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第1章 海洋生物与环境(3-4)主要海洋环境因子的生态作用、生态因子作用的一般规律

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海洋生态学课后习题and解答

海洋生态学课后习题and解答

海洋生态学课后习题第一章生态系统及其功能1.生态系统概念所强调的核心思想是什么？生态系统是指一定时间和空间范围内，生物群落和非生物环境通过能量流动和物质循环所形成的相互联系相互作用并具有自动调节机制的自然整体。

生态系统概念所强调的核心思想是自然界生物与环境之间具有不可分割的整体性。

2.生态系统有哪些基本组分？各自执行什么功能？生态系统的基本组成可以概括为非生物和生物两部分，包括非生物环境，生产者、消费者、分解者。

①非生物成分：生态系统的生命支持系统，提供生态系统中各种生物的栖息场所、物质条件，也是生物能量的源泉。

②生物成分：执行生态系统功能的主体。

三大功能群构成三个亚系统，并且与环境要素共同构成统一整体。

只有通过这个整体才能执行能量流动和物质循环的基本功能。

（1）生产者：所有绿色植物、光合细菌、化能细菌等，制造的有机物是一切生物的食物来源，在生态系统能量流动和物质循环中居于首要地位。

（2）消费者：不能从无机物制造有机物的全部生物，直接或间接依靠生产者制造的有机物为生，通过摄食、同化和吸收过程，起着对初级生产者加工和本身再生产的作用。

（3）分解者：异养生物，包括细菌、真菌、放线菌、原生动物等。

在生态系统中连续进行与光合作用相反的分解作用。

每一种生物产生的有机物基本上都可以被已经存在于自然界的微生物所分解。

3.生态系统的能量是怎样流动的？有哪些特点？植物光合作用形成的有机物质和能量，一部分被其呼吸作用所消耗，剩下的才是可以供给下一营养级的净初级产量。

植食性动物只能同化一部分净初级生产量，其余部分形成粪团排出体外，被吸收的量又有一部分用于自身生命活动，还有一部分以代谢废物形式排出，剩下的才是能够提供给下一营养级的总能量。

服从热力学第一、第二定律，即能量守恒定律和能量转化定律。

能量单向流动，不循环，不断消耗和散失。

任何一个生态系统的食物链不可能很长，陆地通常3-4级，海洋很少超过6级，因为能量随营养级增加而不断减少，意味着生物数量必定不断下降，而维持种群繁衍必须要有一定数量保证。

海洋环境生态学课件-第1章 海洋生物与环境(1-2)地球上的生物、海洋环境与海洋生物类群(专业知识模板)

海洋环境生态学课件-第1章 海洋生物与环境(1-2)地球上的生物、海洋环境与海洋生物类群(专业知识模板)
地球历史中，陨星大冲撞至今已发现有30余次，每一次冲撞能量大于1020J，相当于世界核 武器贮存在一次核战争释放的总能量的一千倍以上，造成大量物种灭绝以及环境的剧变， 但生命与环境持续地存在下来，也说明Gaia假说的合理性。
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三、地球自我调节理论－Gaia hypothesis
（3）地球系统是有机整体，地球生理学是地球进化的方式， Gaia假说是一个控制论系统
生态系统包含着很多不同的层次，同一层次也包含很多各有
差异的生态系统：如陆地和海洋又各自可划分为一些次级生态类型，其中海
洋有近岸、大洋、深海、极地等生态系统；
相同类型的生态系统，但分别处于不同地理区域，其环境特 征和生物组成也有差别。如河口湾生态系统，就有淹没河口湾、峡湾型河
口湾和沙洲河口湾的差别。同样不同海域的上升流生态系统、红树林生态系统、珊 瑚礁生态系统以及各种类型的潮间带生态系统都有各自的环境和生物组成特点。
例如藤壶牡蛎蛤类螺类等很多种类以坚固的石灰质外壳作保护海胆利用其尖利的棘刺腔肠动物利用其刺胞来防御捕食营底埋生活方式的种类利用沉积物来起到隐蔽作用管栖沙蚕利用其革质管钻蚀种类利用其钻蚀对象木头岩石来保护自己防御捕食等当二次电子数最少为一个时可代替初始电子的作用继续不断从阴极发出电子形成不依赖外界因素的初始电子从而产生自持放电
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二、海洋环境概述
1. 海洋环境的基本特征
（1）相对稳定性
相对于陆地，由于海洋水体大、有较高的比热以及混合作
用，使得海洋的温差较小，温度变化也比较缓慢；
海水的组分稳定，缓冲性能好，其 pH值也是相对稳定的。
这些环境条件在相当大的距离内较为恒定，使得海洋生物
可分布在很大的范围内。
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二、海洋环境概述

环境生态学重点章节重点知识点

环境生态学重点章节重点知识点

第一章生态学的定义:生态学是研究生物与它所在地关系的一门学科生态学的研究对象:用“组织层次”或称为“生物学普”来表示生态学的研究对象。

每个组织层次和其环境的相互作用组成了其独有的功能系统。

生态学的分支学科:按生物类群分为动物生态学植物和微生物;按环境或栖息地分为陆地生态学淡水和海洋;按理论与人口资源环境等有应用生态学。

生态学的研究方法:1宏观研究与微观研究结合2野外调查实验室和长期定位实验结合3多学科交叉综合研究4系统分析方法和数学模型应用5新技术的应用种群生态学:研究栖息在同一地域同种生物个体的集合体所具有的特性,包括种群的年龄组成,型比例,数量变动与调节等及其与环境的关系。

群落生态学:研究栖息于同一地域中所有种群集合体的组合特性,他们之间及其与环境之间的相互关系,群落的形成与发展等。

环境生态学:环境科学与生态学之间的交叉学科,是研究认为干扰下,生态系统内在的变化肌理规律和对人类的反效应,寻求受损生态系统恢复,重建和保护对策的科学,既运用生态学理论,阐明人与环境间相互作用及解决环境问题的生态途径。

环境问题:是指环境中出现的各种不利于人类生存和发展的现象,分为原生环境问题和次生环境问题。

当前人类面临的主要环境问题:人口,资源,环境污染,生态破坏问题。

与人类的活动密切相关,人类活动超过了环境的承受能力,对自然生态系统的结构和功能产生了破坏作用,与生存环境不协调。

第二章环境及其类型:环境是指某一特定生物体或生物群体以外的空间,以及直接或间接影响生物体或生物群体生存的一切事物的总和。

分为宇宙环境,地球环境区域环境,微环境,内环境。

生态因子:对生物生长、发育、生殖、行为和分布等生命活动有直接或间接影响的环境要素。

类型:气候因子包括光温度湿度降水风和气压等,土壤因子地形因子生物因子和人为因子主要指人类对生物和环境的各种作用,随着人类生产能力的提高,人类活动对各种生物的影响和对环境的改变的作用越来越大。

生态因子作用的一般特征:综合作用,主导因子作用,直接作用和间接作用,阶段性作用,不可替代性和补偿作用生态因子作用的规律:1限制因子规律生物的生存和繁殖依赖于各种生态因子的综合作用,其中限制生物生存和繁殖的关键因子就是限制因子,2liebig最小因子定律生物的生长取决于环境中那些处于最小量状态的营养物质,3shelford耐性定律任何一个生态因子在数量上或质量上的不足或过多,就会影响该物种的生存和分布,那些对生态因子具有较大耐受范围的种类,分布较广,为广适性生物,反之为狭适性生物。

中国海洋大学课程大纲-海洋环境生态学【海洋环境生态学课件】

中国海洋大学课程大纲-海洋环境生态学【海洋环境生态学课件】

附件2：中国海洋大学海洋环境生态学课程大纲（理论课程）英文名称（Marine Environmental Ecology）【开课单位】水产学院海洋渔业系【课程模块】学科基础【课程编号】090523211417 【课程类别】必修【学时数】48 （理论48 实践0 ）【学分数】 3一、课程描述（一）教学对象海洋生物资源与环境专业和海洋渔业科学与技术专业学生。

（二）教学目标及修读要求1、教学目标通过本课程的学习，理解人为干扰下海洋生态系统内在变化规律以及受损海洋生态系统恢复、重建和保护对策，重点掌握海洋生态学基本理论、海洋生态环境受损与生态监测评价方法、生态恢复与生态系统管理以及海洋环境保护和可持续发展理论等知识。

了解人类活动影响下的海洋生态失1衡现象，培养海洋环境保护与可持续发展意识，树立人与自然协调、可持续发展的理念，具备将来从事与海洋环境、生物资源以及生态学相关的研究以及管理工作的基本理论和技能。

2、修读要求海洋环境生态学为海洋生物资源与环境专业学科基础教育层面必修课和海洋渔业科学与技术专业学科基础教育层面选修课。

该课程主要依据生态学原理，着力阐述和介绍人为干扰下海洋生态系统受损后的变化过程、规律以及受损生态系统的修复理论和实践问题，突出了生态学、环境科学等学科间的交叉和生态学理论的应用。

学生应具备生态学的视野、学科思维和学科方法论，从而来认识、研究和解决人类所面临的海洋环境问题。

（三）先修课程普通生态学二、教学内容（一）绪论1、主要内容：包括：海洋环境生态学的定义及其形成与发展；环境生态学的研究内容与学科任务；环境生态学与相关学科。

2、教学要求：了解：环境生态学的定义、形成与发展；环境生态学的研究内容与学科任务；环境生态学与相关学科关系。

2✧理解：目前面临主要海洋环境问题。

3、重点、难点：✧重点、难点：理解主要海洋环境问题及产生原因。

4、其它教学环节：无。

（二）第一章海洋生物与环境1、主要内容：地球上的生物；生物多样性概念；海洋环境与主要海洋生物类群；主要海洋环境因子的生态作用；生态因子作用的一般规律。

第一章生态因子分类及其基本作用规律

第一章生态因子分类及其基本作用规律
构成环境的各要素称为环境因子（环境因素）。环境因 子中一切对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有直 接或间接影响的因子则称为生态因子。生态因子中生物 生存不可缺少的因子称为生物的生存因子或生存条件 （生活条件）。所有的生态因子综合作用构成生物的生 态环境（ecological environment）。具体的生物个体 或群体生活区域的生态环境与生物影响下的次生环境统 称为生境（habitat）。由此可见，环境因子、生态因子、 生存因子是既有联系又有区别的概念。一般环境因子和 生态因子看作是同义的。因此生态因子可定义为：环境 中直接或间接影响一种或几种生命有机体的任何部分或 条件称为生态因子。
六、耐受性定律
耐受性定律亦称为谢尔福德耐性定律（Shelford’s law of tolerance）是美国生态学家V.E. Shelford 于1913年提出的。任何一种环境因子对每一种生物 都有一个耐受性范围，范围有最大限度和最小限度， 一种生物的机能在最适点或接近最适点时发生作用， 趋向这两端时就减弱，然后被抑制。这就是耐受性定 律。
以后不少学者对此定律进行了补充。认为最小因子定律只能 在能量注入和流出处于平衡的稳定状态下才适用。例如，在 湖泊的初级生产过程中，光照、氮、磷的供应都超过需要， 而CO2相对有限并且输入和支出大致相等，这时CO2处于最 小量状态成为限制因子。如果一场暴雨把更多的CO2带进湖 水，稳定状态被破坏，这时初级生产力将取决于所有营养物 质的浓度，CO2就不成为最小量因子。此后随着各种养分被 消耗，生产力又发生剧烈变化，直到某种成分被耗尽并成为 新的稳定状态下的限制因子。此外，必需考虑到因子间的相 互作用和替代作用。当一个特定因子处于最小量状态时，其 他因子可能有替代作用或改变其利用效率。例如在钙不足而 锶丰富的环境中，软体动物的贝壳中可用锶替代部分钙；有 些植物在弱光下生长时只需要较少量的锌，因此在阴蔽处锌 对植物的限制作用较在强光下为小。

上海海洋大学海洋生态学 Chapter 003 海洋主要生态因子及其对生物的作用

上海海洋大学海洋生态学 Chapter 003 海洋主要生态因子及其对生物的作用

图 3.4 几种海洋浮游植物色素对光吸收关系的示意图(Lalli et al 1997)
图中的垂直坐标仅代表色素对光吸收率的相对值

辅助色素：叶绿素b、β胡萝卜素、岩藻黄素、藻青素等等 细菌叶绿素（bacteria-chlorophylls）
三、光与海洋动物的分布和昼夜垂直移动现象
图3-10
四、生物的光周期现象
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。
⑶ 无光层（aphotic zone）
光强/(µW· -2) cm 10-11 0 200 400
深度/m
10-9 日光
10-7
10-5
10-3
10-1
101
103
105
清 晰 的近
岸水
600 800 1000 1200 无光层

耐受性定律的一些补充原理：

生物可能对某一生态因子的耐受范围很广，而对另一个因子又 很窄。 当某种生物对某一特定生态因子不是处在最适度状态时，对其 他生态因子的耐受限度可能随之下降。图示 在自然界中常可看到生物实际上并不在某一特定生态因子最适 范围内生活. 生物对环境因子的耐受性限度在其生活史中往往不是恒定的， 而是随年龄（或发育阶段）以及其他条件而改变。



图3-3
3、生物对生态因子耐受限度的调整

驯化（acclimation）：长期生活于生存范围的一侧，其
生态 幅就可能偏移。

休眠（dormancy）：生物体在不良环境下的不活动状 态，对不利环境的强制适应。休眠期耐受范围变宽并最 大限度地降低能量消耗，昆虫滞育(diapause) 、冬眠、 夏眠。

环境生态学课后练习-第1和第2章的答案

环境生态学课后练习-第1和第2章的答案

环境生态学课外作业习题集第一章绪论一、简答题1、环境生态学的学科任务是什么？答：环境生态学主要的学科任务是：（1）生态系统服务功能及其评估；（2）干扰方式、强度的识别与退化特征判定；（3）生态恢复和生态重建技术；（4）生态规划与生态设计；（5）生态系统管理。

2、环境生态学的学科定义是什么？答：环境生态学是研究受干扰生态系统的动态规律、变化机理和产生的生态效应，以及对其开展生态诊断、生态治理和生态修复的科学。

3、环境生态学的研究范畴主要包括哪四个方面？答：（1）人为干扰与生态系统动态；（2）生态系统受损伤程度及危害性的识别；（3）受损伤生态系统的修复和保育技术；（4）解决环境问题的生态学途径。

第二章生物与环境一、名词解释题1、最小值定律指植物生长不是受需要量大的营养物质影响，而是受那些处于最低量的营养物质成分影响，如微量元素等。

2、限制因子生物的生存和繁殖过程中常有一种或少数几种因子是对其起限制作用的关键性因子，称为限制因子。

3、耐受性定律即每种生物适应范围都有一个最低点和一个最高点，两者之间的幅度为耐性限度，此即为谢尔福德的耐受性定律。

4、生态幅生物对每一种环境因子都有其耐受的上限和下限，上限与下限之间是生物对这种环境因子的耐受范围，称为生态幅。

5、短日照植物日照时数少于某一数值时才能开花的植物。

6、环境指某一特定生物个体或生物群体以外的空间，以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和。

7、生态因子指环境中对生物生长、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、氧气、二氧化碳和其他相关生物等。

8、有效积温法则生物在生长发育过程中，需从环境中摄取一定的热量才能完成某一阶段的发育，该现象称为有效积温法则。

9、贝格曼规律生活在高纬度地区的恒温动物，其身体往往比生活在低纬度地区的同类个体要大一些，单位体重散热量相对较少，这一现象称为贝格曼规律。

10、阿伦规律恒温动物或称内温动物身体的突出部分如四肢、尾巴和外耳等在低温环境中有变小变短的趋势，从而减少散热的形态适应现象。

生态因子分类及其基本作用规律

生态因子分类及其基本作用规律

耐受性定律

利比希仅提出因子处于最小量状态时可能成为限 制因子，但事实上某个因子过量时也可能成为限 制因子。例如，光、温度、盐度等过高时，同样 可以限制生物的生活和生存，因此谢尔福德耐受 性定律不仅注意到因子量的过少，也注意到因子 量过多的限制作用，因此较最小因子定律有所发 展。
生物对某一生态因子的耐性是长期进化的结果， 随着环境条件的变化，生物的耐受性也不断变 化。




地球环境(global environment)指大气圈中的对流层、 水圈、土壤圈、岩行圈和生物圈，又称为全球环境，也有 人称为地理环境(geoenvironment)。地球环境与人类及 生物的关系尤为密切。其中生物圈中的生物把地球上各个 圈层的关系密切地联系在一起，并推动各种物质循环和能 量转换。 区域环境(regional environment)指占有某—特定地 域空间的自然环境，它 是由地球表面不同地区的5个自然 圈层相互配合而形成的。不向地区，形成各不相同的区域 环境特点，分布着不同的生物群落。 微环境(micro-environment)指区域环境中，由于某 一个(或几个)圈层的细 微变化而产生的环境差异所形成 的小环境。例如，生物群落的镶嵌性就是微环境作用的结 果。 内环境(inner environment)指生物体内组织或细胞间的 环境。对生物体的 生长和繁育具有直接的影响。例如， 叶片内部，直接和叶肉细胞接触的气腔、气室、通气系统， 都是形成内环境的场所。内环境对植物有直接的影响，且 不能为外环境所代替。


2．利比希最小因子定律：德国化学家利比希(Liebig,1840) 提出的“植物的生长取决于处于最小量状态的营养物质”的 观点，被称为利比希最小因子定律。也就是说，生物基本的 必需物质随种类和不同情况而异，在稳定的情况下，其所能 利用的量紧密地接近所需的最低限度时，就起到限制作用， 成为限制因子。 以后不少学者对此定律进行了补充。认为最小因子定律只能 在能量注入和流出处于平衡的稳定状态下才适用。例如，在 湖泊的初级生产过程中，光照、氮、磷的供应都超过需要， 而CO2相对有限并且输入和支出大致相等，这时CO2处于最 小量状态成为限制因子。如果一场暴雨把更多的CO2带进湖 水，稳定状态被破坏，这时初级生产力将取决于所有营养物 质的浓度，CO2就不成为最小量因子。此后随着各种养分被 消耗，生产力又发生剧烈变化，直到某种成分被耗尽并成为 新的稳定状态下的限制因子。此外，必需考虑到因子间的相 互作用和替代作用。当一个特定因子处于最小量状态时，其 他因子可能有替代作用或改变其利用效率。例如在钙不足而 锶丰富的环境中，软体动物的贝壳中可用锶替代部分钙；有 些植物在弱光下生长时只需要较少量的锌，因此在阴蔽处锌 对植物的限制作用较在强光下为小。

环境及其类型生态因子及其作用分析生态因子的生态作用及生物的适应

环境及其类型生态因子及其作用分析生态因子的生态作用及生物的适应
耐受范围窄，则为限制因子 如：水体中的溶解氧
限制因子的价值
某种生物的限制因子即是其生存的关键； 找到了限制因子就意味着掌握了最小因子定律
基本描述
植物的生长取决于处在最小量状况的食物的量。
最小因子定律的补充
该定律只适用于稳定状态
2 生物与环境
生物种的概念 环境及其类型 生态因子及其作用分析 生态因子的生态作用及生物的适应
2.1 生物种的概念
生物种即物种 概念一：形态相似的个体的集合
强调形态相似与能够繁殖延续
概念二：能实际地或潜在地彼此杂交的种群的集合
强调能够杂交繁殖
物种的性状可以分为两类
基因型：遗传本质，内在因素；与环境结合可产生变异，甚 至导致物种的分化；
以促进甜瓜的植株发育。
光质对动物的作用
主要影响动物的生殖、迁涉、毛羽更换、生长和发育； 对动物的分布和器官功能的影响尚不清楚； 对色觉的影响差别较大：只有灵长类动物的色觉发达。
紫外光对动物和微生物都有有害影响
对微生物有抑制作用； 对人类有致癌作用 对昆虫的新陈代谢有促进作用
图2-7 地表上太阳光谱中能量（E）的分布及强度相等但波长不同的 光照下，小麦光合作用的相对速度（P）
图2-4 环境变化对内稳态和非内稳态体内环境的影响
图2-5 金鱼在两种不同温度下的驯化结果
（6）指示生物
指示生物具有对环境状态及特点的指示作用：
指示节气
枣花发，种棉花；杏花开，快种麦
指示天气
燕子低飞预示雨将来临，蜻蜓高飞预示天晴
指示水质
美国威斯康星地区湖泊中的软水指示植物为Gratiola，硬水指示 植物为Ranunculus aquatilis。

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第五章 生态系统
一、选择题 1．陆地生态系统的营养级数目通常不会超过（ ）。 A．1～2 B．2～3 C．3～4 D．5～6 【答案】D 【解析】营养级是生物群落中的各种生物之间进行物质和能量传递的级次。由于能量通 过各营养级流动时会大幅度减少，下一营养级所能接收的能量只有上一营养级同化量的百分 之十到百分之二十之间，所以一般食物链中的营养级不会超过五个。
7．下列属于人工生态系统的是（ ）。 A．湖泊 B．草原 C．农田 D．荒漠 【答】】C 【解析】人工生态系统是指以人类活动为生态环境中心，按照人类的理想要求建立的生 态系统。人工生态系统的特点是：①社会性；②易变性；③开放性；④目的性。ABD 三项，
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均属于自然生态系统。C 项，农田是以人类活动为中心而建立的人工生态系统。
8．下列对热带雨林的描述，错误的是（ ）。 A．种类组成极为丰富 B．季节交替明显 C．藤本植物多 D．附生植物多 【答案】B 【解析】热带雨林地区长年气候炎热，雨水充足，季节差异极不明显，生物群落演替速 度极快，动植物种类丰富，是地球上过半数动物、植物物种的栖息居所。
2．植物光合作用固定的能量有一部分被自身呼吸消耗掉，余下的能量即为（ ）。 A．总初级生产量 B．净初级生产量 C．总初级生产力 D．次级生产量 【答案】B 【解析】A 项，在单位时间（一年或一天）里，生产者所固定的全部太阳能量或生产者 生产出来的全部有机物的量，叫做总初级生产量。B 项，净初级生产量指在初级生产过程中， 植物光合作用固定的能量中扣除植物呼吸作用消耗掉的那部分，剩下的可用于植物的生长和
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第2章主要海洋环境因子的生态作用(海洋环境生态学)

第2章主要海洋环境因子的生态作用(海洋环境生态学)
如大型水蚤在20℃时从食物同化的能量中有40%用于生长，在20±5℃变 温下用于生长的能量提高到68%。
三、盐度因子的生态作用及生物的适应
盐度（salinity） 海水总含盐量的度量单位，指溶解于1kg海水中的无机 盐总质量（g）。 碳酸盐全部转化为氧化物，溴和碘为氯所取代，所有 有机物均完全氧化时，1kg海水中所含全部可溶性无机 物的总质量（g）。
②对光强的适应类型 光合作用速率随光强的逐渐减弱达到光合作用的积累等于呼 吸作用的消耗时的光强，即光补偿点(compensation point)。 根据饱和点和补偿点的高低，可把植物分成阳生植物和阴生 植物。
（1）阳生植物适应于强光照地区生活，其光饱和点和补偿点较高，光 合速率和代谢速率亦较高； （2）阴生植物能够利用弱光进行光合作用，其光饱和点及补偿点相对 较低，光合速率和代谢速率亦相对较低； （3）中生植物界于两者之间。
➢长日照生物：一般光照长度超过12-14h称为长日照。长日照 植物或动物通常是在日照时间超过一定数值才开花、生殖、迁 移、冬眠和换毛换羽等。人为延长光照时间可促使这些动植物 提前开花、生殖、迁移、冬眠和换毛换羽等。
➢短日照生物：一般每天日照不足8-10h称为短日照。
➢中间日照生物：对日照时间无要求，只要其他条件合适，在 什么日照条件下都能的开花、生殖、迁移或休眠等。
二、温度因子的生态作用及生物的适应
（3）温度与海洋生物的迁移 很多海洋动物（如大黄鱼、小黄鱼、带鱼、蓝点马鲛、中国 对虾等）的洄游路线也与海水温度的季节变化密切相关。 水温可作为渔期、渔区预报的重要指标之一。
二、温度因子的生态作用及生物的适应
（4）变温对生物的影响
在适温范围内，周期性的变温对生物产生有益作用。
有的鱼类有春秋两个产卵群体，应分为长光照期和短光照期 两个产卵类型。如我国近海的大黄鱼就分为“春宗”和“秋 宗”两个产卵类群。

【海洋环境生态学】第1章 海洋生物与环境(3-4)主要海洋环境因子的生态作用、生态因子作用的一般规律

【海洋环境生态学】第1章 海洋生物与环境(3-4)主要海洋环境因子的生态作用、生态因子作用的一般规律

（2）阴生植物能够利用弱光进行光合作用，其光饱和点及 补偿点相对较低，光合速率和代谢速率亦相对较低；
（3）中生植物界于两者之间。
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一、光因子的生态作用
阳生植物（a）和阴生植物（b）的光补偿点（CP为光补偿点）
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一、光因子的生态作用
2. 光质的生态作用与生物的适应
（1）光合作用有效辐射
到达海面的太阳总辐射能，一部分因海面反射而损失，一部 分被海水吸收（变为热能）；射入海水中的日光其强度随着深 度增加而减弱，同时光谱组成也发生变化：波长大于780nm的 红外辐射及少量波长小于380nm的紫外辐射进入海水后被迅速 吸收；其余50%左右的可见光（约400-700nm）可透入较深水 层，它们基本上是光合作用所需的波长，称为光合有效辐射 （photosynthetically active radiation，PAR）。在PAR中红光 很快被海水吸收（在清澈的海水中10m深处只剩1%左右）， 蓝光穿透最深（在150m深处仍有1%）。
3
一、光因子的生态作用
（2）光照强度与水生植物 光的穿透性限制着植物在海洋的分布，只有在海洋表层的透 光层上部，植物的光合作用才能大于呼吸量。 透光层，也称真光层（euphotic zone或photic zone），植物的 光合作用超过呼吸消耗。 透光层在不同海区是不一样的，在清澈的大洋区可超过150m， 而在沿岸区可减少到20m甚至更少、相对于海洋深度来说，透 光层仅占其上方的一薄层。
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一、光因子的生态作用
（3）海洋植物对光照强度的适应类型
②对光强的适应类型
光合作用速率随光强的逐渐减弱达到光合作用的积累等于呼 吸作用的消耗时的光强，即光补偿点(compensation point)。

海洋生态学课后思考题答案全

海洋生态学课后思考题答案全

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？答: 生态系统概念所强调的核心思想主要强调自然界生物与环境之间不可分割的整体性，树立这种整体性思想使人类认识自然的具有革命性的进步。

生态系统生物学是现代生态学的核心。

2 生态系统有哪些基本组分？它们各自执行什么功能？答：生态系统的基本组成成分包括非生物和生物两部分。

非生物成分是生态系统的生命支持者，它提供生态系统中各种生物活动的栖息场所，具备生物生存所必须的物质条件，也是生命的源泉。

生物部分是执行生态系统功能的主体。

可分为以下几类：生产者:能利用太阳能进行光合作用，制造的有机物是地球上一切生物的食物来源，在生态系统中得能量流动和物质循环中居首要地位。

消费者：它们之间或者间接的依靠生产者制造的有机物为食，通过对生产者的摄食、同化和吸收过程，起着对初级生产者的加工和本身再生产的作用。

分解者：在生态系统中连续的进行着与光合作用相反的分解作用。

3生态系统的能量是怎么流动的？有什么特点？答：生态系统的能量流动过程是能量通过营养级不断消耗的过程。

其特点如下：（1）生产者（绿色植物）对太阳能利用率很低，只有1%左右。

（2）能量流动为不可逆的单向流动。

（3）流动中能量因热散失而逐渐减少，且各营养层次自身的呼吸所耗用的能量都在其总产量的一半以上，而各级的生产量则至多只有总产量的一小半。

（4）各级消费者之间能量的利用率平均为10%。

（5）只有当生态系统生产的能量与消耗的能量平衡的，生态系统的结构与功能才能保持动态的平衡。

4 生态系统的物质是怎样循环的？有什么特点？答：生态系统的物质循环通过生态系统中生物有机体和环境之间进行循环。

生命所需的各种元素和物质以无机形态被植物吸收，转变为生物体中各种有机物质，并通过食物链在营养级之间传递、转化。

当生物死亡后，有机物质被各种分解者分解回到环境中，然后再一次被植物吸收，重新进入食物链。

生态系统的营养物质来源于地球并被生物多次利用，在生态系统中不断循环，或从一个生态系统转移到另外一个生态系统。

海洋主要生态因子及其对生物的作用

海洋主要生态因子及其对生物的作用

光强/(µW·cm-2)
10-11 10-9
10-7
10-5
10-3
10-1
101
103
105
0
深度/m
日光
200
清晰的近岸水
400 600
最月清光晰的大洋水
800 1000 1200无光层ຫໍສະໝຸດ 最日清光晰的大洋水 生物发光
深海鱼的检出限 弱光层
颜色可视
浮 游 植 物 生 长 真光层
图 3.3 根据海洋垂直方向上光透射的性质划分的 3 个生物带示意图(Lalli et al. 1997)
（二）海洋水温的垂直分布
深 度/m
t/℃
-2.0 -1.0 0
0
1.0 2.0
0
5 10 15 20 25
0
5 10 15 20
a
b
a b
b
1000
a
高纬度
低纬度
中纬度
2000
c
c
3000
a.低 盐 表 层 水
b.入 侵 的 中 纬 高 盐 水 c.北 极图深3层－1水2
a.表 层 混 合 层 b.永 久 温 跃 层
ID ＝ I0 e－kD k= (lnI0-lnID)/D
I0：海表面光强；ID ：深度D处光强；K：平均消光(衰减)系数K值 大小与水体干净程度有关，一般近岸K ≈1；多数浅海K ≈0.1；大西洋 马尾藻海K ≈0.025。
透明度（transparency）：
间接估算消光系数（K），以此来估计透光层的深度，方便实用。 中国近海K ＝ 1.51/S，透光层深度L ＝ 3.05 S
❖ 盐度：溶解于1 kg海水中的无机盐总量（克数）。 ❖ 远离海岸的大洋表层水盐度变化不大（34~37），平均
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一、光因子的生态作用
（3）海洋植物对光照强度的适应类型 ①光饱和点 在一定范围内，光合作用的效率与光强成正比，光合作用速 率随光强的逐渐增加达到最大值时的光强，即为光饱和点 (saturation point)，也称饱和光强。
饱和光强用 IK 表示，此时光合作用速率不再随光强增加而 上升。如果光强继续增加，光合作用会因光照过度而受到抑 制，光合作用速率将下降。
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一、光因子的生态作用
（2）藻类对不同波长光的吸收 一般植物进行光合作用时，日光光谱中被利用得最多的是该植 物本身颜色（取决于所含的植物色素，如叶绿素等）的补色光。
对于绿色植物或绿藻类来说，其对红、橙光吸收的最多，由于红光等长波 长的光在海水中的穿透力较弱，因而潮间带上部主要生长绿藻。红藻等多 数主要利用波长较短穿透力强的蓝绿光，因而分布水层较深，褐藻大多介 于绿藻和红藻两者之间。 生活于浅水区的各种大型定生藻类经常有依据水深顺序分布的现象，即潮 间带上部主要生长绿藻，下面褐藻占优势，更下面则是红藻占优势。
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二、温度因子的生态作用及生物的适应
1. 温度因子的生态作用 （1）温度与生物生长
任何一种生物，其生命活动的每一生理生化过程都有酶系 统的参与。每一种酶的活性都有它的最低温度、最适温度、 最高温度，相应的则是生物生长的“三基点”。 在适宜温度范围内，生物的生长速率与温度成正比，水温 的提高可加速有机体的发育及生长。例如，鳕鱼（Gadus callarias）
2. 极端温度对生物的影响及生物对温度的适应 （1）极端温度对生物形态的影响 贝格曼（Bergman）定律 生活在高纬度地区的恒温动物，其身体往往比生活在低纬地 区的同类个体大。因个体大的动物，其单位体重散热量相对 较少，有利于保温。
如分布在南半球的企鹅，纬度越高，温度越低，企鹅的个体越大。
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二、温度因子的生态作用及生物的适应
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二、温度因子的生态作用及生物的适应
温水种（temperate-water species）
一般生长、生殖适温范围为4-20℃。自然分布区月平均水温变化幅度很 大，为0-25℃，温水种发源于中纬度的温带海域，并向南北两方向分布。
温水种包括冷温种和暖温种，前者适温为 4-12℃，后者适温为 12-20℃。 我国北部的渤海海域和黄海海域属暖温带海区，有很多温水种。
由于光照强度在海水中的衰减，绿藻大多数属阳生藻类，而红藻大多数属 阴生藻类。
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一、光因子的生态作用
3. 生物对光周期的适应 （1）生物光周期现象 指生物中普遍存在的对日照长度变化的发生反应现象。如动物 或植物只有在日照长度达到一定数值时才开花、生殖、迁移、 冬眠和换毛换羽等。
长日照生物：一般光照长度超过12-14h称为长日照。长日照 植物或动物通常是在日照时间超过一定数值才开花、生殖、迁 移、冬眠和换毛换羽等。人为延长光照时间可促使这些动植物 提前开花、生殖、迁移、冬眠和换毛换羽等。
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二、温度因子的生态作用及生物的适应
（3）温度与生物生殖
生物在繁殖和发育时期对温度条件的要求较成体期严格， 能满足海洋动物繁殖和发育所要求的条件（包括适宜温度 及持续的时间）的海区称为生殖区。
将海洋动物能够生活，但不能满足其繁殖和发育要求的海 区称为不育区。
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二、温度因子的生态作用及生物的适应
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一、光因子的生态作用
（3）海洋植物对光照强度的适应类型 ②对光强的适应类型 光合作用速率随光强的逐渐减弱达到光合作用的积累等于呼 吸作用的消耗时的光强，即光补偿点(compensation point)。 根据饱和点、补偿点的高低，可把植物分成阳生植物和阴生 植物。
（1）阳生植物适应于强光照地区生活，其光饱和点和补偿点较高，光 合速率和代谢速率亦较高； （2）阴生植物能够利用弱光进行光合作用，其光饱和点及补偿点相对 较低，光合速率和代谢速率亦相对较低； （3）中生植物界于两者之间。
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一、光因子的生态作用
②短光照期型：产卵期在秋季，多在秋分之后，此期的自然 光照时间逐日缩短。对此类型的鱼类若在产卵季节前人为地 缩短光照期，可促使其性腺提前成熟。 例如，在短光照季节产卵的红点鲑，在产卵季节前3个月，每 周缩短光照期 1h，连续 9 周，结果亲鱼提前 1 个月产卵。大多 数鲑科鱼类属短光照期型，此外常见的还有香鱼、花鲈、鲻 鱼、六线鱼等。有的鱼类有春秋两个产卵群体，应分为长光 照期和短光照期两个产卵类型。如我国近海的大黄鱼就分为 “春宗”和“秋宗”两个产卵类群。 ③周年产卵或一年多次产卵类型：这些鱼类生长在热带地区， 周年内的日光照期变化不大，产卵期的季节变化不明显。南 方的海马、罗非鱼和多数珊瑚礁鱼类属于这一类型。
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一、光因子的生态作用
1. 光照强度的生态作用与生物的适应
（1）光照强度对生物的生长发育有重要的作用
光照强度对植物细胞的增长和分化、体积的增长和重量的 增加关系密切；光还能促进组织和器官的分化，制约着器官 的生长发育速度。 鲑鱼卵在有光情况下孵化快，发育也快；而贻贝和生活在 海洋深处的浮游生物则在黑暗情况下长的较快。
②有效积温法则
植物和变温动物的胚胎发育所必须的总热量一个常数，这个 总热量可用有效积温（即发育期的平均温度（有效温度）与 发育所经过的天数或时数的乘积）表示。 有效积温的公式表达为：K =N（T-C）；
式中， K 为热常数或总积温，即完成某一发育阶段所需的总热量，用 “日度”来表示，如日本虾夷扇贝约为285日度，皱纹盘鲍约为1500日度 等；C表示发育起点温度，即生物学零度；N为发育历期，即完成某一发 育阶段所需的天数。
短日照生物：一般每天日照不足8-10h称为短日照。 中间日照生物：对日照时间无要求，只要其他条件合适，在 什么日照条件下都能的开花、生殖、迁移或休眠等。 13
一、光因子的生态作用
（2）鱼类繁殖的光照期型 ①长光照期型：产卵期在春末、夏初，此期的自然光照较长， 一般可达每日14h左右。该类型鱼类若在产卵季节前延长光照 期，可人为地促使其性腺发育成熟。 例如，鲐鱼一般在长光照期的季节产卵，自然产卵月份为5月 份；在产卵季节之前，给以每日14h的长光照，在水温10℃时， 可促使其性腺较自然产卵群体提前成熟。长光照期型常见的 种类有青鳞沙丁鱼、太平洋鲱、鳓鱼、银鲳、鲐鱼、真鲷、 黑鲷、梭鱼、竹荚鱼、带鱼、褐牙鲆等。
如高纬度海域的许多鱼类比相应地生活在低纬度海域的同种个体的脊椎 骨数要多，个体相应地大。
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二、温度因子的生态作用及生物的适应
（2）温度与海洋生物的地理分布 生物的种类数量：热带海域（特别是珊瑚礁海域）生物种类 的多样性往往很高，而高纬度海区，生物种类的多样性远比 不上热带和亚热带等低纬度海区，但其单种的数量不一定低。 暖水种（warm-water species）
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一、光因子的生态作用
阳生植物（a）和阴生植物（b）的光补偿点（CP为光补偿点）
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一、光因子的生态作用
2. 光质的生态作用与生物的适应 （1）光合作用有效辐射 到达海面的太阳总辐射能，一部分因海面反射而损失，一部 分被海水吸收（变为热能）；射入海水中的日光其强度随着深 度增加而减弱，同时光谱组成也发生变化：波长大于780nm的 红外辐射及少量波长小于380nm的紫外辐射进入海水后被迅速 吸收；其余50%左右的可见光（约400-700nm）可透入较深水 层，它们基本上是光合作用所需的波长，称为光合有效辐射 （photosynthetically active radiation，PAR）。在PAR中红光很 快被海水吸收（在清澈的海水中10m深处只剩1%左右），蓝光 穿透最深（在150m深处仍有1%）。
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一、光因子的生态作用
（2）光照强度与水生植物 在透光带以下，植物的光合作用量刚好与植物呼吸消耗相平 衡之处，即光补偿点。
如果浮游藻类沉降到补偿点以下或者被洋流携带到补偿点以下而又不能很快回升 到表层时，藻类便会死亡。在特别清澈的海水中（特别是热带海洋），补偿点可 深达几百米，但很少见；浮游植物密度很大或含有大量泥沙颗粒的水体，透光带 可能只限于水面下1m处；而一些受到污染的河流，水下几厘米处即很难有光线透 入。
阿伦（Allen）定律 恒温动物身体的突出部分如四肢、尾巴和外耳等在低温环境 中有变小变短的趋势，这也是减少散热的一种形态适应。
例如北极狐的外耳明显短于温带的赤狐，赤狐的外耳又明显短于热带的大耳狐。
不同温度带几种狐的耳壳（A北极狐，B赤狐，C非洲大耳狐）
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二、温度因子的生态作用及生物的适应
约丹（Jordan）定律 生长在低温条件下的鱼类趋向于脊椎增多和身体加大。
在3℃时胚胎发育时间需要 23d，8℃时为13d，14℃时仅8.5d。再如季节水温回 升较早，不但使动物提早产卵，而且也使生长期拉长。
温度的变化影响生物的生长速度，在生物的硬组织（脊椎 骨、鳞片、耳石等）留下年轮记录。
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二、温度因子的生态作用及生物的适应
（2）温度与生物发育
①生物学零度（biological zero）
一般生长、生殖适温高于 20℃，自然分布区月平均水温高于 15℃，暖水 种发源于赤道附近的热带海区，主要依靠暖流（如黑潮及其分支的影响） 分布到中纬度海区。
暖水种包括热带种（tropical species）和亚热带种（subtropical species）。 前者适温高于25℃，后者适温为20-25℃。
海洋藻类的光合作用与辐射照度的关系因种而异，一般甲藻比硅藻更适宜于较高 的光强。浮游植物的光饱和值表现为从热带海域向高纬度递减，表明浮游植物对 太阳辐射有纬度和季节两方面的适应。
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一、光因子的生态作用
不同类别藻类光合作用与辐射照度关系
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一、光因子的生态作用
一般来说，植物在苗期和生育后期光饱和点低，而在生长盛 期光饱和点高。 如海带幼龄期饱和光强约8000-10000lux，到凹凸期则能忍耐 20000-25000lux光强，至藻嫩期能忍受更高的光强；同时， 其在快速生长期不同部位的叶片适宜光强也不相同，由于生 长部不喜欢强烈的光线，这时对生长部进行人工遮光可提高 海带的生长速度。 受光不足也会给植物带来危害，以海带为例，在养殖期间如 果由于水层较深或是泥沙附着等导致其底部受光不足，就可 能在叶片尖端及边缘部分发生绿色斑痕，随后发生腐烂，称 为“绿烂”，这时需在日常管理中根据情况调节养殖水层 （如倒置等）或是经常洗刷防止泥沙附着。