海洋生态学 第10章 海岸带与浅海生态系统(II)

1、第十章第十章 海岸带与浅海生态系统（二）海岸带与浅海生态系统（二）学习目的学习目的：u了解沿岸、浅海区生态系统的一般特征；了解沿岸、浅海区生态系统的一般特征；u掌握珊瑚礁、大型海藻场海草场、沿岸上升流区掌握珊瑚礁、大型海藻场海草场、沿岸上升流区以及大洋区生态系统的环境、生物群落和能流、以及大洋区生态系统的环境、生物群落和能流、物流基本特征；物流基本特征；第一节第一节 珊珊 瑚瑚 礁礁 图10-19一、珊瑚的构造一、珊瑚的构造 珊瑚虫为腔肠动物，与虫黄藻共生，多数具有碳酸钙的骨架。 深水珊瑚没有虫黄藻。二、珊瑚礁的形成二、珊瑚礁的形成珊瑚虫分泌碳酸钙构成珊瑚礁骨架，通过堆积、填充、胶结各种生物碎

2、屑，长期积累而形成。三、造礁珊瑚生长环境：三、造礁珊瑚生长环境：温度温度：要求温度在：要求温度在20以上，年平均水温以上，年平均水温25左左 右，比右，比红树林要求更高。红树林要求更高。光照光照：只有充足的光线才能使共生藻类顺利进行光合作：只有充足的光线才能使共生藻类顺利进行光合作用以及促使碳酸钙沉淀。用以及促使碳酸钙沉淀。盐度盐度：真正海洋种类，狭盐，：真正海洋种类，狭盐，3235，低于，低于20超过超过1天即天即死亡。死亡。 水质水质：要求水质清洁、水流畅通、沉积物少，浑浊会影：要求水质清洁、水流畅通、沉积物少，浑浊会影响光合作用和窒息。河口区一般不出现。靠海一侧有波响光合作用和窒息。河口

3、区一般不出现。靠海一侧有波浪冲刷，生长较好。浪冲刷，生长较好。 基底基底：要求附着在岩石的基底上。：要求附着在岩石的基底上。四、四、珊瑚礁的类型和环礁的形成珊瑚礁的类型和环礁的形成 图10-20 示珊瑚礁的类型五、珊瑚五、珊瑚藻类共生关系及其意义藻类共生关系及其意义 珊瑚礁生物群落是一个稳定的、种类繁多的、适珊瑚礁生物群落是一个稳定的、种类繁多的、适应性良好的生物群落，它具有十分融洽的内部共应性良好的生物群落，它具有十分融洽的内部共生关系。生关系。 1对动物能量需求的意义对动物能量需求的意义p 珊瑚虫靠触手捕食往往不能满足其能量需要，应珊瑚虫靠触手捕食往往不能满足其能量需要，应用示踪方法用示踪

4、方法 和电镜观察已经证明，共生藻类和电镜观察已经证明，共生藻类（虫黄藻）光合作用产生的有机物质可以直接转（虫黄藻）光合作用产生的有机物质可以直接转移到动物组织中，提供能量。移到动物组织中，提供能量。p14C示踪，示踪，50%初级产物在初级产物在24小时内以类脂、蛋白小时内以类脂、蛋白质形式进入珊瑚虫。质形式进入珊瑚虫。 p 珊瑚虫体内最终来源于光合作用的能量比例可达珊瑚虫体内最终来源于光合作用的能量比例可达5090%。 2补充植物营养物质的意义补充植物营养物质的意义 珊瑚虫代谢产物可直接被藻类利用。而且珊瑚虫捕食一部珊瑚虫代谢产物可直接被藻类利用。而且珊瑚虫捕食一部分小动物及悬浮颗粒，从而是获

5、得珊瑚和藻类都需要的稀分小动物及悬浮颗粒，从而是获得珊瑚和藻类都需要的稀有物质（如磷）的途径。这些营养物质在群落的植物和动有物质（如磷）的途径。这些营养物质在群落的植物和动物成分之间不断进行再循环，这种有效的再利用意味着尽物成分之间不断进行再循环，这种有效的再利用意味着尽管周围水中的营养盐浓度很低，仍能保持高度的生产力。管周围水中的营养盐浓度很低，仍能保持高度的生产力。 3对碳酸钙沉积的意义对碳酸钙沉积的意义 藻类光合作用吸收藻类光合作用吸收CO2，可明显促进碳酸钙生成。可明显促进碳酸钙生成。Ca2+HCO3- Ca（HCO3）2 CaCO3+ H2CO3 4、植物光合作用产生的、植物光合作用

6、产生的O2可供动物呼吸需要。可供动物呼吸需要。 六、珊瑚礁生物群落多样性六、珊瑚礁生物群落多样性 珊瑚礁生物群落是珊瑚礁生物群落是“所有生物群落当中最富有生物生产力的、所有生物群落当中最富有生物生产力的、分类上种类繁多的、美学上驰名于世的群落之一。分类上种类繁多的、美学上驰名于世的群落之一。” 珊瑚虫是构成珊瑚礁的基本结构的主要生物。印度珊瑚虫是构成珊瑚礁的基本结构的主要生物。印度太平洋区太平洋区系共有造礁珊瑚系共有造礁珊瑚500种以上（其中大堡礁就有种以上（其中大堡礁就有350种左右）。种左右）。 在珊瑚礁生活的生物种类繁多，几乎所有海洋生物的门类都有在珊瑚礁生活的生物种类繁多，几乎所有海洋

7、生物的门类都有代表生活在礁中各种复杂的栖息空间。代表生活在礁中各种复杂的栖息空间。被誉为蓝色沙漠中的绿洲，海洋中的热带雨林，成为无数海洋被誉为蓝色沙漠中的绿洲，海洋中的热带雨林，成为无数海洋生物理想的栖息场所，其中已经记录世界海洋生物种类高达近生物理想的栖息场所，其中已经记录世界海洋生物种类高达近十万种，占已记录的世界海洋生物种类的一半以上。在一个珊十万种，占已记录的世界海洋生物种类的一半以上。在一个珊瑚礁区共同生活的鱼类种数可高达瑚礁区共同生活的鱼类种数可高达3000种。珊瑚礁区鱼类的密种。珊瑚礁区鱼类的密度大于大洋平均数的度大于大洋平均数的100倍。倍。七、生产力与能流特点七、生产力与能流

8、特点 q 外海外海0.10.35；海草；海草11.0；蔗园；蔗园19.0；麦田；麦田5.0；珊瑚礁；珊瑚礁5.010.0（gC/m2d） q 珊瑚礁初级生产力范围为珊瑚礁初级生产力范围为1,5005,000 gC /（m2a），），这个数字这个数字表明它是代表自然生态系统的最高初级生产力水平。表明它是代表自然生态系统的最高初级生产力水平。 q 营养盐供应主要是依靠系统内的高效再循环机制营养盐供应主要是依靠系统内的高效再循环机制 q 初级生产者的的呼吸消耗占总初级生产的比例很高，因此净初初级生产者的的呼吸消耗占总初级生产的比例很高，因此净初级生产力就比预料的低，人类可持续利用量并不高。级生产力就

9、比预料的低，人类可持续利用量并不高。六、保护珊瑚礁的迫切性六、保护珊瑚礁的迫切性q 珊瑚礁为世界各地沿海地区的居民提供海洋水产品、海洋新药珊瑚礁为世界各地沿海地区的居民提供海洋水产品、海洋新药材、旅游休闲收益、抗御风浪侵袭的海岸防护，成为地方和国材、旅游休闲收益、抗御风浪侵袭的海岸防护，成为地方和国家经济的重要财富。家经济的重要财富。 目前全球珊瑚礁已受到严重破坏：目前全球珊瑚礁已受到严重破坏： 采挖礁块烧制石灰采挖礁块烧制石灰 采珊瑚、贝类以制造工艺品采珊瑚、贝类以制造工艺品 大量捕捞生物资源大量捕捞生物资源 全球气候变暖引起珊瑚全球气候变暖引起珊瑚“白化白化” 污染污染 据全球珊瑚礁监测网

10、络提交的据全球珊瑚礁监测网络提交的2000年度报告表明：到年度报告表明：到2000年年底，全球总共损失珊瑚礁底，全球总共损失珊瑚礁27%，如果再不采取紧急保护措施，如果再不采取紧急保护措施，预计在未来的预计在未来的2至至10年和未来的年和未来的10至至30年里，世界上的珊瑚礁年里，世界上的珊瑚礁将分别损失将分别损失24%和和30%，到，到2030年，目前全球近年，目前全球近90%的珊瑚礁的珊瑚礁将消失，届时后果将不堪设想。将消失，届时后果将不堪设想。图10-21 示白化珊瑚一、海藻场一、海藻场 （一）海藻场的生境特征和分布（一）海藻场的生境特征和分布 冷温带的潮下带冷温带的潮下带硬质底硬质底上

11、生长着大型褐藻类植物。上生长着大型褐藻类植物。1底质底质 硬质底部硬质底部 2光线光线 清澈海区，藻场可延伸至清澈海区，藻场可延伸至2030 m深处。深处。3温度温度 仅分布在冷水区，暖温带和热带海区则不出现仅分布在冷水区，暖温带和热带海区则不出现 大型藻场。大型藻场。 （二）大型海藻植物的基本形态结构（二）大型海藻植物的基本形态结构 第二节第二节 海藻场和海草场海藻场和海草场 浮囊 藻柄 叶片 附着器 示一种海藻植物体的结构 图10-8 示大型海藻场（三）生物群落及其关键种（三）生物群落及其关键种 巨藻丛形成一复杂、特殊的三维地形，提供藻场生物巨藻丛形成一复杂、特殊的三维地形，提供藻场生物群

12、落的群落的“框架框架”，其巨大的叶片表面，为很多附着植，其巨大的叶片表面，为很多附着植物和动物提供生活空间，如叶片附生大量小型藻类、物和动物提供生活空间，如叶片附生大量小型藻类、原生动物和无脊椎动物等，是原生动物和无脊椎动物等，是海洋中的森林海洋中的森林。 海藻海藻海胆海胆海獭（龙虾）海獭（龙虾）（四）生产力和营养关系（四）生产力和营养关系 大型海藻是海洋中生长最快的大型植物，在温度和光照大型海藻是海洋中生长最快的大型植物，在温度和光照适宜的夏季，每日达到适宜的夏季，每日达到50-60cm的生长速度。的生长速度。 初级生产力大约介于初级生产力大约介于600 至至3,000 gC /（m2a）之

13、间。之间。 据估计只有据估计只有30的初级产量是通过直接摄食进入食物网，的初级产量是通过直接摄食进入食物网，其余其余70是通过碎屑或溶解有机质进入食物链的。是通过碎屑或溶解有机质进入食物链的。 大型海藻场的食物链以碎屑食物链为主。大型海藻场的食物链以碎屑食物链为主。一、海草场一、海草场 （一）什么是海草（一）什么是海草 海草：生长于近岸浅水区海草：生长于近岸浅水区软质底软质底上的海洋被子植物。海上的海洋被子植物。海草的地下部分是网状的跟及根茎系统，根茎水平伸展连接各草的地下部分是网状的跟及根茎系统，根茎水平伸展连接各个植株。个植株。（二）海草的分布（二）海草的分布除南极外，海草在全球沿海地区均

14、有分布，面积占全球海洋面积的0.1%-0.2%。海草主要生活在盐沼向海一侧的潮间带和潮下带，除高纬度地区外，接近潮下带的区域最为茂盛。水体较为混浊的温带地区，海草场的分布比热带和地中海区域要浅。多数海草拥有较大幅度的耐盐能力，全海水区域及河口区均能生存。（三）生物群落及生产力（三）生物群落及生产力 海草场是一个高生产力系统，其生态系统拥有较多物种：浮游植物、原生动物、线虫、水螅、螃蟹、鱼类等数十种生物均栖息其中。 海草场是众多生物的栖息地，是鱼类重要的繁殖场。海草场起到固定海底软质基地、抵御风浪对浅海海底的侵蚀，保护海岸；具有高效吸收利用浅海营养盐，减轻富营养化的作用。 海草生物量随纬度变化：

15、温带海区为500g干重/平米，热带海区为800-1000g干重/平米。 生产力也随纬度变化。 小部分生产力进入牧食食物链“海草海胆/海龟/海牛”，大部分生产力进入碎屑食物链。第三节第三节 近岸上升流区近岸上升流区 一、上升流及上升流区生态特征概述一、上升流及上升流区生态特征概述 上升流（上升流（upwelling）是深层海水涌升到表层的过程是深层海水涌升到表层的过程 分布：近岸上升流和大洋上升流分布：近岸上升流和大洋上升流 成因：风、流；地形成因：风、流；地形 时间：季节性（风生）和常年（地形）时间：季节性（风生）和常年（地形） （一）上升流区的理化环境特征：两高两低（一）上升流区的理化环境特征：两高两低 1低温低温 2低溶氧低溶氧 3高营养盐高营养盐 4高盐度、高密度高盐度、高密度。 以上是确定上升流的存在与范围变化的重要依据以上是确定上升流的存在与范围变化的重要依据 （二）上升流区生物的生态学特征（二）上升流区