《海洋生物学》概述-课件

第一章海洋生物学概述一认识海洋，海与洋的区别？二海洋生物学三生命起源问题四海洋生物学研究方法与原则1ppt课件第一章海洋生物学概述一认识海洋，海与洋的区别？1pp第二章海洋生物学起源与发展一人类对海洋的认识二海洋生物学起源与发展三我国海洋生物学的发展史四海洋生物技术现状与前景2ppt课件第二章海洋生物学起源与发展一人类对海洋的认识2ppt课第一节海洋微生物第二节海洋植物第三节海洋无脊椎动物第四节海洋脊椎动物第五节深海热液喷口附近生物第六节海洋生物多样性及其保护第三章海洋生物多样性3ppt课件第一节海洋微生物第三章海洋生物多样性3ppt课件

第四章海洋生态学4ppt课件第四章海洋生态学4ppt课件主要内容S1海洋环境的分类及主要生态因子的分布特征及其生态作用S2海洋生态系统碳及营养物质循环S3海洋生态系统类型S4海洋生物生产力及能量转换5ppt课件主要内容S1海洋环境的分类及主要生态因子的分布特征及其生态第一节海洋环境的分类及主要生态因子的分布特征及其生态作用一生态学概论二海洋生态学三海洋环境的分类四主要生态因子的分布特征及其生态作用6ppt课件第一节海洋环境的分类及主要生态因子的分布特征及其生态作用一一生态学概论（一）定义生态：指生物在一定的自然环境下生存及其发展的状态。生态学：研究生物有机体与其栖息地环境之间相互关系的科学。根据现代生态学的研究方向，生态学可定义为：研究生物生存条件、生物及其群体与环境相互作用的过程及其规律的科学；其目的是指导人与生物圈（即自然、资源与环境）的协调发展。7ppt课件一生态学概论（一）定义7ppt课件1、研究生物与环境、生物与生物之间相互关系的一门生物学基础分支学科。2、研究以种群、群落和生态系统为中心的宏观生物学。（二）研究对象与研究内容18ppt课件（二）研究对象与研究内容18ppt课件（二）生态学的研究对象器官（organ）组织（tissue）细胞（cell）分子（molecular）近代生态学宇宙（cosmos）生物圈（biosphere）景观（landscape）近代生态学生态系统（ecosystem）群落（community）种群（population）个体（individual）经典生态学9ppt课件（二）生态学的研究对象器官（organ）组织（tissue）210ppt课件210ppt课件311ppt课件311ppt课件

在于生态系统和生物圈中各组成成分之间，尤其是生物与环境、生物与生物之间的相互作用。它与气象学、气候学、海洋学、湖沼学、土壤学、地质学、社会科学等各学科交叉、协调、综合。它包括自然的、社会的、经济的、文化等方面因素，是自然一经济一社会复合系统。3、生态学研究的重点:12ppt课件在于生态系统和生物圈中各组成成分之间，尤其是生物（三）生态学的形成和发展

4个时期：生态学的萌芽时期生态学的建立时期生态学的巩固时期现代生态学时期13ppt课件（三）生态学的形成和发展4个时期：13ppt课件1、生态学建立前期：公元前2世纪到公元16世纪的欧洲文艺复兴，是生态学思想的萌芽时期。

2、生态学的建立和成长期：从公元16世纪到20世纪50年代，是生态学的建立和成长期。3、现代生态学发展期：从本世纪60年代至今。（三）生态学的发展史14ppt课件（三）生态学的发展史14ppt课件生态学的萌芽时期(公元16世纪以前)

中国公元前1200年《尔雅》

公元前200年《管子》“地员篇”公元前100年前后确立24节气、《禽经》欧洲

Aristotle(384--322，B．C．)Theophrastus(370--285，B．C．)15ppt课件生态学的萌芽时期(公元16世纪以前)中国15ppt课件生态学的建立时期(公元17世纪至19世纪末)

RBoyle动物生理生态学的开始

Reaumur研究积温与昆虫发育生理的先驱Al．deCandolle现代积温理论cLWilldenow“植物群落”、“外貌”等概念，A．Humboldt并指出“等温线

T.Malthus“种群生态学”

Haeckel首次提出了生态学定义

EWarming《植物生态学》AF．WSchimper《植物地理学》16ppt课件生态学的建立时期(公元17世纪至19世纪末)

生态学的巩固时期

(20世纪初至20世纪50年代)

形成了几个著名的生态学派，主要有：北欧学派法瑞学派英美学派苏联学派17ppt课件生态学的巩固时期形成了几个著名的生态学派，主要有：17pp

现代生态学时期(20世纪60年代至现在)

研究层次上向宏观与微观两极发展研究手段的更新研究范围的扩展18ppt课件现代生态学时期(20世纪60年代至现在)研究层次上向宏观（1）生态系统生态学研究是生态学发展的主流。（2）系统生态学的发展是系统分析和生态学的结合，它进一步丰富了本学科的方法论。（3）70年代以来，群落生态学有明显发展，由描述群落结构，发展到数量生态学，包括群落的排序和数量分类，并进而探讨群落结构形成的机理。（4）现代生态学向宏观和微观两极发展，虽然宏观的是主流，但微观的成就同样重大而不容忽视。（5）应用生态学的迅速发展。19ppt课件（1）生态系统生态学研究是生态学发展的主流。19ppt课件（四）经典生态学分支根据研究对象组织水平分子生态学（molecularecology）个体生态学（individualecology）种群生态学（populationecology）群落生态学（communityecology）生态系统生态学（ecosystemecology）景观生态学（landscapeecology）全球生态学（globalecology）20ppt课件（四）经典生态学分支根据研究对象组织水平20ppt课件根据研究对象分类学水平：植物生态学动物生态学微生物生态学人类生态学昆虫生态学鱼类生态学鸟类生态学等等（四）

经典生态学分支21ppt课件根据研究对象分类学水平：（四）经典生态学分支21ppt课件（四）经典生态学分支根据研究对象的生境类型：陆地生态学海洋生态学淡水生态学岛屿生态学河口生态学湿地生态学高原生态学等等22ppt课件（四）经典生态学分支根据研究对象的生境类型：22ppt课件（四）经典生态学分支根据研究对象性质水平理论生态学应用生态学23ppt课件（四）经典生态学分支根据研究对象性质水平应用生态学23ppt（四）生态学的分支学科

按栖息环境划分：淡水生态学、海洋生态学、河口生态学和陆地生态学。而陆地生态学又可再分为森林生态学、草地生态学、荒漠生态学和冻原生态学。此外，热带生态学、湿地生态学也是常被认为是独立的分支。按交叉学科划分：数学生态学、化学生态学、物理生态学、地理生态学、生理生态学、进化生态学、行为生态学、生态遗传学，经济生态学等。按研究方法分：野外生态学、实验生态学和理论生态学等。24ppt课件（四）生态学的分支学科

按栖息环境划分：淡水生态学、海洋生（四）经典生态学分支根据学科间的交叉数量生态学化学生态学物理生态学经济生态学生理生态学25ppt课件（四）经典生态学分支根据学科间的交叉25ppt课件

发展趋势：现代生态学已不仅是通常意义上的研究生物与环境之间的关系，而是必须运用生态学的原理，探讨人类与环境的协调关系和对策，以达到可持续的生物圈的目的。

三个优先研究的领域：（1）全球变化（globalchange）（2）生物多样性（biodiversity）（3）可持续的生态系统（sustainableecosystem）（五）生态学的趋势与重点研究领域26ppt课件发展趋势：（五）生态学的趋势与重点研究领域26ppt二海洋生态学1概念

研究海洋生物与海洋环境间相互关系的科学，是生态学的一个分支，也是海洋生物学的主要组成部分。通过研究海洋生物在海洋环境中的繁殖、生长、分布和数量变化，以及生物与环境相互作用，阐明生物海洋学的规律，为海洋生物资源的开发、利用、管理和增养殖，保护海洋环境和生态平衡等，提供科学依据。27ppt课件二海洋生态学1概念27ppt课件二海洋生态学2研究对象

生物个体、种群、群落以及整个海洋生态系。研究各类海洋生物的繁殖生长、栖息营养、数量分布及其与有机、无机环境因子之间的相互关系，海洋生物群落的自然组合的特点和规律，不同生态类群(浮游生物、游泳生物，底栖生物等)的组成、分布、数量变化及其与海洋环境的关系等。包括个体生态、种群生态、群落生态和生态系生态。28ppt课件二海洋生态学2研究对象28ppt课件3海洋生态学发展的三个阶段

3.1、海洋生态学发展的初始阶段

18世纪末至19世纪末，在捕鱼、晒盐、航海等活动中与海洋发生联系，逐步对海洋进行定性研究。3.2、海洋生态学发展的第二阶段

20世纪初至50年代，特点之一是在大量定性研究的基础上开展定量研究。3.3、海洋生态学发展的第三阶段

20世纪60年代以来，迫切要求人口与环境、资源的协调发展和环境资源的可持续利用，生态学进入快速发展阶段，生态系统生态学成为生态学研究的主流。二海洋生态学29ppt课件3海洋生态学发展的三个阶段二海4.1、海洋初级生产力总量的研究4.2、微型和超微型浮游生物研究4.3、海洋新生产力研究4.4、海洋生态系统食物链、食物网的研究4.5、海洋微食物环研究4.6、大海洋生态系统的研究4.7、全球海洋生态系统动力学研究4.8、生物泵及海洋对大气二氧化碳含量的调节作用研究4.9、热液喷口和冷渗口特殊生物群落的研究4.10、保护海洋生物多样性的研究与实践4海洋生态学重大研究成果二海洋生态学30ppt课件4.1、海洋初级生产力总量的研究4海洋生态学重大研究成果二地球的水循环可分为两部分：

1、大循环（外循环）：海洋蒸发的水分有一部分经大气环流输送到大陆，并成为降水。大陆上的降水一部分渗入土中，一部分蒸发成水汽，一部分又经江河流回海洋，这种海洋与大陆之间的水分交换，称为大循环。

2、小循环（内循环）：海洋或陆地水蒸发后凝云致雨，并复归原来的海洋或陆地，称为小循环或内循环。31ppt课件地球的水循环可分为两部分：1、大循环（外循环）：海32ppt课件32ppt课件三海洋环境

（一）海洋环境的基本特征

地球就象一个广阔无垠的蔚蓝色“水球”。33ppt课件三海洋环境（一）海洋环境的基本特征33ppt课件溶解性：溶解大量营养物质透光性：光合作用流动性：扩大分布范围浮力：个体小、结构简单而脆弱的生物得以生存缓冲性能：维持环境稳定性（二）海水某些物理特性的生态学意义34ppt课件溶解性：溶解大量营养物质（二）海水某些物理特性的生态学意义（三）海洋环境的主要分区

一水层部分（pelagicdivision）二海底部分（benthicdivision）图2-135ppt课件（三）海洋环境的主要分区图2-135ppt课件补充：淡水水体的生物分区

在水圈中海洋动物的物种数远较淡水丰富，在植物区分上淡水较海洋种类更丰富。据水的运动和容积大小，淡水水体可分为：1)流水水体：具有沿一定方向流动的水流，如泉、溪流、河流。2)静水水体：不具沿一定方向流动的水流，如湖、池和沼泽。3)

半流水水体：介于流水和静水之间如水库。水生生物的分布与水体中的物理化学特点水底地形和深度以及历史情况等有关。据此特点，在一个水体中可划翻为若干生物区（bioticdivision）.水体中最大的生物区是水底区水层和水面区。36ppt课件补充：淡水水体的生物分区在水圈中海洋动物的物种数远较淡水丰1、水底区（benthicdivision）

（1）沿岸带（littoralzone）:由水边向下延伸到大型植物生长的下限。一般6～8m。

（2）亚沿岸带（sublittoralzone）:没大型植物生长，为沿岸带和深底带的过渡区，常堆积贝壳。

（3）深底带（profoudalzone）:为亚沿岸带以下的全部湖盆，通常堆积着富有机质的软泥，没有植物，动物较少。补充：淡水水体的生物分区

37ppt课件1、水底区（benthicdivision）补充：淡水2、水层区（pelagicdivision）

(1)沿岸区：沿岸带以上的浅水部分；

(2)湖心区：（limnticzone）沿岸以外的开阔部分。常按水平方向划分为上游区、中游区和下游区三个生物区。水库兼具河流湖泊的特征。水层区的生物可分为：（１）浮游生物（plankton）:不能主动地作远距离水平移动的生物学。如浮游植物和浮游动物。（２）自游生物：形体大，运动能力强，能主动作远距离游动的生物，如鱼、虾、蟹等。水面区生活的有漂浮生物（neuston）,如浮萍。水底区生活的生物类群，称为底栖生物。

38ppt课件38ppt课件海水生物分区

总的来看，海洋环境比陆地环境具相对稳定性，但不同海区环境要素仍然有区别。海洋生物主要分水层和海底部分：1．水层（pelagicdivision）：水层区分浅海和大洋区:(1)浅水区：大陆架的水体，平均深度一般不超过200m,宽度变化很大，平均约为80km.环境比较复杂多变。大洋区：大陆缘以外的水体，这是海洋的主体，其理化环境条件比较稳定。

39ppt课件海水生物分区总的来看，海洋环境比陆地环境具相对稳定性，但不从垂直方向看，大洋水体分为：（1）上层（epipelagiczone）:

从表层至150～200m深，这里不仅光照强度随深度增加而呈指数下降，温度有季节和昼夜差异，大多有温跃层。（2）中层（mesopelagiczone）:

从上层的下限至约1000m深的水层，这里几乎没有光线透入，温度梯度不明显，且没有明显的季节变化，常出现氧最小值和硝酸盐、磷酸盐最大值的层次。（3）深海（bathypelagiczone）:从1000m至4000m深水层，这里除了生物发光以外，几乎是黑暗的环境，水温低而恒定，水压大。（4）深渊（abyssopelagic）:超过4000m的深海区，这里是又黑暗又寒冷，压力最大、食物最少的世界。40ppt课件从垂直方向看，大洋水体分为：（1）上层（epipelagic2.海底（benthicdivision）:包括海岸（seashore）和海底(sea-bottom).(1)滨海带（littoralzone）:或称海岸带，包括潮间带和高潮时浪花可以溅到的岸线。(2)浅海带(sublittoralzone):海岸带下缘到大陆架边缘的大陆架海底。（1）和（2）合称为沿岸带。深海带(deepseazone):大陆架以外的海底。

41ppt课件2.海底（benthicdivision）:包括海岸（se（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：从大陆带来的红色粘土矿物以及部分火山物质在海底风化而成。此外，还包括一些自然矿物（如锰结核）和一些生物成分（如放射虫软泥）

2．钙质软泥：主要由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，一般分布在热带和亚热带，水深不超过4,700m的深海底

3．硅质软泥：主要由硅藻的细胞壁和放射虫骨针所组成的硅质沉积。硅藻软泥主要分布在高纬度；放射虫软泥则分布在低纬度，而且多出现在深度超过4,500m的洋底。海洋沉积物42ppt课件（一）大陆边缘沉积（陆源沉积）海洋沉积物42ppt课件1．生态因子的综合作用光、温度、溶解氧、二氧化碳、pH值2．生物与环境的关系是相互的、辩证的非生物因子通过其质、量和持续时间三个方面作用于生物。生态适应：生物通过其形态、生理、行为的调整以适应环境因子的变化。3．从长期的角度看，地球上出现生命后，本身在有机体的影响下发生了根本的变化。较短生态时间尺度看，生物与环境关系以作用和适应为主，反作用为辅；从较长的进化尺度看，则以反作用为主，是一个相互影响、协同进化的过程。四主要生态因子的分布特征及其生态作用(一)生物与环境的辩证统一43ppt课件1．生态因子的综合作用四主要生态因子的分布特征及其生态作用1光在海洋中的垂直分布和水平分布

1.1海水中光的衰减及海水的透明度

因反射、海水吸收、悬浮与溶解物质的吸收与散射，光照强度迅速衰减。（二）光照

I0：海表面光强；ID：深度D处光强；K：平均消光(衰减)系数K值大小与水体干净程度有关，一般近岸K≈1；多数浅海K≈0.1；大西洋马尾藻海K≈0.025K＝

lnI0－lnIDD

ID＝I0e－kD44ppt课件1光在海洋中的垂直分布和水平分布（二）光照

透明度（transparency）：间接地估算调查海区的消光系数（K），并以此来估计透光层的深度，方便实用。中国近海K＝1.51/S，透光层深度L

＝3.05S。透明度可反映海水的贫瘠与肥沃程度。透明度处于不断变化之中，不同海区、同一海区不同时间。45ppt课件透明度（transparency）：间接地估算调查A．透光层，也称真光层（euphoticzone或photiczone）：有足够的光可供植物光合作用，光合作用的量超过植物的呼吸消耗。B．弱光层（disphoticzone）：在透光层下方，植物在一年中的光合作用量少于其呼吸消耗，但光线足够动物对其产生反应。C．无光层（aphoticzone）

根据在垂直方向上的光照条件分为几个层次：46ppt课件A．透光层，也称真光层（euphoticzone或pho2光在海洋中的水平分布

太阳辐射具有明显的纬度梯度：热带海区一天中白天与黑夜各约12h,温带海区夏季光照时间超过12h,

冬季少于12h在极区，持续6个月的低能光照与6个月的黑暗交替。47ppt课件2光在海洋中的水平分布

太阳辐射具有明显的纬度梯度：43、光照强度与藻类光合作用速率的关系

3.1.光合作用速率与光强的关系

说明：①所有种类具相同规律（曲线形状相同）；

②不同种类位置不同，尤其是Ik：光饱和值图3－648ppt课件3、光照强度与藻类光合作用速率的关系说明：①所有种类具相

3.2.海洋藻类的光合作用与辐照度的关系因种而异

图3-749ppt课件3.2.海洋藻类的光合作用与辐照度的关系因种而异3.3.浮游植物的光饱和值与纬度有一定关系

50ppt课件3.3.浮游植物的光饱和值与纬度有一定关系50ppt课件

光质（光谱成分）存在时空变化。光在海水中的分布，见图

植物光合作用利用可见光区（生理有效辐射）,其中红、橙光吸收最多，其次蓝、紫光，绿光最少（生理无效光）图示

辅助色素、补色光：蓝光与紫光有利于花青素的合成，使植物产生各种颜色，并引起向光性，抑制伸长生长，红光促进伸长生长。如紫色塑料膜可使茄子增产，兰色膜可使草莓增产。长波促进碳水化合物形成，短波促进有机酸和蛋白质合成。（三）光质的变化及其对生物的影响

51ppt课件光质（光谱成分）存在时空变化。（三）光质的变化及其图3－8图3－952ppt课件图3－8图3－952ppt课件图3－1053ppt课件图3－1053ppt课件（四）温度1.1表层水温变化

呈明显自低纬度到高纬度递减的纬度梯度1海洋水温分布图3－1154ppt课件（四）温度1.1表层水温变化1海洋

不同纬度差异1.2海洋水温的垂直分布图3－1255ppt课件不同纬度差异1.2海洋水温的垂直分布图3－125

2.1海洋生物对温度的耐受限度（广温性与狭温性）温度的三基点：上限、下限及适宜范围常温动物和变温动物；外温动物与内温动物

低温致死原因：

（1）冰晶使原生质破裂（2）细胞形成冰晶时，胞内电解质浓度改变，引起细胞渗透压变化，蛋白质变性（3）脱水使蛋白质沉淀（4）代谢失调

2、海洋生物对温度的耐受限度及海洋生物的地理分布56ppt课件2.1海洋生物对温度的耐受限度（广温性与狭温性）

（1）蛋白质凝固变性（2）酶活性被破坏（3）氧供应不足，排泄等功能失调（4）神经系统麻痹等生物体最适温度范围接近上限，而下限安全性高于上限

高温致死原因：57ppt课件（1）蛋白质凝固变性高温致死原因：57ppt课件2.2温度与海洋生物的地理分布与迁移

A．温度与海洋生物的地理分布

温度和降水是影响生物在地球表面分布的两个最重要的生态因子，两者的共同作用决定着生物群落在地球分布的总格局。一般地说，温度暖和的地区生物种类多；反之，寒冷地区生物的种类较少。目前日益显著的全球气候变暖趋势以及局部地区的热污染可能将严重影响地球物种的分布。58ppt课件2.2温度与海洋生物的地理分布与迁移A．温度与海洋B．两极同源和热带沉降

南北两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。某些广盐性和广深性的冷水种，其分布可能从南北两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。

C．温度与海洋生物的迁移59ppt课件B．两极同源和热带沉降59ppt课件Q10=（R2/R1）10/（t1－t2）

Q10一般介于2~3之间如一种虾5℃时心率每分钟100，25℃时400，则：

Q10=（400/100）10/（25－5）=23、温度对新陈代谢和发育生长的影响

3.1温度与新陈代谢速率的关系温度系数：Q10

＝

体温T

℃时的代谢速率体温（T－10℃）时的代谢速率

60ppt课件Q10=（R2/R1）10/（t1－t2）3

3.2温度与生殖、生长和发育的关系

1．生殖区与不育区：

2．有效积温法则：K

＝N（T

－C）

K＝热常数(thermalconstant)：完成某一发育阶段所需总热量

C

＝生物学零度(biologicalzero)：发育起点温度

N

＝发育历期，即完成某一发育阶段所需的天数

T

＝发育期的平均温度应用：在适温范围内，提高温度可促进性腺发育、繁殖、生长。61ppt课件

3.2温度

Allen’srule：内温动物在寒冷地区身体突出部分有变短趋势

Bergman’srule：内温动物在寒冷地区身体趋于增大，可减少体壁热传导；温和气候身体趋于小。

3.3变温状态的生态作用研究表明在适温范围内，周期性变温对生命活动有积极的意义如大型溞的发育和生长以及种群的增长率，在20±5℃的变温条件下显著高于20℃的恒温条件；一些海产经济软体动物在人工繁殖时也应用变温刺激以达到催产的目的。62ppt课件Allen’srule：内温动物在寒冷地区身体突出

（五）盐度

1、海水的盐度与分布

1.1海水的组分和盐度

盐度（salinity）：溶解于1kg海水中的无机盐总量（克数）。63ppt课件（五）盐度1、海水的盐度与1.2海洋盐度分布

远离海岸的大洋表层水盐度变化不大（34~37），平均为35，浅海区受大陆淡水影响，盐度较大洋的低，且波动范围也较大（27~30）。尽管大洋海水的盐度是可变的，但其主要组分的含量比例却几乎是恒定的，不受生物和化学反应的显著影响，此即所谓“Marcet”原则，或称“海水组成恒定性规律”。64ppt课件64ppt课件图3－1365ppt课件图3－1365ppt课件

2.1盐度与海洋生物的渗透压

海洋动物可分为渗压随变动物（贻贝、海胆）与低渗压动物渗压随变动物：体液与海水渗透压相等或相近低渗压动物：大部分海洋硬骨鱼类经常通过鳃（盐细胞）把多余的盐排出体外或减少尿的排出量或提高尿液的浓度等方式来实现体液与周围介质的渗透调节。低盐环境下鳃主动吸收离子，排出量大而稀的尿液。洄游鱼类：内分泌调节改变离子泵方向2、盐度对海洋生物的影响

66ppt课件2.1盐度与海洋生物的渗透压2、盐度对海洋生物的影图3－15图3－1467ppt课件图3－15图3－1467ppt课件

2.2盐度与海洋生物的分布（狭盐性生物与广盐性生物）

1.狭盐性生物（stenohaline）

2.广盐性生物（euryhaline）

2.3不同盐度海区物种数量的差异

盐度的降低和变动，通常伴随着物种数目的减少，海洋动物区系在生态学上的重要特点，是以狭盐性变渗