《环境与生物类群》PPT课件.ppt

海洋生态学,沈国英、黄凌风、郭丰、施并章著，第三版，科学出版社,第二章海洋环境与海洋生物生态类群,学习目的：了解世界海洋概况、海洋三大环境梯度、海洋环境分区的划分依据以及海水某些物理特性的生态学意义。掌握海洋浮游生物、游泳生物和底栖生物三大生态类群的特征，了解它们在海洋生态系统中的地位与作用，并对三大功能类群中的主要种类（类别）有初步的认识。,第一节海洋环境,添图片,中国海中国是一个海洋大国，大陆海岸线长达18000公里，所属岛屿面积大于500m2的岛屿有6500个，根据联合国海洋法公约的规定，我国主张管辖300万平方公里的海域。中国海域划分为渤海、黄海、东海、南海。,渤海,半封闭性内海，最大深度为80m，平均深度为18m。流人海内的河流有黄河、海河和滦河等主要河流。海域盐度较低，年平均为30，水温变化较大，夏季为2428，冬季为。辽东半岛南端的老铁山角到山东半岛北端蓬莱角的连线为渤海和黄海的分界线。,黄海,最大深度140m，平均深度为44m。黄海的水温年变化小于渤海，为1524,黄海海水的盐度也比较低，为32。南黄海的地势特点是由于苏北沿岸平原是古黄河下游的三角洲所以水深较浅，海底坡度平缓。,东海,平均水深349m，长江、钱塘江、瓯江、闽江等四大水系是注入东海的主要江河。盐度在34以上,年平均水温2024，年温差79。各种鱼虾繁殖和栖息的良好场所，世界著名的舟山渔场,中国近海海域黄鱼、带鱼的主要作业鱼场。,南海,平均深度1212米，最深处达5559米。表层水温高(2528)，年温差小(34)，盐度35拥有1200多个岛、礁、滩，分为东沙群岛、西沙群岛、中沙群岛、南沙群岛。我国重要渔场和有待开发利用的油气资源的重要基地，在交通和国防上具有重要意义。,海洋三大环境梯度,赤道到两极的纬度梯度从沿岸到开阔大洋的水平梯度从海面到深海海底的深度梯度,辐射强度,Fig.AnnualaveragesolarradiationreachingtheEarthssurface.,海洋环境的划分,海洋环境的水平梯度与深度梯度,海水物理特性的生态学意义,溶解无机和有机物，给浮游生物提供了有利条件。热容量大，导热率低，海洋环境中的温度状况比陆地稳定，有利于水生生物的生长发育。海洋中的光照条件，限制了绿色植物的分布海水的浮力,（一）大陆边缘沉积（陆源沉积）经河流、风、冰川等作用从大陆或邻近岛屿携带入海的陆源碎屑（二）远洋沉积（深海沉积）1红粘土：红色粘土矿物以及火山物质。2钙质软泥：有孔虫类抱球虫和浮游软体动物的翼足类以及异足类的介壳组成，水深不超过4,700m的深海底3硅质软泥：硅藻的细胞壁和放射虫骨针组成，在深度超过4,500m的洋底。,海洋沉积物,第二节海洋生物的生态类群,一、浮游生物（plankton）二、漂浮生物(neuston)三、游泳生物(Necton)四、底栖生物（benthos),“生活型”概念,不同种类的生物生长在相同的生境条件下，形成相同或相似外貌的物种群被归并为同一生活型。生活型是趋同适应的结果。,一、浮游生物（plankton）,概念：浮游生物指在水流运行的作用下，被动地漂浮在水层中的生物群。特点：缺乏发达的运动器官，运动能力弱或完全没有运动能力，过着随波逐流的生活，体型微小。,多种多样适应浮游生活的结构和能力,以小的体积、各种不同体型来增多体阻,多种多样适应浮游生活的结构和能力,图2-2,图2-3,多种多样适应浮游生活的结构和能力,增加体内含水量骨骼质量与成分的改变含空气和油粒产生黏液膜,放射虫,多种多样适应浮游生活的结构和能力,依靠纤毛或鞭毛运动，如原生动物、软体动物和蠕虫类的幼虫等。依靠肌肉收缩运动，如水母类、被囊类。用肢体运动，如枝角类、桡足类、磷虾和糠虾等。,浮游生物在海洋生态系统中的重要性,海洋生产力的基础，也是海洋生态系统能量流动和物质循环的最主要环节。渔业对象。作为判别水团、海流的指示种。对海洋地质及海洋环境的研究具有重要作用。沈国英，海洋生态学P31,微微型picoplankton：2m，聚球菌、原绿球菌微型nanoplankton：220m，细菌、鞭毛虫、藻类（金藻）小型microplankton：20200m，浮游植物（硅藻和甲藻）、枝角类、小型桡足类、轮虫、浮游幼体、原生动物中型mesoplankton：2002,000m，浮游动物大型macroplankton：2,000m20mm水母、栉水母、甲壳类、浮游软体动物巨型megaplankton：20mm,按浮游生物的个体大小可分为,永久性浮游生物（holoplankton）阶段性浮游生物（meroplankton）暂时性浮游生物（tychoplankton）,按浮游生活阶段在生活史中所占时期长短,浮游生物,浮游植物（phytoplankton）浮游动物（zooplankton）,海洋浮游植物的主要类别,原核细胞型生物：蓝藻门(Cyanophyta):多数生活在淡水，海产种类少，束毛藻属赤潮种真核细胞型生物：1.硅藻门(Bacillariophyta)：是最重要的浮游植物，将重点介绍。2.甲藻门(Pyrrophyta)：是很重要的类别，大多数种类是赤潮生物。3.绿藻门(Chlorophyta)：是海水养殖中的重要饵料，如盐藻、扁藻、小球藻。4.金藻门(Chrysophyta)：在海水养殖中也有重要地位，有些种类是良好的饵料。5.黄藻门(Xanthophyta)：大多生活于淡水。6.裸藻门（Euglenophyta：主要为淡水种类7.隐藻门(Cryptophyta)：种类较少8.轮藻门(Charophyta)9.褐藻门（Phaeophyta）:大型10.红藻门(Rhodophyta)：大型,海洋浮游藻类的生态类群,浮游藻类：指漂浮在海水水层中，营浮游生活的藻类，多数为单细胞藻类，个体微小（几到几百微米），但种类多，数量大，包括了海洋藻类的绝大部分，如硅藻、蓝藻、甲藻、绿藻、金藻等，是海洋初级生产力的重要组成部分，被称为海洋牧草。底栖藻类：指生活在光照能到达的浅海底、营固着或附着生活的藻类，大多为肉眼可见的多细胞海藻，主要为红藻、褐藻和绿藻中的大型底栖藻类，其中许多是重要的经济海藻。,硅藻门（Bacillariophyta）,单细胞体或由单细胞组成的链状群体。由上、下两壳互相套合而成（中心硅藻纲壳面呈圆、椭圆、带形或三角形，羽纹硅藻纲壳面细长），大部分硅藻细胞壁上生有构造精细的花纹，具有棘、刺毛、角突等附属物。叶绿素a、c、-胡萝卜素、硅藻素等，藻体呈黄绿色或黄褐色。,已发现12000多种，大部分生活在海洋中，可浮游或附着生活，是海产经济动物及小型浮游动物的主要饵料。常见种类：圆筛藻属、骨条藻属、弯杆藻属、菱形藻属是海水养殖的饵料生物。卵形藻属、弯杆藻属有的种类附着在紫菜上，是养殖的敌害生物。,圆筛藻属：藻体圆盘状，壳面辐射状花纹。世界各海域广泛分布，我国沿海主要浮游硅藻，是小鱼毛虾的重要饵料。,硅藻（海链藻Thalassiosirasp.）赤潮,甲藻门（Pyrrophyta),多数为单细胞鞭毛藻类（又称双鞭甲藻）。含叶绿素a、c、-胡萝卜素和特有的甲藻素和多甲藻素。呈黄褐色、红褐色、蓝绿色或黄绿色，少数无色素。种类多、分布广，绝大多数生活在海洋中。海洋浮游动物重要饵料，某些种类是赤潮的主要生物。常见多甲藻属、角藻属、原甲藻属、裸甲藻属、夜光藻属和膝沟藻属。,夜光藻赤潮,绿藻门（Chlorophyta),多数为单细胞个体或群体，具有鞭毛、假鞭毛或不具鞭毛。含叶绿素a、b（使其呈典型的草绿色）、叶黄素和-胡萝卜素。大部分绿藻生活在淡水中，只有10%种类生活在海洋里。常见多细胞藻类石莼、浒苔、蕨藻可食用，扁藻、小球藻、杜氏藻为海产动物饵料。,金藻门（Chrysophyta),藻体多数为单细胞或群体，少数为丝状体。群体中有的为具鞭毛的游动型，有的为不具鞭毛的球形或不定形群体。有叶绿素a、c、叶黄素、-胡萝卜素、特有的金藻素，呈金黄色或棕色。多数分布在淡水，少数生活在海水中。对温度、水质敏感，在寒冷季节(早春、晚秋）、透明度大、有机质含量低的水体生长旺盛。等鞭金藻、叉鞭金藻为良好饵料。,褐藻门（Phaeophyta）,多细胞体，体型较大，色素有叶绿素a、c、叶黄素、-胡萝卜素及褐藻素。褐藻素含量丰富，呈褐色。绝大多数生活在海洋里，属冷水性种类，少数为暖温带至热带种类（如马尾藻属、昆布属、鹿角菜属、羊栖菜、裙带菜属）常见种类：海带、马尾藻、巨藻，可提取褐藻胶、碘、甘露醇、马尾藻精、氯化钾等，在食品、纺织、橡胶、医药有广泛应用。,红藻门（Rhodophyta),少数是单细胞或群体，多数为多细胞个体。细胞壁藻胶质有琼胶、卡拉胶、海萝胶。色素有叶绿素a、d、叶黄素、胡萝卜素，藻红蛋白和藻蓝蛋白。主要种类：红毛菜、紫菜、江蓠、麒麟菜、石花菜、鹧鸪菜，可作为饵料、食品、医药有广泛应用。,富营养化海域大型海藻生态修复技术1999年以来，欧洲大型海藻计划（EuropeanMacro-algal)，研究海藻在海区富营养化过程中的响应和作用。1993年，瑞典Haglund,Pedersen在鱼类养殖区栽培江蓠，可降低养殖水域N、P浓度。1999年，智利Troell等证实，江蓠与大麻哈鱼共养，可去除可溶性氨的50%95%。我国，根据养殖区现状，探索并实施在海水鱼、贝类养殖区，混、套养大型海藻（龙须菜、条斑紫菜）的技术，利用大型海藻的生物修复功能，改善养殖区的水环境质量，是实现我国海水养殖可持续发展的有效途径。,1.原生动物（protists）：,浮游动物主要类别,有孔虫,放射虫,纤毛虫,鞭毛虫,2浮游甲壳动物（crustaceanplankton）桡足类、磷虾类、端足类、樱虾类、枝角类、介形类、糠虾类、涟虫类、等足类等3水母类和栉水母类4毛颚类：又称箭虫5被囊动物有尾类,桡足类,隶属于节肢动物门，属小型甲壳动物，体长0.33mm,主要分布于海洋，淡水数量较少，是鱼类的天然饵料，但危害鱼、虾、蟹苗，应严格控制。哲水蚤目：完全浮游，中华哲水蚤（鲐鱼饵料）、飞马哲水蚤（水团研究）剑水蚤目：部分浮游，透明温剑水蚤、台湾温剑水蚤，危害鱼苗、鱼卵猛水蚤目：沿岸底栖，美丽猛水蚤,桡足类食性与分布,食性：哲水蚤：滤食型，藻类、细菌、原生动物及有机碎屑剑水蚤：掠食双翅目昆虫（摇蚊类）、寡毛类（水蚯蚓）、枝角类等，杨宇峰等（1996）观察了近邻剑水蚤摄食裸腹蚤过程。猛水蚤：取食水域底部碎屑、动物尸体、原生动物、轮虫等分布：绝大多数生活在海水中，淡水种类少，富营养型水体10100个/L，最高1000个/L，河流等流水水域桡足类非常贫乏。,珠江口浮游桡足类的生态研究（李开枝等，生态学报，2007）,三个区域桡足类平均丰度为：II区（165ind/m3）I区（129ind/m3）III区（62ind/m3）。,3水母类和栉水母类,低等的海洋无脊椎浮游动物，腔肠动物门，世界各地海洋中有超过200种。常见种类：栉水母、海月水母、白色霞水母、海蜇、口冠海蜇、箱水母,北大西洋巴哈马群岛的朝天水母,水母体内的GFP,2008年，三位美国科学家因发现并发展了GFP获得诺贝尔化学奖。在细胞生物学和分子生物学研究中，GFP常作为报道基因和生物探针进行基因监测实验。,1962年，美国科学家从维多利亚多管发光水母中提炼出水母蛋白和绿色荧光蛋白GFP。,全球水母暴发？,1998-2003，黑海、里海外来水母瓣水母大量繁殖，本地鲥鱼、小鲱鱼资源衰退。1993年日本濑户内海水母暴发，渔业产量下降43%。2000年美国佛罗里达州绵延30公里的大群水母袭击游人，海滨浴场关闭。2011年苏格兰、以色列核电站冷却海水入水口大量水母堵塞，关闭核电站，用大型挖掘机清除。,原因：海水酸化？天敌减少？还是周期性变化？,水母与食用,世界上水母类渔产品99.9%出产于东亚和南亚，中国是其中最重要的国家。中国海域可食用水母主要是海蜇、黄斑海蜇、口冠水母、叶腕水母、拟叶腕水母等五种。,5被囊动物有尾类也称尾索动物，成体一般无尾索，但幼体尾部有脊索存在，成体呈囊状，除海鞘纲营底栖生活外，有尾纲、海樽纲营浮游生活。,第二节海洋生物的生态类群,一、浮游生物（plankton）二、漂浮生物(neuston)三、游泳生物(Necton)四、底栖生物（benthos),漂浮生物：特指生活在海水最表层中和表面膜上的一类生物。,僧帽水母,水漂生物：漂浮马尾藻、帆水母、僧帽水母、漂海葵、船卵蚤、蓝壳蜗牛表上漂浮生物：海蝇表下漂浮生物：角水蚤、猛水蚤、明螺、蛹螺、某些硅藻。,具有强有力和非常发达的运动器官的一类大型动物，包括海洋鱼类、哺乳类(鲸、海豚、海豹、海牛)、海蛇、海龟、软体动物中头足类(鱿鱼、乌贼等)和甲壳动物中的虾类、蟹类等。,三、游泳生物,游泳生物的运动方式,整个身体或身体尾部以蛇状弯曲摆动而前进，如鲐鱼、金枪鱼等。以成对的附肢（鳍）的运动而前进，如甲壳类动物。以身体的全部或部分的伸缩作反射运动而促使其前进，如乌贼、章鱼等。,游泳动物的运动速度,速度系数：V/L1/2速度极快的鲨鱼、金枪鱼速度系数为701，快的鲑鱼、鲐鱼为30601，中等的鲱、鳕、鲻鱼为20301，不快的鳊鱼为1020，慢的为510，很慢的翻车鱼5。,鱼类体型划分,鲹型：尾部左右摆动，推进器官主要是尾鳍。鳗型：体型很长，呈蛇形游泳，速度慢。,箱鲀型：身体包被在较坚硬的体壳内，尾柄极短，运动时尾鳍左右摆动很快。,游泳生物的主要类别,1.鱼类圆口纲：属最低等的脊椎动物，如七鳃鳗和盲鳗口部有吸盘，营寄生生活。软骨鱼纲：也称板鳃鱼类，其特征是软骨，无骨鳞，如鲨、鳐和魟，现存大约300种。硬骨鱼纲：硬骨鱼类具有硬骨骼，现存海洋鱼类多属这一纲，约有2万多种。,2其他游泳动物甲壳类、头足类、海洋爬行类、海洋哺乳类,图2-7,游泳动物的洄游（migration）,产卵洄游、索饵洄游、越冬洄游。,图2-8,概念：生活在海洋基底表面或沉积物中的各种生物。可以充分利用水层沉降的有机碎屑，促进营养物质的分解，在海洋生态系统中起重要作用。1底栖植物单细胞底栖藻类、海藻和维管植物,四、底栖生物,2底栖动物,图2-9,图2-10,1底表生活型：生活在海底泥沙或岩礁、珊瑚礁表面上。固着生物：海绵动物、腔肠动物的水螅类、海葵附着生物：贻贝、扇贝、珠母贝匍匐动物：螺类、蠕虫、蟹、海星类、海胆类,根据底栖生物与底质关系划分的生态类群,藤壶,污损生物（foulingorganisms）：也称周丛生物、固着生物或附着生物，附着在船底、浮标和一切人工设施上的生物，如藤壶、牡蛎、贻贝等。,不同基质上的底栖动物,岩石：营固着生活的种类，如贻贝、牡蛎、海绵、珊瑚、海鞘、海藻；螺类、蠕虫、海星、海胆和蟹类岩石裂缝或深沟：滨螺、石鳖、石砌、蟹类及环节动物中的某些种类。沙质：海蚯蚓、磷沙蚕、巢沙蚕等泥质：泥螺、泥虾、泥蟹、滩栖阳遂足、海豆芽、海仙人掌。,2底内生活型：生活于海底泥沙或岩、礁、珊瑚礁中管栖动物：沙蚕生活在“U”形革质管内埋栖动物：软体动物，如蛤、螺钻蚀生物：a凿石类钻蚀生物：海笋b钻木类钻蚀生物：船蛆,管栖动物,身体细长，易于在底质中穿行。,钻蚀动物,WoodthathasbeenboredbyTeredoWorms.,船蛆,3底游生活型:生活于海底具有游泳能力甲壳动物（蟹类、虾类和口足目等）和某些底层鱼类。,1微型底栖生物（microbenthos）：可通过0.05mm筛网的种类，包括细菌、微型藻类（滨海带）、原生动物。2.小型底栖生物（meiobenthos）：可被0.050.5mm筛网截留的种类，通常由少数较大的原生动物（特别是有孔虫）以及线虫、介形类、涡虫类、腹毛类和猛水蚤类组成，也包含有大型底栖动物（如多毛类、双壳类）的幼体。3大型底栖生物（macrobenthos）：不能通过0.5mm筛网的类别。除在滨海带之外，大型底栖生物都是动物。,根据个体大小划分的底栖类群,一、海洋环境海洋三大环境梯度海水物理特性的生态学意义二、海洋生物的生态类群浮游生物（plankton）漂浮生物(neuston)游泳生物(Necton)底栖生物（benthos),提要,