水域生态系统

⽔域⽣态系统

第⼗三章⽔域⽣态系统

第⼀节概述

⽔域⽣态系统包括陆地上的地表⽔域和海洋⽔域。地表⽔主要包括河流和湖泊两种⽔体，还有冰川及沼泽地。冰川是“天然固

体⽔库”，也是河流的重要补给⽔源。沼泽湿地是重要的⽣物资源的栖息地，包括淡⽔湿地和滨海湿地⼴阔的海洋蕴藏着丰富

的资源。

⼀、河流的流域

河流可划分为两⼤部分，⼀部分为注⼊海洋的外流流域，另⼀部分则是流⼊封闭的湖海或消失于沙漠、盐海，⽽不是与海洋沟

通的内陆流域。

我国的外流流域⾯积，占全国总⾯积的64%，它们分属于太平洋流域、印度洋流域和北冰洋流域。内陆流域只占全国总⾯积的36%，主要分布在西北⼲旱地区和青藏⾼原境内。

⼆、湖泊

湖盆的成因是多种多样的，它们可以是构造运动、⽕⼭活动等内.⼒作⽤形成的湖盆，⼀也有些是冰川、风⼒等外⼒作⽤塑造

⽽成的。我国天然湖泊⾯积在1k㎡以上的有2 800余个，总⾯积达80000以上，湖泊率为0.8%。其中⾯积较⼤的有青海湖、鄱

阳湖、洞庭湖和太湖等。除天然湖泊外，由于各种需要还兴建了成千上万个⼤⼩不等的⼈⼯湖泊—⽔库。主要湖泊见表13-2

三、湿地

湿地(wetland)的是介于陆地和⽔⽣环境之间的过渡带，并兼有两种系统的某些特征。这是早期⼀般学者的认识。1971年湿地

公约中，把湿地的基本概念认为“湿地系指不论其为天然或⼈⼯、常久或暂时的沼泽地、泥炭地或⽔域地带，带有或静⽌或流

动，或淡⽔、半咸⽔或咸⽔⽔体者，包括低潮时⽔深不超过6m的⽔域，湿地具有调节⽔循环和作为栖息地养育丰富⽣物多样

性的基本⽣态功能。

⼀些科学家把湿地称为“⾃然之肾”，原因在于其在⽔分和化学物质循环中所表现出的功能及在下游作为⾃然和⼈类废弃源的接

收器的功能上，也可以作为地下⽔和地⾯⽔以及具有排洪、蓄洪功能。在某种意义上来说湿地在景观中为动植物区系提供了独

⽴的⽣境。

据统计，全世界共有湿地8558×106 k㎡，占陆地总⾯积的6.4%(不包括滨海湿地)，其中以热带⽐例最⾼，占湿地总⾯积的30.82%,寒带占29.89% ,亚热带占25 25.6%，亚寒带占11.89%(表13-3)。，

由于⼈类的开发和利⽤，湿地⾯积已⼤⼤缩减，据估计，⾃1990年以来，地球上已消失了近⼀半的湿地。美国在实施控制湿

地开发的法律之前，湿地曾以每年1%的速度下降。王宪礼等(1995)⾃农业部全国⼟肥总站资料报睁我国湿地⼤约有 5710×104h㎡,其中包括1100×104 h㎡沼泽,1 200×104 h㎡湖泊(⾃然及⼈⼯的)和210×104 h㎡，滩涂、盐沼地，还有3 20×104

h㎡的稻⽥。当前由于农业开发，城市发展及其他⼈为因素的影响，湿地⾯积(主要是⾃然湿地)仍在减少中，这已引起⼴泛的

关注。

四、海流

(⼀)海流的定义

海流是指在⼀段较长时间内(⼀个⽉、⼀个季节、⼀年或长期)具有⼤体⼀定⽅向及速度的较⼤规模海⽔运动。因为它是⼤体恒

定的(定常的)的海⽔流动。所以⼜称之为常流。海流并⾮指所有的海⽔运动，像波流、潮流等短时间的周期性的海⽔运动和潮

汐都不属海流范畴。海流按其形成的原因⼤致可分为两⼤类:地转流与风海流(或称漂流)。地转流是由压强梯度⼒与地转偏向⼒

共同作⽤⽽产⽣的海⽔流动，风海流是指在风的作⽤下形成的海⽔流动。由于风的连续作⽤，某海区海⽔的流失，另⼀海区的

海⽔将流来补充.⼗是形成补偿流，这种补偿流可在⽔平⽅向⼘发⽣，也可在乖直⽅向r_发⽣，后者被称为上升流(涌升·流)或下

降流。海流按其⽔温低于或⾼于所流经海域的⽔温，可分为寒流和暖流，前者来⾃⽔温低处，后者来⾃⽔温⾼处。由于寒流和

暖流的划分是以相对温度为标准的，这种分类只具有相对的概念。例如北⼈西洋海流潜⼈北冰洋时，其本⾝⽔温低于3℃，但

被称为暖流;⽽沿南美太平洋海岸北上的秘鲁海流，当海流抵加拉伯⼽斯岛时⽔温为22℃，却被称为寒流⼀实际上寒流和暖流

是标志只海流起源从⾼温到低温或低温向⾼温⽅向的流动相对⽽⾔。

(⼆)中国近海的海流系统概况

我国海区的海流主要由沿岸流和洋流(⿊潮等)两⼤流系的控制。

东海的主要海流近似地呈东北向带状分布，东部有⿊潮主⼲、对马暖流、黄海暖流以及⿊潮逆流(位于⿊潮主⼲和琉球群岛之

间，流向西南)，西部有台湾暖流、东海沿岸流等。此外，台湾海峡的海流是由⿊潮的台湾海峡分⽀、南海季风漂流的延续部

分及台湾海峡的沿岸流组成。

黄海表层流受风⼒制约，具有风海流性质。在盛⾏偏北风季节，多向偏南流;在盛⾏偏

南风季节，多向偏北流。黄海环流由黄海暖流和黄海沿岸流组成。

渤海的环流和⽔系⼤体上是由⾼盐的黄海暖流余脉和低盐的渤海沿岸流组成。渤海环流的变化受制于⽓候条件，冬季流速较⼤

⽽夏季流速较⼩。

总⽽⾔之，东中国海的海流可以分为两个⼤流系，⼀个是以⿊潮主⼲及民分⽀所组成的暖流系统，另⼀个则是沿岸区域被⼤陆

径流冲淡的沿岸流系统(图13-1)。

南海位于热带季风区，夏季盛⾏西南风，冬季盛⾏东北风，季风⽅向与海区长轴⼀致，有利于稳定流系的发展。所以在季风的

作⽤下，南海的表⾯环流基本上具有季风漂流的特性。夏季盛⾏西南风期间，南海表⾯流为东北流;冬季盛⾏东北季风期间，

南海⼤部分海域南流(图13-2)

(三)海流的⽣态作⽤

1.海流有扩⼤海洋⽣物分布的作⽤

海流对海洋⽣物最重要、最直接的影响在于海流散播和维持⽣物群的作⽤暖流可将南⽅喜热动物带到较⾼纬度海区。⽽寒流则

可将北⽅喜冷性动物带到较低纬度海区。海流也有利于某些鱼类完成“被动洄游”。例如，欧洲鳗鲡的产卵均在⼤西洋西部的热

带⽔域，幼鱼洄游时是海流把它们带到欧洲沿岸，其程达数千km,历时3年。浅海区的底栖动物的卵和幼体能被海流带到远处

到达适宜栖息的地⽅，幼体在变态后定居下来。

2.海洋指标种

在不同性质的海流⾥，栖息着不同种类的浮游⽣物，这些浮游⽣物可以作为海流的指标种。研究海流指标种有助于了解海流及

⽔团的移动，尤其是判断不同性质海流的交汇锋⾯，这对探索海流的分布具有重要的标志作⽤。

3.海流交汇区形成良好的渔场

海洋中⼏个强⼤的暖流和寒流交汇的海区，多形成世界上良好的渔场。如太平洋的北海道渔场、⼤西洋的纽芬兰渔场和挪威渔

场。在中国海，台湾暖流和不同性质⽔系的交汇⾯，也都有良好的渔场，如烟威渔场和⾈⼭渔场等.。闽南--台湾浅滩上升流区

也是⼀个重要的渔场。

五、潮汐

(⼀)潮汐现象和我国的潮汐类型

潮汐现象是指海⽔在⽉球和太阳引潮⼒作⽤下所产⽣的周期运动现象。它包括海⾯周期性的垂直涨落和海⽔的周期性⽔平流

动，习惯上把前者称为潮汐，后者称为潮流。潮汐现象⽆论是潮时、潮⾼或潮差都有周期性的变化，根据潮汐涨落的周期和潮

差的情况，可以把潮汐⼤体分为如下的3种类型。

l.正规半⽇潮

在⼀个太阳⽇(约24h50min)内，有两次⾼潮和两次低潮，从⾼潮到低潮和从低潮到⾼潮的潮差⼏乎相等。

2.棍合潮

混合潮可分为不正规半⽇潮和不正规全⽇潮两种。不正规半⽇潮在⼀个乃中的⼤多数⽇⼦⾥，每天有两次⾼潮和两次低潮;但

当⽉⾚纬较⼤的时候，第⼆次⾼潮很⼩，半⽇潮特征就不显著。不正规全⽇潮具有⽇潮型的特征，但当⽉⾚纬较⼩或接近零的

时候就变成半⽇潮(图13-3)。

3正规⽇潮

在⼀个太阴⽇内只有⼀次⾼潮和⼀次低潮⼀有时也称之为全⽇潮。

我国沿岸潮汐类型分布总的特点是：渤海沿岸多属不正规半⼝潮，黄海、海沿岸多属正规半⼝潮，南海沿岸较复杂，正规⽇

潮、不正规⽇潮和不正规半⽇潮都有。因此，就整个中国近海来说，潮汐性质是相互交错的(图13 -3),

(⼆)潮间带及其分区

潮间带是海洋与陆地相交的中间过渡地带。根据潮汐⽔位的变化，可把正规半⽇潮沿岸的潮间带划分为⾼、中、低三潮区。在

潮间带划分时使⽤的⽅法有两种。

1.⽣物划分法(英国⼈T A Stephenson,1949)

⾼潮带:限为滨螺分布上限或是海岸陆⽣地⾐或种⼦植物分布的下限，下限是藤壶分布的上限。全年中有⼤量的滨螺和海蟑螂分布。

中潮带:藤壶分布的上限⾄褐藻海带类分布的上限。

低潮带:海带类分布上限⾄⼤潮低潮线。

2.⽔⽂划分⽅法(法国⼈L Vaillant,1896)

⾼潮带:⼤潮⾼潮最⾼⽔⾯⾄⼩潮⾼潮平均⽔⾯。

中潮带:⼩潮⾼潮平均⽔⾯⾄⼩潮低潮平均⽔⾯

低潮带:⼩潮低潮平均⽔⾯⾄⼤潮低潮最低⽔⾯。

(三)潮间带⽣物的分带特征

⽣活在潮间带的动植物在不同程度上都适应于昼夜期间⽣活环境的交替变化、因此，它们在潮间带的分布是⾮常有规律的。对

外界环境剧烈变化适应⼒最强的种类(如滨螺和海蟀螂)栖息在潮间带的下部(⾼潮带);适应⼒⼩的海绵、⽔熄⾍、棘⽪动物等)则

栖息在潮带的下部(低潮带);藤壶、牡蛹等适应中等的分布到中潮带。因此，在潮间带通常能看到层次分明的种类垂直分布层.

特别是在岩⽯相潮间带.由此可见，潮汐对潮间带⽣物的分布有重要的⽣态作⽤。

六、⾚潮

⾚潮，⼜名红潮，是由海⽔中某些浮游植物、原⽣动物或细菌在⼀定环境条件下，短时间内突发性增殖或聚集⽽引起的⼀种⽔

体变⾊的⽣态异常现象。是⼀种危害性⼤⽽⼴的海洋污染现象。

实际上.⾚潮是各种⾊潮的统称，不仅有⾚⾊.⽽且还有⾃、黄、褐、绿⾊的⾚潮，⾚潮的颜⾊是由形成⾚潮的⽜物种类和数量

决定的。

⾚潮⼤多数发⽣在内海、河⼝、港湾或有上升流的⽔域，特别是暖流内湾⽔域。发⽣的季节随⽔温等环境因素和⽣物种类⽽

异，⼀般以春、夏季为发⽣盛期。

⾚潮的成因⾄今尚未定沦，但⼤多数学者认为⽔体的富营养化是⾚潮⽣成的物质基础在正常情况下，海洋环境中营养盐(氮、

磷)含量低，往往成为浮游植物繁殖的限制因⼦。但当⼤量含富营养物质的⽣活污⽔、⼯业废⽔(主要是⾷品、印染和造纸有机

废⽔)和农业废⽔⼊海，加之海区的其他理化因⼦(如温度、光照、海流和微量元素等)对⽣物的⽣长和繁殖有利，

⾚潮⽣物便急剧繁殖⽽形成⾚潮。

第⼆节淡⽔湿地⽣态系统

⼀、淡⽔湖泊⽣态系统

(⼀)⽣境特征绝⼤多数的湖泊是直接受河⽔补给的，湖泊是⽔系的组成部分，它的⽔⽂状况与河流有着密切关系(⽔库是⼀种⼈⼯湖泊);⽽不

受河⽔直接补给的湖泊数量不多，它们⼤都是孤⽴的⽔体。湖盆的成因，既有构造运动、⽕⼭活动等内⼒作⽤，也有冰川、风

⼒等外⼒作⽤⽽形成。湖泊的分布很⼤程度上取决于湖⽔的补给条件，其中河流的⽔情动态是重要的因素。我国湖⽔的温度既

有明显的地带性规律，也受湖⾯⾼程等⾮地带性因素的影响，所以各地差别很⼤。我国⼀些较深的湖泊，⽔温的垂直变化随季

节不同⽽有差异，⼀般夏季⽔温的分层现象⽐较明显，冬季则在冰⾯下呈逆温分布。我国的湖泊每年从10⽉中旬⾄11⽉中、

下旬，⾃北向南出现冰情，北纬28°以南的湖泊属于不冻湖。

按湖⽔矿化度qJ将我国的湖泊分为3类:淡⽔湖(<1g/L)、咸⽔湖(1⼀35g/L) 、盐湖(>35g/L)。淡⽔湖主要分布在长江中下游平

原、黄淮海平原、云贵⾼原和东北地区，矿化度⼀般在150 -- 500 mg/L之间。此外，新疆和青藏⾼原也有少量的淡⽔湖。淡⽔

湖泊的⽔化学类型，⼀般为重碳酸钙质⽔。

(⼆)淡⽔湖泊的资源、结构与功能

湖泊湿地是指陆地到开敞湖⾯的过渡带，在宏观上(⾄少季节性地)具有陆地景观，并以湿⽣植物为标志，它是湖泊与其周围环

境间物质和能量交换的重要通道，尤其在湖泊⽣物⽣产和营养平衡中起着极为重要的作⽤，湖泊湿地包招湖滩地和河滩地，含

盐量⼩于1‰的湖泊湿地为淡⽔湖泊湿地。我国主要淡⽔湖泊有鄱阳湖、洞庭湖、太湖、洪泽湖等。