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上海海洋大学海洋生态学 Chapter 011 深海区、热液口区和极地海区

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上海海洋大学海洋生态学 Chapter 009 海岸带与浅海生态系统(一)综述

上海海洋大学海洋生态学 Chapter 009 海岸带与浅海生态系统(一)综述
第九章 海岸带与浅海生态系统（一）
第一节 海岸带概述
一、海岸带与海岸湿地及其保护意义
（一）海岸带和海岸湿地的概念
古海 岸线 现代海岸带 海岸线 海滨线 平均高潮位 平均低潮位 潮上带 潮间带 海岸 海滩 A 海滨 前滨 后滨 潮下带 水下岸坡 近滨 外滨 波基面 浅海
图 9.1 海岸带及其组成部分
流速下降 河流 潮汐
砂砾 砂砾层
沙 沙 地
淤泥
淤泥 泥 滩
沙 沙 地
砂砾/贝壳 砂砾/贝壳层
图 9.4 河口沉积物的分布(引自 Kaiser et al. 2005)
（三）河口区的生物组成

河口环境条件比较恶劣，生物种类组成较贫乏， 多样性较低，而某些种群的丰度却很大。 广盐性、广温性和耐低氧性是河口生物的重要生 态特征。 河口区的生物组成主要起源于三个方面：
（一）环境特征（cont.） 3、含氧量
沙滩沉积物的通气性较泥滩的好，某些动物构建洞穴与 促进氧交换。 栖管可
4、沙滩的有机质含量比泥滩低得多 （二）生物组成
生物个体很小，大型种类多为穴居，肉眼不易观察。
1、初级生产者及生产力
底栖硅藻、甲藻和蓝绿藻，初级生产力很低，消费者主要依赖从 周围水体输送来的初级产量以及外来的有机碎屑以维持能量需求。
图 9.3
不同河口类型盐度剖面图(引自 Kaiser et al. 2005)
（二）环境和生物组成特征
1．盐度：
变化剧烈，有梯度性、周期性和季节性。
2．温度：
水体体积小而表面积大，受陆地气候影响，变化较开阔海区和相邻的近岸区大。
3．底质：
基本上是柔软的泥质底 富含有机质，这些物质可作为河口生物的重要食物来源。 河口底质常有厚厚的一层还原带，常呈缺氧状态。

上海海洋大学海洋生态学 Chapter 001 生态系统及其功能概论

上海海洋大学海洋生态学 Chapter 001 生态系统及其功能概论

2、 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。
南极磷虾
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
硅藻
南极海域典型食物链
２、食物网
（food web）

豹形海豹
虎鲸
食物链彼此交错连接，
威德尔氏 海豹
帝企鹅
食蟹海豹
形成网状营养结构，称为食 物网。
大型鱼类

库(pool)：研究生态系统中某一物质在生物或非生物环境
中贮存的数量。

贮存库（reservoir pool）、交换库或循环库(exchange or cycling pool)

流通率、周转率、周转时间
库中营养物质量 周转时间 ＝ 流通率
流通率 周转率 ＝ 库中营养物质量

水循环（water cycle）： 由太阳能所推动的由
二、生态系统的基本组成成分
非生物成分
(非生物环境) 物质代谢原料
能源：太阳能、地热等其他能源 气候：光照、温度、降水和风等 基质(介质)：岩石、土壤、水、空气等 H2O、O2、CO2、N2等 无机盐(矿物质原料) 碳水化合物、蛋白质、脂肪和腐殖质等 (连接生物和非生物部分的有机物)
生态系统
生产者： 绿色植物、光合细菌、化能细菌等

深海生态系统科普专题（二）穿过水层，走进深海——大海深处的生命绿洲

深海生态系统科普专题（二）穿过水层，走进深海——大海深处的生命绿洲

深海生态系统科普专题（二）穿过水层，走进深海——大海深处的生命绿洲
撰文｜以南
“阿尔文”号
“挑战者”号科学考察船加拉帕格斯附近海域
加拉帕格斯海域附近的海龟深海热液生态系统
周围连续堆积，最终形成像“烟囱”一样的形状。

热液口温度可达350~400℃，并含有大量的硫化氢，对于大多数生物而言，这种气体极具致命性，但却是部分化能自养微生物维持生命所需的能源。

热液生态系统主要受三个因素影响：温度、压力和营养浓度。

在水温60—110℃区域分布着多种细菌；在20—40℃区域，生活着大量的蠕虫动物；在2—15℃区域，生物种类繁多，包括蛤类和虾类。

生微生物有时能占到蠕虫营养体
25%以上的体积。

这种共生模式在热液口十分
常见，与周围的海底相比，热液
喷口区的生物密度要高出1万到
10万倍，詹姆斯·卡梅隆在他的
纪录片《深海异类》中说：“这
种聚会在下面的黑暗中已进行了
几十亿年，与我们毫无关系，即
使太阳明天消失，它们也不在
意。

”
2011年2月17日，“大洋一
号”首次正式使用我国自主研发
深海冷泉生态系统
冷泉是指来自沉积界面以
下，成分以水、碳氢化合物（甲
烷为主）、硫化氢和细粒沉积
物为主的低温流体（通常只有
几℃），以渗漏、喷涌或扩散的
方式向海底面运移，并在甲烷渗
漏区滋养了大量化能自养生物群
落的一种海底环境。

早在1979
年，美国科学家就发现了生长有
重晶石和管虫的海底流体渗漏区
域，称为“低温热液”；1983
年，美国科学家在墨西哥湾东边
海山三维模型
冷水珊瑚。

上海海洋大学海洋生态学 Chapter 008 海洋生态系统的分解作用与生物地化循环

上海海洋大学海洋生态学 Chapter 008 海洋生态系统的分解作用与生物地化循环

（二）分解者的协同作用提高分解效率

细菌和真菌是利用有机底物的竞争者，真菌对C/N比值高的
有机物利用效率较高，对细胞壁的降解效率较高 。

小型消费者因个体小，代谢率也很高，世代周期很短，从 而可通过其代谢活动促进有机物，不过同化量较少，
通过它们的摄食，对加速有机物的分解有重要的间接效应。
河流 0.4 DOC 0.4 DIC
92
90
38 000 海洋 沉埋 0.1
图 8.8 全球碳循环(Schlesinger 1997; 转引自孙儒泳等 2002)
库含量以 1015 g C 为单位, 流通量以 1015 gC/a 为单位; GPP 为总初级生产率, Rp 为生产 者的呼吸量, R d 为植被破坏中的呼吸率; DOC 为溶解的有机碳，DIC 为溶解的无机碳
海洋生物(如藻类、珊瑚)在生长过程中分泌多糖类的粘性代谢产物， 通过物理化学过程(如吸附)形成细小透明的无定形颗粒状物；


被囊动物幼形类(Larvacean)的粘性“住屋”(house)
有机聚集体(the organic aggregates)或海雪(marine snow)：多介于 50~1000 µ m，营养物质快速循环的“活性中心”。
第三节 全球碳循环的汇、源 与海洋生物泵的作用
一、全球碳循环的汇与源


全球碳循环包括：
①同化过程和异化过程，主要是光合作用和呼吸作用； ②大气和海洋之间的CO2交换； ③碳酸盐的沉积作用。
大气库 750 陆地植物 560 GPP 120 60 Rp +3.2/a 60 0.9 Rd 土壤 1500 植物净破坏


⑴ 海洋绝大部分（除深海热泉环境外）底栖生物群落依赖源于水层 的有机物质为生;

上海海洋大学海洋生态学 Chapter 011 深海区、热液口区和极地海区资料

上海海洋大学海洋生态学 Chapter 011 深海区、热液口区和极地海区资料

四、深海底的食物供应
死亡动植物残体 下沉
树叶、海草 和大型海藻 沉积物 向下输送 浮游生物 粪粒 倾弃的渔获物 浮游动物和 鱼类的垂直 迁移 甲壳类蜕皮 大型鱼类 和哺乳类 马尾藻
粪粒和甲壳类的 蜕皮 动物的垂直迁移 导致有机物质加 快向下转移 深海沉积物间隙 水中高含量DOM
图 11.3 深海生物的潜在食物源(引自 Lalli & Parsons 1997)

浮冰对环境影响




海冰的高反照率和对海气之间动力、热量及物质交换的影响而 改变了海洋表面的辐射平衡 导致海冰覆盖区表面在冬天比无冰区表面更低的温度 海冰冻结过程释放的盐分，可加深海水表面混合层，并通过对 流，影响南北半球的海水底部和顶部的组成 融化时释放相对的淡水，可使海水表面成层（例如，混合层退 却至较浅的深度）。 海冰在全球热平衡和热盐循环方面起到关键的作用，继而影响 全球气候
神经系统
肌节 骨骼 鳔
发达
发达 骨化完全，有鳞 有，发达
不发达
不发达 骨化不全，常无鳞 无，退化
鳃
肾 心脏
鳃丝数多，鳃板数多
较大，肾管数多 大
鳃丝数多，鳃板表面小
较小，肾管数少 小
第二节 深海底
一、深海底地貌和沉积物

深海底是指大陆架以外的海底，包括大陆坡、大陆隆、大洋 中脊、大洋盆地和海沟等地质构造。深海底的地貌远比陆地 的复杂、壮观。 绝大多数深海底覆盖大量细质软泥，构成深海生物的最主要 生境类型。陆地岩石的分解、海洋动物的残骸、海水中的化 学反应、来自大气层的微粒等等，都是海底沉积物的来源。 深海沉积物可分为两种类型。一种是黏土颗粒，主要位于贫 营养水体（如大洋中部的环流区）下方；另一种为生源软泥 （biogenic ooze），位于高生产力的表层水体下方，含超过 30％的生物骸骨，主要有硅质软泥和钙质软泥两类。

上海海洋大学 水生生物学 试题与答案 【缩印完整版】

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11.触腕穗：软体动物、头足纲、十腕目动物，用以捕捉食物的特化口腕，称为触腕，或称攫腕。1对，位于第3对和第4对口腕之间。一般都较胴部长，可完全或部分缩入眼下方的触腕囊内。其顶端通常扩大呈舌状，称为“触腕穗”，上有吸盘或钩。
12.触腕：枪形目和乌贼目头足类软体动物的十条腕中专门用来捕捉食物的一对特化口腕。位于第三和第四对腕之间，通常比较狭长，顶端具舌状的触腕穗，其内面长有吸盘，有时还有钩，适于捕食。游泳时，触腕可完全缩入基部的触腕囊内。
21．水生维管束植物的营养繁殖方法多种，有出芽，匍匐茎，植物体折断部分，冬芽等。水生维管束植物分哪几个生态类群沉水植物，浮叶植物，挺水植物，漂浮植物。
22．水生维管束植物无性繁殖的方式很多，有出芽如浮萍；有匍匐茎如金鱼藻；有植物体折断部分如黑藻；有冬芽如无根萍。
23．水生维管束植物的无性繁殖主要以休眠体进行繁殖。
18.无节幼体：低等甲壳类孵化后最初的幼体，但高等甲壳类在更高的发育阶段才开始出现（十足目、糠虾目）甲壳纲之幼体中，身体尚不分为头胸部和腹部，呈扁平椭圆形，在正中线前方有无节幼体眼1个，其后方有口和消化管（肛门尚未开启），左右具第一触角、第二触角和大颚等3对附肢，这一阶段称为无节幼体。
19.溞状幼体：高等甲壳类，主要是十足目继前水蚤幼虫之幼体。在形成有柄眼后，于背甲（头胸甲）的前方中央生出喙状突起。头胸部附肢共计3＋5对，腹肢前方的5对刚萌出，第六对在此之前已接近完成，继而构成尾叉和尾扇。
18．轮藻门雌性生殖器官为藏卵器，雄性生殖器官为藏精器.
19．轮藻门的雌性生殖器官叫藏卵器，雄性生殖器官叫藏精器。轮藻属和丽藻属的雌性生殖器官区别轮藻的藏卵器位于藏精器的上方；丽藻的藏卵器侧生于小枝的分叉处。 总结起来就是雌性生殖器的位置不同。
20．轮藻的雌性生殖器官为藏卵器，其形态构造是呈长圆形，外面由5列细胞包被，最下部的5个细胞长形，螺旋形围绕；雄性生殖器官为藏精器，其形态构造是呈球形，由5或10个细胞排列成一轮或两轮的冠。

海洋生态学习题

海洋生态学习题

海洋生态学习题第一章生态系统及其功能概论1. 生态系统概念所强调的核心思想是什么？2. 生态系统有哪些基本组分，它们各自执行什么功能？3. 生态系统的能量是怎样流动的，能流过程有哪些特点？4. 生态系统的物质是怎样循环的，有哪些特点？5. 生态系统是怎样实现自校稳态的？6. 能进行光合作用的生物出现后对促进生物进化、增加地球上的生物多样性有何重大意义？7. 何谓生态系统服务？生态系统服务有哪些基本特征？8. 生态系统服务的理论对处理人类与自然关系的实践有何指导意义？第二章海洋环境与海洋生物生态类群1．为什么说海洋是地球上最大的生态单位？联系海洋主要分区说明海洋在纬度、深度和从近岸到大洋等三大环境梯度特征。

2. 海水的溶解性、透光性、流动性及pH缓冲性能对海洋生物有何重要意义？3. 简要说明大陆边缘沉积与深海沉积类型的差别。

4. 海洋浮游生物的共同特点是什么？5. 按个体大小可将浮游生物划分为哪些类别？这样划分的类别有何重要生态学意义？6. 海洋游泳动物包括哪些主要门类？说明鱼类生活周期中的洄游行为及其意义。

7. 生活于大洋中层和深层的鱼类在身体结构上有什么特征？8. 结合底栖生物的生活方式谈谈海洋底栖生物种类繁多的原因。

第三章海洋主要生态因子及其对生物的作用1. 什么叫环境和生态因子？2. 何谓限制因子？说明利比希最小因子定律和谢尔福德耐受性定律的主要内容。

3. 如何用辨证统一的观点来理解生物与环境的关系？4. 简述光在海洋中的分布规律及其主要生态作用。

5.为什么说浮游植物辅助色素对利用太阳光有重要作用？6. 简述海水温度的水平和垂直分布规律及其主要生态作用。

7. 简述大洋表层环流模式及海流的生态作用。

8. 说明海洋中盐度分布及其生态作用。

9．说明海水中O2、CO2的来源与消耗途径。

为什么说pH值可作为反映海洋生物栖息环境化学特征的综合指标？第四章生态系统中的生物种群与动态1. 什么是种群？种群有哪些与个体特征不同的群体特征？2. 什么叫阿利氏规律？种群的集群现象有何生态学意义？3. 动态生命表与静态生命表有什么不同？为什么说应用生命表可以分析种群动态及其影响因素？4. 种群逻辑斯谛增长模型的假设条件是什么？为什么说该模型描述了种群密度与增长率之间存在的负反馈机制？5. r-选择者和K-选择者的生活史类型有哪些差别？举例说明种群生活史类型的多样化。

上海海洋大学海洋生态学 Chapter 012 过度捕捞与海水养殖问题

上海海洋大学海洋生态学 Chapter 012 过度捕捞与海水养殖问题

二、过度捕捞对渔业产量和渔获物组成的影响

对海洋传统渔业资源的过度捕捞
90 80 70
捕捞量(×106t)
海洋鱼类的捕捞量从上世纪80 年代中后期开始已呈明显下降 趋势，其中传统渔业对象渔获 量的衰退最为突出 。 1995年联合国粮农组织（FAO） 的报告称，70%以上的海洋鱼 类资源处于过度捕捞的状态。
1997
2002
2002
渔获物平均营养
3.7
3.7
黄海
渔获物平均营养级 渔获物平均营养级
3.6 3.5 3.4 y = -0.009x + 3.5818 3.3 3.2 R = 0.7961 P<0.01
2
东亚海域
3.6 3.5 3.4
平均营养级 1960s : 3.48 (SE=0.009) 1970s : 3.47 (SE=0.004) 1980s : 3.46 (SE=0.011) 1990s : 3.39 (SE=0.007)

生态系统过度捕捞（ecosystem overfishing）：指过度
捕捞使生态系统的平衡被改变，大型捕食者的数量减小，小型饵料鱼的数量增加， 导致生态系统中的物种向小型化发展，平均营养级降低的现象。
沿食物网向下捕捞（fishing down the food web）
图 12.7 过度捕捞对生态系统的影响(引自 Pew Oceans Commission 2005)
tλ
图 12.6 鱼类种群生命周期示意图
由于补充量预报的困难，在动态库模型中，主要是研究单位补充渔获量 （Y/R）模型，而不是产量（Y）模型。即估算单位补充最大产量MYR （maximum yield/recruit），而不是最大持续产量MSY。

国科大海洋生态学复习资料

国科大海洋生态学复习资料

一、基本概念种群指特定时间内栖息于特定空间的同种生物的集合，是进化的基本单位，同一种群的所有生物共用一个基因库。

关键种自身的消失或削弱能引起整个群落和生态系统发生根本性的变化的物种。

（补充）冗余种：自身的消失或削弱对整个群落和生态系统的结构和功能不会造成太大的影响的物种集合种群：也叫复合种群、联种群，是在一定时间内具有相互作用的局域种群的集合，即局域种群通过某种程度的个体迁移而连接在一起的区域种群。

生物量谱：某一粒径级生物量除以粒径宽度，作为标准化的生物量。

以标准化的生物量为纵坐标，以个体生物量为横坐标，在双对数坐标上的分布模式，即生物量谱。

粒径谱：将海洋生态系统食物网，从微生物和浮游植物到浮游动物、直至鱼类和哺乳类，都视为“颗粒”，并以等效球径表示大小。

生物量在对数粒径级上的分布称为粒径谱。

生物泵：由有机物生产、消费、传递、沉降和分解等一系列生物学过程构成碳从表层向深海底转移就称为生物泵，也称CO2泵或软组织泵。

高斯假说：或称竞争排斥原理，即亲缘关系接近的、具有同样习性或生活方式的物种不可能长期在同一地区生活，或完全的竞争者不能共存，因为它们的生态位没有差别。

生产力金字塔：随着营养级逐渐向上，其净生产呈阶梯状递减，形成生产力底宽上窄的塔形锥体，叫生产力金字塔或能量金字塔。

生态演替：是指随着时间的推移，一种生态系统类型（或阶段）被另一种生态系统类型（或阶段）替代的顺序过程。

生态位：是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。

边缘效应：不同生物群落之间往往有过渡地带称为群落交错区，在群落交错区中可能具有较多的生物种类和种群密度，这种现象称为边缘效应。

补偿深度：在某一深度层，植物24h中光合作用所产生的有机物质全部为维持其生命代谢消耗所平衡，没有净生产量，此时的深度被称为补偿深度。

生态灾害：指由于生态系统平衡改变所带来的各种始未料及的不良后果。

主要有以下类型：1水土流失2土地沙化与流沙扩展3森林、草原退化 4环境污染上行控制（bottom-up control )：较低营养层次（如浮游植物）的种类组成和生物量对较高营养层次（如植食性浮游动物和鱼类）的种类组成和生物量的调控作用，即所谓资源控制。

上海海洋大学海洋生态学 考试汇总

上海海洋大学海洋生态学 考试汇总

绪论一、名词解释：1、生态学2、景观生态学3、生物圈（生态圈）4、可持续发展二、问答题：1、什么是“组合层次的理论”？2、请结合图示来阐述组织层次（生物学谱）的概念。

3、海洋生态学有哪些重要的发展趋势和研究成果？第一章海洋生态学总论（第一部分）----海洋生态系统及其功能概述一、名称解释：1、生态系统2、自养生物&异养生物3、食物链&食物网4、碎屑食物链5、营养级6、库7、反馈、正反馈&负反馈8、生态平衡9、生态系统服务10、生态阈值11、生态补偿（书中没有相关内容，大家可以通过网络文献查询）二、问答题：1、生态系统概念所强调的核心思想是什么？2、生态系统有那些基本组分？它们各自执行什么功能？3、造成生态平衡失调的原因有那些？请举例说明。

4、生态系统服务的主要内容有哪些？5、生态系统服务的理论对处理人类与自然关系的实践有何指导意义？三、拓展题：采用“知识树”的形式将《海洋生态学》十四章节（包括绪论）的核心内容进行逻辑表达，构建一张知识体系图（或知识谱）。

第二章海洋环境与海洋生物生态类群一、名称解释：1、浮游生物2、游泳生物3、底栖生物二、简答题：1、海洋中有哪三大环境梯度？各自有哪些特征？2、简述海洋浮游生物的共同特点及其在海洋生态系统中的作用。

3、根据底栖生物与底质关系可将其划分为哪几种生态类群？列举各类群所包括的生物类型。

三、论述题（结合其他相关参考资料）：人类燃烧大量化石燃料（煤、石油和天然气）以及不断在大气中增加CO2的排放，会有那些影响？这些影响是如何作用于全球气温的变换的？这些人类活动又怎样影响我们的海洋？同时又会对海洋生态系统中的营养级产生怎样的影响？第三章海洋主要生态因子及其对生物的作用一、名词解释：1、生境2、生态因子3、利比希最小因子定律4、谢尔福德耐受性定律5、真光层6、厄尔尼诺7、两极同源&热带沉降8、生物学零度&有效积温法则二、简答题：1、简述光在海洋中的分布规律及其生态作用2、简述海水温度的水平和垂直分布规律及其主要生态作用3、浮游动物昼沉夜浮行为的适应机制有那些？4、海流对海洋生物有那些生态作用？5、海洋中盐度分布特征及其生态作用6、海水中O2、CO2的来源与消耗途径有哪些？第四章生态系统中的生物种群与动态一、名词解释：1 种群；2 阿利氏规律；3逻辑斯谛生长方程；4 赤潮；二、问答题：1、什么是集群现象？请分析鱼类集群的利与弊。

上海海洋大学海洋生态学复习题不完整版

上海海洋大学海洋生态学复习题不完整版

一．名词解释1.海洋生态学：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。

（PPt Chapter 000 P25）2.可持续发展：在生存与不超过维持生态系统承载力的情况下，改善让人类的生活质量，发展不应以其他集团或后代为代价，也不应危机其他物种的生存。

P43.利比希最小因子定律：“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。

P484.谢尔福德耐受性定律：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受到影响，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。

P485.生态位:是指一种生物在群落中（或生态系统中）的功能或作用，生态位不仅说明生物居住的场所（占据的空间），而且也要说明它吃什么、被什么动物所吃、它们的活动时间、与其它生物的关系以及它对群落发生影响的一切方面。

就是说生态位是某一物种的个体与环境（包括非生物的和生物的环境）之间特定关系的总和。

P956.生境或栖息地:某些特定的生物种群或群落栖息地的生态环境。

P477.碎屑食物链：海洋碎屑主要来源于死亡的海洋动、植物残体以及他们排除的粪团等颗粒有机物，这些颗粒有机物可被食碎屑的消费者利用。

以食碎屑为起点的食物链称为碎屑食物链P1486. 牧食食物链（植食食物链）：通常从活体植物开始，然后是草食动物、一级肉食动物、二级肉食动物等组成的食物链。

8.种群（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。

P669.生物群落(biocoenosis:生物群落简称群落(community)，指一定时间内居住在一定空间范围内的生物种群的集合。

上海海洋大学海洋生态学 Chapter 011 深海区、热液口区和极地海区共33页

上海海洋大学海洋生态学 Chapter 011 深海区、热液口区和极地海区共33页
不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
上海海洋大学海洋生态学 Chapter 011 深海区、热液口区和极地海区
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。

上海海洋大学海洋生态学 Chapter 005 物群落的组成结构、种间关系和生态演替

上海海洋大学海洋生态学 Chapter 005 物群落的组成结构、种间关系和生态演替
或多个群落之间(或生态地带之间)的过渡区域。如城乡交接带、 水陆交接带、农牧交接带、沙漠边缘带等。


边缘效应（edge effect）：群落交错区可能具有较多的生物
种类和种群密度。 群落交错区的环境条件比较复杂，能为不同生态类型的植物定居， 从而为更多的动物提供食物、营巢和隐蔽条件。 交错区的另一特点是环境改变速率、抵抗外界干扰能力、系统稳 定性和对生态变化的敏感性以及资源竞争等方面都具有脆弱性。 边际生态学
一艘小船底部的附着生物群落！
群落的基本特征:

⑴ 具有一定的种类组成。 ⑵ 不同物种之间相互影响：有规律的共处，有序状态下生存。 ⑶ 形成群落环境：生物群落对其居住环境产生重大影响，并 形成自身的内部环境。 ⑷ 具有一定的结构：包括形态、生态、营养结构。 ⑸ 一定的动态特征：季节动态、年际动态、演替与演化。
没有猎物：dP/dt ＝－r2P
两者共存 ： dN/dt ＝r1N－εP N ε：压力常数,即平均每一捕食者，捕杀猎物的常数 dP/dt ＝－r2P＋θN P θ：捕食效率常数
二、种间竞争和生态位理论
（一）种间竞争与高斯假说
单独培养时的大草履虫 60
● ● ● ● ●
● ● ● ● ● ●
64
混合培养时的大草履虫


常见种 (common species)或伴生种 (companion species)
稀有种、偶见种或罕见种 (rare species)
四、群落种类组成的季节动态

季节演替(seasonal succession)：温带四季鲜明，热带雨季与旱季，
极地的夏季与冬季。

季节演替的原因很复杂：环境变化是主要原因，其次是种间关系。 环境的季节变化：营养盐的供应、温度、水的运动、密度分布等
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一、主要环境特征

光照
真光层 弱光层
温跃层 最小值层
无光层
恒温层 富氧层

温度
混合层

溶解氧
饱和层

水压
每深10 辐散\辐聚 冷涡\暖涡
二、深海动物对环境的适应机制

对黑暗的适应
许多深海动物通过发光器产生它们自己的光线（如灯笼鱼和星光 鱼等）。

对食物稀少的适应
神经系统
肌节 骨骼 鳔
发达
发达 骨化完全，有鳞 有，发达
不发达
不发达 骨化不全，常无鳞 无，退化
鳃
肾 心脏
鳃丝数多，鳃板数多
较大，肾管数多 大
鳃丝数多，鳃板表面小
较小，肾管数少 小
第二节 深海底
一、深海底地貌和沉积物

深海底是指大陆架以外的海底，包括大陆坡、大陆隆、大洋 中脊、大洋盆地和海沟等地质构造。深海底的地貌远比陆地 的复杂、壮观。 绝大多数深海底覆盖大量细质软泥，构成深海生物的最主要 生境类型。陆地岩石的分解、海洋动物的残骸、海水中的化 学反应、来自大气层的微粒等等，都是海底沉积物的来源。 深海沉积物可分为两种类型。一种是黏土颗粒，主要位于贫 营养水体（如大洋中部的环流区）下方；另一种为生源软泥 （biogenic ooze），位于高生产力的表层水体下方，含超过 30％的生物骸骨，主要有硅质软泥和钙质软泥两类。
第十一章 深海区、热液口区和极地海区
第一节 大洋区

大 洋 区 (oceanic zone) 指 大 陆架边缘以外的水体，它与 大陆架上方的水体是相连的， 大洋区是海洋的主体。由于 大陆架边缘的深度一般为200 m，因此也将200 m以深的水 体称为深海(deep sea)。大 洋区是地球上最大的生态区， 约占地球表面积的50%。相 对于近岸浅海区而言，大洋 区的环境是相对稳定的。
二、海冰中的生物
a. b. c. d. e. f. g. h. i. j. k. 羽纹硅藻 鞭毛虫 有孔虫 纤毛虫 涡虫 桡足类无节幼体 猛水蚤 哲水蚤 磷虾幼体 南极磷虾 鱼类
三、海冰边缘区





海冰边缘区指浮冰区和无冰区的交界地带。 海冰融化时，淡水的释放会降低表层海水的盐度和密度，形 成一个稳定的低盐表层水。 随海冰的融化，生长在海冰内的浮游植物也被“播种”到海 水中，同时还包括无机营养盐、DOM、细菌、原生动物和 后生动物。 海冰边缘区的水华为浮游动物乃至更大的捕食者带来了丰富 的食物资源。磷虾常在边缘区集群“疯狂”觅食，集群的磷 虾又吸引了海鸟、鲸和海豹等前来捕食。 边缘区还为迁徙性（洄游性）的鸟类和哺乳类提供了丰富的 食物资源。 磷虾集群的粪团沉降量高，是“海雪”的主要来源。

第三节 热液口区
一、海洋中的独特生态类型

1977年，美国深潜器“阿尔文”号 在加拉帕戈斯（Galapagos）裂谷 区2500 m深处中央海脊的火山口周 围首次发现热液口（hydrothermal vents），有些热泉在冒出地面时会 在出口处形成烟囱似的石柱，从烟 囱 涌 出 的 热 液 温 度 很 高 （250~400℃），而从海底的裂缝 中扩散出来的热液温度相对较低 （5~100℃）。
二、深海底的生物（cont.）

冷水珊瑚礁



分布在200~1000 m、温度介于4~13℃的黑暗深海中，故又称 深水珊瑚 组织中没有依赖于光线的共生藻类，珊瑚虫以洋流带来的颗粒 状有机物质、浮游动物和小的鱼虾作为食物 生长速率极其缓慢，只有热带珊瑚的十分之一

海绵礁


具有三维硅骨架的玻璃海绵 主要出现在寒冷的北太平洋水域 500~3000 m海底 每年2~7 cm的速度生长，寿命很长
四、热液口生物群落的主要特征

细菌与动物间的共生关系


大量化能自养细菌栖息于动物的体内鳃上及体表，利用宿主携 带的H2S和O2制造有机物。 管栖蠕虫没有口和消化系统，其身体内部有一特殊器官，称为 营养体（trophosome），其中含有大量共生细菌，这些细菌的 重量可占蠕虫个体干重的60%
管虫的长度可达1.5 m，直径37 mm，栖管长达3 m，栖息密度 可高达176个/m2，生长率为85 cm/a。
四、南极磷虾
南大洋中的磷虾有8种。 南极大磷虾（Euphausia superba），数量最多，个体最大， 其体长约6 cm，寿命为5~10年， 储量超过15亿吨 。 喜集群生活，最多时每立方水体 中的数量可达3万条以上 。 大量摄食浮游植物，可以从冰下 刮食冰藻，也捕食桡足类等浮游 动物。 南极大磷虾是南大洋海洋生物食 物链的中心环节，是维持南大洋 海洋生态平衡的关键 。
一、冰山与浮冰

冰山（iceberg）是从冰川和
冰盖分离出的庞大飘浮冰体。
浮冰（pack ice）则是海水冻
成的海冰。



极地浮冰所覆盖的面积最大可达 地球表面积的13%。 海冰是一种含大量孔隙和通道的、 固－液两相共生的混合体。 海冰形成的时间越长，由于卤水 的外逸，海冰的整体盐度会逐渐 降低。
三、深海底的物种多样性

深海底的物种多样性高，大量新种被发现。 土著种的比例很高。 超过6,000 m的超深渊也有很多种类，即使在10,000 m 的深处，也发现有海葵、海参、多毛类、双壳类等底栖 动物。
解释：
1、环境长期稳定导致小生境的分化，每个种有狭窄生态位； 2、捕食性动物不加区别地捕捉被食动物，避免了产生竞争排斥。 3、有的学者认为深海物种多样性水平高是与水温低而导致生物代谢 和生长率低，达到性成熟所经历的时间也长，减少了竞争优势种 的出现机会。
六、热液口生态系统的研究意义

对地球生命起源的认识

化学合成细菌是在光合作用藻类生物之前出现的古老种类 最早的海洋食物链应是以化能合成为基础的 地球上的生命可能来源于、并进化于与热液口状况相似的条件 高温 高压 高毒


极端条件下生命活动与适应性


热液口生物是人类的基因资源宝库，在医药开发、基因 疗法以及工业应用方面均有重要的潜在价值
五、极地的底栖生物
五、深海底栖动物的生物量和生产力

深海底栖动物的生物量明显随深度而下降。 单位面积生物量很低，通常小于0.5 g/m2（湿重），还 不足浅海底栖平均生物量（200 g/m2）的1/400。

从生物量组成看，海绵、海参和海星常是深海底栖大型 动物中最重要的种类。
由于低温、高压环境的限制，生物生长缓慢，产量很低， 但深海底生物的寿命较长。

生长快、个体大、生物量高


蛤类的体长可达30~40 cm，生长率约为10~60 mm/a。

物种多样性低：明显低于其他深海底区域的物种多样性。
四、热液口生物对极端环境的独特适应机制

对于高浓度H2S环境，某些细菌具有能氧化这些有毒物 质的酶系统，并且可以从中获得化学能。 一些蠕虫的血液中可产生特殊的能结合硫的蛋白质，体 壁中也含有特殊的酶系统可氧化进入细胞的游离硫，从 而产生对硫的解毒作用。 管虫和双壳类的血红蛋白是一种更有效的携氧者，因而 具有这种血色素的动物可能是对海水中氧含量低的一种 适应机制。
广食性，很大的口、尖锐的牙齿和可高度伸展的颌骨，背鳍上有 发光器官。


对种群稀少的适应
“补雄”
对高压的适应
多数深海动物缺少钙质骨骼，多数鱼类没有鳔。
对柔软底质的适应
长的附肢，丰富的刺、柄和其它的支持方式。
三、大洋区的生物组成

生产者以“微微型浮游植物”占优势 ，生产力低于近海。
浮游动物基本上是“终生浮游生物”。
四、深海底的食物供应
死亡动植物残体 下沉
树叶、海草 和大型海藻 沉积物 向下输送 浮游生物 粪粒 倾弃的渔获物 浮游动物和 鱼类的垂直 迁移 甲壳类蜕皮 大型鱼类 和哺乳类 马尾藻
粪粒和甲壳类的 蜕皮 动物的垂直迁移 导致有机物质加 快向下转移 深海沉积物间隙 水中高含量DOM
图 11.3 深海生物的潜在食物源(引自 Lalli & Parsons 1997)
第四节 极地海区
极地海区是地球上生存 条件最恶劣的地区之一， 寒冷的气候、季节性冻 结和消融的浮冰、漫长 的冬季及其所伴随的昏 暗的光照（有时是24小 时的黑夜）是极地海区 的主要环境特征，即使 是在夏季，暴风雪也会 随时肆虐。然而，严酷 的环境仍然养育了众多 的极地生物，尤其是在 环境条件有较大改善的 夏季。

北极和南极的浮冰

南 大 洋 ： 总 面 积 约 3600 万
km2 ，在冬季海冰覆盖面积达 2000万km2，夏季海冰融化， 覆盖面积缩小至400万km2。

北冰洋： 面积约1500万km2 ，
冬季几乎全部被海冰覆盖，面 积达1400万km2，夏季覆盖面 积则为700万km2 ，其冬季和 夏季的海冰覆盖率明显高于南 大洋。
三、热液口的生物组成


物种多样性不高，90%以上的物种是属于这类生境的特 有种。 细菌：硫氧化细菌，居住在动物体内，形成共生关系。 大型动物

管栖蠕虫 双壳类软体动物 十足目甲壳类 多毛类 其他大型动物

小型底栖生物：线虫、底栖桡足类、介形类和螨类 浮游动物：水母、桡足类、端足类和其他浮游甲壳类
6000m之下海沟地区土著种的百分比(引自Barnes & Hughes 1982)
类 别 有孔虫 海绵动物 腔肠动物 多毛类 螠虫类 星虫动物 甲壳动物 藤壶 涟虫类 原足类 等足类 端足类 海沟种类数目 128 26 17 42 8 4 / 3 9 19 68 18 土 著% 43 88 76 52 62 0 / 33 100 79 74 83 类 别 软体动物 无板亚纲类 腹足类 双壳类 棘皮动物 海百合 海参类 海星 海蛇尾类 须腕动物 鱼类 海沟种类数目 / 3 16 39 / 11 28 14 6 26 4 土 著% / 0 87 85 / 91 68 57 67 85 75