海洋生态学复习资料-暨南大学

海洋生态学绪论第一章生态系统概述第二章海洋环境与海洋生物生态类群第三章海洋非生物生态因子及其生态作用第四章生态系统中的生物种群第五章海洋生物群落中的种间关系第六章生物群落的组成、结构和生态演替第七章海洋初级生产力第八章海洋生态系统的能流及次级生产力第九章海洋生态系统的分解作用与生物地化循环第十章海洋主要生态系统类型第十一章海洋渔业资源的科学管理第十二章海洋污染和赤潮现象第十三章保护海洋生物多样性第一章生态系统概述学习目的：1、掌握生态系统基本概念，生态系统的基本功能和生物生产，能量流动与物质循环的基本过程。2、了解维持生态稳定的机制以及生物圈主要生态系统类型，同时初步认识生物圈的形成与进化1、ecosystem：生态系统是指在一定的空间内生物的成分和非生物的成分通过物质循环和能量流动互相作用、互相依存构成的一个具有自动调节机制的生态学功能单位。2、食物链：生物之间通过食与被食形成的一环套一环的链状营养关系食物链类型：牧食食物链、碎屑食物链、寄生食物链3、食物网：食物链彼此交错连接，形成网状营养结构，称之为食物网4、生态系统的空间结构自然生态系统的自养和异养成分在空间上通常是分层的5、植物光合作用产物的去处：植物光合作用形成的有机物质和能量，一部分呼吸消耗，剩余提供给下一营养级。植食性动物利用一部分净初级产量，利用的部分（摄食量）有一些不能被同化排出体外。被同化吸收的量又有相当一部分用于机体的生命活动，转变成热能而散失，还有一部分以代谢废物（如尿液）的形式排出。其余的才是转化为植食性动物的繁殖与生长，也就是能够提供给下一营养级利用的能量。6、物质循环：cycleofmatter植物在光合作用过程中同时吸收各种养分，主要是无机物质（如NO3－、PO43－等），转变为生物体中各种有机物质（如碳水化合物、蛋白质、核酸等）。它们通过绿色植物吸收进入食物链，并在各营养级之间传递、转化，当生物死亡后，机体内各种有机物质被微生物分解成为无机物释回环境中，然后再一次被植物吸收利用，重新进入食物链，参加生态系统的物质再循环。7、生物地化循环：biogeochemicalcycle生态系统之间各种物质或元素的输入和输出以及他们在大气圈、水圈、土壤圈、岩石圈之间的交换8、物质循环和能量流动之间的关系：生态系统的物质循环和能量流动是紧密联系、不可分割的，能量是通过物质载体来流动的，但是，两者又有根本区别。能量来源于太阳，在食物链中向着一个方向逐级流动，不断消耗和散失；而营养物质来源于地球并可被生物多次利用，在生态系统中不断地循环，或从一个生态系统中消失而又在另一个生态系统中出现9、库pool：生态系统中某一物质在生物或非生物环境中储存的数量-储存库reservoirpool，交换库或循环库exchangeorcyclingpool流通率、周转率（流通率比库含量）、周转时间10、生态系统的信息联系：营养信息：在某种意义上说，食物链、食物网就代表着一种信息传递系统化学信息：生物代谢产生的物质，如酶、维生素、生长素、抗生素、性引诱剂均属于传递信息的化学物质。有的相互制约，有的互相促进，有的相互吸引，也有的相互排斥。物理信息：声、光、色等，吸引、排斥、警告、恐吓等行为信息：识别、威协、挑战、炫耀等信息传递与联系的方式是多种多样的，它的作用与能流、物流一样，把生态系统各组分联系成一个整体，并具有调节系统稳定性的作用。11、生态系统的自校稳态和生态平衡：反馈机制feedbackmechanism：生态系统的自我调节通过反馈机制来实现反馈：生态系统中某一成分发生变化，必将引起其他成分发生变化，这些变化最终又反过来影响最初的那种变化的过程12、正反馈（positivefeedback）和负反馈（negativefeedback）：大发展阶段和减速增加阶段13、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（这时动、植物的种类和数量也保持相对稳定，环境的生产潜力得以充分发挥，能流途径畅通），在外来干扰下能通过自我调节恢复到原初的稳定状态，生态系统的这种状态就叫做生态平衡。13、生态平衡失调：生态平衡失调(生态失调)的主要因素：1、自然因素2、人类干扰生态失调表现：群落中生物种类减少；种的多样性降低；结构渐趋简化。当外界压力太大而持久的话，系统内各种结构的变化更加厉害，甚至使某个基本成分从系统中消失，最后整个结构崩溃。封闭系统closedsystem、隔离系统isolatedsystem、开放系统openedsystem14、生态系统进化：不仅仅是诸物种协同进化的历史，同时生物圈生态系统的形成与发展也是生物同环境协同进化的历史15、Gaia假说：大气中活性气体的组成、地球表面的温度及地表沉积物的氧化还原电位和pH值等是受地球上所有生物总体（biota）的生长和代谢所主动调控的。Gaia是一个由地球生物圈、大气圈、海洋、土壤等各部分组成的反馈系统或控制系统，通过自我调节和控制而寻求达到一个适合于大多数生物生存的最佳物理——化学环境条件。第二章海洋环境与海洋生物生态类群学习目的：1、海洋环境特征、海洋三大环境梯度、海洋环境分区的划分依据以及海水某些物理特性的生物学意义2、海洋浮游生物、游泳生物和底栖生物三大生态类群的特征，了解他们在海洋生态系统中的地位与作用，并对三大功能类群中的主要种类有初步的认识1.海洋环境1.1海水中某些物理特性的生态学意义：溶解性：溶解大量营养物质透光性：光合作用流动性：扩大分布范围浮力：个体小、结构简单而脆弱的生物得以生存缓冲性能：维持环境稳定性1.2主要分区水底部分pelagicdivsion，海底部分benthicdivision1.3海洋沉积物1.3.1陆源沉积：经河流、风、冰川等作用从大陆或邻近岛屿携带入海的陆源碎屑1.3.2远洋沉积（深海沉积）1．红粘土：从大陆带来的红色粘土矿物以及部分火山物质在海底风化而成。此外，还包括一些自然矿物（如锰结核）和一些生物成分（如放射虫软泥）2．钙质软泥：主要由有孔虫类抱球虫和浮游软体动物的翼足类以及异足类的介壳组成，一般分布在热带和亚热带，水深不超过4,700m的深海底3．硅质软泥：主要由硅藻的细胞壁和放射虫骨针所组成的硅质沉积。硅藻软泥主要分布在高纬度；放射虫软泥则分布在低纬度，而且多出现在深度超过4,500m的洋底。2.海洋生物生态类群2.1重要性⑴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⑵水团、海流的指示种（indicatorspecies）⑶有些化石种类的分布有助于勘探海底石油资源2.2适应浮游生活的结构1.扩大个体表面或结成群体增加浮力2.减轻比重增加浮力2.3浮游生物按照大小可以分为：⑴微微型（picoplankton）：＜2µm⑵微型（nanoplankton）：2~20µm⑶小型（microplankton）：20~200µm⑷中型（mesoplankton）：200~2,000µm⑸大型（macroplankton）：2,000µm~20mm⑹巨型（megaplankton）：＞20mm生态学意义：①不同粒径的浮游生物基本可代表一定的生物类别。②不同粒径浮游生物存在一定的食物关系，对研究海洋生态系统的能流有重要意义。2.4按照浮游生活阶段在生活史中长短分为：⑴永久性浮游生物（holoplankton）⑵阶段性浮游生物（meroplankton）⑶暂时性浮游生物（tychoplankton）2.5浮游植物主要类别2.5.1硅藻diatom：细胞具有硅质外壳（上、下壳），单个细胞或组成链状，分布广泛2.5.2甲藻（dinoflagellates）或腰鞭毛藻：多数甲藻细胞壁有原生质分泌的相当坚厚的表质膜，壳板以横沟分成上、下壳，在细胞腹面有一条纵沟，2条鞭毛分别环绕横沟和从纵沟伸向后端，有的种类细胞裸露，分布广泛，很多种类（如裸甲藻、亚历山大藻）会分泌甲藻毒素。多数能昼夜垂直移动。2.5.3绿藻类、金藻类、裸藻类、隐藻类、原核自养生物等2.6浮游动物主要类别2.6.1原生动物protists：鞭毛虫、有孔虫、放射虫、纤毛虫2.6.2浮游甲壳动物（crustaceanplankton）——桡足类、磷虾类、端足类、樱虾类、枝角类、介形类、糠虾类、涟虫类、等足类等2.6.3水母类和栉水母类2.6.4毛颚类：又称箭虫2.6.5被囊动物有尾类也称幼形类2.7漂浮生物：水漂生物、表上漂浮生物和表下漂浮生物2.8游泳生物：1.包括海洋鱼类、哺乳类(鲸、海豚、海豹、海牛)、爬行类(海蛇、海龟)、海鸟以及某些软体动物(乌贼)和一些虾类等。2.适应机制：流线形体型、气鳔、增加脂类物质。3.洄游（migration）：产卵洄游、索饵洄游、越冬洄游。鱼类：圆口纲（古老，寄生性种类，口部有吸盘）、软骨鱼纲、硬骨鱼纲（最多）其他游泳动物：甲壳类、头足类、海洋爬行类、海洋哺乳类、海鸟2.9底栖生物1.底栖植物2.底栖动物根据底栖生物与底质关系划分的生态类群：1.底表生活型：固着生物：海绵动物、苔藓动物附着生物：贻贝、扇贝、珠母贝匍匐动物：大部分腹足类软体动物、海星类、海胆类污损生物（foulingorganisms）过去也称周丛生物、固着生物或附着生物。藤壶、牡蛎、贻贝等。2.底内生活型管栖动物：沙蚕生活在“U”形革质管内埋栖动物：双壳类软体动物钻蚀生物：a．凿石类钻蚀生物：海笋b．钻木类钻蚀生物：船蛆3.底游生活型甲壳动物（蟹类、虾类和口足目等）和某些鱼类依据个体大小划分：microbenthos：可通过0.1mm的种类，包括细菌、微型藻类、原生动物meiobenthos：可被0.1~1.0mm筛网截留的种类，通常由少数较大的原生动物（特别是有孔虫）以及线虫、介形类、涡虫类、腹毛类和猛水蚤类组成，也包含有大型底栖动物（如多毛类、双壳类）的幼体。macrobenthos:不能通过1.0mm筛网的类别。除在滨海带之外，大型底栖生物都是动物。第三章海洋非生物生态因子及其生态作用掌握环境和生态因子的基本概念，生态因子作用的一般规律，以及生物与环境之间的辨证关系。了解海洋环境中光、温度、盐度、海流等主要生态因子的分布特征及其生态作用。了解溶解气体主要组分的来源与消耗途径及其与生物代谢活动的关系。一、环境(environment)与生态因子(ecologicalfactors)（一）环境泛指生物周围存在的一切事物；或某一特定生物体或生物群体以外的空间及直接、间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和。（二）生态因子环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素。如温度、湿度、食物和其他相关生物等。1、生态因子分类①传统分类：非生物因子或称理化因子、生物因子②按性质分：气候因子、土壤因子、地形因子、生物因子、人为因子③按稳定程度分：稳定因子、变动因子2、生态因子作用特征①综合性②非等价性③阶段性④不可替代性和可补偿性⑤直接性和间接性二、限制因子原理任何接近或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，就叫做限制因子（limitingfactors）。1.利比希最小因子定律（Liebig'sLawofMinimum）“植物的生长取决于处在最小量状况的必需物质”。两个辅助原理：（1）利比希定律只在严格的稳定条件下，即能量和物质的流入和流出处于平衡的情况下才适用。（2）应用利比希定律时还应注意到因子的互相影响问题。2．谢尔福德耐受性定律耐受限度(limitsoftolerance)生态幅(ecologicalamplitude)广适性生物(eurytropicorganism)狭适性生物(stenotropicorganism)一般说来，一种生物的耐受范围越广，对某一特定点的适应能力也就越低。与此相反的是，属于狭生态幅的生物，通常对范围狭窄的环境条件具有极强的适应能力，但却丧失了在其他条件下的生存能力。对耐受性定律的一些补充原理可概括如下：（1）生物可能对某一生态因子的耐受范围很广，而对另一个因子又很窄。（2）当