海洋生态学-Chapter-009-海岸带与浅海生态系统(一)综述课件

第九章第九章 海岸带与浅海生态系统（一）海岸带与浅海生态系统（一）第九章 海岸带与浅海生态系统（一）第一节第一节 海岸带概述海岸带概述 一、海岸带与海岸湿地及其保护意义一、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（一）海岸带和海岸湿地的概念 第一节 海岸带概述 一、海岸带与海岸湿地及其保护意义海岸带（海岸带（coastal zone）v海岸带是海洋与陆地交界的狭窄过渡带。生态学上所指的海岸带包括潮上带、潮间带和潮下带三部分。v潮上带在特大潮或大风暴时才被海水淹没，潮间带每天有海水淹没和干露的周期，潮差大的潮间带，再分为高潮带、中潮带和低潮带。潮下带是低潮线下方完全被海水淹没的海区，其下限位于约1020 m水深处。v我国在海岸带和海涂资源调查中将海岸带划分为河口岸、淤泥质岸、基岩岸、红树林岸、砂砾质岸和珊瑚礁岸六种类型。海岸带（coastal zone）海岸带是海洋与陆地交界的狭湿地（湿地（wetlands）v“不论其为天然或人工、长期或暂时的沼泽地、泥炭地或水域地带，静止或流动的淡水、半咸水或咸水的水域，包括低潮位时水深不超过6 m的水域；同时，还包括邻接湿地的河湖沿岸、沿海区域以及湿地范围内的岛屿或低潮时水深不超过6 m的海水水体。”（湿地公约）v湿地包括了湖泊、河流、沼泽（森林沼泽和草本沼泽）、滩地（河滩、湖滩和沿海滩涂）、盐湖、盐沼以及海岸带区域的珊瑚礁、海草床、红树林和河口等类型。我国有8片海岸湿地被列为国际重要湿地。参见表9.1和表9.2（p.208）湿地（wetlands）“不论其为天然或人工、长期或暂时的（二）湿地的功能与保护意义（二）湿地的功能与保护意义 v文明摇篮文明摇篮-水源地、食物、原材料、能源和化工材料、水上运输、放牧、v“生物超市生物超市”-高生产力、高生物多样性v“地球之肾地球之肾”-水文和元素循环、水和废弃物接收与净化作用 v“二氧化碳接收器二氧化碳接收器”和“气候稳定器气候稳定器”-调节气候v防风抗旱、消浪护岸防风抗旱、消浪护岸-如红树林湿地v生态旅游、科研教育生态旅游、科研教育-如盐城麋鹿保护区、丹顶鹤保护区v生态脆弱性生态脆弱性-处于水陆交互、过度地带，易受自然和人为活动的干扰，生态平衡极易受到破坏，且受到破坏后很难得到恢复（二）湿地的功能与保护意义 文明摇篮-水源地、食物、原材料、二、海岸带的环境特征和生物的适应性二、海岸带的环境特征和生物的适应性（一）主要环境特征（一）主要环境特征 v潮汐 v底质 v温度v盐度v波浪 二、海岸带的环境特征和生物的适应性（一）主要环境特征（二）生物对环境的适应与带状分布（二）生物对环境的适应与带状分布（zonation）v对干露的适应对干露的适应 v对温度、盐度变化的适应对温度、盐度变化的适应v对波浪冲刷的适应对波浪冲刷的适应 v生殖适应生殖适应 藤壶藤壶弹涂鱼弹涂鱼海藻海藻（二）生物对环境的适应与带状分布（zonation）对干露的生物的带状分布（生物的带状分布（zonation）生物的带状分布（zonation）一、河口区一、河口区（一）什么是河口区（一）什么是河口区（estuary）海海水水和和淡淡水水交交汇汇和和混混合合的的部部分分封封闭闭的的沿沿岸岸海海湾湾。根根据据水水循循环环和和分分层层现现象象分分为为三三大类型：大类型：（1）高度分层的河口湾）高度分层的河口湾（2）局部混合或适度分层的河口湾）局部混合或适度分层的河口湾（3）完全混合或垂直均质的河口湾）完全混合或垂直均质的河口湾 广广义义地地说说，河河口口湾湾除除真真正正的的河河口口外外，还还包包括括半半封封闭闭的的沿沿岸岸海海湾湾、潮潮沼沼（tidal marshes）和在沿岸沙坝后面的水体。）和在沿岸沙坝后面的水体。第二节第二节 河口、盐沼与海草床河口、盐沼与海草床一、河口区第二节 河口、盐沼与海草床1盐度：盐度：变化剧烈，有梯度性、周期性和季节性。变化剧烈，有梯度性、周期性和季节性。2温度：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。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：底质：基本上是柔软的泥质底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。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。河口底质常有厚厚的一层还原带，常呈缺氧状态。4波浪和流：波浪和流：水浅，由风产生的波浪较小，是个相对较平静的区域。水浅，由风产生的波浪较小，是个相对较平静的区域。水流受潮汐和陆地径流的共同影响。在河道中央流速最大。水流受潮汐和陆地径流的共同影响。在河道中央流速最大。暴风雨与洪水可大量冲刷底质，对生物有极大破坏。暴风雨与洪水可大量冲刷底质，对生物有极大破坏。（二）环境和生物组成特征（二）环境和生物组成特征1盐度：（二）环境和生物组成特征5混浊度：混浊度：阻碍光线，影响光合作用。阻碍光线，影响光合作用。6营养物质的富集营养物质的富集 河河口口区区除除了了有有来来自自陆陆地地的的营营养养盐盐补补充充之之外外，更更重重要要的的是是具具有有滞滞留留营营养养物物的的水水文文和生物机制。和生物机制。“自我富营养化自我富营养化”的系统的系统河口区是一个生产力水平很高的区域。河口区是一个生产力水平很高的区域。（二）环境和生物组成特征（二）环境和生物组成特征（cont.）5混浊度：（二）环境和生物组成特征（cont.）v河河口口环环境境条条件件比比较较恶恶劣劣，生生物物种种类类组组成成较较贫贫乏乏，多样性较低，而某些种群的丰度却很大。多样性较低，而某些种群的丰度却很大。v广广盐盐性性、广广温温性性和和耐耐低低氧氧性性是是河河口口生生物物的的重重要要生生态特征。态特征。v河口区的生物组成主要起源于三个方面：河口区的生物组成主要起源于三个方面：1来自海洋的种类（主要的）；来自海洋的种类（主要的）；2已适应于低盐条件的半咸水中的特有种类；已适应于低盐条件的半咸水中的特有种类；3其它广盐性淡水生物种类（少数）。其它广盐性淡水生物种类（少数）。（三）河口区的生物组成（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（三）河口区的生物组成（三）河口区的生物组成（cont.）v植植 物物：包括浮游植物、小型底栖藻类和海草、沼泽草和海藻包括浮游植物、小型底栖藻类和海草、沼泽草和海藻等大型水生植物。等大型水生植物。种类多样，整年内都能进行光合作用种类多样，整年内都能进行光合作用v浮游动物浮游动物：季节性种类较多，而终生浮游动物的种类较少。季节性种类较多，而终生浮游动物的种类较少。v游泳生物游泳生物：暂时性较多，产卵及索饵洄游等暂时性较多，产卵及索饵洄游等 v底栖动物底栖动物：碎屑食性和滤食性种类较多碎屑食性和滤食性种类较多（三）河口区的生物组成（cont.）植 物：包括v河口湾有重要的经济价值：河口湾有重要的经济价值：高产区，各种养殖形式均有高产区，各种养殖形式均有v最易受人类活动破坏最易受人类活动破坏 1工厂的污水和居民生活废水工厂的污水和居民生活废水 2河流所经过的农田施用的肥料和农药河流所经过的农田施用的肥料和农药 3河口湾的围垦区的大量养殖废水河口湾的围垦区的大量养殖废水 4围海造地和修堤筑坝阻碍河口区围海造地和修堤筑坝阻碍河口区 水流畅通和增加淤泥沉积水流畅通和增加淤泥沉积 5船舶的燃料油泄漏和生活废水船舶的燃料油泄漏和生活废水 图图9.5 被污染的河口区被污染的河口区（四）河口区与人类的关系（四）河口区与人类的关系河口湾有重要的经济价值：高产区，各种养殖形式均有图9.5 温带纬度的潮间带上部，温带纬度的潮间带上部，以以大大米米草草属属（Spartina）和和盐盐角角草草属属（Salicornia）占优势。占优势。v生物组成：生物组成：v上部主要是一些不时侵入的陆地动物上部主要是一些不时侵入的陆地动物 v较较低低潮潮面面生生活活的的种种类类就就很很多多（招招潮潮蟹蟹、腹足类、双壳类）腹足类、双壳类）v叶片和茎部有许多小型生物附着叶片和茎部有许多小型生物附着 v在在沉沉积积表表层层和和内内部部栖栖息息着着各各种种微微型型和和小小型生物型生物 Salicornia二、盐沼二、盐沼Spartina温带纬度的潮间带上部，Salicornia二、盐沼Spart第三节第三节 岩岸潮间带和沙滩岩岸潮间带和沙滩 一、岩岸潮间带一、岩岸潮间带（一）垂直分布是其最大的特色（一）垂直分布是其最大的特色 岩岸潮上带主要有滨螺，潮间带较上部生活的代表种类是藤壶，岩岸潮上带主要有滨螺，潮间带较上部生活的代表种类是藤壶，藤壶带下方常是牡蛎藤壶带下方常是牡蛎，再下方以贻贝数量较多。，再下方以贻贝数量较多。（二）决定分带的因素（二）决定分带的因素 n物理因素：主要是暴露在空气中的时间物理因素：主要是暴露在空气中的时间n生物因素：捕食作用和空间竞争生物因素：捕食作用和空间竞争n常常是两类因素共同作用的结果常常是两类因素共同作用的结果第三节 岩岸潮间带和沙滩 一、岩岸潮间带 苏格兰苏格兰Cumbrae岛墨角藻的垂直分布（例）岛墨角藻的垂直分布（例）苏格兰Cumbrae岛墨角藻的垂直分布（例）二、沙二、沙 滩滩（一）环境特征（一）环境特征 沙具有退潮后对抗温度、盐度剧烈变化，保持水分，避免阳光直射等特点。沙具有退潮后对抗温度、盐度剧烈变化，保持水分，避免阳光直射等特点。1、粒径大小、粒径大小v小颗粒保水性较好，较易挖掘。细沙比粗沙更适宜栖息。小颗粒保水性较好，较易挖掘。细沙比粗沙更适宜栖息。v颗粒越粗生物越大，细颗粒时以穴居种为主，粗颗粒以游走性颗粒越粗生物越大，细颗粒时以穴居种为主，粗颗粒以游走性 动物为主。动物为主。2、波浪、波浪v冲刷影响地形，对颗粒大小也有筛选作用。冲刷影响地形，对颗粒大小也有筛选作用。v沙沙粒粒在在波波浪浪作作用用下下可可以以移移动动，不不稳稳定定性性，不不利利于于固固着着和和底底上上种种类类生生活活，而而在在底层较多。底层较多。v受遮蔽的沙滩生物也较丰富。受遮蔽的沙滩生物也较丰富。二、沙 滩（一）环境特征 3、含氧量、含氧量 沙沙滩滩沉沉积积物物的的通通气气性性较较泥泥滩滩的的好好，某某些些动动物物构构建建洞洞穴穴与与 栖栖管管可可促促进氧交换。进氧交换。4、沙滩的有机质含量比泥滩低得多、沙滩的有机质含量比泥滩低得多（二）生物组成（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。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、初级生产者及生产力 底底栖栖硅硅藻藻、甲甲藻藻和和蓝蓝绿绿藻藻，初初级级生生产产力力很很低低，消消费费者者主主要要依依赖赖从从周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。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。（一）环境特征（一）环境特征（cont.）3、含氧量（一）环境特征（cont.）包括很多门类的代表，个体长度通常介于包括很多门类的代表，个体长度通常介于0.11.5 mm之间。之间。形形状状变变扁扁或或变变长长呈呈蠕蠕虫虫状状，增增加加表表面面积积以以攀攀附附于于颗颗粒粒上上或或存存活于间隙中，不致因水淹漂浮而被掠食。活于间隙中，不致因水淹漂浮而被掠食。特殊的粘着器官（如钩、爪或上皮腺体）特殊的粘着器官（如钩、爪或上皮腺体）有的种类体内发展出平衡石有的种类体内发展出平衡石强强化化体体壁壁免免受受砂砂粒粒损损伤伤（腹腹毛毛虫虫的的棘棘刺刺和和鳞鳞片片、甲甲壳壳类类外外骨骨骼骼、某些纤毛虫、海蛞蝓钙化的内骨针某些纤毛虫、海蛞蝓钙化的内骨针等）等）2、小型动物（、小型动物（meiofauna）包括很多门类的代表，个体长度通常介于0.11.5 mm之间沙滩的大型动物以多毛类、双壳类沙滩的大型动物以多毛类、双壳类 和甲壳类动物占优势。和甲壳类动物占优势。潮上带主要栖息一些甲壳类动物。潮上带主要栖息一些甲壳类动物。中、低潮区，软体动物中的蛤类常中、低潮区，软体动物中的蛤类常 占优势。占优势。在低潮区，有各种类型的棘皮动物生活，包括海参和海胆等。在低潮区，有各种类型的棘皮动物生活，包括海参和海胆等。多种沙滩中的大型动物多种沙滩中的大型动物3、大型动物、大型动物（macrofauna）沙滩的大型动物以多毛类、双壳类多种沙滩中的大型动物3、大型动沙滩底栖生物组成（例）沙滩底栖生物组成（例）沙滩底栖生物组成（例）第四节第四节 红树林沼泽红树林沼泽 一、什么是红树林一、什么是红树林 v红树泛指一群生长于热带及红树泛指一群生长于热带及 亚热带沿海潮间带泥质湿地亚热带沿海潮间带泥质湿地 的乔木或灌木。的乔木或灌木。v“红树林红树林”这一名词并不是指这一名词并不是指 单单一一的的分分类类类类群群植植物物，而而是是对对一一个个景景观观的的描描述述（红红树树林林沼沼泽泽mangals）。代表一个生境类型。）。代表一个生境类型。v全全球球有有真真红红树树植植物物20 科科27 属属70 种种。我我国国的的红红树树林林分分布布于于海海南南、广广东、广西、福建和台湾等省（区），东、广西、福建和台湾等省（区），12 科科16 属属27种和种和1 个变种。个变种。第四节 红树林沼泽 一、什么是红树林 二、生境特征及红树的适应机制二、生境特征及红树的适应机制（一）生境特征：（一）生境特征：v温度温度：分布中心年平均水温约为分布中心年平均水温约为2427。v底质底质：细质冲积土，细质冲积土，pH值常在值常在5以下。往往在河口附近。以下。往往在河口附近。v地貌地貌：多分布于隐蔽的堆积海岸。多分布于隐蔽的堆积海岸。v盐度盐度：红树生物都不同程度具有耐盐特性；不同种类有相应的分带模式。红树生物都不同程度具有耐盐特性；不同种类有相应的分带模式。v潮汐潮汐：潮汐及潮差决定潮水淹没时间，的强烈作用。这个水交换过程可以潮汐及潮差决定潮水淹没时间，的强烈作用。这个水交换过程可以 输出部分物质（包括有机碎屑、代谢废物），也可输入营养物质。输出部分物质（包括有机碎屑、代谢废物），也可输入营养物质。二、生境特征及红树的适应机制（一）生境特征：v根根系系：环环境境是是细细泥泥、缺缺氧氧，根根分分布布广广而而浅浅，生生有有表表面面根根、支支柱柱根根或或板状根、气生根等，有助于呼吸和抵抗风浪冲击的固着作用。板状根、气生根等，有助于呼吸和抵抗风浪冲击的固着作用。v胎生胎生：种子在母树上即发芽，没有明显的休眠期。种子在母树上即发芽，没有明显的休眠期。v旱旱生生结结构构与与抗抗盐盐适适应应：热热带带海海岸岸云云量量大大、气气温温高高、海海水水盐盐度度也也高高，生理干旱环境。生理干旱环境。n叶片的旱生结构叶片的旱生结构（表皮组织有厚膜且角质化、厚革质）；（表皮组织有厚膜且角质化、厚革质）；n叶片具高渗透压；叶片具高渗透压；n树皮富含丹宁树皮富含丹宁（抗腐蚀性），幼苗表面的单宁可防止动物摄食；（抗腐蚀性），幼苗表面的单宁可防止动物摄食；（二）适应机制（二）适应机制根系：环境是细泥、缺氧，根分布广而浅，生有表面根、支柱根或板v拒盐或泌盐适应拒盐或泌盐适应：通过非代谢超滤作用从盐水中分离出淡水；通通过非代谢超滤作用从盐水中分离出淡水；通过盐腺系统将盐分分泌出叶片表面之外。过盐腺系统将盐分分泌出叶片表面之外。（二）适应机制（二）适应机制（cont.）拒盐或泌盐适应：通过非代谢超滤作用从盐水中分离出淡水；通过盐 不同种类适应盐度不同，在潮间带分布呈与海岸平行的不同种类适应盐度不同，在潮间带分布呈与海岸平行的3个带：个带：（一）低潮积水带：（一）低潮积水带：（二）中潮带：（二）中潮带：（三）高潮带或特大高潮带：（三）高潮带或特大高潮带：从从低低潮潮带带直直至至高高潮潮带带，海海水水影影响响减减弱弱，底底质质盐盐度度减减小小，红红树树种种类因耐盐性差异分布于不同位置，形成一个类因耐盐性差异分布于不同位置，形成一个演替序列演替序列。三、红树林种类的演替特点三、红树林种类的演替特点三、红树林种类的演替特点 I II I II I II(C)(B)(A)1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 1 5 5 5 5 5 5 3 3 3 3 3 3 8 8 8 8 8 8 8 6 6 6 6 14 14 14 17 17 17 17 15 15 16 4 4 4 7 10 10 10 9 9 9 12 13 我国东南部红树林演替（例）我国东南部红树林演替（例）海南清澜港海南清澜港广东雷州半岛广东雷州半岛福建南部沿海福建南部沿海 I II I II I II(C)(B)(A)1 四、红树林群落的生产力与能流特点四、红树林群落的生产力与能流特点 v群落结构群落结构从从总总体体上上看看，红红树树林林生生物物群群落落由由于于生生境境较较为为严严酷酷，生生物物多多样样性性程程度度并并不不很很高高，但有的种类的数量和生物量却很高。但有的种类的数量和生物量却很高。v生产力生产力 红红树树林林沼沼泽泽对对沿沿岸岸水水域域的的净净生生产产输输出出在在350500 gC/（m2a），比比近近岸岸平平均均初初级生产力高。级生产力高。v能流能流碎屑食物链发挥关键作用（图碎屑食物链发挥关键作用（图9.13）四、红树林群落的生产力与能流特点 群落结构