn)于海岸沙灘、巖石、冰層或淺海等處如海龜科(Chelonioidea)、企鵝目(Sphenisciformes)、鰭腳目(Pinnipedia)、海牛屬(Trichechus)的種類(lèi)第43頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月海洋底棲生物(marinebenthos)海洋底棲生物棲息于潮間帶、淺海及深海海底，它是海洋生物中種類(lèi)最多的一個(gè)生態(tài)類(lèi)群，包括了大多數(shù)海洋動(dòng)物門(mén)類(lèi)、大型海藻及洋種子植物(1)海洋底棲植物：這類(lèi)植物靠光合作用制造有機(jī)物，為自身提供營(yíng)養(yǎng)，是生產(chǎn)者，為自養(yǎng)型生物，如海帶(Laminaria)、石莼(Ulva)、紫菜(Porphyra)、海蘿(Gloiopeltis)、滸苔(Enteromorpha)、水云(Ectocarpus)海草、紅樹(shù)等種子植物，它們大多營(yíng)定生生活，固著于底層，分布于透光的潮間帶和潮下帶(2)海洋底棲動(dòng)物：大多數(shù)是消費(fèi)者，為異養(yǎng)型生物；但海底熱泉?jiǎng)游锶郝渲杏械某蓡T能進(jìn)行化學(xué)合成作用。海洋底棲動(dòng)物包括海洋動(dòng)物的大多數(shù)門(mén)類(lèi)，包括各類(lèi)軟體動(dòng)物、甲殼動(dòng)物、棘皮動(dòng)物、魚(yú)類(lèi)多毛類(lèi)、腸鰓類(lèi)等，據(jù)其生活區(qū)域及習(xí)性的不同可分為為底內(nèi)動(dòng)物(infauna)、底上動(dòng)物(epifauna)、游泳性底棲動(dòng)物(nektobenthos)、污著生物(或稱(chēng)污損生物)(foulingorganisms)、鉆孔生物(boringorganisms)據(jù)體形大小的不同，可分為3類(lèi)：①大型底棲生物(Macrobenthos)，體長(zhǎng)(徑)大于1mm，如海綿、珊瑚、蝦、蟹、多毛類(lèi)；②小型底棲生物(meiobenthos)，體長(zhǎng)(徑)為0.5～1mm，如線(xiàn)蟲(chóng)、甲殼動(dòng)物、猛水蚤類(lèi)、介形類(lèi)、動(dòng)吻類(lèi)；③微型底棲生物(microbenthos)，體徑小于0.5mm，主要有原生動(dòng)物、細(xì)菌第44頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月生物地理學(xué)：生物區(qū)系與特征區(qū)域動(dòng)物區(qū)系(fauna)或植物區(qū)系(flora)是指在某一地區(qū)內(nèi)的各類(lèi)動(dòng)物或植物的總和，即是某一地區(qū)的生物區(qū)系(biota)。通常生物區(qū)系以自然地理區(qū)域來(lái)劃分，因?yàn)樵谝粋€(gè)自然地理區(qū)域內(nèi)，有其特殊的物理性狀、生態(tài)性狀等，然后才形成一定的生物區(qū)系。換句話(huà)說(shuō)，在一定的環(huán)境條件中產(chǎn)生了一定的生物區(qū)系由于歷史和地理原因，在區(qū)系內(nèi)的生物種類(lèi)中，往往可以有若干種類(lèi)是一個(gè)地區(qū)所特有，而別的地區(qū)所沒(méi)有的成分；這樣的特有成分稱(chēng)為特征成分，也就是特有種(endemicspecies)。特有種不一定在該地區(qū)內(nèi)到處出現(xiàn)，可能只生活在該地區(qū)的部分范圍內(nèi)。這樣的范圍就是特有種區(qū)域(areaofendemism)。特有種區(qū)域是做跟蹤分析(trackanalysis)的基本工作區(qū)域。往往有某些單系類(lèi)群的種類(lèi)同時(shí)在若干特有種區(qū)域內(nèi)發(fā)生，這些地區(qū)稱(chēng)為特有區(qū)域組(setofendemicareas)。第45頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月生物的擴(kuò)散(dispersal)擴(kuò)散是指生物個(gè)體的流動(dòng)，它有兩個(gè)含義：一是指?jìng)€(gè)體流動(dòng)在它所屬種的正常分布范圍之內(nèi)，也可以說(shuō)是在該地區(qū)種群范圍之內(nèi)；二是指?jìng)€(gè)體的流動(dòng)超出了它的地區(qū)種群范圍，也就是個(gè)體流動(dòng)到達(dá)其種群原來(lái)分布幅度之外。擴(kuò)散可分為下列三種類(lèi)型：(1)有機(jī)體的擴(kuò)散(organismicdispersal)：是指?jìng)€(gè)體流動(dòng)在地區(qū)種群之間，或達(dá)到過(guò)去未曾占有的地點(diǎn)，但仍不出原來(lái)種的分布幅度之外(2)種擴(kuò)散(Speciesdispersal)：個(gè)體流動(dòng)到另外一個(gè)生境，此生境是原來(lái)沒(méi)有占領(lǐng)的生境，出乎該種原來(lái)分布幅度之外。其去向有兩個(gè)情況：擴(kuò)散到原來(lái)沒(méi)有占領(lǐng)的新地區(qū)；擴(kuò)散到從前曾經(jīng)的占領(lǐng)過(guò)區(qū)(3)生物群落擴(kuò)散(bioticdispersal)：指一個(gè)生物群落擴(kuò)散到另外一個(gè)生物群落地區(qū)，包括擴(kuò)散到原來(lái)沒(méi)有占領(lǐng)過(guò)的地區(qū)和擴(kuò)散到從前曾經(jīng)的占領(lǐng)地區(qū)。第46頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月生物的遷移與分布中心某些活動(dòng)性較強(qiáng)的海洋動(dòng)物，由于產(chǎn)卵、索餌、越冬等需要，進(jìn)行非周期性的遷移和周期性的移動(dòng)、洄游，從而改變其原有分布區(qū)的面貌。海洋生物分布區(qū)的擴(kuò)大，常與人類(lèi)活動(dòng)有關(guān)。每種海洋生物在分布區(qū)內(nèi)都有它的分布中心。一般來(lái)說(shuō)，種的個(gè)體數(shù)量最多處可以認(rèn)為是它的分布中心，反映出這種生境最適宜該種生物的生存?？啤倩蚍N的密集分布區(qū)，通常被認(rèn)為是該分類(lèi)單元的分布中心。但現(xiàn)存種的分布中心，不一定是它的起源處，因?yàn)樵诼L(zhǎng)的地質(zhì)時(shí)期中可能發(fā)生多次變遷第47頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月生物的分布區(qū)分布區(qū)指一個(gè)種或較高分類(lèi)單元的生物因遺傳性和適應(yīng)能力不同產(chǎn)生的不同型式的分布區(qū)域。確定和解釋種的分布區(qū)是研究海洋生物地理學(xué)的基礎(chǔ)按分布區(qū)的大小，海洋生物有廣域分布和狹域分布之分。前者分布廣闊，有時(shí)遍布世界各大洋(主要見(jiàn)于種以上的分類(lèi)單元)。狹域分布的生物局限于一定海域，有的為地方特有種。系本海域原先就有的，叫固有種；該海域內(nèi)原先沒(méi)有的，由它區(qū)遷入的，為遷入種分布區(qū)的基本類(lèi)型有連續(xù)分布和間斷分布兩類(lèi)：前者是完整的分布區(qū)，包括世界性廣布區(qū)、環(huán)極地分布和環(huán)熱帶分布區(qū)等，屬?gòu)V域分布類(lèi)型；后者是不完整分布區(qū)，又稱(chēng)隔離分布區(qū)，一般被分割成兩個(gè)或多個(gè)孤立的部分。不連續(xù)分布有兩種方式：(1)兩極同源分布。主要是指同一屬中兩個(gè)極為相近的種類(lèi)分別分布在南北半球高緯度海域，而不出現(xiàn)于低緯度海域。熱帶沉降是指某些在兩極或溫帶海域淺水區(qū)生活的冷水性動(dòng)物，在熱帶海域沉降到較深水層找到它們所要求的生存溫度(2)北方兩棲。指分布于北半球溫帶海區(qū)，即北太平洋和北大西洋東西兩岸的動(dòng)植物，它們出現(xiàn)于亞歐大陸北部和北美北部?jī)砂叮灰?jiàn)于北極水域第48頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月生物分布的阻限在自然情況下，海洋生物種群繁殖個(gè)體數(shù)量過(guò)大時(shí)，則向分布區(qū)外遷移、擴(kuò)散，擴(kuò)大其分布范圍是生物的自然屬性。但在遷移過(guò)程中常會(huì)遇到各種障礙對(duì)大陸架淺水區(qū)底棲生物，廣闊的深洋是一種巨大的阻礙，雖然不少底棲生物有浮游幼蟲(chóng)階段，但浮游期一般不長(zhǎng)難以逾越大洋阻限對(duì)深海底棲動(dòng)物，大洋中的海脊則是重大的障礙，如著名的威維爾-湯姆森海脊是大西洋和挪威海深海動(dòng)物區(qū)系之間的一個(gè)阻礙，兩海區(qū)內(nèi)只有12％的動(dòng)物是相同的。對(duì)海洋游泳生物和海洋浮游生物，地峽是個(gè)不可逾越的障礙，如美洲太平洋和大西洋熱帶動(dòng)物區(qū)系被巴拿馬地峽所隔開(kāi)，只有少數(shù)種是兩個(gè)區(qū)系所共有的陸地是海洋生物擴(kuò)大分布區(qū)的阻限。第49頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月9.4.1海洋生態(tài)系統(tǒng)的基本概念“生態(tài)系統(tǒng)(ecosystem)”一詞是英國(guó)植物生態(tài)學(xué)家Tansley于1935年首先提出來(lái)的，指在一定的空間內(nèi)生物成分和非生物成分通過(guò)物質(zhì)循環(huán)和能量的流動(dòng)互相作用、互相依存、互相調(diào)控而構(gòu)成的一個(gè)生態(tài)學(xué)功能單位我們可以形象地把生態(tài)系統(tǒng)比喻為一部機(jī)器，機(jī)器是由許多零件組成的，這些零件之間靠能量的傳遞而互相聯(lián)系為一部完整的機(jī)器，并完成一定的功能。自然界中有許多大小不同的生態(tài)系統(tǒng)，大至生物圈(biosphere)或生態(tài)圈(ecosphere)、海洋、陸地，小至河口、珊瑚礁、紅樹(shù)林、上升流以及深海等都可成為一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。還有很多人工生態(tài)系統(tǒng)，如養(yǎng)蝦池、育苗池、海洋圍隔生態(tài)系統(tǒng)等等完整的生態(tài)系統(tǒng)包括生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者三大組成部分，穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)需要保持物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的暢通與平衡第50頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月生態(tài)系統(tǒng)的共同特征(1)生態(tài)系統(tǒng)是生態(tài)學(xué)上的一個(gè)主要結(jié)構(gòu)和功能單位，為生態(tài)學(xué)研究的最高層次(2)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部具有自我調(diào)節(jié)能力，但其自我調(diào)節(jié)能力是有限的(3)能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞是生態(tài)系統(tǒng)的三大功能。物種組成的變化、環(huán)境因素的改變和信息系統(tǒng)的破壞是導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)失效的三個(gè)主要原因(4)生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，要經(jīng)一個(gè)從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從不成熟到成熟的發(fā)育過(guò)程，其早期發(fā)育階段和晚期發(fā)育階段具有不同的特性能量流動(dòng)是單向遞減不可逆的，物質(zhì)流動(dòng)是循環(huán)的，信息傳遞則包括營(yíng)養(yǎng)信息、化學(xué)信息、物理信息和行為信息，構(gòu)成了信息網(wǎng)。有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能、生態(tài)系統(tǒng)的演替、生態(tài)系統(tǒng)的多樣性和穩(wěn)定性，以及生態(tài)系統(tǒng)受干擾后的恢復(fù)能力和自我調(diào)控能力等研究，已引起了極大關(guān)注

第51頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月9.4.2海洋生態(tài)系統(tǒng)的組成成分

任何一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)都是由生命和非生命兩大部分組成的，缺一不可，海洋生態(tài)系統(tǒng)的非生命部分有以下四部分①無(wú)機(jī)物質(zhì)，包括處于物質(zhì)循環(huán)中的各種無(wú)機(jī)物，如氧、氮、二氧化碳、水和各種無(wú)機(jī)鹽等②有機(jī)化合物，包括蛋白質(zhì)、糖類(lèi)、脂類(lèi)和腐殖質(zhì)等③氣候因素，包括太陽(yáng)輻射能、氣溫、濕度、風(fēng)和降雨等④海洋特定環(huán)境因素，如水溫、鹽度、海水深度(靜壓力、光照深度)、潮汐、水團(tuán)和不同海底底質(zhì)類(lèi)型等。這些環(huán)境因子不僅提供基本能量和物質(zhì)，而且決定著一些植物和動(dòng)物生活在某一特定海區(qū)第52頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月海洋生態(tài)系統(tǒng)生命部分生態(tài)系統(tǒng)中的生命部分可分為：生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者。海洋生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者包括所有海洋中的自養(yǎng)生物，通過(guò)光合作用把氮、磷、鐵、硫等15種或更多種元素和無(wú)機(jī)物合成有機(jī)物，把太陽(yáng)輻射能固定為化學(xué)能，貯存在合成有機(jī)物中，為消費(fèi)者和分解者提供唯一的能量來(lái)源，生產(chǎn)者是生態(tài)系統(tǒng)中最基本和最關(guān)鍵的生物成分，深海熱泉生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者能通過(guò)化能作用制造有機(jī)物消費(fèi)者是指依靠動(dòng)植物為食的動(dòng)物，包括植食動(dòng)物(herbivores、一級(jí)消費(fèi)者)、肉食動(dòng)物(carnivores、二級(jí)消費(fèi)者)、三級(jí)消費(fèi)者(或叫二級(jí)肉食動(dòng)物)、四級(jí)消費(fèi)者(或叫三級(jí)肉食動(dòng)物)，直到頂位肉食動(dòng)物。消費(fèi)者也包括雜食動(dòng)物(omnivores)，食碎屑者(detritivores)和寄生生物分解者在任何生態(tài)系統(tǒng)中都是不可缺少的組成成分，基本功能是把動(dòng)植物死亡后的殘?bào)w分解為比較簡(jiǎn)單的化合物，最終分解為無(wú)機(jī)物，并把它們釋放到環(huán)境中去，供生產(chǎn)者再重新吸收和利用，具有非常重要的意義。一些以動(dòng)植物殘?bào)w和腐殖質(zhì)為食的動(dòng)物，在物質(zhì)分解的總過(guò)程中發(fā)揮著不同程度的作用第53頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月9.4.3食物鏈和食物網(wǎng)在海洋生物群落中，從植物、細(xì)菌或有機(jī)物開(kāi)始，經(jīng)植食性動(dòng)物至各級(jí)肉食性動(dòng)物，形成攝食者與被食者的營(yíng)養(yǎng)關(guān)系稱(chēng)為食物鏈(foodchain)，或營(yíng)養(yǎng)鏈(trophicchain)。食物網(wǎng)(foodweb)是食物鏈的擴(kuò)大與復(fù)雜化，在各種生物的營(yíng)養(yǎng)層次多變情況下，形成的錯(cuò)綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)狀營(yíng)養(yǎng)關(guān)系。物質(zhì)和能量經(jīng)過(guò)海洋食物鏈和食物網(wǎng)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行的轉(zhuǎn)換與流動(dòng)由于受能量傳遞效率的限制，食物鏈的長(zhǎng)度不可能太長(zhǎng)。一般食物鏈的長(zhǎng)短與各海域的理化環(huán)境、生物群落結(jié)構(gòu)、食物鏈中各級(jí)生物的營(yíng)養(yǎng)動(dòng)力學(xué)以及潛在漁業(yè)產(chǎn)量等有著密切關(guān)系，大洋區(qū)的食物鏈有5個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，大陸架有3個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，上升流區(qū)只有2個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)除了以浮游植物和底棲植物為起點(diǎn)的植食食物鏈之外，還有一類(lèi)是以死生物或碎屑為起點(diǎn)的碎屑食物鏈(detritalfoodchain)。溶解有機(jī)物比碎屑有機(jī)物還要多好幾倍，可成為較大的碎屑顆粒物而快速向底層降落，這種現(xiàn)象又稱(chēng)為“海雪花”(marinesnow)，也支持了底棲系統(tǒng)中的高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物生產(chǎn)。在物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)中，碎屑食物鏈起著十分重要的作用，也加強(qiáng)了海洋生態(tài)系統(tǒng)的多樣性和穩(wěn)定性第54頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月海洋食物鏈類(lèi)型

第55頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月不同海區(qū)生產(chǎn)力的估算(引自Ryther，1969)

第56頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月海洋食物鏈和食物網(wǎng)特點(diǎn)(1)海洋食物鏈較長(zhǎng)，大洋區(qū)食物鏈可達(dá)到4～5級(jí)，而陸生食物鏈通常僅有2～3級(jí)(2)海洋食物鏈的許多環(huán)節(jié)是可逆的、多分支的，加上碎屑食物鏈、植食食物鏈和腐食食物鏈相互交錯(cuò)，網(wǎng)絡(luò)狀的營(yíng)養(yǎng)關(guān)系比陸地的更多樣、更復(fù)雜(3)食物鏈只表示有機(jī)物質(zhì)和能量從一種生物傳遞到另一種生物中的轉(zhuǎn)移與流動(dòng)方向，不表示有機(jī)物和能量的絕對(duì)數(shù)量(4)食物鏈每升高一個(gè)層次，有機(jī)物質(zhì)和能量就要有很大的損失，食物鏈的層次越多，總體效率越低。營(yíng)養(yǎng)級(jí)間的能量轉(zhuǎn)移效率平均只有10％～15％左右，構(gòu)成了生物量金字塔和能量金字塔，但周轉(zhuǎn)率高(5)食物網(wǎng)的結(jié)構(gòu)是可變的。一種生物往往攝食多種生物，其本身也為多種生物所食，生物發(fā)育生長(zhǎng)階段、季節(jié)和所在海域的不同，其餌料也各異；因而每種生物在一個(gè)海域中是處于不同食物鏈的不同環(huán)節(jié)，或者說(shuō)處于不同的營(yíng)養(yǎng)層次之中，構(gòu)成了一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)第57頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月海洋中的微型生物群落(microbialcommunity)微型生物是指在顯微鏡下才能觀(guān)察到的微小生物，包括細(xì)菌、真菌、單胞藻類(lèi)和原生動(dòng)物及小型的后生動(dòng)物(輪蟲(chóng)以、各種幼蟲(chóng)、幼體)等。根據(jù)其大小，可將微型生物劃分為三類(lèi)：超微型浮游生物(picoplankton)，0.2～2.0μm；微型浮游生物(nanoplankton)，2～20μm；小型浮游生物(microplankton)，20～200μm(1)超微型浮游生物：過(guò)去一直被忽視的類(lèi)群，它們的個(gè)體雖小，但是數(shù)量多、增殖周期短、生長(zhǎng)速率快，是海洋生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)的基礎(chǔ)部分，在營(yíng)養(yǎng)鹽含量偏低的水域中，承擔(dān)著初級(jí)生產(chǎn)的大部分(2)微型浮游生物：初級(jí)生產(chǎn)者有藻類(lèi)、植鞭毛藻等自養(yǎng)者，異養(yǎng)者如動(dòng)鞭毛蟲(chóng)、肉足蟲(chóng)、纖毛蟲(chóng)、放射蟲(chóng)等對(duì)細(xì)菌和藻類(lèi)有較高的攝食吸收水平，在微型生物群落中起著初級(jí)消費(fèi)者的重要作用(3)小型浮游生物：自養(yǎng)者包括硅藻、綠藻、隱藻、金藻等，為重要的初級(jí)生產(chǎn)者；異養(yǎng)者包括原生動(dòng)物、部分后生動(dòng)物(輪蟲(chóng)及某些幼蟲(chóng)、幼體)。在小型浮游生物中，既有初級(jí)消費(fèi)者，又有次級(jí)消費(fèi)者第58頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月微型生物大小劃分和組成(自Porter等，1985)第59頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月海洋微型生物功能群落(1)光合自養(yǎng)型(P群)：初級(jí)生產(chǎn)者，營(yíng)植物式營(yíng)養(yǎng)。(2)食細(xì)菌或食碎屑型(B群)：動(dòng)物式營(yíng)養(yǎng)，以細(xì)菌、碎屑為食。(3)腐養(yǎng)型(S群)：動(dòng)物式營(yíng)養(yǎng)，以溶解大分子有機(jī)物為食。(4)食藻型(A群)：以藻類(lèi)為食。(5)無(wú)選擇性雜食型(N群)：動(dòng)物式營(yíng)養(yǎng)，食細(xì)菌、碎屑、藻類(lèi)(6)肉食型(簡(jiǎn)稱(chēng)R群)：動(dòng)物式營(yíng)養(yǎng)。Pratt和Gairns(1985)分析研究了幾個(gè)不同類(lèi)型生態(tài)系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)微型生物群落的功能類(lèi)群分布模式大致接近，屬于B群的占60％，P群22％，A群6.8％，N群5.1％，R群3.8％，S群2.7％。因此認(rèn)為，不同的生態(tài)系雖然有不同的種類(lèi)組成，但其功能分布模式大致相同第60頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月9.4.4海洋微型生物食物網(wǎng)(microfoodweb，微型食物網(wǎng))微型食物網(wǎng)是指海洋中自養(yǎng)和異養(yǎng)的超微型浮游生物、微型浮游生物和小型浮游生物之間形成的網(wǎng)絡(luò)狀營(yíng)養(yǎng)關(guān)系。20紀(jì)80年代開(kāi)始，人們認(rèn)識(shí)到海洋溶解有機(jī)質(zhì)(DOM)和微型生物營(yíng)養(yǎng)作用在海洋生態(tài)系統(tǒng)的能流和物質(zhì)流中具有重要作用，進(jìn)而微型生物食物網(wǎng)引起極大重視，使得生態(tài)系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)的研究向微小型發(fā)展微型生物群落在達(dá)到平衡后，出現(xiàn)了掠食、競(jìng)爭(zhēng)等種間關(guān)系并構(gòu)成食物網(wǎng)。海洋有機(jī)物和微生物包括DOM、POM、真菌、細(xì)菌、硅藻、植鞭毛蟲(chóng)、動(dòng)鞭毛蟲(chóng)、肉足蟲(chóng)、纖毛蟲(chóng)、輪蟲(chóng)等；異養(yǎng)微生物將DOM變成顆粒有機(jī)質(zhì)(細(xì)菌自身生物量)，原生動(dòng)物攝食細(xì)菌，使之變?yōu)楦蟮挠袡C(jī)顆粒，這一過(guò)程又被稱(chēng)為打包作用(repackaging)，為更高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的后生動(dòng)物所利用；它們之間形成了錯(cuò)綜復(fù)雜的食物關(guān)系并構(gòu)成了微型食物網(wǎng)，成為鏈接碎屑食物網(wǎng)和后生動(dòng)物食物網(wǎng)的關(guān)鍵研究微型生物群落的結(jié)構(gòu)與功能，以及微型生物在生態(tài)系中物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)及轉(zhuǎn)化的作用，將成為生物海洋學(xué)研究的重要課題第61頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月9.4.5海洋生物生產(chǎn)力(marinebiologicalproductivity)

海洋生物通過(guò)同化作用生產(chǎn)有機(jī)物的能力稱(chēng)為海洋生物生產(chǎn)力。它是海洋生態(tài)系統(tǒng)的基本功能之一，通常以單位時(shí)間(年或天)內(nèi)，單位面積(或體積)中所生產(chǎn)的有機(jī)物的重量來(lái)計(jì)算；凈生產(chǎn)力是指單位時(shí)間內(nèi)，單位面積(或體積)中所同化有機(jī)物總量扣除消費(fèi)之后的余額，凈生產(chǎn)力一般不到總生產(chǎn)力的一半一般終級(jí)生產(chǎn)是從人類(lèi)的需要出發(fā)的各種水產(chǎn)品，海洋生物同化有機(jī)物需經(jīng)過(guò)初級(jí)生產(chǎn)、二級(jí)生產(chǎn)、三級(jí)甚至四級(jí)生產(chǎn)，達(dá)到終級(jí)生產(chǎn)等不同的環(huán)節(jié)，才能轉(zhuǎn)化為人類(lèi)食用的各種水產(chǎn)品，其中肉食性魚(yú)類(lèi)一般要經(jīng)過(guò)三、四級(jí)的轉(zhuǎn)化。各級(jí)生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化，通常是通過(guò)海洋食物鏈和海洋食物網(wǎng)的渠道來(lái)完成的海洋生物生產(chǎn)力分為海洋初級(jí)生產(chǎn)力和海洋動(dòng)物生產(chǎn)力第62頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月海洋初級(jí)生產(chǎn)力(marineprimaryproductivity)浮游植物、底棲植物以及自養(yǎng)細(xì)菌等生產(chǎn)者，通過(guò)光合作用或化學(xué)合成制造有機(jī)物和固定能量的能力，稱(chēng)為初級(jí)生產(chǎn)力。初級(jí)生產(chǎn)力包括總初級(jí)生產(chǎn)力(grossprimaryproductivity)和凈初級(jí)生產(chǎn)力(netprimaryproductivity)，初級(jí)生產(chǎn)力(gC·m-2·a-1)是最基本的生物生產(chǎn)力，是海域生產(chǎn)有機(jī)物或經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品的基礎(chǔ)，也是估計(jì)海域生產(chǎn)力和漁業(yè)資源潛力大小的重要標(biāo)志之一1967年Dugdale和Goering提出“新生產(chǎn)量”(NewProductive)概念，將總初級(jí)產(chǎn)量劃分為新生和再生(regenerated)兩部分。真光層中再循環(huán)過(guò)程中產(chǎn)生的氮稱(chēng)為再生氮(主要是銨態(tài)氮)，由真光層之外提供的氮為新生氮(主要是硝態(tài)氮)；由再生氮源支持的那部分初級(jí)產(chǎn)量稱(chēng)為再生生產(chǎn)量(regeneratedproduction)；而由新生氮源來(lái)支持的那部分初級(jí)產(chǎn)量，稱(chēng)為新生產(chǎn)量(newproduction)。再生氮來(lái)自真光層中生物的代謝產(chǎn)物，如氨氮、尿素和氨基酸等；新生氮來(lái)自大氣沉降或降水、陸源供應(yīng)、上升流或梯度擴(kuò)散以及氮?dú)獾纳锕潭ǖ?，只有新生初?jí)生產(chǎn)力才是向高層次營(yíng)養(yǎng)級(jí)的凈輸出初級(jí)生產(chǎn)力的這種劃分，使群落凈生產(chǎn)力有了大致的估計(jì)，也使生態(tài)系能流分配有了基本定量的描述。更重要的是，新生產(chǎn)力的水平，在很大程度上代表了海洋的凈固碳能力，而后者反映了海洋對(duì)大氣中二氧化碳的吸收能力和對(duì)全球氣候變化的調(diào)節(jié)能力(SCOR，1990)第63頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月影響初級(jí)生產(chǎn)力的因素影響海洋初級(jí)生產(chǎn)力的因素既包括理化因素和生物因素。理化因素中最主要的是光照強(qiáng)度和限制性營(yíng)養(yǎng)鹽，如氮、磷、鐵、錳等，這些因素直接關(guān)系到浮游植物光合作用的生理過(guò)程。營(yíng)養(yǎng)鹽貧乏或光強(qiáng)不足時(shí)，浮游植物的種群數(shù)量和生產(chǎn)力就低。此外，上升流和湍流也是重要的影響因素，使真光層的營(yíng)養(yǎng)鹽得以補(bǔ)充生物因素主要指浮游動(dòng)物的攝食或過(guò)剩攝食。浮游動(dòng)物的攝食壓力可以達(dá)到浮游植物現(xiàn)存量的5％～90％，因而是影響浮游植物生產(chǎn)量和生產(chǎn)力的重要因素第64頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月不同海域的初級(jí)生產(chǎn)力海洋浮游植物生產(chǎn)力：對(duì)于世界海洋初級(jí)生產(chǎn)力的估算有所差異，需要進(jìn)一步研究；關(guān)于中國(guó)各海區(qū)初級(jí)生產(chǎn)力的研究也有較快的進(jìn)展海洋底棲植物生產(chǎn)力：海洋底棲植物初級(jí)生產(chǎn)力估算也不盡相同，Karo(1955)理論計(jì)算，海洋底棲植物年最低產(chǎn)量為0.65×109t有機(jī)碳；一般認(rèn)為，海洋底棲植物的平均產(chǎn)量大約為海洋浮游植物的2％～5％在海洋環(huán)境中，存在著各種各樣的海洋植物群落。除了浮游植物群落以外，有珊瑚礁群落、海草群落、紅樹(shù)林群落、鹽沼植物群落和石生植物群落。這些群落以潮間帶和潮下帶藻類(lèi)分布區(qū)的生產(chǎn)力較高，甚至可高于陸生熱帶雨林群落和陸地沼澤作者、年份大洋區(qū)初級(jí)生產(chǎn)力(109tC/a)海洋總初級(jí)生產(chǎn)(109tC/a)海洋新生產(chǎn)力(109tC/a)Ryther,196915~1820/Eppleyetal，1979/19.0~24.03.4~4.7Chavezetal，1987/30.06Martin，1987/51.07.4第65頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月不同海洋生物群落的初級(jí)生產(chǎn)力1)珊瑚礁，Marsh(1976)認(rèn)為其范圍為0.18gC/m2·h-1～0.7gC/m2·h-1，馬尾藻的生產(chǎn)力達(dá)0.057～1.95gC/m2·h-1，Wanders(1976)得出數(shù)據(jù)為18.6gC/m2·d-1。許多事實(shí)證明了珊瑚礁生態(tài)系的總生產(chǎn)量是較高的

2)海草場(chǎng)，生活在中潮區(qū)至水深50～60m的柔軟底質(zhì)中，有大葉藻(Zosteramarina)、海黽草(Thalessiatestudium)、還有蝦形藻(Phyllospadix)、海神草(Cymodocea)

等，McRoy等(1977)報(bào)道其生產(chǎn)力為500～1000gC/m2·a-13)鹽沼植物，由鹽生草類(lèi)、燈心草和灌木組成，以大米草(Spartina)、燈心草(Juncus)占優(yōu)勢(shì)，生產(chǎn)力較高4)紅樹(shù)林沼澤，紅樹(shù)林包括潮間帶和潮下帶淺水區(qū)的灌木和喬木(單子葉和雙子葉植物)，紅樹(shù)林的凈增長(zhǎng)量并不高，紅樹(shù)林生長(zhǎng)慢，現(xiàn)存量不高。第66頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月海洋動(dòng)物生產(chǎn)力海洋動(dòng)物生產(chǎn)力包括海洋生物二級(jí)生產(chǎn)力、三級(jí)生產(chǎn)力、四級(jí)生產(chǎn)力(合稱(chēng)為次級(jí)生產(chǎn)力)，直至終級(jí)生產(chǎn)力二級(jí)生產(chǎn)力：指以植物、細(xì)菌等初級(jí)生產(chǎn)者為營(yíng)養(yǎng)來(lái)源的生物生產(chǎn)能力，二級(jí)生產(chǎn)者(又稱(chēng)初級(jí)消費(fèi)者)處于食物鏈的第二個(gè)環(huán)節(jié)，是肉食性動(dòng)物的攝食對(duì)象，二級(jí)生產(chǎn)者包括大部分浮游動(dòng)物、底棲動(dòng)物和植食性游泳動(dòng)物三級(jí)生產(chǎn)力：指以浮游動(dòng)物等二級(jí)生產(chǎn)者為營(yíng)養(yǎng)來(lái)源的生物生產(chǎn)能力，為二級(jí)生產(chǎn)者與四級(jí)生產(chǎn)者或終級(jí)生產(chǎn)者之間的能量轉(zhuǎn)換者，三級(jí)生產(chǎn)者包括一些肉食性的魚(yú)類(lèi)和大型無(wú)脊椎動(dòng)物終級(jí)生產(chǎn)力：指一些自身不再被其他生物所消費(fèi)的生物生產(chǎn)能力，終級(jí)生產(chǎn)者處于食物鏈的頂端，絕大多數(shù)是海洋漁業(yè)的捕撈對(duì)象，其數(shù)量的多寡直接影響漁業(yè)的豐歉；終級(jí)生產(chǎn)者主要包括兇猛的魚(yú)類(lèi)和其它大型或特大型生物物，一般終極生產(chǎn)者得富集程度比較高第67頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月海洋次級(jí)生產(chǎn)量的生產(chǎn)過(guò)程凈初級(jí)生產(chǎn)量是生產(chǎn)者以上各營(yíng)養(yǎng)級(jí)所需能量的唯一來(lái)源。凈初級(jí)生產(chǎn)量中被動(dòng)物吸收用于器官組織生長(zhǎng)與繁殖新個(gè)體的部分，被稱(chēng)為次級(jí)生產(chǎn)量。在動(dòng)物的攝食生產(chǎn)過(guò)程，有相當(dāng)一部分以各種形式流失掉。其能量從一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞到下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)時(shí)往往損失很大。對(duì)一個(gè)動(dòng)物種群來(lái)說(shuō)，其能量收支情況可以表示為：P＝C-FU-R式中P代表次級(jí)生產(chǎn)量，C代表動(dòng)物從外界攝取的能量，F(xiàn)U代表以糞、尿形式損失的能量，R代表呼吸過(guò)程中的能量損失即次級(jí)生產(chǎn)量等于動(dòng)物吃進(jìn)的能量減掉糞尿所含的能量，再減掉呼吸代謝過(guò)程中的能量損失第68頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月自然界中能量流動(dòng)能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)不同，是一種單向、遞減、不可逆的運(yùn)動(dòng)A,輸入或攝入能量.B,同化能量.C,生產(chǎn)量.D,貯存的能量.E,排泄能量.F,未被利用的能量.G,自殘等可再次利用的能量.H生物量.I,呼吸消耗的能量.J,林德曼效率(約0.1).(仿OdumEP1983)ABIHFCDEGJ第69頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月海洋動(dòng)物的次級(jí)生產(chǎn)量次級(jí)生產(chǎn)量比初級(jí)生產(chǎn)量少得多。推算結(jié)果表明，海洋生態(tài)系統(tǒng)中的植食動(dòng)物有著極高的取食效率，海洋動(dòng)物利用海洋植物的效率約相當(dāng)于陸地動(dòng)物利用陸地植物效率的5倍；海洋的初級(jí)生產(chǎn)量總和雖然只有陸地初級(jí)生產(chǎn)量的1/3，但海洋的次級(jí)生產(chǎn)量總和卻比陸地高得多(1376∶372)。海洋中只有少數(shù)經(jīng)濟(jì)魚(yú)類(lèi)是植食性的，而大多數(shù)魚(yú)類(lèi)都以高位食物鏈上的生物為食Ryhter(1969)估算了世界海洋魚(yú)類(lèi)的潛在產(chǎn)量，大洋、沿岸區(qū)和上升流區(qū)三類(lèi)海域的平均魚(yú)類(lèi)生產(chǎn)力分別為0.5，340，36000mgC/m2·a-1。浮游動(dòng)物的產(chǎn)量變化范圍為5mgC/m2·d-1～150mgC/m2·d-1，多數(shù)介于5～50mgC/m2·d-1之間

底棲動(dòng)物的次級(jí)產(chǎn)量隨著深度增加而呈明顯下降，在0～200m水深的底棲動(dòng)物的總生物量占全部海洋82.6％，而大于3000m水深的底棲動(dòng)物的總生物量?jī)H占0.8％，整個(gè)海洋的底棲動(dòng)物年產(chǎn)量約為6.66×109t第70頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月各種生態(tài)系統(tǒng)的年次級(jí)生產(chǎn)量(引自Whittaker等，1973)

第71頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月海洋底棲動(dòng)物生物量的分布(Zenkevitch等，1960)

第72頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月影響次級(jí)產(chǎn)量的因素任何能影響動(dòng)物新陳代謝、生長(zhǎng)、繁殖的因素都與動(dòng)物的產(chǎn)量有關(guān)，溫度、食物、個(gè)體大小、初級(jí)產(chǎn)量、營(yíng)養(yǎng)級(jí)數(shù)目和生態(tài)效率等均對(duì)次級(jí)產(chǎn)量有重要影響溫度與動(dòng)物的新陳代謝速率有密切關(guān)系，在適溫范圍內(nèi)，溫度提高會(huì)加速生長(zhǎng)發(fā)育，并提高產(chǎn)量；但是反常的高溫時(shí)可能使動(dòng)物大量死亡食物的質(zhì)量與動(dòng)物的同化效率有密切關(guān)系，食物質(zhì)量越高，動(dòng)物的同化效率也隨之提高，其生長(zhǎng)效率就高消費(fèi)者個(gè)體大小與產(chǎn)量有關(guān)，大個(gè)體用于維持代謝消耗的食物能量比例較高，而小個(gè)體的相對(duì)呼吸率較小而相對(duì)生長(zhǎng)率高。此外個(gè)體越小的種類(lèi)，P/B比值越大，雖然生物量小，但周轉(zhuǎn)時(shí)間短，產(chǎn)量高次級(jí)產(chǎn)量可用下式表示：P=B×En，式中P表示次級(jí)產(chǎn)量，B是初級(jí)產(chǎn)量，E是生態(tài)效率，n是營(yíng)養(yǎng)級(jí)的數(shù)目第73頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月海洋生物生產(chǎn)過(guò)程的意義首先，海洋生物生產(chǎn)過(guò)程決定了生物資源的產(chǎn)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)變。掌握生物生產(chǎn)過(guò)程與機(jī)制，就可以預(yù)測(cè)生態(tài)系統(tǒng)的牧產(chǎn)潛力，調(diào)整資源的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，維護(hù)資源的再生，達(dá)到持續(xù)利用的目的其次，海洋生態(tài)系與環(huán)境、氣候變化過(guò)程是緊密耦合的，其中生物生產(chǎn)過(guò)程對(duì)全球氣候變化的作用不容忽視。如生物生產(chǎn)所利用的大氣CO2的量，直接影響著溫室效應(yīng)；海洋植物的生物生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的二甲基硫(DMS)，關(guān)系到云的形成、太陽(yáng)散射、溫室效應(yīng)以及酸雨、酸霧等氣候、環(huán)境問(wèn)題。生物生產(chǎn)過(guò)程研究?jī)?nèi)容集中在三個(gè)方面：生物生產(chǎn)力、營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)、能量轉(zhuǎn)化效率海洋生物生產(chǎn)過(guò)程具有以下特征：(1)初級(jí)生產(chǎn)被分為新生產(chǎn)和再生產(chǎn)兩部分；(2)微型生物食物環(huán)是將溶解有機(jī)質(zhì)傳遞到后生動(dòng)物食物網(wǎng)的一個(gè)重要途徑；(3)浮游動(dòng)物在初級(jí)生產(chǎn)轉(zhuǎn)化為漁業(yè)資源方面起到關(guān)鍵作用；(4)碎屑食物網(wǎng)對(duì)物質(zhì)能量的鉛直輸送和底棲生物資源的維持極為重要第74頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月海洋生物生產(chǎn)過(guò)程圖解第75頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月海洋生物生產(chǎn)過(guò)程的反饋調(diào)節(jié)海洋生態(tài)系統(tǒng)的一個(gè)普遍特性是存在著反饋現(xiàn)象。當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)中某一成分發(fā)生變化的時(shí)候，它必然會(huì)引起其它成分出現(xiàn)一系列的相應(yīng)變化，這些變化最終又反過(guò)來(lái)影響最初發(fā)生變化的那種成分，這一過(guò)程稱(chēng)為反饋。反饋包括負(fù)反饋(negativefeedback)、正反饋(positivefeedback)負(fù)反饋的作用是抑制和減弱最初發(fā)生變化的那種成分所發(fā)生的變化，反饋的結(jié)果是使生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到和保持平衡或穩(wěn)態(tài)。例如，如果貝類(lèi)因?yàn)轲B(yǎng)殖而無(wú)限增加，浮游植物就會(huì)因?yàn)槭艿竭^(guò)度攝食而減少，反過(guò)來(lái)就會(huì)抑制貝類(lèi)生長(zhǎng)，生態(tài)系統(tǒng)中的負(fù)反饋和自我調(diào)節(jié)起主要作用正反饋是比較少見(jiàn)的，它的作用恰好與負(fù)反饋相反，即生態(tài)系統(tǒng)中某一成分的變化所引起的其它一系列變化，反過(guò)來(lái)加速最初發(fā)生變化的成分所發(fā)生的變化。正反饋的作用常常使生態(tài)系統(tǒng)遠(yuǎn)離平衡狀態(tài)或穩(wěn)態(tài)，往往具有極大的破壞作用，常常是爆發(fā)性的，經(jīng)歷的時(shí)間也很短第76頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月海洋生態(tài)系統(tǒng)平衡由于生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)機(jī)制，保持自身的生態(tài)平衡。生態(tài)平衡是指生態(tài)系統(tǒng)通過(guò)發(fā)育和調(diào)節(jié)達(dá)到一種穩(wěn)定狀況，包括結(jié)構(gòu)上的穩(wěn)定、功能上穩(wěn)定和能量輸入輸出上的穩(wěn)定。生態(tài)平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡，能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)總在不間斷地進(jìn)行，生物個(gè)體也在不斷地進(jìn)行更新。在自然條件下，生態(tài)系統(tǒng)總是朝著種類(lèi)多樣化、結(jié)構(gòu)復(fù)雜化和功能完善化的方向發(fā)展至最穩(wěn)定狀態(tài)當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡的最穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，它能夠自我調(diào)節(jié)和維持自己的正常功能，消除外來(lái)的干擾，保持自己的穩(wěn)定性。這種能忍受一定外來(lái)的壓力，壓力一旦解除又能恢復(fù)原初的穩(wěn)定狀態(tài)，即為生態(tài)系統(tǒng)反饋調(diào)節(jié)的結(jié)果生態(tài)系統(tǒng)的這種自我調(diào)節(jié)功能是有一定限度的，當(dāng)外來(lái)干擾因素超過(guò)一定限度時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)功能就會(huì)受到損害，引起生態(tài)失調(diào)或生態(tài)危機(jī)生態(tài)危機(jī)是指由于人類(lèi)盲目活動(dòng)而導(dǎo)致局部地區(qū)甚至整個(gè)生物圈結(jié)構(gòu)和功能的失衡，從而威脅到人類(lèi)的生存。人類(lèi)賴(lài)以生存的自然界和生物圈是一個(gè)高度復(fù)雜具有自我調(diào)節(jié)功能的生態(tài)系統(tǒng)，保持這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定，是人類(lèi)生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。人類(lèi)活動(dòng)應(yīng)注意生態(tài)效益和生態(tài)后果，以便在利用自然的同時(shí)能基本保持生物圈的穩(wěn)定與平衡第77頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月9.5

海洋環(huán)境中的若干生物問(wèn)題

9.5.1海洋中的污染物與生物學(xué)過(guò)程9.5.2赤潮及其防治9.5.3海洋污損生物和鉆孔生物

9.5.4海洋生物對(duì)海水中聲和光的物理效應(yīng)

第78頁(yè)，課件共199頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月9.5.1海洋污染(marinepollution)1982年聯(lián)合國(guó)海洋法公約對(duì)海洋污染定義為：“人類(lèi)直接或間接把物質(zhì)或能量引入海洋環(huán)境，其中包括河口港灣，以至造成或可能造成損害生物資源和海洋生物，危害人類(lèi)健康，妨礙包括捕魚(yú)和海洋其它正當(dāng)用途在內(nèi)的各種海洋活動(dòng)，損壞海水使用質(zhì)量和傷及環(huán)境美觀(guān)等有害影響”，如石油及其煉制品、重金屬、農(nóng)藥、放射性物質(zhì)、熱廢水、固體廢棄物、病原生物等等海洋環(huán)境也是強(qiáng)度有限的生態(tài)系統(tǒng)，且海洋互相溝通，局部海域污染也可能逐漸波及全球，甚至可能對(duì)全球生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生長(zhǎng)期危害。應(yīng)強(qiáng)調(diào)科學(xué)傾廢，深入研究污染物入海后非生物過(guò)程和生物過(guò)程，以了解各種污染物對(duì)海洋造成的影響，尤其是對(duì)海洋生物和漁業(yè)的損失廢棄物在海洋中的分布、歸宿與生態(tài)效應(yīng)受物理、化學(xué)和生物過(guò)程的制約，這些過(guò)程會(huì)改變污染物的濃度、化學(xué)形態(tài)、生物利用率或毒理學(xué)效應(yīng)。清楚其中生物過(guò)程，包括微生物反應(yīng)、生物地球化學(xué)循環(huán)以及污染物對(duì)海洋生態(tài)系中重要生態(tài)成分的生物效應(yīng)，是預(yù)測(cè)廢棄物排放對(duì)海洋環(huán)境影