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海洋资源的合理利用
海洋资源类型主要有：
一：化学资源 二：生物资源 三：矿产资源 四：海洋能源
如何合理利用
一是制定并实施海洋生态环境保护规划，突出加强对海洋生态功能 区的保护和管理，完善省、市、县三级海洋功能区划管理体系，规 范海洋功能区划编制、修改、审批程序。推进海域有偿使用制度；
二是加强海洋资源开发管理，提高海洋资源开发水平。发挥海洋资源 优势，建立良性循环的海域农牧生态系统。根据浅海滩涂养殖容量调 查成果，制定养殖规划，确定合理养殖规模
海洋生态系统的功能
•海洋覆盖了地球2／3的面积，海洋对人类有着重要而深远的 影响，能为人类创造巨大的经济、社会、环境效益。
1．海洋孕育了生命
浩瀚的海洋是全球生命支持系统的一个基本组成部分。为生物提供广阔 的生存空间。海洋是生命的摇篮。
2．海洋为人类提供大量的食物
海洋孕育着大量的生物。地球动物的80％生活在海洋中，海洋生 物种类繁多，整体地球的生物生产力，海洋占了87％，相当于 1．339亿t有机碳。
7．在预测天气、控制气候方面发挥了重要作用
海洋和大气是相互联系的，地球上的气候受海洋状况影响。自然 界的风、雨、云、台风、海浪、大洋环境主要是由于海洋和大气 层相互作用产生的。人们通过研究近水层大气和海洋间相互作用 的机理，研究海洋表面的海流和深层环流状况来预测天气。 海水与大气中二氧化碳的交换起着调节大气二氧化碳含量的作用， 这种动态平衡能够控制气候的转变。目前世界所排放二氧化碳一 半以上被海洋吸收，这一功能正在因全球变暖而削弱。但可以肯 定，如果没有海洋，地球生态环境早已不适于人类生存了。
又如海岸活动，倾倒废物和港口工程建设等，也向沿岸海域 排入污染物。污染物进入海洋，污染海洋环境，危害海洋生 物，甚至危及人类的健康。

讲义——海洋生态学

讲义——海洋生态学

第九章 海洋污染与环境管理

海洋自然保护区 指以保护海洋为目的，在海域、岛
屿和海岸带对选择的保护对象，依法划出一定的面 积予以特殊保护和管理的区域。建立海洋自然保护 区是保护海洋生物多样性的一项重要措施。

生物入侵 指某种生物从外地自然传入或人为引种 后成为野生状态，并对本地生态系统造成一定危害 的现象。


生物之间的关系 种内关系包括集群、同伴、种内竞争等 种间关系包括捕食与被食、种间竞争、合作与共生 生态位：指一个种群在生态系统中，在时间空间上 所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系与作 用。 群落演替，指一定区域内，群落中生物种群被别的 生物种群所取代的过程，群落组成向一定方向产生 有顺序的演变过程。
海洋生态学提纲
1. 2. 3.
4.
5. 6. 7. 8.
9.
绪论 生态学基础 水与海洋生态系统的特性 浮游植物种群动力学 浮游动物种群动力学 海洋生物群落动力学 海洋生态系统动力过程 近海生态系统 大洋生态系统 海洋污染与环境管理
第一章 绪论 生态学基础

生态学的研究层次
细胞 组织 器官 个体 微观
东海是西太平洋边缘海之一,它西北接黄海，东北一济州岛东 南端至日本长崎半岛连线与朝鲜海峡为界，东及东南以日本 九州，琉球群岛及我国台湾岛连线与太平洋相接，南以福建 与广东省交界处的南澳岛和台湾省南端的鹅銮鼻的连线为界 。北宽南窄，NE~SW向长度约1300km，东西向宽约740km ，总面积为77×104km2。平均水深370m,最大水深2719m.东 海在构造上位于欧亚板块和太平洋板块之间的交汇地带，是 太平洋沟-弧−盆体系的典型发育地区。东海气温四季变化明 显，气温时空变化的大形势反映了典型的季风特征。东海春 季表、底层溶解氧等值线呈扇形由西北向东南递减。此时东 海陆架浮游植物活动比较旺盛。夏季则由于温度升高，溶解 氧溶解度降低，整体上溶解氧含量低于春季水平，且溶解氧 等值线扇形分布被打破。

海洋环境生态学课件-第4章 生态系统生态学(1-2)生态系统的结构、基本功能(专业知识模板)

海洋环境生态学课件-第4章 生态系统生态学(1-2)生态系统的结构、基本功能(专业知识模板)

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2. 物种在生态系统中的作用
（1）铆钉假说 Ehrlich等（1981）提出了铆钉假说（river-popper hypothesis）。 该假说认为生态系统中每个物种具有同样重要的功能，一个 铆钉或一个关键种的丢失或灭绝都会导致严重事故或系统的 变故。
（2）冗余假说
Walker（1992） 首 次 提 出 了 冗 余 假 说 （ redundancy hypothesis）。Walker（1992，1995）指出，生态系统中物种 作用有显著地不同，某些物种在生态功能上有相当程度的重 叠。从物种的角度看，一个生态系统中物种的作用是不同的。 冗余是生态系统功能丧失的一种保险。
第四章 生态系统生态学
生态系统生态学介绍的是关于生态系统的基础 知识和概念。 掌握这些知识，有利于我们全面、综合地认识 包括人类本身在内的生物、环境以及它们的相 互关系。 生态系统是生态工程的理论指导和技术基础。 对于当前的恢复生态学、生态系统管理等应用 领域而言，仍是其基础核心。
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第四章 生态系统生态学
浅海食物网中各营养级的关系（据邓 景耀等，1987）
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3. 营养级和生态金字塔
（2）生态金字塔（ecological pyramids） 依据营养级由低到高，并依据各营养级的数量大小划图构成。 数量单位若分别采用生物量单位、能量单位和个体数量单位， 则分别生物量金字塔、能量金字塔和数量金字塔。其中，能 量金字塔恒为正锥体。
（2）食物网的控制机理
“自上而下”（top-down）
指较低营养阶层的种群结构（数量、生物量、物种多样性等）依赖于 较高营养阶层物种（捕食者控制）的影响，称为下行效应（top-down
effect）。
“自下而上”（bottom-top）

【精品】PPT课件 海洋生态学PPT共29页

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71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
【精品】PPT课件 海洋生态学
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46、寓形宇内复几时，曷不委心任去 留。
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47、采菊东篱下，悠然见南山。
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48、啸傲东轩下，聊复得此生。
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49、勤学如春起之苗，不见其增，日 有所长 。
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50、环堵萧然，不蔽风日；短褐穿结 ，箪瓢 屡空， 晏如也 。
谢谢你的阅读

海洋生态学优秀课件

海洋生态学优秀课件
（二）化学合成作用（chemosynthesis）
三、海洋初级生产力旳测定措施
（一）测氧法
（二）14C示踪法
丹麦科学家Steemann-Nielsen在20世纪50年代首先应用于海洋 方面旳研究
*CO2 ＋ H 2O
光能 叶绿素
（*CH2O）＋O2
优点：精确性高，所得成果接近于净产量旳数值 缺陷：技术性强（吸附、污染）、危险
• 群落净生产力 ＝ 净初级生产力 － 异养呼吸消耗 •从群落整体考虑有无生物量旳积累 •与群落旳发展与成熟度有关
4．现存量、周转率、周转时间 • 生产力 = 现存量×周转率
生产量
生产量
现存量
现存量
A
降低许
B
降低许
图7-1 两个平衡旳群落（输入 ＝ 输出）旳模式（A．输入和输出都较低、周 转慢；B．输入和输出都较高、周转快。）（引自 Krebs 1978 ）
三、近岸水域旳初级生产力
受陆地旳影响 1、磷酸盐和硝酸盐往往不是初级生产力旳限制因子 2、水较浅，不出现浮游植物“被带到临界深度下方” 旳情况 3、极少出现持久性旳温跃层 4、大量旳陆源碎屑，浑浊，限制产量进一步提升
温带近岸海区不出现明显旳双周期生产模式，整个夏 季都可能有较高旳产量
四、全世界海洋初级生产力旳估计
b 0 5 10 15 20
浓度 S/(µmol/L)
25
c
20
15
10
5
0
1.0
2.0
-5
S/V
-9.3
图 7-4 浮游植物对营养盐旳吸收动力学（ a）和 Ks 值（b、c）
2、最大吸收速率（Vm）： ①反应细胞营养水平和环境限制程度旳指标 ②可变

海洋生态系统动力学

海洋生态系统动力学

模型研究的不足之处（二）
•4 质量守恒假定不可避免地引导研究者依赖于“源”、 “汇”项，但是“源”、“汇”的使用必然会显著地剥削 动力学模型的功能，特别是它们的“自组织”能力； •5 传统的研究方法强调生物自身的循环系统，在某种程 度上忽视了环境场四维时空结构的演变与生物场的联系。 在省略了驱动生物分布和演变的物理环境场条件下，过度 地追求生物过程的完整性和与观测资料的拟合程度，造成 了这一学科的研究停滞不前； •6 传统的生态动力学模型忽略了作为环境的物理场作用 而过于强调生物过程自身的完整性，虽然这类生态模型有 助于对理想条件下生物自身循环过程的了解，但由于缺少 真实的物理场背景而无法用于模拟实际海洋中三维生态场 的时空分布。
海洋生态系统的进一步巩固需要我们每个人的共同努力！
全球海洋生态系统动力学
•研究重点： •（1）通过重检、综合历史资料，建立发展全球 海洋系统模式的基础 •（2）开展关键性的生物和物理过程研究。重点 认识营养动力学通道，尤其是它们的变化和食物 网营养质量的作用。
全球海洋生态系统动力学
•（3）发展多学科耦合模拟、观测系统的预测和 建模能力。 •（4）同其它海洋、大气、陆地和社会全球变化 研究合作，评估海洋生态系统变化对全球地球系 统的反馈作用。
定义
研究的意义
主 要 内 容
研究进展
动力学模型
一、定义
•中文名称：海洋生态系统动力学 •英文名称：marine ecosystem dynamics •定义：研究海洋生态系统在海洋动力条件驱动下 动态变化的学科。
二、海洋生态系统动力学研究的意义
•到21世纪中叶，我国人口将达到16亿，耕地减少和人口 增加的矛盾更加突出，满足日益增长的食物和优质动物蛋 白的需求是一个十分艰巨的任务，而海洋是尚未充分开发 利用的最大疆域，具有巨大的动物蛋白生产潜力。海洋作 为我国现在和未来赖以生存与发展的重要基础，己引起国 家和社会的高度重视。 •我国海洋渔业发展过程中，产业的母体——近海生态系 统的服务和产出发生了一些令人担忧的变化，明显影响了 海洋产业的可持续发展，经济损失巨大。

海洋动力学

海洋动力学

简介
海洋力场包括大气界面层的力场、海洋水体的力场和海底岩层的力场。在大气界面层中，主要是海-气相互作 用所引起的海洋气象和物质迁移；海底岩层的力场，主要是因海底扩张、火山爆发、壳层塌陷或断裂等引起的动 力学效应；海洋水体的力场引起的各种运动过程，是海洋动力学中的基本内容。
动力过程
海洋水体的动力学过程大体如下：①海洋潮汐。天体引潮力所引起。最显著的是月球和太阳的引潮力。由于 月球、太阳和地球3者的相对位置有规律地不断变化，引潮力时强时弱，故潮汐变化有大有小，而且有规律地变化。 通常农历每月的朔（初一）和望（十五或十六）出现大潮，上弦（初八或初九）和下弦（廿二或廿三）出现小潮。 ②海流。主要指风和热盐效应引起的、沿一定途径的大规模海水流动，包括大洋环流、浅海海流等。③海浪。常 指由风产生的海水波浪，包括风浪、涌浪和海洋近岸波等。④海洋湍流。海洋水体中不稳定的紊乱流动。以上过 程的动力学计算方法，都建立在经典的牛顿力学基础上。海洋动力学非常复杂，已有的力学模型还有待于深化认 识。
显著特征
就海洋形状和范围来说，全球海洋的物理特征是由使大陆漂移的构造力决定的，这种构造力创造海洋地壳的 同时也使其不断被消耗。构造运动是由地球上地幔内部热量驱动的对流引起，其传输深度被认为能达到1000km， 地幔对流造成大陆(岩石圈)板块的缓慢漂移(平均每年大约几厘米)，它们就好像浮在地球的上地幔顶端一样，对 流还引起大洋中脊处海洋地壳的形成以及由于俯冲造成的大洋海沟处海洋地壳的消耗，此外，地幔热点还会引起 群岛的形成，如夏威夷群岛，因此，俯冲板块边缘的海沟比如西太平洋的马里亚纳海沟是全球海洋中最深的点。 大洋中脊、群岛、淹没的平顶海山以及海底山等是深海区域中的最浅特征，它们在海洋动力学中扮演着重要角色。 尤其是点缀着西太平洋的成千上万的海底山，在潮汐混合和海洋环流的其他方而起着非常重要的作用，大洋中脊 和其他许多地形特征对于流域环流很重要，因此必不可少地要将它们包含在数值模型中，而深海沟所起的作用却 是很微小的，由于考虑效率和经济的缘故，大多数海洋环流模型限制了模型的深度(假的海底)，粗略地等于深海 的海底深度，约5000m。
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•崔茂常等对中国东海中心区域的简单的生态模型模拟了 包括浮游植物、浮游动物、自养和异养细菌硝酸和DOC 在内各组分垂直分布的季节特征。
海洋生态系统动力模型的研究方法及建模原则
•建模和数值模拟研究中应遵循以下原则
包括系统中的全部的基本生物学方面及其同环境 相互作用方面的组合 合适的空间和时间分辨率，既要进行物质平衡诊 断又要进行系统演变预测分析 应避免使用纯理论的概念化的东西
•2019 年国家自然科学基金委员会不失时机地启动了“渤 海生态系统动力学与生物源持续利用”重大基金项目研究
•2019 年，国家科技部正其式战启略动目标了是国：家①确重认点自基然变础化研和究人类发活展动对
规划项目“东、黄海生态系我我国国统近近动海海力生生态态学系系与统统生的基影础物响知资及识源其体变系可化；持机②续制定，量利建研立究
定义
研究的意义
主
要
研究进展
内
容
动力学模型
一、定义
•中文名称：海洋生态系统动力学 •英文名称：marine ecosystem dynamics •定义：研究海洋生态系统在海洋动力条件驱动下 动态变化的学科。
二、海洋生态系统动力学研究的意义
•到21世纪中叶，我国人口将达到16亿，耕地减少和人口 增加的矛盾更加突出，满足日益增长的食物和优质动物蛋 白的需求是一个十分艰巨的任务，而海洋是尚未充分开发 利用的最大疆域，具有巨大的动物蛋白生产潜力。海洋作 为我国现在和未来赖以生存与发展的重要基础，己引起国 家和社会的高度重视。
最好采用显式的手法与灵活的数学技巧
生物量平衡和营养动力学的计算应以顶级捕食者 开始，可将这些顶级捕食处理为系统的强迫函数
•建模的过程大体上可归为以下几个步骤 确定模型结构变量及作用力 选试生物过程的经验公式 选择生物参数 验证稳定性和参数的敏感性
海洋生态系统动力学模型的结构特征及分类
•海洋生态动力学模型都具有非常复杂的结构特征
•海洋生态系统动力学研究不仅能使集多种机制于一体的 我国近海陆架生态系统动力学科学理论体系和研究队伍进 入国际先进行列，推动全球海洋生态系统动力学研究发展 ，同时对解决我国近海海洋可持续发展过程中出现的资源 和环境问题也具有典型的科学意义，为建立我国近海可持 续发展的生态系统、合理的渔业管理体系和负责任的捕捞 制度提供科学依据。
•现在，欧洲几国合作建立的北海生态系统模型ERSEM已 是第二代产品。
•近年来我国在生态动力学模型的研究
•吴增茂与俞光耀、崔茂常、魏皓、刘桂梅、乔方利等分 别采用不同的模型对不同海域进行了研究
•翟雪梅和张志南开发了生态建模软件，比较成功的模拟 了养虾池的生态演变过程
•吴增茂与俞光耀等对胶州湾水体中营养盐浮游植物、浮 游动物DO、POC、DOC等的周年变化作了较好的模拟再 现
用”。
我国近海生态系统动力学过程，预测其动态变
化，寻求海洋产业持续发展的调控途径；③促
成多学科交叉研究与综合观测体制，造就一支
跻身于国际先进行列的优秀中青年研究群体
四、海洋生态系统动力学模型
发展概况 研究方法与建模原则 结构模型特征及分类 模型研究不足之处
发展概况
•海洋生态系统动力学模型是受了Volterra在20世纪早期 建立的生态学数学模型的启发。
4 个区域性研究计划
•北大西洋的“鳕鱼与气候变化” •北太平洋的“气候变化与容纳量” •极地洋区的“南大洋生态系统动力学” •全球性的“小型中上层鱼类与气候变化”
国内研究进展简况
•1994 年在国家自然科学基金委员会支持下，开展了我国 海洋生态系统动力学发展战略研究，着手制定我国海洋生 态系统动力学发展规划。
全球海洋生态系统动力学
•研究重点： •（1）通过重检、综合历史资料，建立发展全球 海洋系统模式的基础 •（2）开展关键性的生物和物理过程研究。重点 认识营养动力学通道，尤其是它们的变化和食物 网营养质量的作用。
全球海洋生态系统动力学
•（3）发展多学科耦合模拟、观测系统的预测和 建模能力。 •（4）同其它海洋、大气、陆地和社会全球变化 研究合作，评估海洋生态系统变化对全球地球系 统的反馈作用。
•我国海洋渔业发展过程中，产业的母体——近海生态系 统的服务和产出发生了一些令人担忧的变化，明显影响了 海洋产业的可持续发展，经济损失巨大。
•海洋生态系统动力学研究把我国近海生态系统（如东、 黄海生态系统）视为一个有机的整体，以物理过程与生物 过程相互作用和耦合为核心，研究生态系统的结构、功能 及其时空演变规律，定量物理、化学、生物过程对海洋生 态系统的影响及生态系统的响应和反馈机制，并预测其动 态变化，有望在我国近海生态系统动力学关键过程和生物 资源补充机制研究上取得突破。
全球海洋生态系统动力学 •根本任务：
②确①认更具好有地代认表识性多意尺义度的的结物构理与环多境变过的程海洋 其③系力变及④通统学化适通的过之的和当过海使间影营的定洋对用的响养观性生海物关，质测和态洋理系并量系定系生学，发在统量统态、侧展食，反对大生重预物确馈全规物于测网认机球模学营未中全制系的和养来的球，统影化动变作系确的响学力化用统认影；耦学的的对变响合通能研群化。模道力究体中式及；；动以
• 1949年Riley与著名的物理海洋学家Stommel联合发表 的一个关于西北大西洋浮游植物动力学模型。
•20世纪80年代以来，在围绕大西洋北海和地中海生态研 究以及美国乔治亚海和日本若干海湾的生态研究中，提出 了几十个不同营养层次和类型的海洋生态动力学模型。
•进入20世纪90年代，海洋生态系统研究异常活跃，并进 入了强调“动力学”,研究的时期。
三、生态系统动力学研究进展
国外研究进展简况 全球海洋生态系统动力学
国外研究进展简况
国外研究进展简况
•1991年在国际海洋的推动下，GLOBEC开始筹划。 •2019年被遴选为国际地圈生物圈计划（IG-BP）的核心 计划，使海洋生态系统动力学研究成为海洋科学跨学科研 究的国际前沿领域。 •国际IG-BP/GLOBEC科学指导委员会于2019年公布 GLOBEC 科学计划。 •2019年公布了GLOBEC实施计划。