海洋生态学复习资料

生物入侵:称生态入侵，生物污染，是指由人类活动有意或无意引入历史上该区域尚未出现过的物种,从而可能造成入侵生物群落结构与生态功能的巨大变化。再生生产力和新生产力:在真光层中再循环的N为再生N主要是（NH4+）氨氮,由真光层之外提供的N为新N主要是（NO3-）硝酸氮，由再生N源支持的那部分初级生产力称为再生生产力，由新N源支持的那部分初级生产力称为新生产力。赤潮:是海洋中某些微小的浮游生物在一定条件下暴发性增殖而引起海水变色的一种有害的生态异常现象。赤潮生物的习性:垂直移动和聚集赤潮的危害：①赤潮生物大量繁殖，覆盖海面或附着在鱼、贝类的鳃上，使它们的呼吸器官难以正常发挥作用而造成呼吸困难甚至死亡；赤潮生物在生长繁殖的代谢过程和死亡细胞被微生物分解的过程中大量消耗海水中的溶解氧，使得海水严重缺氧，鱼、贝类等海洋动物因缺氧而窒息死亡；有些赤潮生物体内及其代谢产物含有生物毒素，引起鱼、贝中毒或死亡。如链状漆沟藻产生的石房蛤毒素就是一种剧毒的神经毒素；居民通过摄食中毒的鱼、贝类而产生中毒。赤潮发生的原因:1.水体富营养化；2促进赤潮生物生长的有机物；3微量金属元素；4温度和盐度。优势种:是具有控制群落和反映群落特征的种类，因此优势种是数量或生微量所占比例最多的种。关键种:群落中对决定其他大多数种类在群落中持续生存的能力具有关键性的作用的种类。食腐生物:以落入土壤或水域的枯枝落叶、动物遗体或粪便为食的生物。原生动物:是一类最小的、具有重要生态学意义的单细胞浮游动物，包括鞭毛类、有孔虫类和纤毛类原生动物。海洋主要生态系统类型:①沿岸、浅海生态系统②沿岸潮间带和大型海藻场③沙滩④河口、盐沼和海草场⑤红树林沼泽⑥珊瑚礁⑦近岸上升流区⑧深海区⑨热液口区和冷渗口区藻类藻类间的共生关系:典型例子:蓝藻与某些硅藻的共生，如念珠藻科的胞内植生藻与硅藻类的根管藻和梯形藻共生。大部分蓝藻是生活在热带、亚热带海区，由于它有固氮作用，增加了硅藻的营养盐供应，从而促使生活在氮源经常贫乏的热带海区的硅藻大量繁殖，有时甚至可形成水华。Haeckel于1869年首先提出''生态学（ecology）"一词。Odum在1971年用组织层次或称为、、生物学谱”的概念来表示生态学的研究对象。Forbs被称为海洋生态学的奠基人。Tansley于1935年首先提出生态系统的概念，强调系统中生物和非生物组分在结构上和功能上的统一。真光层:也称透光层，仅占海洋上方的一薄层。有足够的光可供该层植物进行光合作用，其光合作用的量超过植物的呼吸消耗。透光层在不同海区是不一样的，在清澈大洋区，其深度可超过150m，而在沿岸区可减少到20m甚至更少。海洋中藻类光合作用速率与光照强度的关系:在低光照条件下，光合作用速率与光强成正比关系。随着光强的继续增加，光合作用速率逐渐达到最大值，这种光强称饱和光强，用表示，即光合作用速率不再随光强增加而上升。如果光强继续增加，光合作用会因2光照过度而受到抑制，光合作用速率将下降。根据这种关系，可将藻类分两种类型:适阴型藻类和适阳型藻类。几种藻类光饱和值（）的比较:甲藻〉硅藻〉绿藻浮游植物的光饱和值还与纬度和季节两方面有关系。通常是从热带海域向高纬度递减，季节上无规律。温度对海洋生物分布的影响：按生物对分布区水温的适应能力，海洋上层的生物种群可分为：1暖水种、2温水种、3冷水种。两种同温度分布有关的生物分布模式:①两极同源:南北半球中高纬度的生物在系统分类上表现有密切的关系，有相应的种、属、科存在，这些种类在热带海区消失。②热带沉降:某些广盐性和广深性的冷水种，其分布可能从南北半球高纬度的表层通过赤道区的深水层而成为一个连续的分布（赤道深层的水温相当于高纬度表层水温）。与海水温度有关的海洋动物的迁移:如鱼类的洄游。春季水温上升，生殖洄游；夏秋季，索饵洄游；秋末冬初水温下降，越冬洄游。阿利氏规律:种群密度过疏和过密对种群的生存与发展都是不利的，每一种生物种群都有自己的最适密度。种群数量调节的内源性因素:1行为调节、2内分泌调节、3遗传调节。（具体调节过程见P120）寄生:通常是一种对抗性的相互作用，寄生生物生活在另一种生物体表面或体内而从寄主获得营养，寄生在许多情况下可以说是捕食现象的一种特殊形式。寄生者与寄主的关系:寄生者有寄生在寄主的体表、消化道和其他向外开放的腔内以及各种器官、组织甚至细胞内。对寄主的生长、发育和形态都有影响。且对寄主有特异性。光反应和暗反应的区别:光反应主要是叶绿素吸收光能并通过一系列的光化学反应产生O2，同时把光能转化为ATP和NADH2的化学能，这些反应必须在光照条件下才能进行。第一步：吸收光能产生还原能：第二步：能量以ATP和NADH2形式贮存：公式1公式2暗反应是利用上述光能转化为化学能的能量进行酶促反应，即以光反应中产生的高能ATP和NADH2把CO2还原成高能的碳水化合物（CH2O），NADH2在反应中起氢供体的作用。公式3海洋初级生产力的测定方法:（一）示踪法原理是利用放射性同位素来检测浮游植物生产的速率。黑白瓶的基本操作方法。（见P192）（二）叶绿素同化指数法单位叶绿素A在单位时间内合成有机碳的量，是一种间接的方法。米氏方程在低浓度条件下，吸收速率随着浓度提高而迅速增大，达到一个平衡状态。然后，吸收速率不再随浓度提高而加快。这种吸收规律可用酶动力学的米氏方程来描述：公式4式中，v是营养盐被吸收的速率；Vm是最大吸收速率（常以umol/h为单位）；Ks是吸收速率为最大吸收速率的一半时的介质浓度，称为吸收半饱和常数，以umol/L为单位；S是介质中的营养盐浓度。*用双倒数作图法求营养盐的吸收速度？限制因子理论：1、利比希最小因子定律:植物的生长取决于处在最小量状况的必需物质。当植物所能利用的量紧密地接近所需的最低量时，就对其生长和繁殖起限制作用，成为限制因子。两个辅助原理:①该定律只在严格的稳定条件下，即能量和物质的流入和流出处于平衡的情况下才适用；②应用该定律时还应注意到因子的互相影响问题。有时生物能够至少部分地以一种化学上很接近的物质来代替一种在环境中缺少的物质。2、谢尔福德耐受性定律:生物对各种环境因子的适应有一个生态学上的最小量和最大量，它们之间接近或超过这个界限，生物的生长和发育就受到影响，甚至死亡。生物只能在耐受限度所规定的生态环境中生存。r选择和K选择（一） r选择和K选择的典型特征每一种生物都具有独特的出生率、寿命、大小和存活率等特征，这些特征反映其生活史类型，是它们适应栖息地环境和生物特点所选择的进化对策。r对策者适应于变化大的环境，具有产生后代多，死亡率高、生活周期短、扩散能力强等生活史特征。K对策者生活于较稳定的环境中，具有出生率低、死亡率也低、寿命长和扩散能力差等生活史特征。r策者把较多能量用于繁殖，而K对策者把较多的能量用于提高竞争能力。（二） 生活史模式的多样化很多种类并不能明显的是归于r对策者类型，还是K对策者类型。也有的海洋生物在生活史的不同时期属于不同的对策者。（三） 实践意义r对策者的种群数量极不稳定。由于它有很高的繁殖率，因此可以快速超过环境的负载能力，随后种群数量就迅速下降。由于有很高的增殖能力，因此在数量很少时也不易灭绝。K对策者种群数量较稳定，一般不会超过环境负载能力，由于繁殖率很低，种群不易恢复，可能导致天绝。因此，对典型的K对策者要特别注意保护。群落结构的影响因素:一、 捕食作用对群落结构的影响广食性捕食者和狭食性捕食者捕食作用的结果都可能影响群落的种类组成。二、 关键种对群落结构的影响对维持群落结构的稳定性有重要作用。三、 竞争对群落结构的影响种间竞争可能通过生态位分化使更多的物种共存。四、 空间异质性对群落结构的影响空间异质性程度高的生境有更高的物种多样性空间异质性可以显著的提高各类小生境的数量。五、 干扰对群落结构的影响各种不同的干扰以及干扰的程度和频率都会影响群落的结构，中等程度的干扰是维持群落物种多样性的重要因素。六、 岛屿与群落结构岛屿的群落结构及其稳定性与岛屿的大小、距离大陆的远近有直接关系海洋生态系统的分解作用分解作用:是生态系统的重要功能之一，动、植物死亡尸体、动物排出的粪粒等有机颗粒通过分解者生物的作用逐渐降解，最后形成元机物质。糖、脂类和蛋白质比较容易分解，而纤维素、木质素和动物的几丁质、骨俗等较难分解。分解作用的生物化学过程（与光合作用的情况相反）：公式5分解作用的意义：分解作用是与光合作用相反的过程，生态系统通过分解作用保持生产和分解的平衡，使营养物质得以在系统中不断循环。而且对维持生态系统物种多样性有重要意义。近岸海域初级生产力的特征:磷酸盐和硝酸盐容易得到大陆的补充，因此一般不是初级生产力的限制因子。由于水较浅，通常小于补偿深度，因此，一年四季都可以连续生产。近岸区很少有持久性的温跃层，因此，富营养的水体不致于被局限在底部。沿岸区有大量的陆源碎屑，使得透光层的深度受到限制。群落的结构:包括种类组成和物种多样性、群落的空间结构和营养结构，是群落中各种群在相互作用、协同进化中形成的，并且是对环境适应性的表现。新生产力的研究方法主要有：15N法一种放射性同位素方法，与14C法原理上有很多相同之处。沉积物捕集器法收集沉降下来的颗粒有机物。在时间跨度足够大，和平流及其小的情况下，可行。其它方法：不平衡法；物质通量模型法；f比推算法；遥感法。氧气在水层中的分布规律:表层溶解氧含量很高，都接近饱和状态，在500-800m之间出现氧最小值的水层，这主要是由于生物的呼吸消耗和缺少与富氧水交换的机会。大洋更深的水体是由北极和南极富氧表层冷水下沉而来的，加上深水区生物数量少，氧的消耗相应减少的缘故，所以含氧量增高。到了深海底部，含氧量又有下降，因为那里生物栖息密度相对地高一些。（氧浓度在各大洋随深度的分布图见P89）生物泵:由有机物生产、消费、传递、沉降和分解等一系列生物学过程构成的碳从表层向深层的转移。边缘效应:不同生物群落之间往往有过渡地带称为群落边缘带（群落交错区）。群落边缘带环境条件往往与其临近群落内部核心区有明显差别。边缘带可包含一些邻近群落的具有特征的种类和仅生活于边缘带的生物，其能量流和物质流具有特殊性，所以边缘带具有''过滤膜”和通道的作用，调控物质流、能量等生态流及生物在系统内的流动。边缘带可能具有较多的生物种类和种群密度，称为边缘效应。补偿深度:由于海洋中光照强度随深度的增加而减弱，可以预料，在某一深度层，植物24h中光合作用所产生的有机物质全部为维持其生命代谢消耗所平衡，没有净生产量（P=R），称这样的深度为补偿深度。临界深度:是指在这个深度上方整个水柱浮游植物的光合作用总量等于其呼吸消耗的总量，或者说在这个深度之上，平均光强等于补偿光强。通常临界深度〉补偿深度这与补偿深度上方和下方浮游植物的数量比例有关，并取决于垂直混合的深度。论述题：1、海洋三大生态类群的特征及在海洋生态中的作用，并谈谈对主要类别的认识。答：（一）浮游生物:指在水流运动的作用下，被动地漂浮在水层中的生物群。特征及作用:个体很小，缺乏主动的运动能力，只能随水流移动，它们有多种多样适应浮游生活的机制。浮游生物数量多、分布广，是海洋生产力的基础，也是海洋生态系统能量流和物质循环的最重要环节。浮游动物通过捕食影响和控制浮游植物的数量，同时其种群动态的变化又可影响鱼类资源量的变化。（对浮游生物类别的认识以及举例分析取少量即可）浮游植物的主要类别：硅藻和甲藻类是很重要的浮游植物生产者。1、硅藻：具有硅质的外壳。无性繁殖或休眠抱子。种类繁多；2、甲藻：具有厚的表面膜，多数有纵沟。通过无性繁殖或休眠细胞；3、金藻；4、硅鞭藻；5、原核自养生物以及蓝细菌。浮游动物的主要类别：1、原生动物：单细胞浮游动物。结构简单。包括鞭毛类、有孔虫类和纤毛类。东海常见种类为夜光虫；2、浮游甲壳动物：非常重要的一类浮游生物；3、水母类和栉水母类：水母类是重要的肉食性浮游动物。种类多、数量大，广泛分布。身体柔软、透明、含有大量水分。生活史为：水螅型和水母型。栉水母，没有刺细胞和世代交替；4、毛颚动物：箭虫，长形，较凶猛。数量大。肉食性；5、被囊动物有尾类：小型透明的一类。总之,浮游动物的种类繁多，其中端足类、磷虾类等甲壳动物和水母类、毛领类等是最重要的浮游动物。浮游原生动物（主要是纤毛类）对海洋主态系统能流也起重要作用。（二） 游泳生物:运动器官发达、游泳能力很强的一类大型动物，包括海洋鱼类、哺乳类（鲸、海豹、海牛等）、爬行类（海龟、海蛇）、海鸟以及某些游泳能力强的头足类和虾类。特征及作用:从种类和数量上看，鱼类是最重要的游泳动物，也是海洋渔业的主要对象，多数鱼类生活于1000m以浅的水层。游泳动物多属肉食性种类，处于食物链中的较高层次，包括海洋生态系统的顶级捕食者。很多游泳动物（特别是鱼类）有周期性的洄游习性，包括产卵洄游、索饵洄游和越冬洄游，代表着它们生活史中的不同阶段。游泳动物的主要类别：1、鱼类：圆口纲、软骨鱼纲、硬骨鱼纲；2、其他游泳动物：甲壳类、头足类、海洋爬行类、海洋哺乳动物、海鸟。（三） 底栖生物:由生活在海洋基底表面或沉积物中的各种生物所组成的类别。底栖生物可分为底栖植物和底栖动物。底栖植物有单细胞藻类、大型海藻和被子植物；底栖动物是海洋生物中最多样化的一个生态类群，几乎各个门类都有其代表，有的类别种类数量非常丰富（如软体动物的瓣德类、节肢动物的甲壳类等）。特征及作用：海底各种生境多样复杂，因而底栖生物的种类组成及所代表的门类都比浮游生物和游泳生物丰富得多。底栖动物可充分利用水层沉降的有机碎屑，并通过营养关系促进有机物质的分解，因而通过底栖-水层搞合过程使海洋生态系统连接成为一个整体。许多底栖植物（如大型藻类）和底栖动物（如很多种类的软体动物和甲壳动物）也是人类直接利用的海洋生物资源。底栖生物的主要类别:按底栖生物与地质关系划分的生态类群：底表、底内和底游三种类型；按个体大小划分底底栖类群：底栖生物也按其身体大小划分为微型、小型和大型底栖生物，这种划分在底栖系统中的能流、物流研究中也有重要的生态学意义。2、不含生物的木板放在海里，预测会发生什么变化，并谈谈生态演替的过程。答:预测变化:木板表面会有污损生物群落形成、发展和演替过程。大致分为初期、中期和稳定期三个阶段。生态演替的过程：1、初期阶段（微生物黏膜阶段）：放置海中的洁净木板表面，立即有细菌附着，两天后细菌可达每平方厘米几百万个之多。随后出现硅藻，数量短期内也剧增。还有原生动物等。细菌和硅藻分泌粘液，形成了初级黏膜。在热带及亚热带海域，黏膜一般在7天左右被大型生物的幼虫所取代；2、中期阶段（发展阶段）：初级黏膜形成后，大型污损生物的幼体开始附着，一些个体密度大、生长迅速的种类即成为群落中期阶段的主导种。这些种类又大致分两种情况：A生长迅速、生活周期短的种类（如水螅）一般不超过3个月即衰退或死亡，被其他生物取代；B继续生长（如藤壶）直到达到性成熟，它们可能继续存活成为稳定群落的一员，也有些个体被其他生物所覆盖。在此阶段群落形成的特点是种类数和个体数不断增多，群落的体积和重量不断增大，种类间