海洋生态学-第2章-海洋环境与海洋生物生态类群

第二章海洋环境与海洋生物生态类群学习目的：了解海洋环境的基本特征、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态学意义。掌握海洋浮游生物、游泳生物和底栖生物三大生态类群的特征，了解它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（类别）有初步的认识。第一节海洋环境一、海洋环境的基本特征地球就象一个广阔无垠的蔚蓝色“水球”。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：维持环境稳定性水的特殊密度性质：保护水生生物二、海水某些物理特性的生态学意义三、海洋环境的主要分区（一）水层部分（pelagicdivision）（二）海底部分（benthicdivision）图2.1海洋环境主要分区（引自Tait1981）上层中层深海海面200m1,000m4,000m11,000m深渊大陆缘水层区大洋区浅海区海岸（沿海带）浅海带深海带深渊带陆地图2-1（一）大陆边缘沉积（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（二）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）远洋黏土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。4.冰川沉积物四、海洋沉积物五、海洋的盐度分布及物理输送海洋盐度分布差异全球海洋33-37地中海39；红海41；北大西洋37.5；北太平洋35.5盐度分布差异的原因蒸发量、降雨、河水输送及海冰融化;南北纬20-30°为蒸发量与降雨的差值最大值，对应最高盐度。海洋盐度经向分布特点中低纬度，表层水盐度较高，随着深度增加而降低；高纬度海域，表层水受冰融化影响较大，且从表层至2000m深度盐度逐渐增加。海洋盐度的分布水团运动平流：水层在水平与垂直方向上的运动。湍流：水流的扩散及随机运动。全球热盐环流全球热盐环流气候变暖对于热盐环流意味着什么？假说：气温上升——冰盖冰山融化——北方海洋淡水增加——阻碍环流——北大西洋变冷（中纬度地区变冷）Really？第二节海洋浮游生物一、浮游生物（plankton）——浮游植物（phytoplankton）——浮游动物（zooplankton）（一）概述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扩大个体表面或结成群体增加浮力——缩小体积增大相对表面积；具有刺毛、突起或连结成群体。减轻比重增加浮力——产生气、油等比重轻的物质；分泌胶质；增加水分；外壳和骨骼退化或消失。2.多种多样适应浮游生活的结构和能力图2.2硅藻细胞表面的突出物（仿金德祥等1965）图2-2图2.3浮游动物增加浮力的体型（仿郑重等1984）图2-3⑴微微型（picoplankton）：＜2µm⑵微型（nanoplankton）：2~20µm⑶小型（microplankton）：20~200µm⑷中型（mesoplankton）：200~2,000µm⑸大型（macroplankton）：2,000µm~20mm⑹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。3.按浮游生物的个体大小可分为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）4.按浮游生活阶段在生活史中所占时期长短分1.硅藻类（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。（二）浮游植物主要类别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.甲藻类（dinoflagellates）或称腰鞭毛藻3.绿藻类、金藻类、裸藻类、隐藻类、原核自养生物等束毛藻：具有固氮作用的原核藻类，是氮营养贫瘠热带海域的重要自养生物。1．原生动物（protists）：（三）浮游动物主要类别有孔虫放射虫纤毛虫鞭毛虫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3．水母类和栉水母类4．毛颚类：又称箭虫5．被囊动物有尾类也称幼形类（四）漂浮生物：水漂生物、表上漂浮生物和表下漂浮生物（一）概述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。第三节、游泳生物（二）主要类别1.鱼类(1)圆口纲：属最古老种类，如七鳃鳗和盲鳗——口部有吸盘，寄生性种类。(2)软骨鱼纲：也称板鳃鱼类，其特征是软骨，无骨鳞，如鲨、鳐和魟，现存大约300种。(3)硬骨鱼纲：硬骨鱼类具有硬骨骼，现存海洋鱼类多属这一纲，约有2万多种。图2-6（a）（b）（c）（d）（e）（f）（g）（h）图2.7游泳动物的代表（引自Barnes&Hughes1982）（a）乌贼；（b）鲨鱼；（c）金枪鱼；（d）鲆；（e）海豹；（f）海龟；（g）企鹅；（h）鲸图2-72．其他游泳动物：甲壳类、头足类、海洋爬行类、海洋哺乳类、海鸟（一）主要类别1．底栖植物单细胞底栖藻类、海藻和维管植物三、底栖生物（a）（b）（c）（d）（e）（f）（g）图2.9底栖植物的代表（引自Barnes&Hughes1982）（a）底栖硅藻；（b）丛状藻类；（c）珊瑚藻；（d）墨角藻；（e）浒苔；（f）大型海藻Postelsia；（g）海草图2-82．底栖动物（a）（b）（c）（d）（e）（f）（g）（h）（i）图2.10底栖动物的代表（一）（引自Barnes&Hughes1982）（a）线虫；（b）猛水蚤类；（c）多毛类；（d）双壳类；（e）星虫类；（f）柄海百合类；（g）海胆；（h）蟹类；（i）苔藓虫图2-9456783121cm图2.11底栖动物的代表（二）（引自Parsonsetal.1984）糠虾[Heteromysis(1)]；半索动物[Saccoglossus(2)]；端足类[Bathyporeia(3)]；软体动物[Mya(4)，Tellina(5)，Mercenaria(6)，Ensis(7)]；多毛类[Dodecaceria(8)]图2-101．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。（二）根据底栖生物与底质关系划分的生态类群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1．微型底栖生物（microbenthos）：可通过0.1mm的种类，包括细菌、微型藻类（滨海带）、原生动物。2.小型底栖生物（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。3．大型底栖生物（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。（三）根据个体大小划分的底栖类群