0水生生物学绪论HJJ.ppt

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1、,水生生物学 Hydrobiology,湖北师范学院生物科学系多媒体教程,湖北师范学院生物科学系 侯建军 http:/ 第一篇 浮游植物(藻类) 第二篇 浮游动物 第三篇 底栖动物 第四篇 水生大型植物 第五篇 水产饵料生物的培养 第六章 水生生物的研究方法,绪 论,本章的学习重点 明确水生生物学的定义* 明确学习水生生物学的目的和意义 了解水的特性，对水生生物的影响 了解水生生物在水体中的主要分布位置及其环境特点 * *水生生物的栖息环境及其生态类群的划分和特点,一、水生生物学的 定义、内容、任务,1、定义：水生生物学是研究水生生物的形态、结构、在分类系统中的地位及其与生活环境之间的相互关系

2、的科学。 （1）水生生物：指生活于水中的动、植物，包括浮游植物、浮游动物、底栖动物、水生高等植物等 （2）环境因子： 生物因子（种内和种间关系） 非生物因子（温度、光、O2、CO2、pH、盐类等）,Bacterium,Euglena terricola,Eukaryotes,Epifluorescence micrographs showing some representative labellings of red tide algae using FITC-conjugated lectins. (sacle bar = 20m) Lectin name : Con A,ACDH03,A

3、MTW,ATCI01,GIXM01,Phaeocystis pouchetii,Pseudo-nitzschia sp,ConA,Alexandrium,梨形环棱螺（Bellamya purificata Heude),2、划分：淡水生物学和海水生物学 淡水生物学(Freshwater Biology / Limnology)：研究内陆水体中生物与环境之间关系的一门科学。 3、研究内容（学习内容）： （1）水生生物栖息环境的研究 （2）水生生物的基础知识 （3）水生生物的生态学研究 （4）生理学研究 （5）水生生物的一般调查和研究方法,4、研究对象： 广义： 狭义：藻类、小型淡水无脊椎动物、高

4、等水生植物 形态分类为主，种内关系、种间关系、与环境之间的关系 个体、种群、群落和生态系统,鱼 类,经济海藻,经济贝类,经济甲壳动物,棘皮动物,腔肠动物,1）、任务：认识水体中的现象变化规律，掌握水生生物的形态和分类特征、生态分布，出现季节以及在水生态系统中的作用，并了解水生生物与渔业的关系。 2）、目的：利用掌握的知识为提高水体生产力（鱼产量）和改进产品质量提供科学依据。,5、学习本课程的任务、目的和意义,3)、意义,生物资源的直接利用 水体生产性能和生产潜力的估价 放养指标的确定（种类、尾数、搭配比例） 水质评价：（污染指示生物的数量分布） 污水处理：净化污水 其它：水利工程对环境影响、地

5、质学研究,二、水生生物学发展史,海洋,湖川,池沼,二、水生生物学发展史,人类在与海洋、湖川、池沼各类水域的接触和利用中逐渐发现和记录了水生生物的种类及其分布和生活史，当然，首先被注意的的是鱼类和其他大型生物。 水生生物学的相关知识也就应运而生。,1、产生因素,（1）与渔业有关 （2）与养鱼业发展有关 （3）工业发展的需要和航海业的发展： 污水中接种小球藻30天后，水中的铬全部消失。 指示生物：颤蚓 5000条/ m2 , 严重污染: 1000-5000条/ m2; 中度污染: 100-999条/ m2, 轻度污染.,2、发展概况,（1）国外研究概况 A）派出海洋调查船对世界各大洋进行考察。 1

6、872-1876年英国皇家组织“挑战号”调查船对太平洋、大西洋进行了调查，出版报告50余册。 1889年荷兰韦伯（Weber）率“西坡加”（Siboga）船对热带太平洋进行调查，出报告60余册。,B）海洋生物和淡水生物站的建立,1871年俄国的塞瓦斯托波尔建立第一个海洋生物站； 1891年莫斯科的格鲁波克湖建立了第一个淡水生物站； 1897年丹麦的建立了淡水生物研究室； 1905年奥地利建立了罗斯全生物站。,C）分类方面的工作 a. 亚利斯多得（384-382 BC Aristotle）建立了分类系统，到18世纪初，才有从事水生生物的形态、分类工作。 b. 列文虎克（Leeuwenhoek 1

7、632-1723）研制出显微镜。 c.林奈（C. Linnaaeus）在“自然系统”一书中确定了双命名法，为现代分类奠定了基础。 d. 德国浮游生物学家亨生（V. Hensen）创用了（1887）“Plankton”一词。 1889年率“国家”号调查船北大西洋采集浮游生物，出版论文和专著数十余册。,C）分类方面的工作 Forbes 在1815年用底拖网采集并观察了海岸底栖生物的分带现象。 Muller 于1845年在德国沿海用浮游生物网采集浮游生物并进行浮游生物研究。 瑞士学者Forel于1869年 (F.A.,1841-1912)研究了日内瓦湖的底栖动物;早期在水生生物形态分类研究中作过较多

8、贡献的还有Sars(1900-) 等等。,列文虎克(Leewenhoek，1632-1723)研制和改善显微镜后，微型和小型生物才得以深入研究。其本人首先发现轮虫和一些单细胞生物。,D）出版各种专著,a. 日内瓦湖底栖动物的研究（1869） b. 瑞士湖泊的调查研究，为世界上第一部湖沼学教科书（1901） c. 1895年萨斯（G. O. Sars）出版了挪威甲壳动物。 d. 湖泊营养类型的研究（1929） e. 日本淡水生物学 f. 20世纪50年代集中研究了内陆水体生产力的问题，包括理化因子测定，种类组成，食物关系，种群动态，群落生物量和生产量，生态系统中物质循环和能量流动。 g. 目前各

9、国在水生生物方面采用遥测技术，电子计算机等。,三、我国的研究状况,三、我国的研究状况,A）研究简史 a、在公元前1600年殷朝就有记载，明朝李时珍的“本草纲目”中对水生生物的形态、习性作了描述，开始了零星资料的积累。 B、直至20世纪20-30年代起，才对各种水体进行了规模不等的区系调查和形态描述。新中国成立以后，研究工作才得以开展。,c、 解放前：限于分类工作。 d 、解放后：成立了水产学院，水产研究所，各种专著的出版，对各水体进行调查，浮游生物的培养，有害生物的杀灭，淡水生物资料的积累和污染生态学的发展等。 e、1956年出版“湖泊调查基本知识”一书，为我国第一部水生生物（湖沼学）指导书。

10、,B）取得的成绩,区系分类研究的新进展,长江 黄河 珠江,2、以渔业利用为目的，进行内陆水域的生物学调查,在海洋方面，上世纪50年代，中科院海洋所对黄、渤海进行综合调查。1958年全国海洋综合调查，1980年进行全国海岸及海洋资源综合调查等； 在内陆水域方面，50年代中苏合作对黑龙江进行综合考察。中国科学院水生生物研究所对长江中、下游的湖泊调查，青海湖调查，80年代初由各省、市水产研究机构和几所水产高等院校协作，对长江、黄河、黑龙江、珠江四大水系的渔业资源进行综合调查。 大连水产学院等单位开展了内陆盐水及其生物资源的调查和利用的研究。这些工作为水产饵料生物的区系和分布提供了丰富资料，华农水产的

11、工作等。,对某些种类的生长繁殖、和种群数量变动等问题进行了研究 固氮蓝藻的培养以及在农业渔业中的应用研究 水体施肥、有害生物的防治 渔业为目的：进行水体生态系和生态学管理的研究 出版了一些淡水生物的基础读物，大中专教材、翻译和介绍国外先进经验及理论,8、生物饵料培养、利用取得成效 在单胞藻培养方面，青岛海洋大学、中国科学院水生生物研究所、海洋研究所等建立了比较完整的藻种室，可随时为生产、科研单位进行藻类培养提供种源；水生生物研究所进行了固氮蓝藻的培养和在农业、渔业中利用的研究；海南、广东建起了多处螺旋藻培养基地，其产品已广泛应用于水产品育苗生产中；曾被视为害藻的螺旋鱼腥藻(Anabaena s

12、piroides)经陕西省水产研究所多年研究，证实其为鲢易利用的优质饵料，并在大面积培养方面做了大量工作。 在轮虫培养方面，继上世纪50年代引进日本工厂化培养技术后，近年，李永函等利用广泛蕴藏于水体沉积物中的休眠卵，在土池中大量增殖轮虫获得成功，并已在淡、海水苗种生产中，特别是河蟹土池生态育苗中得到应用。 枝角类作为“鱼虫”，早在我国民间养鱼中采用。十几年前何志辉等从晋南采集到盐水枝角类蒙古裸腹溞（Moina mongolica）驯化于海水中，并对其生物学和培养方法进行了深入的实验研究，为大规模增殖作为海水苗种生产新的活饵料奠定了基础。 随着沿海卤虫资源的急剧下降，内陆盐湖资源开发已引起人们的

13、关注。上世纪末，由黑龙江、新疆、内蒙古等水产研究所，对西北地区盐湖卤虫资源进行了为期4年的调查，发现有卤虫的盐湖31处，水面1620km2，为卤虫资源利用开拓了新领域。,螺旋藻培养基地,室内工厂化,室外敞池培养利用,轮虫培养,枝角类培养,卤虫资源调查,C）学科动态,相关学科： 水生生物学、渔业生物学、水文学、生态学、生态工程学、景观生态学、流域生态学、系统生态学、经济生态学、淡水生态学、保护生物学、环境生物学、水污染生态学、微生物污染生态学、淡水辐射生态学 国外： 系统能量流动 人工测定转向自动化仪器，计算机处理 生化遗传学方法的引入 国内：亟待加强各方面研究,D)研究机构及研究人员介绍,中国

14、科学院水生生物研究所：研究对象包括水生生物，淡水生态，该所是国内唯一的致力于研究水生生物的国家机构。 中国科学院武汉植物研究所：相关研究对象包括水生植物。 中国科学院测量与地球物理研究所：相关研究对象包括湖泊环境。 中国科学院昆明动物研究所：相关研究对象包括鱼类的研究。 中国科学院成都生物研究所：相关研究对象包括两栖爬行动物的研究。 四川省农业科学院水产研究所：以应用技术的研究为主，同时进行开发性研究、重点水产生产中亟待解决的重大技术研究。,宜宾珍稀水生动物研究所：位于四川省宜宾市。先后驯养和人工繁殖胭脂鱼和中华鲟成功。 长江科学院：配合长江流域规划及干支流治理与水资源开发进行科学试验研究，并

15、承担国内外工程建设的试验研究、河道整治规划与设计、监理检测和科技咨询。 中华鲟人工繁殖研究所：从事中华鲟的人工繁殖和保护研究。 湖南省水产科学研究所：主要从事淡水鱼类的研究工作。 扬子鳄繁殖研究中心：主要从事扬子鳄的人工繁殖工作。 中国科学院南京地理与湖泊研究所：相关研究对象包括湖泊生态系统等。 东海水产研究所：相关研究对象包括海洋渔业资源、海洋捕捞、渔业环境、水产品加工、海水养殖、鱼类学及水产科技情报等。 暨南大学水生生物研究所，水生态科学研究所：相关研究对象包括水生态学、水生生物分类学、藻类、水化学等。,刘建康院士 现任中国科学院水生生物研究所名誉所长、研究员、博士生导师。1938年9月东

16、吴大学理学院生物系毕业，获理学学士学位。1946年1月1947年7月在加拿大蒙特里尔麦吉尔大学研究生院动物系攻读，获哲学博士学位。1980年后，先后任中国科学院水生生物研究所副所长、所长、名誉所长等职。1980年11月当选为中国科学院学部委员(院士)。,陈宜瑜院士 曾任中国科学院副院长、中国科学院水生生物研究所研究员、博士生导师。1964年厦门大学生物系毕业后即到中国科学院水生生物研究所工作，先后任研究室副主任、副所长、所长。1995年任中国科学院副院长。1991年当选为中国科学院院士。,沈蕴芬院士 曾任中国科学院水生生物研究所学位委员会主任，研究员，博士生导师。1953年毕业于南京大学生物系

17、。1995年当选为中国科学院院士。,朱作言院士曾任中国科学院水生生物研究所所长，研究员， 博士生导师，淡水生态与生物技术国家重点实验室主任。1965年7月北京大学生物系(六年制)毕业，1980年12月中国科学院研究生院细胞及 发育生物学专业毕业。曾任美国明尼苏达大学Hill-Visiting Professor(1988)；美国马里兰大学 海洋生物技术中心教授研究员，Faculty Menber(1988-1991)；国家科委专家组成员(1986-1988)。现任国家科委S-863计划纲要建议软课题研究专家，国家自然科学基金细胞及发育生物学科组二审专家、组长，杰出青年基金评委，中科院生物技术专

18、家委员会委员，中科院实验海洋生物学开放实验室学术委员会副主任，国家教委水产养殖开放研究实验室学术委员会委员，中国水产学会副理事长，中国遗传学会湖北分会副理事长等职。1997年10月当选为中国科学院院士。,曹文宣院士 籍贯四川省彭州市。现任中国科学院水生生物研究所学术委员会主任、研究员、博士生导师。1955年7月四川大学生物系动物专业毕业，同时分配至中国科学院水生生物研究所工作。历任该所研究实习员、助理研究员、副研究员、研究员，以及鱼类学研究室副主任、主任。现任中国科学院水生生物研究所学术委员会主任、中国海洋湖沼学会及中国动物学会鱼类学分会理事长、政协第八届全国委员会委员等职。1997年10月当

19、选中国科学院院士。,曾呈奎院士 海洋生物学家。福建厦门人。中国科学院海洋研究所研究员、名誉所长。长期从事海藻生物学研究，发现了百余个新种。两个新属，一个新科，为中国海藻志的编写提供了基本资料。对经济海藻资源的开发利用和化学加工以及对海带和紫菜的栽培及生物学研究所取得的成果，为我国海藻生产事业的建立和发展奠定了基础。对海藻光合作用和色素吸收研究取得的成果，为探讨光合生物的进化提供了资料。1980年当选为中国科学院院士。,因患多脏器功能障碍综合症医治无效，于2005年1月20日16时在青岛逝世，享年96岁。,秦松，山东掖县人。中国科学院海洋研究所研究员，学术委员会委员，学位委员会委员，博士生导师，

20、中国科学院海洋研究所实验海洋生物学重点实验室副主任。专业：海洋生物工程。1994年6月在中国科学院海洋研究所获中美联合培养海洋生物学博士，导师曾呈奎院士。 1995年9月-1996年7月在日本工业技术院大阪国立研究所任客座研究员，1999年1月-2000年2月在德国哥廷根大学进行博士后研究，2002年5月任马来亚大学访问教授。 现任亚太海洋生物技术学会理事，亚太应用藻类学会理事，中国藻类学会秘书长，中国生物工程学会理事，中国海洋湖沼学会理事，中国药学会海洋药物专业委员会副主任委员和青岛市生物工程学会理事长。,张弥曼院士 古脊椎动物学家。女。原籍浙江县，生于江苏南京。中国科学院古脊椎动物与古人类

21、研究所研究员。从事比较形态学、古鱼类学、中新生代地层、古地理学、古生态学及生物进化论的研究。,四、水、水体及生物分区,重点内容（以淡水为例，海洋自学）,1、水的意义： 是地球上非常重要的一个介质，是环境中能量和物质自然循环的载体和必要条件，也是地球生命的基础。 2、水的特性： 水的液体性 比热较高，导热性较差，溶解潜热较高 这三大热学特性，保证了冰下层水生生物能正常生活。 水的密度,3、水体的定义： 地球表面低洼地带的集水区。 4、水体的类型： 不流动或静水类型（lentic lenic）：湖泊、池塘、沼泽、 流水或激流类型（lotie lotus）：泉水、溪流、江河,5、水体环境的划分（若干

22、级生物区）,水底区 湖 水面区 泊 水层区,沿岸带 亚沿岸带 深底带,沿岸区 湖心区,具体定义如下：,1、水底区： 由水边开始，沿水底直至湖泊最深处的整个湖盆的底部。 （1）沿岸带 由水边向下延伸到沉水植物生长的下限。 （2）亚沿岸带： 为沿岸带和深水带的过渡带。 （3）深水带： 亚沿岸带以下的全部深水部分的底部。,2、水层区：指整个水层而言。 （1）沿岸区： 沿岸带以上的浅水部分，光线可以透射到水底。 （2）湖心区： 沿岸区以外的开阔部分。,五、水生生物生态类群,重点掌握内容：水生生物的生态类群,浮游生物 自游生物 淡水生物 漂浮生物 底栖生物 周丛生物,1、浮游生物（Plankton） 为

23、悬浮在水中的水生生物，它们无运动能力或游动能力很弱，不能做长距离运动，而只能被动地“随波逐流” 。,2、自游生物（Nekton）： 具有游动能力，有发达的运动器官（鱼等）。,3、漂浮生物（Neuston）：依靠水的表面张力，漂浮在水面上，一般生活在水面静止或流动不大的水体中。,4、底栖生物 （Benthos）：栖息在水体底部，不能长时间在水中游动的一类生物。,5、周丛生物（Periphyton） 生长在浸没于水中的各种基质表面上的有机体集合群。,六、本课程的内容、学习方法、主要参考资料,1、内容：形态分类特征、生态分布、经济意义和水生生物的采集方法。 2、学习方法：讲课、笔记、实验、前后联系比

24、较。,3、参考书目,中国淡水藻类；中国淡水轮虫志； 中国动物志 节肢动物门 甲壳纲 淡水枝角类； 中国动物志 节肢动物门 甲壳纲 淡水桡足类； 废水生物处理微型动物； 淡水软体动物志； 淡水浮游生物调查； 杂志类：水生生物学报；海洋与湖沼；淡水渔业；湖泊科学；中国水产学报；水库渔业等。,高级水生生物学：刘建康主编（主要） 生态学基础：Odum，/ 孙儒泳（基础生态学） 湖沼学或淡水生态学； 浮游硅藻（日）； 水生昆虫学（日）； Text book of Limnology，G. A. Cole，Mosby Company Ecology of Fresh Waters, Brian Moss,

25、 Blackwell Sci. Pub. 有关湿地的书籍有： Wetlands 3rd ed., W.J.Mitsch & J.G. Gosselink, John Wiley & Sons, 2000 Freshwater Wetlands & Their Sustainable Future: Evidence from the Trebon Basin Biosphere Reserve. J. Kevt. Parthenon Publishing, 2001 其他有关三峡项目的书籍、湿地保护等。,4、参考网站,国内网站： 中国湿地：http:/ 中国资源环境网：http:/ 世界自然基

26、金会中国网站：http:/www.wwfchina.org/ 国外网站： World Wildlife Fund: http:/www.panda.org/ Society of Wetlands Scientists: http:/www.sws.org/ Water Resources of the U. S.: http:/water.usgs.gov/,海洋生物资料库 http:/www.calpoly.edu/delta.html 瑞典哥德堡大学海洋植物学 http:/www.marbot.gu.se/engMBhome.html 藻类和原生动物培养物收藏: http:/www.if

27、e.ac.uk/ccap/ 蓝藻（蓝菌）网站 : http:/www.cyanosite.bio.purdue.edu/index.html 枝角类动物: http:/www.cladocera.uoguelph.ca 藻类数据库: http:/seaweed.ucg.ie/algaebase/ 上海海洋水族馆: http:/ 轮虫系统学数据库: http:/dmc.utep.edu/rotifer/ 桡足类世界 : http:/www.nmnh.si.edu/iz/copepod 淡水无脊椎动物收藏： http:/www.museums.ualberta.ca/dig/naturalhist

28、/animal/fwinvertebrate/index.html 土耳其海微型浮游生物物种: http:/bornova.ege.edu.tr/korayt/plankweb 海洋无脊椎动物和软体动物收藏 http:/www.museums.ualberta.ca/dig/naturalhist/animal/invert_malacology/index.html,联系方式 15997141393 ; ; 课程简介 总学时：32学时 周学时：4 学时 （周二，、节，周日，节） 网页介绍：湖北师范学院教师介绍 http:/ 2学习本课程的目的和任务。 3熟记水生生物各大生态类群定义和特点 4了解水生生物在水体中的主要分布位置及其环境特点,THANK YOU FOR YOUR ATTENTION,