第10章海洋生物2011.ppt

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1、第11章 海洋生物,The blue planet(蓝色星球） 或人与自然的系列节目（蓝色星球中文配音）,一、海洋生物的环境分区,海洋生物与环境之间是一种既适应又制约，又反馈的相辅相成的统一体。 海洋生物的栖居环境分水层和底层两部分。 海水的性质、海水运动、海底地形及沉积物（底质）类型 海洋生物环境从水平方向分为浅海和大洋两部分,二、海洋生物多样性,概念：生物多样性(biological diversity或简写为biodiversity)：可简单表述为“生物之间的多样化和变异性及物种生境的生态复杂性”(OTA，1987)。生物多样性是所有生物种类，种内遗传变异和它们的生存环境的总称，包括所有

2、不同种类的动物、植物和微生物，以及它们所拥有的基因，它们与生存环境所组成的生态系统(汪松、陈灵芝1990),海洋生物多样性 遗传多样性：遗传信息的总和 ，受自然界和生物本身许多因素的变化影响 物种多样性：物种多样性是指地球上生命有机体的多样化 生态系统多样性 ：生态系统多样性与生物圈中的生境、生物群落(Bioticcommunity)和生态过程等的多样化有关 近海生物群落 大洋生物群落 ,生命体的划分：原核、细菌、真核三大类（domain），下面又分为五类（kingdoms），包括真菌、动物、植物，而这些类下面又分为门（phylum）、纲（class）、目（order） 、科（family）、

3、属（genus）、种（species）,海洋生物多样性 利用：食物、医药材料、工业材料、影响海洋环境、调节海洋气候 面临威胁：过度利用、自然条件改变的危害 、来自海洋污染的威胁 、外来物种的入侵 等,三 海洋生物生态类群的划分,根据海洋生物的生活习性、运动能力及所处海洋水层环境(pelagicenvironment)和底层环境(benthicenvironment)，分三大类 浮游生物 游泳生物 底栖生物,浮游生物,浮游生物：是指在水流运动的作用下，被动地 漂浮在水层中的生物群。,为什么说浮游生物在海洋生态系统中占有非常重要地位？,1、浮游生物虽然个体小，但它们的数量多、分布广、是海洋生产力的

4、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。 2、浮游植物生产的产物基本上要通过浮游动物这个环节才能被其他动物所利用。 3、浮游动物通过摄食影响或控制初级生产力，同时其种群动态变化又可能影响许多鱼类和其他动物资源群体的生物量。 4、有些浮游生物本身就是渔业对象。 5、有些浮游生物可以作为判别水团、海流的指示种。 6、浮游生物尸骸沉积海底形成的沉积物对海洋地质及海洋环境的研究具有重要作用。,浮游生物适应浮游生活具有的结构和能力的几种类型,1、 扩大个体表面或成群体增加浮力 缩小体积可增大相对表面积，从而增加抵抗下沉的阻力。 具有刺毛、突起或连结群体，抵抗下沉。 2、 减轻比重增加浮力

5、产生气体、油等比重轻的物质 分泌胶质。 增加水分。 外壳和骨髂退化或消失。 3、依靠纤毛或鞭毛的摆动及依靠肌肉的收缩运动产生微弱的“主动 性运动” 使生物体向前移动并可使生物保持悬浮状态。,浮游生物的类别,浮游生物是一个大的生态类群，包括浮游植物和浮游动物两大类别。 （1）按浮游生物的个体大小分类 （2）按浮游生活阶段在生活史中所占时期长短 分类,按浮游生物的个体大小分类,A、微微型浮游生物：2m B、微型浮游生物： 220m C、小型浮游生物： 20200m D、中型浮游生物： 2002000m E、大型浮游生物： 2000m20mm F、巨型浮游生物：20mm,按浮游生活阶段在生活史中所占

6、 时期长短分类,A、终生浮游生物：大多数浮游生物属于这一类。 B、阶段浮游生物：即在生活史的某一阶段（一般为幼体阶段）营浮游生活，成体则营底栖生活，特别是在热带、亚热带沿岸浅海区常见。 C、偶然浮游生物：这类原非浮游生物，仅有时（如夜晚）短暂地离开底层营浮游生活，如涟虫类、糠虾类、等足类和介形类等底栖动物。,浮游植物主要类别,单细胞浮游植物是海洋生态系统最主要的自养生物，包括硅藻、甲藻、蓝藻、金藻、绿藻、黄藻等。,浮游动物主要类别,1、原生动物 2、浮游甲壳动物 3、水母类和栉水母类 4、毛鄂动物 5、被囊动物 6、其他浮游动物,（二）、游泳动物,海洋鱼类、哺乳类（鲸、海豚、海豹、海牛）、爬行

7、类（海蛇、海龟）、海鸟以及某些软体动物（乌贼）和一些虾类。,游泳动物的主要类别,1、 鱼类 （1）圆口纲 （2）软骨鱼纲 （3）硬骨鱼纲,2、 其他游泳动物 （1）甲壳类 （2）头足类 （3）海洋爬行类 （4）海洋哺乳类 鲸目 鳍足目 海牛目,三、底栖生物,底栖生物的主要类别 1、底栖植物: （1）单细胞底栖藻类： 蓝藻细菌（蓝绿藻）硅藻类（羽纹硅藻）甲藻类 （2）海藻 （3）维管植物 A、双子叶植物（如红树、秋茄、木榄、桐花树等） B、单子叶植物（如大叶藻、喜盐藻、大米藻等） 2、底栖动物,1、底表生活型 （1） 固着生物 （2） 附着生物 （3） 匍匐动物 2、底内生活型 （1）管栖动物

8、（2） 埋栖动物（底埋动物） （3）钻蚀生物（钻孔生物） 3、 底游生活型,根据底栖生物与底质关系划分的生态类群,1、微型底栖生物：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：可被0.11.0mm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，也包括有大型底栖动物（如多毛类、双壳类）的幼体。 3、大型底栖生物：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。,根据个体大小划分的底栖类群,五 海洋中悬浮的海洋动物,海洋动物是如何在海洋中停留或生长的呢？ 鱼的鳍有哪些类型？是如何工作

9、的呢？ 生活在深海大洋中的海洋生物是如何适应该环境的呢？ 大洋中有哪些哺乳动物？,远洋环境中的海洋生物主要悬浮在水中生活而不是在洋底上活动。 如前所述，海洋的初级生产者浮游植物主要分布在太阳辐射能可以到达的海水上层透光层。而以此为食的海洋动物为了获得食物，也主要分布在海表层活动。大洋是如此之深，这些海洋生物又是如何适应这个环境，使自己可以保持悬浮在近表层海水中呢？,远洋浮游植物以微型海藻占主导，以其体轻面大沉降阻力大而使其一直悬浮在海水上层。而海洋动物的密度则明显大于水，其表面积小、沉降阻力也小，若没有其他的机制，大部分海洋动物都会沉到海底。而为了使自己一直浮在海水上层，远洋动物必须增加其本身

10、的浮力或一直不断地游泳。为了达到这个目标或适应这个环境，远洋动物都在某一方面进行调整改变。,1、悬浮在海洋中的海洋动物,一些海洋动物增加其浮力是其浮在海洋上层，或在其身体外形成固体储气容器以减少其身体的平均密度，或使其身体变软以增加其面积等。,储气容器（Gas container）,空气的密度仅为水的千分之一。所以，若海洋生物中包含一小部分空气，就可以大大减少该生物的平均密度，显著增加其浮力。 比如头足类动物（cephalopods），在其身体上就有一个固体的外壳（储气容器）。,比如鹦鹉螺（Nautilus），就有一个外壳。而墨鱼（Sepia）、深海乌贼就有一个内壳。可根据其包含空气的多少来调

11、节其悬浮的深度。,随着水深增大，压力显著增加，所以这些拥有固体壳的海洋动物必须停留在其可以承受的压力之上，超过一定水深，静水压强就有可能将其固体壳压碎。鹦鹉螺一般需在500m水深以上活动，实际上，鹦鹉螺的活动范围一般都在250m水深以上。,鱼鳔或浮囊（swim bladder）,一些游动速度非常慢的鱼类常常会利用其内置器官鱼鳔存放空气，增加其浮力。同时，根据其在海洋中的位置，通过调整其鱼鳔内空气的多少（增加或释放减少）使其悬浮在水中。,浮游动物（Zooplankton）,包括微型及相对较大的浮游动物，除浮游植物以外，海洋中浮游动物数量最大，。 微型浮游动物一般都有固体外壳，是海洋中最初级的消费

12、者，是通过形成外壳增加其面积及浮力而保持悬浮在上层透光层水体中。包括 放射虫 有孔虫 桡脚类的动物,放射虫类，硅质外壳，有放射性的穿刺（都放大了约200倍）；面积及浮力因此增大，可悬浮在水中；穿刺也可在一定程度上保护自己,有孔虫类，钙质外壳,桡脚类的动物,较大型浮游动物,不借助显微镜，肉眼可见的浮游动物很多。 比如磷虾（krill），非常重要数量也非常多的一类较大型浮游动物；海洋中磷虾的种类超过1500种，其大小普遍小于5cm。,磷虾（krill），被冲上海滩死亡,比如腔肠动物，有柔软的身体，95%以上由水组成。两个基本类型：管水母和钵水母类 管水母类：其气胞囊使其悬浮并随风漂移。有时候，风可

13、以将大量的管水母吹到近岸，随波浪冲上海滩。葡萄牙的僧帽水母的触须长可达数米，并可穿透人的皮肤，释放神经毒素致人伤亡。,图a左为葡萄牙的僧帽水母，右为钵水母；,海洋动物有各种适应方式使自己浮在透光层水体中，包括形成固体壳、鱼鳔、形成很多的刺、须等以增加受力表面积，或形成柔软的躯体以减少其密度。,游泳动物,许多比较大型的海洋动物都可轻易地在海水中游动。包括无脊椎动物鱿鱼、鱼类及海洋哺乳动物。 鱿鱼包括common squid、flying squid及巨型鱿鱼。利用一对鳍及长而苗条的身体在海水中游动，因为其没有气腔，所以需要更多的能量来维持其在水中浮游。鱿鱼的运动速度较快，与其大小类似的鱼的速度一

14、致；捕食时，利用其前端最长的两根触须将食物抓住，八根较短的触须则帮助将食物放到口中。,鱿鱼,鱼鳍,大部分游泳动物都有一对或多对鱼鳍；大多数的鱼类都具备背鳍、胸鳍、腹鳍、臀鳍、尾鳍，就像我们的四肢，是鱼类的运动器官。 在游动速度快的鱼类中，尾鳍的作用最重要。,背鳍 - 是鱼类运动和维持身体直立的平衡器官。 胸鳍 - 相当于高等脊椎动物的前肢；位于左右鳃孔的后侧。主要的功用是使身体前进和控制方向或行进中 “煞车“ 的作用。 尾鳍 - 尾鳍位于尾部末端，在鱼的运动中为推进和舵的作用。 腹鳍 - 相当于高等脊椎动物的后肢，不同于胸鳍的是，它的位置随着种类而有很大的不同，是分类上的重要依据。一般而言，硬

15、骨鱼类进化程度愈高，腹鳍的位置愈位于体的前部。 臀鳍 - 位于体后腹面正中的肛门与尾鳍之间，功能与背鳍相似，为维持身体直立的平衡器官。,不同鱼类其尾鳍各有不同的特征,深海游泳动物,生活在深海中（透光层以下海底以上的水体，流动缓慢近似静水，无光完全黑暗、寒冷、巨大的压力等深海环境），且必须适应深海环境。 种类繁多； 食物来源：上层水体中浮游动物或游泳动物的尸体或生物碎片；各类深海游泳动物本身。 食物的缺乏限制了深海动物的数量及大小。因此深海动物基本上个体都比较小，大部分长度小于30cm。还有许多动物新陈代谢速率低以便节省能量。,深海鱼类都有一些特殊的技能或特征去寻找和捕捉食物。 如身体上有传感器

16、如长天线触须或灵敏度高的侧线，侦测水体中其它生物 有很大的眼睛，视力极好（约是我们视力的100倍），可以看到潜在的捕猎者。 大部分深海游泳动物的体表色都是黑色，与深海环境一致，以防止被捕食者发现。 有些动物眼睛是盲的，纯粹以来感官如气味来追踪猎物。,深海鱼，各有其特殊的生存技能（捕食和防止被捕食技能）,超过一半以上的深海鱼类可以发光。它们的体内长出了一种能够发光的器官 （photophores），所谓发光器，就是能够产生一些荧光素，这些荧光素与血液中的氧结合，就能发出一种冷光。 还有部分动物是体内有一些能够发光的一些细菌共生，依靠细菌发光的物质来发光，鱼给这些细菌提供了生存的场所，细菌与鱼共生

17、，这些细菌发光，我们看起来就是鱼在发光。,深海鱼类发光的作用,吸引食物 定位，避开陆地 吸引异性，向异性发出信号 作为逃离前的攻击武器,为适应深海环境，深海游泳动物还具备其它一些相对应的特征。大而尖锐的牙齿、可展开的身躯、铰接钳以及大嘴（以便吞食比它本身大的食物）。因深海的食物稀少，一旦碰到食物，口越大，一口吃进的食物就越多，生存的机会就越大。像巨喉鱼的巨大口部成了鱼的主体，其余部分倒像是口的附属部分了。,2、深海游泳动物适应性捕食技能,为在食物缺乏的深海环境中获得食物，深海游泳动物在灵活性、速度、身体长度、身体温度及循环系统等方面都有其独特的特征以适应其深海环境中的生存需要。,灵活性,部分深

18、海动物在捕食时都会在旁边耐心等候，当时机成熟时，会以很快的速度瞬间扑向猎物，如虎头鱼。 也有部分深海动物一直不停地在深海中巡游，寻找猎物，如金枪鱼。金枪鱼游速快，每小时达20海里 。,图a为虎头鱼，图b为金枪鱼,速度及游泳动物的身体大小,一般鱼在巡游时速度较慢，捕食时速度快，逃命时速度最快。 一般而言，鱼越大，其游速越快。如金枪鱼。金枪鱼在巡游时维持一定的速度，其平均速度每秒钟可游过它三个身体长的范围。一种黄鳍金枪鱼的时速达74.6km，但只能维持很少一会儿这样的高速度。 理论上，一个4m长的蓝鳍金枪鱼其时速可达144km。 如鱼一样，鲸类的游动速度也极快，如海豚，其时速度达44km，而杀人鲸

19、在短时间内其时速度可达到55km。,深海冷血与暖血动物,大部分深海鱼类是冷血动物，其体温与周围海水的温度近似一致，一般而言，这些鱼类的游动速度较慢。 鲭鲨和金枪鱼都属于暖血动物，其体温比周围海水温度高。不管海水温度是多少，蓝鳍金枪鱼的体温一直维持在3032。一般而言，其体温与海水温度之差不超过5 ，所以，金枪鱼一般在暖水中活动。,金枪鱼的温度为什么会比周围水温高呢? 原来它身体两侧有皮肤肌肉血管网丛，经科学家周密研究，金枪鱼的体温比周围水温高出9。这种不知疲倦的快速游泳者，肌肉收缩力量是使它们体温升高的主要原因。沿金枪鱼脊柱两侧强有力的肌肉和皮肤上大量的血管网丛，表明这些部分的新陈代谢特别旺盛

20、，因而金枪鱼的鱼肉似牛肉，是紫红色的。其中血红索含量很高，低脂而高强蛋白，所以营养价值高。 为什么这些鱼类消耗这么多的能量来维持其高体温呢？增加其寻找和捕获食物的能力。,3、游泳动物避免被捕获的适应性问题,由于深海食物的缺乏，寻找和捕获食物占据了深海动物的绝大部分时间。部分动物依靠其灵敏快速的移动捕获掠夺其它海洋动物，也有些滤食动物直接通过过滤海水来捕获小型的海洋动物。 大部分海洋动物都有其独特的适应性技能来避免被捕食的命运。如高速度、伪装、与环境同化等等。也有通过鱼群（schooling）来避免。,鱼群（schooling）,所谓“群”是指数量庞大的鱼或鱿鱼或虾集中在一起形成组织良好的“社会

21、群落”。 在这个“群”中，单个个体间间隔均匀，都向同一个方向运动。 组成“群”的优点在哪里呢？ 利于繁殖，最重要的是避免被捕食者捕获。,4、海洋哺乳动物,海洋哺乳动物具有哺乳动物的一般特性。 海洋哺乳动物包括食肉类、海牛类、鲸类三类至少116种哺乳动物。,海洋食肉类动物,海洋食肉类动物的代表包括海獭（sea otters）、极地熊（pole bears）以及鳍足类动物包括海象（walrus）、海豹（seal）、海狮（sea lion）等,海獭是肉食兽中唯一的海栖动物。成年雄海獭体长1.47米，体重45千克。雌海獭体形娇小，体长约1.39米，体重约33千克。海獭的尾巴长约3040厘米。它的头很小

22、，身躯肥胖，前肢短而裸露，后肢长而扁平，趾件间有蹼，成鳍状，适于游泳和潜水。海獭主要生活在海中，仅休息和生育时上岸，甚至睡觉时也在海里漂浮。海獭是海兽中会利用工具捕食的动物。海獭具有一层厚密的体毛。它的皮毛是哺乳动物中的密度最高的。,海獭,北极熊,海象,海豹,海狮,海牛类动物,海牛及懦艮,鲸类,包括各种鲸鱼、海豚 它们中的大部分种类生活在海洋中，仅有少数种类栖息在淡水环境中，体形同鱼类十分相似，体形均呈流线型，适于游泳，所以俗称为鲸鱼。因为鲸类动物具有胎生、哺乳、恒温和用肺呼吸等特点，因此属于哺乳动物。,鲸类动物的共同特点是体温恒定，大约为35.5左右。皮肤裸出，没有体毛，仅吻部具有少许刚毛，

23、没有汗腺和皮脂腺。皮下的脂肪很厚，可以保持体温并且减轻身体在水中的比重。头骨发达，但脑颅部小，颜面部大，前额骨和上颌骨显著延长，形成很长的吻部。颈部不明显，颈椎有愈合现象，头与躯干直接连接。前肢呈鳍状，趾不分开，没有爪，肘和腕的关节不能灵活运动，适于在水中游泳。后肢退化，但尚有骨盆和股骨的残迹，呈残存的骨片。尾巴退化成鳍，末端的皮肤左右向水平方向扩展，形成一对大的尾叶，但并不是由骨骼支持的，脊椎骨在狭长的尾干部逐渐变细，最后在进入尾鳍之前消失。尾鳍和鱼类不同，可作上下摆动，是游泳的主要器官。有些种类还具有背鳍，用来平衡身体。它们的骨骼具有海棉状组织，体腔内有较多的脂肪，可以增大身体的体积，减轻

24、身体的比重，增大浮力。,它们的眼睛都很小，没有泪腺和瞬膜，视力较差。没有外耳壳，外耳道也很细，但听觉却十分灵敏，而且能感受超声波，靠回声定位来寻找食物、联系同伴或逃避敌害。 用肺呼吸，左右各有一叶肺，其中有许多毛细血管，富有弹性，能有助于氧的流通，适应在水面上进行的气体交换，每隔一段时间需要浮出水面来进行换气，也能潜水较长时间。,杀人鲸捕食,海洋游泳动物种类繁多，其特征、生活习性等具体的内容请有兴趣的同学进一步参考海洋生物教材或网络文献。,六 不同生态环境的海洋生物,岩石基底的岸滩上有哪些类型的动物？ 沉积物覆盖的海底上有哪些类型的动物？ 珊瑚生长的必要条件是什么？ 为什么珊瑚在营养物质耗尽的

25、温暖水域中仍可以存活？ 深海海底的环境有什么特征？ 有哪些动物生活在深海海底？,沿岸、浅海生态系统概述,一、环境特征 二、生物群落的特点,一、环境特征,沿岸、浅海区：包括从潮间带到大陆架边缘内侧的水体和海底。 潮间带(intertidal zone)：是陆地与海洋之间的过渡带，交替暴露在空气和海水中。,潮间带特点,1、温度变化剧烈； 2、盐度变化幅度大； 3、波浪、潮汐冲刷作用明显，底质复杂； 4、栖息着与复杂底质相适应的各具特点的生物类群； 5、濒临大陆，污染较严重。,潮间带生物的适应性,由于潮间带生境的复杂多变，潮间带生物能够耐受恶劣条件的考验。 1、 对温度剧烈变化耐受性高； 2、对盐度

26、剧烈变化耐受性高； 3、耐干燥能力强，许多生物对干燥具有特殊适应机 制。,潮间带生物的垂直分布,不同生物对干燥的适应性不同，耐受 干燥的能力大小是决定潮间带生物垂直分 布的主要原因。,潮间带至大陆架边缘的浅海环境特点,1、 温度、盐度、光照的变化比外海大，这些变化的程度从近岸向外海方向逐渐减弱； 2、海流：包括沿岸流、大洋流系侧支、上升流； 3、波浪、潮汐作用巨大； 4、海水透明度低； 5、营养盐丰富（大路径流、海水混合作用强烈）； 6、初级生产力高，生物资源丰富； 7、食物链较短，终极产量高。,二、生物群落的特点,浮游生物群落的特点 底栖生物群落的特点 游泳动物群落的特点,浮游生物群落的特点

27、,超微型自养生物（PP）：包括聚球藻(Synechococcus)、原绿球藻(Prochlorococcus)等，是海洋生态系统中主要的生产者，是海洋生命有机碳的主要组分同时它们又是与海洋有机碳库中占绝对优势的溶解有机碳（DOC）联系最密切的组分，超微型生物在生源要素生物地球化学循环中具有重要作用。 浮游植物 浮游动物,浮游植物,主要类别是硅藻和甲藻。该海区的初级生产力比 大洋区高，数量有季节周期性变化。 硅藻：在北方水域及近岸和上升流海区比较重要； 甲藻：是热带海区、亚热带海区的重要种类，经常在 硅藻之后大量出现。,浮游动物,种类繁多，许多是周期性季节性浮游，有些是暂时性浮游。包括： 永久性

28、浮游动物(holoplankton)：终生在水中浮游生活。 阶段性浮游(meroplankton)：生活史中仅某一阶段（一般为幼虫期）营浮游生活，经过变态后，改营底栖或自游生活，这类生物常周期性地在一定季节出现。 暂时性浮游(tychoplankton)：本非浮游种类，仅有时短暂地营浮游生活。如：有些底栖甲壳类涟虫类、糠虾类、等足类等。,底栖生物群落的特点,底栖植物： 底栖硅藻：为底栖动物的摄食对象。 大型海藻：包括绿藻类、褐藻类、红藻类。 开花植物：多数潮下带软质底上，海草常形成海草场。 潮上带有沼草（温带）和红树林（热带）。 底栖动物：几乎包括各个门类的代表，其分布与底质类型相适应。 底上

29、动物：包括固着和比较不活动的种类。 底内动物：穴居或钻泥生活。,主要的海洋生物生态类群, 岩岸潮间带和大型海藻场 沙滩 河口、盐沼和海草场 红树林沼泽 珊瑚礁 近岸上升流区 深海区 热液口区,岩岸潮间带和大型海藻场,一、岩岸潮间带 （一）垂直分布 岩岸生境的环境特征：交替的海水淹没和暴露在空气，此特征 决定着该区域的生物的垂直分布。 岩岸潮上带(supertidal zone)： 常见到海藻与真菌结合的藻壳状的黑色的地衣和蓝绿藻； 滨螺、等足类，其他缓慢移动的动物； 潮间带(intertidal zone)： 较上部代表种类藤壶；牡蛎；贻贝；其它缓慢移动的动物。,（二）决定分带的因素 物理因素

30、：主要是暴露在空气中的时间。 生物因素：种间竞争，藻类还与利用光线 有关。,（三）生产力及营养关系 初级生产者：底栖单胞藻、底栖大型藻类。 初级生产力：全球岩岸潮间带的年平均生产力为 100gC/m2。 不同纬度岩岸底栖藻类的生产量的限制因素： 低纬度热带岩岸：高温、强光； 温带岩岸：底栖藻类可以得到充分发育，但存在着 种间对光照和附着空间的竞争； 高纬度岩岸：冰冻和侵蚀。,岩岸潮间带群落的动物： 食草动物：海胆、帽贝、石鳖、滨螺等； 滤食性动物：双壳贝类（贻贝等）、藤壶、海鞘、 海绵等； 食腐动物：蟹类、等足类等； 捕食性动物：腹足类、棘皮类动物、腔肠类动物等。 岸鸟： 岩岸潮间带群落的关键

31、种：海星,二、大型海藻场 （一）海藻场的生境特征和分布 海藻场的地理分布： 海藻场的生长地区和底质：冷温带的潮下带硬质底上，大型褐藻。 生境特征： 1、底质：硬质底质，适合于固着器固着。 2、光线：水底需要适量的光线，幼苗期光合作用。 3、温度：主导植物低温适应，仅分布在冷水区。,（二）大型海藻植物的基本形态结构 典型结构： 固着器(holdfast)：固着作用； 藻柄(stipe)：联结作用； 叶片(blade)：光合作用，吸收营养盐； 气囊(pneumatocyst)：漂浮作用。,（三）垂直分布 决定因素： 暴露时间； 光照时间； 光照强度； 种间竞争。,（四）生物群落及其关键种 大型海藻

32、生物群落：大型海藻提供藻场生物群落的“框架”，其巨大的页面为很多附着植物和动物提供了生活空间，同时大型藻场还为许多动物（包括海绵、腔肠动物、甲壳动物、棘皮动物、海鞘类动物、鱼类等）提供了生活空间和屏蔽场所，形成了一个种类繁多的大型生物群落。 摄食大型海藻的动物：海胆、螺类、鲍鱼及少数哺乳类。 大型海藻的生产力：高，但只有10通过直接摄食进入食物网，其它90是通过碎屑或溶解有机质进入食物链的。 关键种：龙虾、海獭。,沙滩,一、环境特征 二、生物组成,沙滩的环境特征,沙滩区的水动力特征：较强，海流流速大。 沙滩的基质组成：不规则的石英颗粒、贝类碎壳、 各种碎屑。 沙滩具有良好的透气性： 沙滩的有机

33、质含量：低。,沙滩颗粒粒径的水平分布：在波浪和海流的作用下，水平方向上近岸颗粒粗、远岸细的分布特征。 沙滩颗粒粒径的垂直分布：粗颗粒首先下沉，因此垂直方向上，表层细，底部颗粒粗。 沙滩颗粒分级：根据各组分的比例不同，加以分类。例如分为沙质粉沙、粉沙黏土、泥质粉沙等。,二、沙滩生物组成,主要特点：个体小，隐蔽在沙粒缝隙内。大型种类多 穴居。 （一）初级生产者及初级生产力 （二）小型动物 （三）大型动物,沙滩初级生产者及初级生产力,沙滩初级生产者：沙粒表面的底栖硅藻、甲藻、蓝绿藻。 初级生产力：低，比岩岸或泥滩至少低一个数量级。 沙滩生态系统消费者食物来源：水体输送来的食物。,沙滩小型动物,沙间动

34、物(interstitial fauna)：在沙粒间隙生活、移动的动物。 包括：鞭毛虫、线虫、有孔虫、涡虫、腹毛虫等。 沙间动物的大小：通常0.1-1.5mm， 沙间动物的生物量：平均个体数约为106个/m2， 生物量大约1-2g/m2。 沙间动物的形态学适应特征： 1. 个体小；2. 身体长；3. 侧扁；4. 体壁强化；5. 具特殊的黏着器官。 沙间动物的摄食类型： 沙间动物的繁殖特性：繁殖力低，缺乏浮游性幼虫，幼体受到亲体保护，直接孵化出底栖性幼体。,沙滩大型动物,生物多样性：较岩岸和泥滩低。多毛类、双壳类、 甲壳类占优势。 沙滩潮上带：主要甲壳类动物， 沙滩中、低潮区：软体动物的蛤类占优

35、势。 沙滩低潮区：棘皮动物较多，海洋鱼类等。,河口、盐沼和海草场,一、河口区环境概述 （一）什么是河口 河口(estuary)：是海水和淡水交汇和混合的、部分封闭的沿岸海湾，它受潮汐作用的强烈影响，是两类水域生态系之间的交替区。 广义的河口湾还包括：除江河入海口之外，还有半封闭的沿岸海湾、潮沼、沿岸沙坝后面的水体等。,河口湾类型,根据水循环和分层现象 1、高度分层的河口湾：大江入河口区，河水流量大，大大超过潮汐，淡水容易充溢在较重的盐水之上，使该区呈现盐跃层剖面。 2、局部混合或适度分层的河口湾：淡水和潮汐的流入量大致相等，主要的混合动因是由周期性潮汐作用形成的湍流(turbulence)，盐

36、度剖面不明显。 3、完全混合或垂直均质的河口湾：潮汐作用强烈而明显占优势，水体从表层到底层充分混合，盐度相当高，盐度和温度的变化主要是水平的。,（二） 河口区的理化条件,1、 盐度变化剧烈； 2、 营养盐丰富； 3、 水体透明度低； 4、 温度波动范围大； 5、富含有机制丰富的底质。,（三）河口区的生物组成特征,河口区生物的生态特征：广温、广盐、耐低氧。环境条件恶劣，生物种类组成贫乏。 河口区生物的起源： 1、来自海洋的种类； 2、半咸水特有种类； 3、广盐性淡水种类；,河口湾的植物：浮游植物、小型底栖藻类、海藻、海草等。 河口湾的浮游动物组成特点：季节性种类多，终生浮游种类少。 河口湾的生态

37、特点：营养盐丰富、有机碎屑含量高，生产力高。 河口湾作为产卵场： 河口湾作为索饵育肥场：,（四）河口区与人类的关系,河口区作为水产养殖区： 河口区受人类的强烈影响：,二、盐沼,（一）盐沼群落的生产力和生物组成 （二）盐沼植物碎屑的传输与沉积 （三）我国的河口湿地生物群落,三、海草场,（一）海草组成和分布 海草形态：比较相似，都有长而薄的带状叶子； 海草种类： 温带：眼子菜科的大叶藻属(Zostera)或海韭菜(ell grass）； 热带：水鳖科的海黾草属(Thalassia)或称泰莱草(turtle grass); 生长地点：盐沼海一侧的潮间带和潮下带。,（二）海草场生物群落组成和生产力 （

38、三）海草场的生态作用,红树林沼泽,并不是指单一的分类类群植物，而是对一个景观的描述。红树林沼泽是热带、亚热带海岸淤泥浅滩上的富有特色的生态系统。 红树植物(mangrove plant)：耐受海水盐度的挺水陆地植物， 我国有16科、20属、31种。 除红树科外，还有紫金牛 科等科的一些植物。,一、生境特征及红树植物的适应机制,（一）生境特征 1、 温度 2、底质 3、 地貌 4、 盐度 5、 潮汐 （二）适应机制 1、根系 2、胎生 3、旱生结构与抗盐适应,二、红树林种类的演替特点 三、红树林生物群落及生产力 （一）生物群落结构 （二）红树林的生产力 四、保护红树林生态系统的重要意义,珊瑚礁,

39、一、珊瑚礁的分布及其生境特征 二、珊瑚礁的类型和环礁的形成 三、珊瑚藻类共生及其意义 四、珊瑚礁的敌害 五、生产力与能流特点,一、珊瑚礁的分布及其生境特征,暖水，南北两半球，20等温线内。 珊瑚礁生物群落：是所有生物群落当中最富有生物生产力的、分类上生物最繁多、美学上驰名于世的群落之一。,珊瑚礁的形成,生物作用产生碳酸钙沉积形成的。是除珊瑚虫之外，一些藻类和软体动物的共同作用的结果。 珊瑚虫：主要是Scleractina目的种类，其它如水螅纲的多孔螅等也是形成珊瑚礁的重要种类。 藻类：含钙的红藻（石灰红藻属Porolithom）、绿藻（仙掌藻属Halimeda）。 软体动物：某些软体动物（各种

40、砗蟝）。,珊瑚种类,非造礁珊瑚（Ahermatypic coral）： 没有共生虫黄藻，其营养和生长不需要光线，可以生活在真光层之下。 造礁珊瑚（Hermatypic coral）： 其组织内共生有虫黄藻(zooxanthellae)的Symbiodinium属的种类。不同的珊瑚种类共生的虫黄藻种类不同。 虫黄藻生活在珊瑚虫的消化道的衬层细胞内，数量可达3万个/m3，珊瑚虫的色彩多由虫黄藻所产生。,造礁珊瑚对生长环境的要求： 1、温度：20以上，适宜温度为年平均水温25左右。 2、盐度：32-35，造礁珊瑚是真正的海洋种类。 3、光照：共生的虫黄藻光合作用及促使碳酸钙沉淀所必需。 其生存深度是

41、25米以内。 4、水质：要求水质清洁、水流畅通。 5、岩石基底：利于附着。,二、珊瑚礁的类型和环礁的形成,1、岸礁(fringing reef)：紧靠在大陆或环抱岛屿的边缘，构成位于一个位于海面下的平台。 2、堡礁(barrier reef)：离开海岸一段距离，像长堤一样位于海岸之外，露出水面，与海岸之间的水体常被称为泻湖(lagoon)。 例如世界著名的Great Barrier Reef，位于澳大利亚东北部海岸，绵延2400km。 3、环礁(atoll)：起源于下沉的岛屿，为露出海面的高度不大的珊瑚礁岛，外形呈花环状，其中央所围水体称为泻湖，湖水浅而平静。位于热带太平洋和印度洋。,珊瑚礁结

42、构,珊瑚层：上层，由活的珊瑚虫及其分泌的骨骼等 组成； 礁冠(reef crest)：珊瑚层在其上生长，礁冠可延 伸到水下15米； 礁基(reef buttres) ：位礁冠之下。,三、珊瑚藻类共生及其意义,1、对能量需求的意义 2、补充植物营养物质的意义 3、对碳酸钙沉积的意义 4、提供氧气,四、珊瑚礁的敌害,1、海星可以摄食珊瑚，例如Acanthaster planci。 2、海胆可以摄食藻类和珊瑚礁； 3、藻类可以与珊瑚礁竞争空间； 4、珊瑚礁种类之间的竞争； 5、人类的破坏。,五、珊瑚礁生产力与能流特点,初级生产力范围：1500-5000 gC/m2.a，代表自然 生态系统的最高水平。

43、 高水平初级生产力的机制： 净初级生产力水平：低 顶级捕食者生产力：低,近岸上升流区,上升流及上升流区生态特征概述,上升流(upwelling)：是深层海水涌升到表层的过程，可分为： 近岸上升流：是由特定的风场、海岸线和和海底地形等特殊条件所决定的。例如秘鲁上升流，我国渤黄海的近岸上升流。 大洋上升流：主要是由于海水辅散引起。,（一）上升流区的理化环境特征,1、低温； 2、低溶解氧； 3、高营养盐； 4、高盐度、高密度。,（二）上升流区生物的生态学特征,1、高浮游植物生物量和初级生产力，单胞藻粒径相对较大； 2、浮游动物中冷水性种类和数量比例增加； 3、群落多样性较低； 4、食物链环节较少；

44、5、游泳动物（主要是鱼类）生命周期较短，偏向于r选择类型。,（三）上升流的指征,1、根据海区的理化特征判断： 2、根据海区的生态学特征判断： 3、根据指标性生物判断。,深海区,一、概述 二、深海底栖动物的多样性 三、深海底栖动物的生物量 四、深海底栖动物的食物源和产量,一、深海区概述,（一）生境特征 1、光线：蓝光穿透海水最深其它光线衰减很快； 2、温度：常有温跃层存在；温跃层下方水温低，变化小； 3、溶解氧：表层最高，500-800米之间出现最低值，其下层更深深的 海水溶氧是由富溶氧的南北极冷水下沉而来，故含氧量又 有增加，深海底部氧含量又下降； 4、盐度：基本恒定； 5、压力：随深度变化；

45、 6、底质：软泥，北方硅藻外壳，其它水域则为含钙质的外壳。,（二）生物群落组成 1、生产者：超微型自养生物占优势，贫营养海区蓝细菌和固氮蓝藻是重要的类群。 2、浮游动物：终生浮游。 大洋上层：动物最丰富，乌贼，金枪鱼，鲸等； 大洋中层：主要是大型磷虾。 3、大洋食物链：长 4、深海动物：随深度增加递减。,（三）深海动物的适应机制 1、对黑暗的适应： 视觉器官的适应； 体色的适应； 发光器的产生。 2、对食物稀少的适应：特化的捕食器官； 3、对种群稀少的适应：补雄现象； 4、对高压的适应：体柔软，缺少钙质骨骼，多数无鳔； 5、对柔软底质的适应：特殊的支持方式。,二、深海底栖动物的多样性,1、深海

46、底栖动物的多样性水平高，大部分种类都有深海底栖种类； 解释： A 、深海环境的长期稳定性导致小生境的特化，每个种都有狭窄的生态位； B、捕食性动物不加区别的捕捉被食动物，避免了产生竞争排斥； C、水温低导致生物代谢赫生长率低，到达性成熟所需时间长，减少了竞争优势种出现的机会。 2、土著种比例高。,三、深海底栖动物的生物量,随深度下降而明显下降。 深海面积占整个海底面积的90以上，但其总生物量仅占海洋底栖总生物量的17左右。 生物量组成：海绵、海星、海参常是最重要的类群。,四、深海底栖动物的食物源和产量,（一）食物源 深海无光线，无初级生产，底栖动物的食物依赖真光层的初级生产。 1、死亡动植物残

47、体：浮游植物、海藻、海草、动物尸体等。 2、粪粒和甲壳类的蜕皮： 3、动物的垂直迁移： （二）生产力 深海底栖动物的生产力很低。 原因： 1、食物来源少； 2、环境压力大。,热液口区,一、海洋中的独特生态类型 热液口(hydrothermal vent)：加拉帕格斯群岛（科隆群岛）附近2500 米深处中央海脊的火山口周围，其中： 温度：从烟囱状的出口处涌出的热液温度高达250-400，当与周 围的海水混和时，温度降为8-22 ，仍然比此深度的水温 2-4 高出很多； H2S含量高，O2含量低； 细菌：能氧化硫，丰富的生物量可达106个/ml，在海底形成厚厚 的丝状细菌垫； 其它生物：个体巨大，

48、与细菌共生。 浅水热液口(shallow vent)： 冷渗口(cold seep)：,海底热液口,二、化学合成生产 三、热液口特殊的动物组成 特点： 1、种类组成独特，多数是以前未被发现的种类，90属 于这类生境的特有种； 2、生物个体巨大，身体结构特殊； 3、 软体动物、多毛类、甲壳类占90以上，其它少见； 4、 物种多样性较低。,四、热液口环境特征及生态学研究意义,环境特征： 1、 热液口处的地质过程是动态的，其环境不稳定；热液口的活动期限只有20-30年； 2、热液口环境是高温、高H2S含量、低溶解氧，并具有较大波动； 3、热液口处超热水会形成有毒的金属硫化物沉淀。,适应机制： 特殊的酶系统； r 选择。 生态学意义： 最早的食物链应该是以化能合成为基础的； 研究地球生命起源问题。,