高級水生生物學復(fù)習資料

一、概念與術(shù)語1、河流連續(xù)體（rivercontinuumconcept）：1980年，Vannote等以水生昆蟲為基礎(chǔ)對河流生物群落結(jié)構(gòu)和上下游逆變提出了一個新理論，即河流連續(xù)統(tǒng)概念。他們根據(jù)外源性物質(zhì)進入河流后的變化，即上游為粗有機質(zhì)顆粒（CPOM，>1mm），至下游降解為細小或超微顆粒（FROM，50um-1mm；UPOM，0.5-50um）這一事實，認為群落中的優(yōu)勢類群因利用相應(yīng)顆粒亦自上而下依次為利用CPOM的撒食者，利用著生生物的刮食者和利用FROM-UPOM的收集者，收集者又可分利用懸浮顆粒的過濾收集者和利用沉積顆粒的直接收集者。2、洪水（河流）脈動概念FPC：洪水脈沖理論是繼河流連續(xù)統(tǒng)理論之后的第4個河流生態(tài)理論,主要闡述洪水脈沖驅(qū)動下,河流與其洪泛區(qū)之間的橫向水力聯(lián)系對河流洪泛區(qū)系統(tǒng)進程的重要性,強調(diào)洪水脈沖的重要性及河流洪泛區(qū)系統(tǒng)的整體性.本文論述洪水脈沖理論的概念模型、主要觀點及其在河流洪泛區(qū)系統(tǒng)的應(yīng)用進展.洪水脈沖理論的應(yīng)用主要體現(xiàn)在三方面:在洪水塑造河流洪泛區(qū)系統(tǒng)地貌進程方面,側(cè)重于河流形態(tài)的"主導徑流"研究,成果不斷提升;在生物地球化學循環(huán)上,以對氮的研究為主,提出洪水脈沖是河流洪泛區(qū)新陳代謝及生物地球化學循環(huán)的重要驅(qū)動力;在生物進程上,集中在對大型植物和以水鳥和魚類為代表的動物研究上.文中提出要提高河濱生物量,并重建全局的生物多樣性,應(yīng)提倡人為的洪水脈沖.對于干旱半干旱區(qū)濕地水鳥的保護核心是洪水發(fā)生頻率和淹沒范圍對水鳥繁殖及避難的作用,以及水在濕地景觀中的分配,這一點對于中國松嫩平原西部干旱半干旱區(qū)濕地水鳥的保護具有重要意義.洪水脈沖理論的提出是基于對熱帶亞馬遜河的觀察實驗,隨著其在其它類型區(qū)域的推廣應(yīng)用,除洪水脈沖以外的其它因素的作用突現(xiàn)出來,人類干擾洪水脈沖的生態(tài)效應(yīng)亦愈來愈顯現(xiàn).因此,有必要加強洪水脈沖與其它環(huán)境因子的耦合作用,及這種作用在人類干擾活動下,導致的河流洪泛區(qū)系統(tǒng)進程變化的研究,提出更具有普適性的洪水脈沖理論.3、r-K連續(xù)譜r-Kcontinuum：r選擇和k選擇是進化生態(tài)學中的一個重要問題。K選擇者的種群密度比較穩(wěn)定，經(jīng)常處于Ｋ值周圍（環(huán)境容納量），其特點是出生力低、壽命長、個體大、具有完善的保護后代的機制，子孫死亡率低，一般具有較弱的擴散能力，它們適應(yīng)穩(wěn)定的棲息生境。r選擇者的種群密度很不穩(wěn)定，很少達到Ｋ值，大部分時間維護在Ｓ型曲線的上升段。其特點是出生力高、壽命短、個體小、常常缺乏保護后代的機制，子孫死亡率高，一般具有較大的擴散能力，它們適應(yīng)多變的棲息生境。從極端的r選擇到極端的K選擇之間有一個連續(xù)的譜系，稱為r-K連續(xù)譜r-Kcontinuum。4、生物多樣性biodiversity：物種多樣性：群落中生物種類數(shù)目的多少，其作用是衡量群落規(guī)模和重要性的基礎(chǔ)，也是比較不同群落的重要參數(shù)，不同的環(huán)境中物種多樣性差異很大（環(huán)境多樣性，物種的適應(yīng)性）。5、群落演替：生物群落總是隨時間的推移而發(fā)生一系列的變化，不斷由新的物種組合取代舊的物種組合，使群落的類型不斷更新，這種按一定順序出現(xiàn)新舊交替的現(xiàn)象稱群落演替，或稱生態(tài)演替。由于氣候變遷、洪水、火燒、山崩、動物的活動和植物繁殖體的遷移散布，以及因群落本身的活動改變了內(nèi)部環(huán)境等自然原因，或者由于人類活動的結(jié)果，使群落發(fā)生根本性質(zhì)的變化的現(xiàn)象也是普遍存在的。這種在一定地段上一個群落被性質(zhì)上不同的另一個群落所替代的現(xiàn)象叫做演替。例如，在某一林區(qū)，一片土地上的樹木被砍伐后辟為農(nóng)田，種植作物；以后這塊農(nóng)田被廢棄，在無外來因素干擾下，就發(fā)育出一系列植物群落，并且依次替代。首先出現(xiàn)的是一年生雜草群落；然后是多年生雜類草與禾草組成的群落；再后是灌木群落和喬木的出現(xiàn)，直到一片森林再度形成，替代現(xiàn)象基本結(jié)束。在這里，原來的森林群落被農(nóng)業(yè)植物群落所代替，就其發(fā)生原因而論是一種人為演替。此后，在撩荒地上一系列天然植物群落相繼出現(xiàn)，主要是由于植物之間和植物與環(huán)境之間的相互作用，以及這種相互作用的不斷變化而引起的自然演替過程。群落的演替顯示著群落是從先鋒群落經(jīng)過一系列的階段，到達中生性頂極群落。這種沿著順序階段向著頂極群落的演替過程稱之為進展演替（progressivesuccession）。反之，如果是由頂極群落向著先鋒群落演變，則稱之為逆行演替（retrogressivesuccession）。群落演替中物種取代機制物種取代亦稱物種替代

物種替代是由于先來物種的活動改變了環(huán)境條件，使它不利于自身生存，面促進了后來物種的繁榮；因此物種替代有順序性，可預(yù)測和具方向性。多出現(xiàn)在環(huán)境條件嚴酷的原生演替中

先來物種抑制后來物種，使后者難以入侵和發(fā)育，因而物種替代沒有固定的順序，各種可能都有，其結(jié)果在很大程度上取決于哪一種先到。演替在更大程度上決定于個體的生活史對策，因而難以預(yù)測。在該模型中沒有一個物種可以被認為是競爭的優(yōu)勝者，而是決定于先到該地，所以演替往往是從短命種到長命種，而不是由規(guī)律、可預(yù)測的物種替代達爾文說過，物競天擇，適者生存。在這個意義上，優(yōu)勝劣汰，弱肉強食是自然界乃至宇宙最基本的法則。而人人平等則是社會發(fā)展到現(xiàn)在的一個相對的概念。群落是一個動態(tài)的開放的生命系統(tǒng).

由于氣候變遷,洪水,火燒,山崩,地殼運動,動物的活動和植物繁殖體的遷移散布,以及因群落本身的活動改變了內(nèi)部環(huán)境等自然原因,或者由于人類活動的結(jié)果,使群落結(jié)構(gòu)受到干擾或破壞,一些生物的種群消失了,就會有其他一些生物的種群來占據(jù)它們的空間,再過一段時間,就會有另一些生物的種群興起,達到一個相對穩(wěn)定的階段.

隨著時間的推移,一個群落被另一個群落代替的過程,就叫做演替.1,初生演替(primarysuccession)在一個從來沒有被植物覆蓋的地面,或者是原來存在過植被,但被徹底消滅了的地方發(fā)生的演替.如:沙丘,火山巖,冰川泥上進行的演替.

2,次生演替(secondarysuccession)原有的植被雖已不存在,但原有土壤條件基本保留,甚至還保留了植物的種子或其他的繁殖體(如能發(fā)芽的地下莖)的地方發(fā)生的演替.如火災(zāi)過后的草原,過量砍伐的森林,棄耕的農(nóng)田上進行的演替.6、功能攝食類群Functionalfeedinggroups：是根據(jù)攝食對象和方法的差異對水生動物進行的一項生態(tài)分類，它包括撕食者、收集者、刮食者和捕食者。這個概念是由Cummins(1973,1974)在研究水生昆蟲時首先提出的。功能攝食類群：(一)定義:根據(jù)攝食對象和方法的差異對水生動物進

行的一項生態(tài)分類.

(二)分類

撕食者如蟹類;

收集者

刮食者如鮑魚,笠貝,螺類和仙女蟲類等;

捕食者如頭足綱的鸚鵡螺,環(huán)節(jié)動物中的沙蠶等.

過濾收集者,如雙殼類的扇貝,貽貝

直接收集者,如雙胃線蟲7、周叢生物（Anfwuchsandperiphyton）：Young認為周叢生物是指生長浸沒于水中的各種基質(zhì)表面上的有機體集合群，由于懸浮顆粒也沉淀在基質(zhì)上，故這些有機體往往被一層粘滑的，甚至毛茸的泥砂所覆蓋。Sladeckova認為周叢生物是指包括在基質(zhì)上生長的所有生物，如細菌、真菌、藻類、原生動物、輪蟲、甲殼動物、線蟲、寡毛類、軟體動物、昆蟲幼蟲、魚卵和幼魚等。Wetzel認為周叢生物只指生長在基質(zhì)上的微型植物－藻類。周叢生物(Aufwuchs和Periphyton)是指生活在基質(zhì)上的有機體.周叢生物群落在水生態(tài)系統(tǒng)中具有特殊重要的作用,從水體生產(chǎn)力角度來看,它們是經(jīng)濟動物如魚,蝦,螺,蚌等的餌料;在整個水體的初級生產(chǎn)量中,周叢藻類的產(chǎn)量有時可占相當大的比例,甚至可超過浮游植物的初級產(chǎn)量;另外,周叢生物與環(huán)保工作,工業(yè)和國防建設(shè)都有著密切的關(guān)系.

一,周叢生物定義和劃分

生長在浸沒于水中各種基質(zhì)表面上的有機體集合群.

真周叢生物:以根足,柄等固著于基質(zhì)上

偽周叢生物:真周叢生物上游動,爬行或次生性著生的有機體

根據(jù)基質(zhì)不同,分為附植、附動、附木、附石周叢生物或稱附生水生生物,生長于淹沒水中的各種基底(沉水植物、木樁、石頭等)表面。有細菌、原生動物、藻類和輪蟲等。主要見于淺水。營固著生活；本身連同它們的分泌和排遺物常在基底上形成致密的覆蓋層，粘著甚牢。它們在生態(tài)系統(tǒng)中占據(jù)不同的地位：細菌為還原者，藻類為生產(chǎn)者。有些種類（如船蛆）則為污損生物，常造成船體和水中構(gòu)筑物的損壞。行效應(yīng)Top-downeffect、上行效應(yīng)bottom-upeffect：“理化因素－浮游植物－浮游動物－魚類”稱為上行效應(yīng)。同該系列方向相反的稱為下行效應(yīng)。淡水生態(tài)系統(tǒng)中高營養(yǎng)級類群可以對低營養(yǎng)級類群產(chǎn)生強烈的影響，最終導致整個生態(tài)環(huán)境的改變，這一現(xiàn)象被稱作下行(top-down)效應(yīng)。一般研究生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能是從理化因子——浮游植物——浮游動物——魚類的次序進行，較從反方向來考慮。事實證明，從淡水生態(tài)系統(tǒng)中高營養(yǎng)級類群對低營養(yǎng)級類群的影響而最終導致整個生態(tài)環(huán)境的改變，其作用是十分顯著的。這種作用被稱作top-down(下行)效應(yīng)。二、問題（簡答與論述） 1、與陸地生態(tài)系統(tǒng)比較，水生態(tài)系統(tǒng)有哪些主要特征？這些特征對水生生物的生長發(fā)育有什么影響？答：水生態(tài)系統(tǒng)是淡水生態(tài)系統(tǒng)與海洋生態(tài)系統(tǒng)的總稱。水作為生物的棲息環(huán)境，由于水的理化特性，水環(huán)境在許多方面與陸地環(huán)境不同。1.1天然水域中有很多呈溶解狀態(tài)的無機和有機物質(zhì)可被生物直接利用，這尤其給水體中大量存在的浮游生物提供了有利條件。1.2水的熱容量大，導熱率低，使得水環(huán)境中的溫度狀況比陸地上穩(wěn)定，有利于水生生物的生長發(fā)育。但天然水域中的光照強度明顯地低于陸地。天然水域中的光照條件，在很大的程度上限制了綠色植物的分布。1.3水生態(tài)系統(tǒng)中的生物成分與陸地生態(tài)系統(tǒng)有明顯的區(qū)別，這是與水環(huán)境的理化條件相適應(yīng)的。1.3.1水生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者是個體很小的各種藻類，其生產(chǎn)力遠比陸地植物高，而生物量顯著地低于陸地植物。1.3.2水生態(tài)系統(tǒng)中的初級消費者，也主要是個體很小的各種浮游動物，和陸地生態(tài)系統(tǒng)比較，水體中的初級消費者對光合作用產(chǎn)物利用的時滯小，并且利用效率高。1.3.3水生態(tài)系統(tǒng)中的大型消費者，除了草食性浮游動物之外，還包括其他食性的浮游動物、底棲動物、魚類等。這些水生動物處于食物鏈的不同環(huán)節(jié)，分布在水體的各個層次，其中不少種類是雜食性的，并且有很大的活動范圍。同時，很多草食性或雜食性的水生動物，還以天然水域中的大量存在的有機碎屑作為部分食物。尤其在中小型淡水水域中，有機碎屑在大型消費者的營養(yǎng)中起著相當重要的作用。1.3.4水生態(tài)系統(tǒng)中的微型消費者分布范圍很廣，同陸地生態(tài)系統(tǒng)比較，水體中營養(yǎng)物循環(huán)的速度快，但微型消費者在其營養(yǎng)物再生中所起的作用小。2、生態(tài)位理論在漁業(yè)上的應(yīng)用答：某種生物的生態(tài)位是由所有生物和非生物環(huán)境條件組成的n維空間中該生物得以繼續(xù)生存的范圍?？煞譃榛A(chǔ)生態(tài)位和實際生態(tài)位，前者指生態(tài)位在理論上的最大范圍，后者則是在競爭和捕食等壓力下實際擁有的范圍。生態(tài)位理論在漁業(yè)上的應(yīng)用體現(xiàn)在：2.1立體漁業(yè)、生態(tài)漁業(yè)、混養(yǎng)（四大家魚）、套養(yǎng)；2.2兇猛魚類的控制與利用；2.3引種與移植馴化（水庫中，鯛亞科魚類）。3、影響多樣性的因素，如何影響？答：影響群落物種多樣性的因素很多，包括水體、生產(chǎn)力、時間、空間、氣候、競爭、捕食和干擾等。3.1水體大?。ㄉ扯鄻有裕?.2生產(chǎn)力，生產(chǎn)力中等時物種多樣性最大；當生產(chǎn)力從極低水平上升時，可利用的資源量增加，從而導致物種多樣性增加；當生產(chǎn)力達到一定水平后，競爭加劇，多樣性開始下降。3.3時間、空間、競爭，群落內(nèi)的環(huán)境并非均勻一致。即具有空間異質(zhì)性，一般地，空間異質(zhì)性的程度越高，物種數(shù)越多。Atkinson和Shorrcocks（1981）用模型顯示生態(tài)位相同的兩個物種不能共存于均勻的環(huán)境中，但若兩者具有集群行為則可在斑塊環(huán)境中共存?？臻g異質(zhì)性越高，小生境、小氣候、避難所和資源類型等就越多樣化，從而能容納更多的物種。在生物環(huán)境方面，有研究顯示動物的物種豐富度與植物結(jié)構(gòu)的多樣性關(guān)系密切。3.4捕食：對物種多樣性可能造成正反兩方面的影響。如濱螺喜食生命短的小型綠藻——滸苔。在潮間帶水坑中，滸苔是競爭優(yōu)勢種類，濱螺的密度中等時對滸苔進行適當?shù)目刂?，間接地助長了其他藻類的發(fā)展并達到最大多樣性。但在裸露地底質(zhì)上，多年生褐藻和紅藻是優(yōu)勢種類，而生活周期短的藻類是從屬種類，濱螺的捕食則導致藻類的多樣性直線下降。3.5干擾：是外界生物或非生物因素打亂群落原有秩序的現(xiàn)象。干擾常常在連續(xù)的群落中造成斷隙，斷隙的形成為許多生物提供了占據(jù)該領(lǐng)域的可能性，但由誰來占據(jù)則完全取決于機會。如果干擾過分頻繁，所有的斷隙均處于早期階段，則群落總的物種多樣性就會偏低，如果干擾很少，則群落的大部分常常處于頂級階段，多樣性也不高。只有干擾中等時，許多斷隙處于演替的中期階段，群落的物種多樣性因而達到最大值。4、分解的途徑、意義，小動物在有機物分解中的作用答：4.1小動物在有機物分解中的作用：4.1.1物理裂解，增加微生物作用的表面積4.1.2分泌蛋白質(zhì)或生長物質(zhì)，促進微生物的生長4.1.3攝食部分微生物，刺激某種群增長和代謝。4.2分解的途徑：有機物的分解速度取決于系統(tǒng)的生物組成與環(huán)境特征：4.2.1物理或生物作用形成顆粒碎屑4.2.2腐殖4.2.3礦化4.3分解的生態(tài)意義：4.3.1完成物質(zhì)循環(huán)；4.3.2分解的中間產(chǎn)物；4.3.3分解者的代謝產(chǎn)物。5、食物鏈和生態(tài)效率概念的應(yīng)用答：食物鏈指綠色植物所提供的食物能通過生物的攝食和被攝食而相繼傳遞的特定線路?？煞譃槟潦呈澄镦満退樾际澄镦?。食物鏈不同點上的能量流之間的比率是能量傳遞效率的度量，這些比率以百分數(shù)表示時通常稱之為“生態(tài)效率”。食物鏈的概念和原理對于人類的生產(chǎn)實踐具有重要的指導意義。就淡水漁業(yè)生產(chǎn)而言，其基本目標是充分利用水體的餌料資源，最大限度地提高魚產(chǎn)量。5.1多放養(yǎng)食物鏈短的魚類（如鰱、鳙、草魚、鳊等），以有效地利用生產(chǎn)者生物所固定的能量；5.2控制肉食性魚類種群（如鲌、鳡等）的發(fā)展，以減少能量多級傳遞所造成的損失和對放養(yǎng)魚類的危害；5.3注意天然雜食性魚類（如鯉、鯽等）的繁殖保護，并適當增加碎屑食性魚類（如細鱗斜頜鲴）的放養(yǎng)量，以提高水體中死亡有機物質(zhì)的利用率。6、動物間化學信息的作用答：動物間化學信息可分為五類：6.1種間和種內(nèi)個體識別，有兩種方式：由體表直接釋放到環(huán)境，被受納動物接收；寄存到其它物體或生活基質(zhì)上建立氣味標記點，然后再釋放到環(huán)境中。6.2以化學信息標記領(lǐng)域：用信息素標記所表現(xiàn)的領(lǐng)域行為在動物界是常見的；群居動物通過群體氣味與其它群體相區(qū)別；狗，標記路徑；昆蟲，領(lǐng)域行為隨進化過程而逐漸廣泛，且有趨同現(xiàn)象，表現(xiàn)最多是膜翅目昆蟲。6.3防御：某些動物在遭遇危險時，能排使其它種類或個體回避的化合物。6.4社會性生物的聯(lián)系信號：報警信息素，某些高等動物及社會性及群居性昆蟲在遭遇危險時能釋放出一種或數(shù)種攜帶有警告信號的化合物；聚集信息素。6.5性信息素，其作用有：異性識別；繁殖行為調(diào)節(jié)；刺激性成熟；調(diào)節(jié)生殖率7、細菌在水生態(tài)系統(tǒng)中的作用答：7.1細菌在碎屑食物鏈中的作用DOM（溶解有機物質(zhì)）：POM（顆粒有機物質(zhì)）：活細胞＝100：10：2初級生產(chǎn)量大多轉(zhuǎn)化為碎屑。DOM可通過0.2－0.45um孔徑的濾膜；POM小者不能通過濾膜的有機分子顆粒，大的可達數(shù)毫米長。7.2細菌是整個水生態(tài)系統(tǒng)中最重要的消費者。8、藻類對懸浮生活的適應(yīng)機制答：藻類對懸浮生活的適應(yīng)有幾個因素：即體型大小、密度和體型阻力。一般而言，浮游藻類可通過以下途徑來適應(yīng)懸浮生活：8.1.1分泌粘液或制造膠狀物質(zhì)，以使個體減輕；8.1.2形成氣囊狀物質(zhì)，如許多藍藻細胞通過大量產(chǎn)生偽空胞以適應(yīng)懸浮生活；8.1.3形成比重較小的代謝物質(zhì)，如進行光合作用的細胞產(chǎn)生氣體、脂肪或油珠等比重輕的物質(zhì)；8.1.4增加身體之表面積以增加與水之摩擦抵抗力。如一些硅藻和甲藻的細胞表面有刺或突起，則其下沉時所受的阻力就會大許多倍；8.1.5水的粘滯性隨溫度而改變，對浮游植物的下沉同樣起間接作用。從0-25℃同一個個體下沉速度就快1倍。概括而言，浮游藻類減小平均密度的機制包括：儲存相對較輕密度的脂類；離子調(diào)節(jié)；在藍細菌中，分泌粘液質(zhì)或產(chǎn)生偽空胞。9、原生動物在水生態(tài)系統(tǒng)中的作用答：9.1連接超微餌料生物和高營養(yǎng)等級生物之間的橋梁，即將超微生物轉(zhuǎn)化成為較大個體，以利于高營養(yǎng)等級的生物利用；9.2加快營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動，原生動物對磷的再生作用主要是通過分泌有機磷及攝食細菌來提高磷的轉(zhuǎn)化速率，在有原生動物攝食的系統(tǒng)中，細菌對磷的吸收與分泌增加，生長加快；9.3水體營養(yǎng)狀況和水質(zhì)指標的指示生物，因此調(diào)查水體中原生動物種類組成和數(shù)量動態(tài)，既可了解水體生物生產(chǎn)力高低，又可能指示水體營養(yǎng)狀況和受污染程度；9.4病原生物。10、沉水植物在水生態(tài)系統(tǒng)中的功能和作用。答：10.1沉水植物作為水體中較大的生物群，對水體物理環(huán)境的改變顯著，沉水植被區(qū)有利于保持小顆粒底質(zhì)的穩(wěn)定性，增加碎屑的沉積量；10.2沉水植物能有效地提高水體的氧化程度；10.3沉水植物能維持水體生物多樣性，提供生物環(huán)境，有效增加空間生態(tài)位，提供避難場所，抑制生物性和非生物性懸浮物，改善水下光照條件，改善水下溶氧條件，為形成復(fù)雜的食物鏈提供了食物，場所等必要條件；10.4提高水體環(huán)境質(zhì)量，控制營養(yǎng)物的循環(huán)速度，控制藻類的生長，增加水體穩(wěn)定性。11、為什么城郊湖泊容易演變成“藻型湖泊”？12、移植馴化對漁業(yè)資源的影響答：