海洋生态学复习大纲绪论生态学的一般定义：研究生物有机体与其栖息地环境之间相互关系的科学。海洋生态学的定义：海洋生态学是研究海洋生物与各种海洋栖息地环境间相关关系的科学。简单地讲就是研究海洋生物生存方式的科学。海洋环境与陆地和淡水环境有着很大的不同，海洋生物的生活方式既表现有一般生 物共同的规律，同时也表现出有它们所特有的特点。三个优先研究的领域： 全球变化（global change）生物多样性（biodiversity） 可持续的生态系统（sustainable ecosystem）1）海洋初级生产力总量的研究。新技术的开发应用（同位素的应用对 海洋学研究也有巨 大贡献）2）微型和超微型浮游生物的研究.3）海洋新生产力研究”I4）海洋生态系统食物链、食物网的研究5）海洋微型生物食物环研究。6）大海洋生态系统研究。7）全球海洋生态系统动力学研究&8）生物泵及海洋对大气二氧化碳含量的调节作用的研究.9）热液喷曰和冷渗口特殊生物群落的研究.10）保护海洋生物多样性的研究与实践性 -弟一章生态系统概念：在一定的时间和空间范围内，生物和非生物环境通过能量流动和物 质循环所形成的一个互相联系、互相作用并且具有自动调节机制的自然整体。（一）生态系统的营养结构食物链（food chain） 生物之间通过食与被食形成一环套一环的链状营养关系。食物链上每一个环节称为 营养级。食物链类型：牧食食物链或称植食食物链（grazing food chain）碎屑食物链（detritus food chain）寄生食物链食物网（food web）食物链彼此交错连接，形成网状营养结构，称为食物网。生态系统中生物种类繁多，一种生物往往有多种食物对象，同一种生物也可被多种 摄食，因此一种生物不可能固定在一条食物链上。食物网更能真实地反映生态系统 内各种生物有机体之间的营养位置和相互关系。（二）生态系统的空间结构（理解）自养生态系统的自养成分和异养成分在空间上通常是分层的。上层的“绿色带”自养代谢最 旺盛，称为生产层；下层（陆地土壤或水域沉积物）则是光照条件很差或无光照的“褐色带”， 异养代谢最为旺盛。（例如：森林生态系统的光合作用主要在林冠上占优势，在乔木层之下 依次还有灌木层、操本层和地被层，共四个层次结构，它们适应不同的光照条件。湖泊、池 塘等水域生产系统也有明显分层现象。浮游植物主要在表层进行光合作用，浮游动物和鱼虾 等生活在水中，蛤、蚌栖息于水底，而底层沉积物有大量的细菌等微生物生活。）海洋生态系统的生产层仅位于光线可以透过的水层，其下方广大水体和底部沉积物中的异养 代谢最为强烈。生态平衡（ecological equilibrium）如果生态系统能量和物质的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。反馈：当生态系统中某一成分发生变化的时候，它必然会引起其他成分出现一系列 的相应变化，这些变化最终又反过来影响最初发生变化的那种成分，这个过程就叫 反馈。正反馈（p ositive feedback）和负反馈（negative feedback）正、负反馈作用在生态系统中同时存在，在系统发展的不同阶段作用强度不同，大 发展阶段系统调节以正反馈为主，系统生物量、体积、多样性、复杂性迅速增加， 大发展过后，随即是一段减速增加阶段，负反馈逐渐起作用，系统的各个参数趋向 于在一个恒定水平附波动。生态系统服务由自然生态系统（包括其中的各种生物种群）在其生态运转过程中所产生的物质及 其所维持的生活环境对人类产生的服务功能就称为生态系统服务（ecosystemservice）。弟二章海洋具有三大环境梯度，即赤道到两极的纬度梯度、从海面到深海海底的深度梯度以及从沿 岸到开阔大洋的水平梯度，它们对海洋生物的生活、生产力时空分布等都有重要影响。 浅海区:大陆架上的水体，平均深度一般不超过200m，宽度变化很大，平均约为80km。 大洋区：大陆缘以外的水体，海洋的主体，理化环境条件比浅海区较为稳定。（1） 上层：从海面至150-200m深；（2）中层：从上层的下限至约800-1000m深的水层； （3）深海：1000-4000m深水层（4）深渊：超过4000m的深海区浮游生物（指在水流运动的作用下，被动地漂浮在水层中的生物群）特点作用 浮游生物（plankton）、浮游植物（phytoplankton）、浮游动物（zooplankton）特点：缺乏发达的运动器官，运动能力弱或完全没有运动能力，只能随水流移动，具有多种 多样适应浮游生活的结构，一般个体都很小。作用：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。水团、海流的指示种（indicator species）。有些化石种类的分布有助于勘探海 底石油资源。生态学意义：不同粒径的浮游生物基本可代表一定的生物类别。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。 漂浮动物（特指那些在海水最表层中和表层膜上的一类生物）代表物种：海蝇，海蜗牛，海 神鳃，僧帽水母，帆水母，茗荷。游泳动物(具有发达的器官、游泳能力很强的一类大型动物)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。底栖生物(由生活在海洋基底表面或沉积物中的各种生物所组成)1、底栖植物：单细胞底 栖藻类、海藻和维管植物2、底栖动物g * M弟三章生态因子(ecological factors)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、利比希最小因子定律(Liebigs Law of Minimum) “植物的生长取决于处在最小量状况的必需物质”。也就是说，低于某种生物需 要的最少量的任何特定因子，是决定该生物生存和分布的根本因素。两个辅助原理：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。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(Shelford s Law of Tolerance)生物对各种环境因子的适应有其生态学上的耐受限度，如某一因子的量增加或降低到接近或 超过这个限度，生物的生长和发育就收到影响，甚至死亡，因此生物只能在该因子的最小量 和最大量之间正常生存。耐受限度(limits of tolerance)生态幅(ecological amplitude)广适性生物(eurytropic organism)狭适性生物(stenotropic organism) 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。 透光层，也称真光层(euphotic zone或photic zone)：有足够的光可供植物光合作用，光合作用的量超过植物的呼吸消耗。 弱光层(disphotic zone)：在透光层下方，植物在一年中的光合作用量少于其呼吸消耗，但光线足够动物对其 产生反应。 无光层(aphotic zone)一、光在海洋中的垂直分布和水平分布1（-）海水中光的衰减弓=鸟 Z k=以 海表面光强；乌=睬度碰光强；氏平均消光（衰诚）系艇值 大小与水休干净程度有关，一般近岸KMm多教浅海K U大西洋 马尾藻海K3.02透明度（trangpMeney）:间接估算消光系数（属）以此来估计透光层的株度，方便实用。中国近海凡=1.&1/S,透光层保度4 = 3.Q5S（二）光在海洋中的水平分布太阳辐射具有明显的纬度梯度：热带海区一天中白天与黑夜各约12h,温带海区夏季光照时间超过12h,冬季少于12h在极区，持续6个月的低能光照与6个月的黑暗交替。光照：昼夜垂直移动：夜晚升到表层，随着黎明的来临又重新降下。生态学机制：1.逃避捕食者2.能量代谢上的好处3.有利于遗传交换4.避免紫外线的伤 害温度：有效积温法则：K = N（T C） K=热常数（thermal constant）：完成某一发育阶段所需总热量 C =生物学零度（biological zero）:发育起点温度 N =发育历期，即完成某一发育阶段所需的天数 T =发育期的平均温度应用：在适温范围内，提高温度可促进性腺发育、繁殖、生长。海流：（一）海流散播和维持生物群，也有助于某些鱼类完成“被动洄游”（二）有助于了解海流及水团的移动，尤其是判断不同性质海流的交汇锋面，对探索一个海 流余脉的分布具有重要的标志作用（三）对潮间带底栖生物的生活有重要作用（四）海流与光照、温度的共同作用是控制各种海洋生态过程的主要因素盐度：渗透压原理，即浓度低的一边通过半透膜向浓度高的一边渗透，直至渗透平衡。 溶解气体：一、溶解氧（O2）来源：空气溶解与植物光合作用消耗：海洋生物呼吸、有机物质分解、还原性无机物氧化。垂直变化二、二氧化碳（CO ）和pH值来源：空气溶入、动植物和微生物呼吸、有机物质的氧化分解以及少量或。3溶解消耗：主要是光合作用，一些CaCO3形成也消耗CO2二氧化碳-碳酸盐体系：pH与CO2含量、溶解氧密切相关，直接或间接地影响海洋生物的营养和消化、呼吸、生长、 发育和繁殖，可作为反映水体综合性质的指标。第四章种群（居群、繁群、Population）:指特定时间内栖息于特定空间的同种生物的集合 群。种群内部的个体可以自由交配繁衍后代，从而与邻近地区的种群在形态和生态 特征上彼此存在一定差异。种群是物种在自然界中存在的基本单位，也是生物群落 基本组成单位。阿利氏定律：种群密度过疏和过密对种群的生存与发展都是不利的，每一种生物种群都有自 己的最适密度。集群现象及其生物学意义：有利：繁殖、防卫、索饵、提高游泳效率、改变环境化学性质以抵抗有毒物质， 若形成社会结构，自我调节及生存能力更强。不利：种内竞争、大量被捕食成因：水动力条件、温盐及营养盐含量变化等等。存活曲线：I：幼体死亡率很高（牡蛎浮游幼虫期死亡率很高，一旦固着于合适的基底，死亡率就很低）II、III、IV：每时期死亡率基本保持不变V：种群在接近生理寿命之前死亡率很低种群的增长率称为内禀增长率（当种群处于最适条件下（食物、空间不受限制，理化环境处于最佳状态，没有天敌出 现，等等），也是种群的最大增长率。种群的逻辑斯谛增长（饱和增长）模型：描述这样一种机制，当种群密度上升时，种群能实 现的有效增长率逐渐降低。在种群密度与增长率之间，存在着负反馈机制，这是一种十分明 显的密度制约作用。种群数量继续增加时，物种内竞争将越来越激烈，上式（dN/dt）（1/N）代表每 一个体的瞬时增长率，N t 0时，增长率为r，N t-K，增长率一0,假设这种 制约是线性的。时间图4,6种群增长型nK：环境负载能力r-选择的这类生物可称r-对策者，种群密度很不稳定，因为生境不稳定，种群超过环境容 纳量不致造成进化上的不良后