水域生态学概论(新)

1、王王 岩岩 水域生态与鱼类营养实验室水域生态与鱼类营养实验室 AEFN第一章 绪论 （2）1. 生态学的概念、对象和内容2. 生态学发展史3. 水域生态学的概念、对象和内容4. 水域生态学发展史5. 水域生态学研究的发展趋势及部分前沿问题 第二章 水域环境（4）1. 理化环境（2）海洋：大洋 沿岸水体 河口湾内陆水域：湖泊 池塘 河流 湿地2. 生物环境 （2）浮游生物游泳动物底栖动物水生植物周丛生物第三章 水生生物对环境的适应（4）1. 水生生物对环境的适应 温度 盐度 光 溶氧 食物2. 水生生物对环境的主动适应3. 水生生物地理分布 第四章 水生生物种群 （4）1. 种群概念2. 种群特

2、征3. 水生生物种群分布与变动规律 浮游生物 底栖动物 第五章 水生生物群落（4）1. 群落的概念2. 群落特征和群落分析3. 群落的演替 群落格局4. 群落内的种间关系 上行效应与下行效应5. 水生生物群落 第六章 水域生态系统 （8）1. 生态系统概念（2）2. 生态系统组成要素及一般特点3. 生态系统结构：格局与演替（2）3.1 种类结构3.2 营养结构 食物链与食物网3.3 时、空结构4. 生态系统功能：物质循环与能量流动4.1 水域生产力 生产力概念 初级生产力 浮游植物 大型水生植物 次级生产力 浮游动物 底栖动物 游泳动物4.2 能量流动与物质循环（2） 碳循环 氮循环 磷循环

3、微生物环第七章 水域生态系统服务与管理（4）1. 水产养殖（2） 环境容量 可持续的水产养殖模式2. 水域污染与富营养化 污染生态学 水域污染与富营养化概念 水域富营养化评价3. 水域生态系统规划与管理（2） 生态工程 生态工程的概念 生态工程原理 水域富营养化的治理生物操纵第八章 水域生态学研究方法（2）1. 个体生态学2. 种群生态学 3. 生态系统生态学专题（4）1. 鱼类补偿生长2. 环境因素对枝角类摄食、生长、繁殖和代谢的影响3. 鱼类下行效应4. 水产养殖模式优化 AEFN AEFN AEFN AEFNAEFNAEFN AEFN研究研究“动物与其有机和无机环境的关系动物与其有机和无

4、机环境的关系” “生物或生物群体及其环境的关系生物或生物群体及其环境的关系” “生活着的生物及其环境间的关系生活着的生物及其环境间的关系” 的科学的科学 (Ernst Haeckel.,1869)AEFN生态学的概念生态学的概念植物生态学植物生态学 (Animal Ecology)动物生态学动物生态学 (Plant Ecology)微生物生态学微生物生态学(Micro-Ecology) AEFN生态学学科分支生态学学科分支按研究生物对象陆地生态学陆地生态学 (Epeirology )：研究陆地栖息地：研究陆地栖息地陆水生态学陆水生态学(Limnology ) ：研究内陆水域：研究内陆水域海洋生

5、态学海洋生态学(Oceanology )：研究海洋：研究海洋 AEFN生态学学科分支生态学学科分支按研究理化环境陆地生态学陆地生态学 (Terrestrial Ecology) 草原生态学草原生态学 (Grassland Ecology) 森林生态学森林生态学 (Forest Ecology) 荒漠生态学荒漠生态学 (Desert Ecology) 湿地生态学湿地生态学(Wetland Ecology)水域生态学水域生态学 (Aquatic Ecology) 淡水生态学淡水生态学(Freshwater Ecology) 海洋生态学海洋生态学(Marine Ecology) AEFN |个体生态

6、学个体生态学(Autecology)|群体生态学群体生态学 (Synecology) 种群生态学种群生态学(Population) 群落生态学群落生态学(Community) 生态系统生态学生态系统生态学(Ecosystem) AEFN生态学学科分支生态学学科分支按研究组织层次能量生态学能量生态学进化生态学进化生态学数学生态学数学生态学分子生态学分子生态学化学生态学化学生态学行为生态学行为生态学古生态学（古生态学（Paleoecology）景观生态学景观生态学 AEFN生态学学科分支生态学学科分支按学科交叉|普通生态学普通生态学(General Ecology) 实验生态学实验生态学 理论生态

7、学理论生态学|应用生态学应用生态学(Applied Ecology) AEFN生态学学科分支生态学学科分支按研究目的和手段农业生态学农业生态学森林生态学森林生态学草地生态学草地生态学渔业生态学渔业生态学 (Fisheries Ecology)污染生态学污染生态学 (Pollution Ecology) 保护生物（生态）学保护生物（生态）学 (Conversation Biology)生态工程学生态工程学经济生态学经济生态学人类生态学人类生态学资源生态学资源生态学城市生态学城市生态学辐射生态学辐射生态学 AEFN应用生态学分支应用生态学分支公元公元15世纪至世纪至20世纪世纪40年代年代vBoy

8、le (1627-1691)：低气压对动物效应的研究：低气压对动物效应的研究动物生理生态学开始动物生理生态学开始vReaumur (1757-1863)：积温与昆虫发育：积温与昆虫发育vBuffon (1707-1788)：生物种的可变性及生物数量动态概念：生物种的可变性及生物数量动态概念vHumboldt (1769-1859)：结合气候与地理因素影响描述物种分布规律：结合气候与地理因素影响描述物种分布规律vHumboldt (1807)： 提出提出“植物群落和外貌植物群落和外貌”等概念等概念vMalthus (1766-1834)：生物学应用统计学。：生物学应用统计学。vGasparin(

9、1844)：确定：确定5oC为植物发育的起点温度为植物发育的起点温度vLillie and Knowton (1897) ：绘制动物的温度发育曲线：绘制动物的温度发育曲线vLiebig ( 1840)：营养最小率：营养最小率vSchroter (1896):提出个体生态学和群体生态学概念提出个体生态学和群体生态学概念 AEFN生态学研究简史生态学研究简史-120世纪世纪50年代前年代前vClements (1916) ：顶级群落：顶级群落(Climax)、演替动态、演替动态vElton（1927）：生态位）：生态位vHutchinson （1957）:多维生态位的概念多维生态位的概念vHard

10、in( 1960)：竞争排斥，或称：竞争排斥，或称Gause 原理原理vChapman(1928)：生物潜能：生物潜能vShelford (1936) ：生物群落：生物群落(Biome) vTansley ( 1935) ：生态系统的概念。：生态系统的概念。vLindeman (1942) ：生态系统物质生产率的渐减法则（：生态系统物质生产率的渐减法则（10%定律）。定律）。20世纪世纪50年代后，种群生态学进一步发展。年代后，种群生态学进一步发展。20世纪世纪70年代后，群落生态学和生态系统生态学成为研究的焦点。年代后，群落生态学和生态系统生态学成为研究的焦点。20世纪末，分子生态学研究兴起

11、。世纪末，分子生态学研究兴起。 AEFN生态学研究简史生态学研究简史-2生态学的发展趋势：生态学的发展趋势：（1）越来越关注大尺度的生态变化：个体生态学）越来越关注大尺度的生态变化：个体生态学-种群生态学种群生态学-群落生态群落生态学学-生态系统生态学生态系统生态学-景观生态学景观生态学-全球生态学（遥感技术，自动监测全球生态学（遥感技术，自动监测系统、数学模型方法为增加生态学研究尺度提供了可能性）。系统、数学模型方法为增加生态学研究尺度提供了可能性）。（2）更注重生态学机制和过程，从微观的角度解释生态现象，由于分子）更注重生态学机制和过程，从微观的角度解释生态现象，由于分子生物学技术的发展和

12、渗透，产生了分子生态学（进化生物学、生态生物学技术的发展和渗透，产生了分子生态学（进化生物学、生态毒理学）毒理学） 。 关注的问题：生物多样性；生态系统的持续性；全球变化（臭氧层变化）关注的问题：生物多样性；生态系统的持续性；全球变化（臭氧层变化） （中国国家自然科学基金委员会，（中国国家自然科学基金委员会， 1997a）生态学与其它学科如系统理论，生态学与其它学科如系统理论， 社会科学特别是经济学的交叉和渗透社会科学特别是经济学的交叉和渗透 （李博，（李博，1993） AEFN生态学研究简史生态学研究简史-3|国际生物学规划（国际生物学规划（IBP）（）（1969-1974）|人与生物圈规划

13、（人与生物圈规划（MAB）（）（1971-）|国际地圈生物圈计划（国际地圈生物圈计划（IGBP）：）：1986年确立，已经确定了年确立，已经确定了8个核个核心计划和心计划和3个支撑计划个支撑计划|国际气候研究计划（国际气候研究计划（WCRP）：）：1980年开始实施，包括年开始实施，包括6个子计个子计划划|国际地质相关计划（国际地质相关计划（IGCP）|国际水文计划（国际水文计划（IHP）|全球环境变化的人文因素计划（全球环境变化的人文因素计划（IHDP）|生物多样性计划（生物多样性计划（Diversities）：）：1991年发起，年发起，1996年进入第年进入第2期。期。 AEFN国际生态

14、学研究计划国际生态学研究计划|国际全球大气化学计划（国际全球大气化学计划（IGAC）|全球海洋通量研究（全球海洋通量研究（JGOFS）（）（1990年年3月开始实施）月开始实施）|过去的全球变化（过去的全球变化（PAGES）|全球变化与陆地生态系统（全球变化与陆地生态系统（GCTE）|水循环的生物学方面（水循环的生物学方面（BAHC）|海岸带陆海相互作用（海岸带陆海相互作用（LOICZ）|全球海洋生态系统动力学（全球海洋生态系统动力学（GLOBEC）（）（1995）|土地利用与土地覆盖变化计划（土地利用与土地覆盖变化计划（LUCC）|全球分析、解释与建摸（全球分析、解释与建摸（GAIM）|数据

15、与信息系统（数据与信息系统（IGBP-DIS）|全球变化的分析、研究和培训系统（全球变化的分析、研究和培训系统（START）|全球变化与山地系统（全球变化与山地系统（Global changes and mountain regions）：在）：在IGBP的多个核心计划基础上，由的多个核心计划基础上，由IHDP发起，发起，BAHG、GCTE、PAGEES和和LUCC与与1999年年5月提出。月提出。 AEFN国际地圈生物圈计划（国际地圈生物圈计划（IGBP） 1980年开始实施，包括年开始实施，包括6个子计划个子计划|热带海洋与全球大气计划（热带海洋与全球大气计划（TOGA）|世界大洋环流实验

16、（世界大洋环流实验（WOCE）|全球能量与水循环实验（全球能量与水循环实验（GEWEX）|平流层过程及其在气候中的作用（平流层过程及其在气候中的作用（SPARC）|北极气候及其系统科学（北极气候及其系统科学（ACSYS）|气候变率及其可预报性计划（气候变率及其可预报性计划（CLIVAR） AEFN国际气候研究计划（国际气候研究计划（WCRP） AEFN概念：研究海洋、湖泊、河流、水库、池塘等天然或人工水域生态概念：研究海洋、湖泊、河流、水库、池塘等天然或人工水域生态系统的生态学现象和过程，揭示水域生态系统存在和发展一般规律系统的生态学现象和过程，揭示水域生态系统存在和发展一般规律的生态学分支学

17、科。的生态学分支学科。内容：不同尺度水域生态系统的生态格局、演替以及与水域生态系内容：不同尺度水域生态系统的生态格局、演替以及与水域生态系统演替过程中的能量流动和物质循环统演替过程中的能量流动和物质循环;水域生态系统动力学水域生态系统动力学;人类人类活动对水域生态系统的影响。活动对水域生态系统的影响。目的：为人类合理利用水资源目的：为人类合理利用水资源,预见和控制水域生态系统演替方向预见和控制水域生态系统演替方向与进程提供理论依据。与进程提供理论依据。王岩，王岩，2000水域生态学水域生态学 AEFN湖沼学湖沼学( Limnology ) 海洋生态学海洋生态学( Oceanology ) 水域

18、生态学分支水域生态学分支 AEFN淡水生态学（淡水生态学（Freshwater ecology） 河流生态学河流生态学 湖泊生态学湖泊生态学 池塘生态学池塘生态学海洋生态学（海洋生态学（Marine ecology） 沿岸带生态学（沿岸带生态学（Coastal waters Ecology) 大洋生态学大洋生态学 河口湾生态学（河口湾生态学（Estuary ecology ） 应用生态学：应用生态学： 渔业生态学渔业生态学 水产养殖生态学水产养殖生态学 AEFN|18世纪初，开始进行海洋生物调查世纪初，开始进行海洋生物调查|Forbs用低拖网采集并观察底栖动物，提出海洋生物垂直分布的分带用低拖

19、网采集并观察底栖动物，提出海洋生物垂直分布的分带现象：潮间带；昆布带；珊瑚藻带；深海珊瑚带现象：潮间带；昆布带；珊瑚藻带；深海珊瑚带|19世纪后期，大洋调查，世纪后期，大洋调查，Hensen （1887）浮游生物；）浮游生物；Haeckel（1891）底栖生物和游泳生物底栖生物和游泳生物|20世纪世纪50年代前，在定性研究基础上开展定量调查，研究浮游生物和年代前，在定性研究基础上开展定量调查，研究浮游生物和底栖生物的数量分布、群落组成及其与环境的关系底栖生物的数量分布、群落组成及其与环境的关系|20世纪世纪50年代后，年代后， Nielsen （1952）用）用C14方法直接测定碳同化，全球方

20、法直接测定碳同化，全球海洋生物生产力（海洋生物生产力（IBP）研究，不同类型海洋生态系统能量流动特征）研究，不同类型海洋生态系统能量流动特征的研究，海洋生物个体生态学的研究的研究，海洋生物个体生态学的研究|20世纪世纪80年代后，对海洋生态系统物质循环中微生物食物环的研究，年代后，对海洋生态系统物质循环中微生物食物环的研究，海洋微型和超微浮游生物的研究海洋微型和超微浮游生物的研究|21世纪，海洋生态学与全球变化的研究世纪，海洋生态学与全球变化的研究海洋生态学研究简史海洋生态学研究简史 AEFN|17世纪，特别是世纪，特别是18世纪开始研究水生生物及其摄食习性、在水中的分世纪开始研究水生生物及其

21、摄食习性、在水中的分布和行为等，但未涉及到生物与自然环境的关系，这些研究被看作是布和行为等，但未涉及到生物与自然环境的关系，这些研究被看作是水生生物学而不是湖沼学。水生生物学而不是湖沼学。Junge（1885）和）和Forbes（1887）首次将）首次将自然水体做为一个微宇宙标志着自然水体做为一个微宇宙标志着Limnology 开始。开始。|Naumann (1917)首先考虑到湖泊水柱内的生物学关系，特别是浮游植首先考虑到湖泊水柱内的生物学关系，特别是浮游植物生产力，并根据特定的沉积物特征（有机质含量）对湖泊类型进行物生产力，并根据特定的沉积物特征（有机质含量）对湖泊类型进行分类。分类。|在

22、在1922年举行的国际理论和应用湖沼学学会成立大会上，流水水体被年举行的国际理论和应用湖沼学学会成立大会上，流水水体被纳入到湖沼学领域中，从此湖沼学成为研究内陆水体的科学（纳入到湖沼学领域中，从此湖沼学成为研究内陆水体的科学（Rodhe，1974）。）。|Gaarder和和Gran（1927）首次采用黑白瓶法（或）首次采用黑白瓶法（或Gran方法）测定天方法）测定天然水体初级生产力；然水体初级生产力； Lindeman（ 1946 ）提出了营养传递的概念）提出了营养传递的概念|对天然水体内物质平衡的详细深入的研究是从淡水生物学到湖沼学转对天然水体内物质平衡的详细深入的研究是从淡水生物学到湖沼学

23、转变的特征。变的特征。 （Schwoerbel，1987） 淡水生态学研究简史淡水生态学研究简史 AEFN|1958-1961 全国海洋普查全国海洋普查|鲐鱼、大黄鱼、小黄鱼、带鱼、对虾、中国毛虾等重鲐鱼、大黄鱼、小黄鱼、带鱼、对虾、中国毛虾等重要经济种类的种群生态学研究要经济种类的种群生态学研究|20世纪世纪80年代，年代， 全国海岸带及滩涂资源综合调查全国海岸带及滩涂资源综合调查（1981-1988），全国海岛调查（），全国海岛调查（ 1989-1991 ），黑潮），黑潮考察考察|20世纪世纪90年代后：南沙考察；三峡工程对长江口生态年代后：南沙考察；三峡工程对长江口生态系统的影响；极地（

24、南极和北极）生态学研究；渤海系统的影响；极地（南极和北极）生态学研究；渤海和黄东海生态系统动力学研究；赤潮研究和黄东海生态系统动力学研究；赤潮研究|大亚湾核电站零点生态调查和胶洲湾生态学研究大亚湾核电站零点生态调查和胶洲湾生态学研究|东海碳通量的研究东海碳通量的研究我国水域生态学研究状况我国水域生态学研究状况海洋生态学 AEFN|20世纪世纪50-60年代，几种经济鱼类（四大家鱼）的个年代，几种经济鱼类（四大家鱼）的个体生态和繁殖生理体生态和繁殖生理|长江中下游三省大规模湖泊调查长江中下游三省大规模湖泊调查|1979-1984，黑龙江、黄河、珠江和长江水系的渔业，黑龙江、黄河、珠江和长江水系的

25、渔业资源调查资源调查|东湖生态学研究东湖生态学研究|中国淡水鱼池生态学研究中国淡水鱼池生态学研究我国水域生态学研究状况我国水域生态学研究状况淡水生态学 AEFN|大连水产学院（大连）大连水产学院（大连）|中国国家海洋局海洋环保所（大连）中国国家海洋局海洋环保所（大连）|中国科学院海洋研究所（青岛）中国科学院海洋研究所（青岛）|中国国家海洋局第一海洋研究所中国国家海洋局第一海洋研究所( (青岛青岛) )|中国水产科学院黄海水产研究所中国水产科学院黄海水产研究所( (青岛青岛) )|中国海洋大学中国海洋大学( (青岛青岛) )|中国水产科学院东海水产研究所（上海）中国水产科学院东海水产研究所（上海

26、）|华东师范大学（上海）华东师范大学（上海）|上海水产大学（上海）上海水产大学（上海）|中国国家海洋局第二海洋研究所（杭州）中国国家海洋局第二海洋研究所（杭州）|宁波大学（宁波）宁波大学（宁波）|中国国家海洋局第三海洋研究所（厦门）中国国家海洋局第三海洋研究所（厦门）|厦门大学（厦门）厦门大学（厦门）|中国科学院南海海洋研究所（广州）中国科学院南海海洋研究所（广州）|中国水产科学院南海水产研究所（广州）中国水产科学院南海水产研究所（广州）|暨南大学（广州）暨南大学（广州）|湛江海洋大学湛江海洋大学 （湛江）（湛江）|海南大学（海口）海南大学（海口）我国海洋生态学主要科研单位我国海洋生态学主要科

27、研单位 AEFN|中国水产科学院黑龙江水产研究所（哈尔滨）中国水产科学院黑龙江水产研究所（哈尔滨）|大连水产学院（大连）大连水产学院（大连）|中国海洋大学中国海洋大学(青岛青岛)|中国科学院动物研究所（北京）中国科学院动物研究所（北京）|中国科学院水生生物研究所（武汉）中国科学院水生生物研究所（武汉）|武汉大学（武汉）武汉大学（武汉）|华中农业大学（武汉）华中农业大学（武汉）|中国水产科学院无锡淡水渔业中心（无锡）中国水产科学院无锡淡水渔业中心（无锡）|上海水产大学（上海）上海水产大学（上海）|中国科学院湖泊地理研究所（南京）中国科学院湖泊地理研究所（南京）|南京大学（南京）南京大学（南京）|

28、中国水产科学院长江水产研究所（沙市）中国水产科学院长江水产研究所（沙市）|中国水产科学院珠江水产研究所（广州）中国水产科学院珠江水产研究所（广州）我国淡水生态学主要科研单位我国淡水生态学主要科研单位 AEFN|东湖生态系统试验站：东湖生态系统试验站：中国科学院水生生中国科学院水生生物研究所物研究所|太湖生态系统试验站：太湖生态系统试验站：中国科学院湖泊地中国科学院湖泊地理研究所理研究所|胶洲湾海洋生态试验站：胶洲湾海洋生态试验站：中国科学院海洋中国科学院海洋研究所研究所|大亚湾海洋生态系统试验站：大亚湾海洋生态系统试验站：中国科学院中国科学院南海海洋研究所南海海洋研究所中国生态系统网络中国生态系统网络 AEFN|Nature|Science|Ecology |Journal of Ecology|The Journal of Animal Ecology|The Journal of Applied Ecology|Ecological Monographs|Ecological Reviews|Limnology and Oceanography*|Journal of Experiment