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簡介:海洋經(jīng)濟學(xué)復(fù)習(xí)知識點(三)39河口三角洲是河海兩類水體交匯的海洋區(qū)域。河口三角洲地處海濱,地勢平坦,河渠縱橫,湖泊眾多,土地肥沃。它兼容大河文明和海洋文明的優(yōu)勢,因此世界上絕大多數(shù)河口三角洲地區(qū)都是社會、經(jīng)濟、文化發(fā)達地區(qū)。40內(nèi)海指領(lǐng)?;€內(nèi)側(cè)的全部海水,包括海灣、海峽、海港、河口灣;領(lǐng)?;€與海岸之間的海域;被陸地所包圍或通過狹窄水道連接海洋的海域。內(nèi)海與陸地領(lǐng)土具有相同的法律地位,國家對其享有完全的排他性的主權(quán)權(quán)利。41領(lǐng)海指從領(lǐng)?;€量起不超過12海里的海域。國家對領(lǐng)海的上空及其海床和底土行使主權(quán)權(quán)利。同時,外國商船有無害通過的權(quán)利。我國領(lǐng)海面積有34萬平方公里。42毗鄰區(qū)指毗鄰領(lǐng)海并由沿海國家對若干事項行使必要管制的一定寬度的區(qū)域,其寬度從領(lǐng)海基線算起,不超過24海里。國家在毗鄰區(qū)內(nèi)只具有對某些特定事項的管轄權(quán)。即防止在其領(lǐng)土或領(lǐng)海內(nèi)違反海關(guān)、財政、移民或衛(wèi)生的法律和規(guī)章;懲罰在其領(lǐng)土或領(lǐng)海內(nèi)違反上述法律和規(guī)章的行為。43專屬經(jīng)濟區(qū)指從領(lǐng)?;€量起不超過200海里的海域。國家在專屬經(jīng)濟區(qū)內(nèi)享有對一切自然資源,包括生物資源和非生物資源的主權(quán)權(quán)利,以及對于人工島、設(shè)施和結(jié)構(gòu)物的建造和使用、海洋科學(xué)研究、海洋環(huán)境保護的管轄權(quán)。其他國家在專屬經(jīng)濟區(qū)享有航行、飛越、鋪設(shè)海底電纜和管道等自由。國家對專屬經(jīng)濟區(qū)的權(quán)利只有通過明文公告才能確立。我國的專屬經(jīng)濟區(qū)有300萬平方公里。44大陸架包括領(lǐng)海以外依其陸地領(lǐng)土的全部自然延伸擴展到大陸邊外緣的海底區(qū)域的海床和底土如果從領(lǐng)?;€量起到大陸邊的外緣的距離不到200海里則擴展到200海里的距離最寬不應(yīng)超過350海里。在大陸架內(nèi),國家為勘探大陸架和開發(fā)其自然資源,包括海床和海底的油氣、礦藏等非生物資源和定居種生物資源的目的,對大陸架行使主權(quán)權(quán)利。45專屬經(jīng)濟區(qū)和大陸架雖然在寬度上相同,但仍有以下區(qū)別第一,法律依據(jù)不同。大陸架是沿海國陸地的自然延伸,包括被海水淹沒的陸地、海床和底土;而專屬經(jīng)濟區(qū)則是根據(jù)一定寬度確定的海洋區(qū)域。第二,是否需要主張不同。沿海國對大陸架的主權(quán)權(quán)利是固有的;專屬經(jīng)濟區(qū)要“主張”才能擁有。第三,主權(quán)權(quán)利涉及的對象不同。沿海國對專屬經(jīng)濟區(qū)的主權(quán)權(quán)利涉及所有的自然資源,包括生物資源和非生物資源;對大陸架的主權(quán)權(quán)利,除定居種生物外,主要是非生物資源。所以專屬經(jīng)濟區(qū)以水域為主,大陸架則以海床和底土為重點。46公海指各沿海國內(nèi)海、領(lǐng)海、專屬經(jīng)濟區(qū)、大陸架和群島國的群島水域以外的不受任何國家主權(quán)管轄和支配的海洋的所有部分。公海面積約23億平方公里,占全球海洋總面積的64。47國際海底區(qū)域指國家管轄范圍以外的海床和洋底及其底土。包括兩部分被海水覆蓋的大陸邊和大洋底。國際海底區(qū)域約占全部海洋面積的65。48生態(tài)是生物的特性和生活狀態(tài),表現(xiàn)為生物與其生存環(huán)境之間的相互關(guān)系。海洋生態(tài)指海洋生物與其生存環(huán)境之間的相互關(guān)系。海洋生態(tài)系統(tǒng)指海洋生物和海洋環(huán)境在一定時空范圍內(nèi)組成的具有一定結(jié)構(gòu)和功能的有機整體。49海洋生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)是海洋經(jīng)濟系統(tǒng)與海洋生態(tài)系統(tǒng)復(fù)合而成的系統(tǒng)。50海洋生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)指海洋生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)內(nèi)部各組成要素之間的有機聯(lián)系與相互作用方式。海冰指海洋上的冰,包括咸水冰、河冰和冰山等。在冰情嚴重的區(qū)域或異常嚴寒的冬季往往出現(xiàn)嚴重的冰封現(xiàn)象,使沿海港口和航道封凍,給沿海經(jīng)濟及人民生命財產(chǎn)安全造成危害。大陸冰川或陸架滑入海中后斷裂而成的巨大冰塊中,露出海面的高度在5米以上者稱為冰山。海嘯是由水下地震、火山爆發(fā)或水下塌陷和滑坡所激起的巨浪。水下核爆炸也能產(chǎn)生人造海嘯。海嘯對沿海地區(qū)的人、畜、樹木、房屋建筑、港灣會造成災(zāi)難性的破壞。海嘯主要發(fā)生在日本太平洋沿岸,太平洋的西部、南部和西南部,夏威夷群島和阿留申群島沿岸。厄爾尼諾是一種太平洋暖流現(xiàn)象。在秘魯沿海,有一種不斷地從海底深層向海面涌升上來的上升流,它能把海底豐富的磷酸鹽和其他營養(yǎng)鹽分帶到海洋上層。如果這支上升流減弱或消失,臨近赤道的暖流就會入侵,引起秘魯沿岸海域的水溫升高。這種現(xiàn)象大約每隔幾年就會在圣誕節(jié)前后發(fā)生,故當(dāng)?shù)鼐用穹Q其為“厄爾尼諾”(西班牙語“基督”的意思)。它的出現(xiàn)會給全球氣候造成巨大影響,使有的地區(qū)出現(xiàn)大雨和洪水,而另外一些地區(qū)則發(fā)生干旱和火災(zāi)。59海洋災(zāi)害防治第一,制定國家減災(zāi)防災(zāi)計劃;第二,加強海洋監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和預(yù)警系統(tǒng)建設(shè);第三,加強工程性防災(zāi)措施;第四,完善海上海岸緊急救助組織;第五,加強海洋減災(zāi)防災(zāi)的國際合作。60海洋科學(xué)是反映海洋客觀事實和規(guī)律的知識體系。海洋技術(shù)是開發(fā)和利用海洋的各種工具和規(guī)則體系。
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簡介:實驗、實訓(xùn)材料及低值易耗品管理制度實驗、實訓(xùn)材料及低值易耗品管理制度為保證教學(xué)、科研等工作的順利進行,提高經(jīng)費使用效益,加強實驗、實訓(xùn)材料及低值易耗品(以下簡稱物品)的科學(xué)管理和合理使用,提高物品的利用率,防止積壓浪費,制定本辦法。一、物品的概念。一、物品的概念。本辦法所稱的物品是指由實驗室、實訓(xùn)室使用的不屬于固定資產(chǎn)的物資。材料指一次使用后就消耗掉而不能復(fù)原的物質(zhì)材料,如金屬材料、非金屬材料、燃料、試劑、化學(xué)藥品等。低值品指不夠固定資產(chǎn)標(biāo)準,耐用期在半年以上,能獨立使用的物品,如低值儀器儀表、工具量具、科教器具等。易耗品指在使用過程中易于損耗的,不屬于固定資產(chǎn)、材料和低值品的物品,如玻璃器皿、元器件、零配件等。二、二、物品的采購。物品的采購。1、實驗實訓(xùn)中心是承擔(dān)學(xué)校低值易耗品實驗材料的計劃審核和管理監(jiān)督部門,依據(jù)實驗教學(xué)計劃負責(zé)對全院各系、部實驗室實驗耗材的計劃審查、匯總、上報批準及大宗耗材的采購工作。2、各系、部應(yīng)建立相應(yīng)的實驗室低值易耗、損品實驗材料管理制度,指定專人負責(zé)編制本部門低值易耗品實驗材料的購置計劃和領(lǐng)用手續(xù)。3、低值易耗品實驗材料的計劃、采購與使用管理。每3、危險物品的領(lǐng)用必須經(jīng)實驗實訓(xùn)中心審批,限量發(fā)放,使用單位主管負責(zé)人嚴格的控制和監(jiān)督使用過程,對領(lǐng)用剩余的數(shù)量必須詳細記錄。危險品的空容器、廢原料、廢溶液、廢渣應(yīng)予妥善處理,嚴禁隨意拋灑。4、各系部負責(zé)人應(yīng)經(jīng)常指導(dǎo)、檢查和督促實驗室管理員或相關(guān)負責(zé)人做好物品的維護、保養(yǎng)等工作。要加強全員節(jié)約意識,控制物品的消耗,延長物品的使用壽命。5、各部門應(yīng)加強對庫存物品的管理,做到定位存放,存放有序,嚴防損壞,因責(zé)任事故造成物品損壞的,必須按照相關(guān)規(guī)定予以賠償,賠償款均上交財務(wù)處。6、對確已喪失效能、在教學(xué)中正常損壞且無法修復(fù)的物品,由學(xué)院統(tǒng)一實施報廢和處置,任何部門和個人不得擅自處置。
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簡介:海洋底棲無脊椎動物學(xué)實驗,實驗一大型底棲生物調(diào)查研究方法,一、實驗?zāi)康耐ㄟ^大型底棲生物樣品的采集的觀察,掌握大型底棲生物的研究方法。底棲動物調(diào)查的目的在于了解水體中底棲動物的種類組成,分布以及對水體單位面積上底棲動物的平均密度和生物量作出比較可靠的估計。,二、實驗原理,底棲動物是指棲息在水域基底表面或底內(nèi)的生物。在海洋中,這類生物自潮間帶至水深大于萬米以上的超深淵帶(深海溝底部)都有分布,是海洋生物中種類最多的一個生態(tài)類型,包括了大多數(shù)海洋動物門類。大型底棲生物依個體的大小,凡被孔徑為05MM套篩網(wǎng)目所截留的生物。,三、實驗用品,水體地形圖采泥器底棲生物分樣套篩40目天平深水溫度計一般溫度計三角拖網(wǎng)臉盆解剖鏡水桶顯微鏡標(biāo)簽培養(yǎng)皿鉛筆記錄本試劑瓶1000ML廣口瓶250ML紗布量筒膠布解剖針放大鏡酸度計塑料帶甲醛解剖盤等,四、實驗方法,技術(shù)要求采泥樣面積每站不小于02M2。套篩孔徑上層20MM50MM,中層10MM,底層05MM。生物量測定精密度濕重生物量±001G,干重±01MG;烘干溫度70℃100℃。,2、采樣,箱式采樣器采樣體積500MM500MM500MM。,拖網(wǎng),阿氏拖網(wǎng)水深﹤200M的海區(qū)一般使用網(wǎng)口寬度為1520M;深海一般使用網(wǎng)口寬度為2530M;港灣一般使用網(wǎng)口寬度為0710M;三角形拖網(wǎng)適合于沿岸水域。雙刃拖網(wǎng)適于底質(zhì)為巖礁、碎石或砂礫的海區(qū)。,3、樣品處理,采泥和拖網(wǎng)樣品應(yīng)按類別、個體大小、柔軟脆弱和堅硬帶刺者分別裝瓶。固定和保存采泥和拖網(wǎng)樣品,應(yīng)按類別使用不同的固定液。暫時性保存使用體積分數(shù)為57的中性甲醛溶液,永久性保存應(yīng)用體積分數(shù)為75丙三醇乙醇溶液或體積分數(shù)為75乙醇。,洗凈,揀選,固定,保存,,,,4、鑒定和計數(shù),易斷的紐蟲、環(huán)節(jié)動物按頭部來計數(shù);軟體動物的死殼不計數(shù);數(shù)量大時,可取其中一部分稱重、計數(shù),然后換算。,5、測定生物量,濕重生物量;管棲動物應(yīng)剝?nèi)ス茏樱患木有窇?yīng)去螺殼稱重;軟體動物一般不去貝殼,但需吸盡殼表水分;個體大、數(shù)量多的軟體動物的殼和肉分別稱干、濕重。有孔蟲、石珊瑚和部分鈣質(zhì)苔蘚蟲可以不計重。,6、分析計算,1)生物量單位G(干重或鮮重)/M2。計算用各站位樣品的總重量除以采樣的總面積。平均值調(diào)查海域的平均值以各站位的算數(shù)平均值±95可信區(qū)間表示。,2)棲息密度單位IND/M2。計算用各站位樣品的總個體數(shù)除以采樣的總面積為密度,用各站位樣品的不同類群總個體數(shù)除以采樣的總面積為不同類群的棲息密度。平均值調(diào)查海域的平均值以各站位的算數(shù)平均值±95可信區(qū)間表示。,3)數(shù)據(jù)處理,PI群落第I種的數(shù)量或重量占樣品總數(shù)量之比值;S群落中的物種數(shù)。,J′均勻度指數(shù);H′群落實測的物種多樣性指數(shù);,DI第I種的百分比優(yōu)勢度;NI該站位第I種的數(shù)量;N該站位群落中所有種的數(shù)量,五、注意事項,1.采集的動物標(biāo)本在處理前須先用海水洗凈后進行。2.麻醉的標(biāo)本都應(yīng)當(dāng)在未麻醉前,用海水培養(yǎng)使動物完全到達生活狀態(tài)時,才能開始麻醉,麻醉時應(yīng)放置在不受震動,光線稍暗的地方。3.在麻醉過程中若動物的身體和觸手開始收縮了,應(yīng)立即終止增添麻醉劑或加一些海水使動物恢復(fù)生活時的狀態(tài)以后,再進行麻醉。,4.具有石灰質(zhì)貝殼和骨骼的動物,都應(yīng)當(dāng)用酒精保存,而不應(yīng)當(dāng)用福爾馬林保存,因福爾馬林能浸蝕石灰質(zhì)的貝殼和骨骼。5.干制的標(biāo)本都必須用淡水沖洗干凈以去掉身上的鹽份,然后放在日光下曬干。6.登記標(biāo)本標(biāo)簽須用鉛筆寫后放在瓶內(nèi),不要貼在瓶外,以免在運輸途中磨損或被水浸濕而看不清。,實驗二小型底棲生物的調(diào)查研究方法,一、實驗?zāi)康?通過小型底棲生物樣品的采集的觀察,掌握小型底棲生物的研究方法。了解水體中底棲動物的種類組成,分布以及水體單位面積上底棲動物的平均密度和生物量。,二、實驗原理,小型底棲生物凡能通過孔寬為05MM套篩網(wǎng)目,而被孔寬為0042MM所阻留的生物稱為小型底棲生物。底棲動物是指棲息在水域基底表面或底內(nèi)的生物。在海洋中,這類生物自潮間帶至水深大于萬米以上的超深淵帶(深海溝底部)都有分布,是海洋生物中種類最多的一個生態(tài)類型,包括了大多數(shù)海洋動物門類。,三、實驗用品,水體地形圖底棲生物分樣套篩孔寬為0042MM天平采泥器深水溫度計一般溫度計多管采樣器臉盆解剖鏡水桶顯微鏡標(biāo)簽培養(yǎng)皿鉛筆記錄本試劑瓶1000ML廣口瓶250ML紗布量筒膠布解剖針放大鏡酸度計塑料帶甲醛解剖盤等,四、實驗步驟,1技術(shù)要求從取樣器取芯樣,必須是未受擾動的采泥樣品、未受擾動的標(biāo)志是沉積物表面有一定深度的上覆水及取樣器閉合嚴緊無任何撒漏;每站隨即取芯樣;棲息密度以IND/10CM2或106IND/M2表示;生物量以ΜGDWT/10CM2或GDWT/M2表示;,,有機玻璃管內(nèi)徑22CM38CM2、26CM53CM2、36CM10CM2和44CM15CM2。前兩種適用于泥質(zhì)和砂泥質(zhì),后兩種適用于泥砂質(zhì)和砂質(zhì)。,2采芯樣,每站按工作需要取芯樣24個;泥質(zhì)灘取芯樣長度810CM,劃分為02CM,25CM,﹥5CM;泥砂質(zhì)灘取芯樣長度1216CM,劃分為04CM,48CM,812CM;砂質(zhì)灘取芯樣2428CM,每4CM一層;用有機玻璃管從箱式取樣器中采芯樣(再采樣),芯樣長度為10CM,采樣位置必須離開取樣器邊緣至少2CM。,3、樣品處理,試劑麻醉劑、固定劑和染色劑;分裝芯管樣品分層,分裝至樣品瓶;拖網(wǎng)樣品吊上甲板后,攪勻,取兩個100CM2樣品分別裝入500CM2的廣口樣品瓶中;麻醉定量采泥和拖網(wǎng)樣品,均加入與樣品等體積的麻醉劑,搖動靜置10MIN;固定麻醉后的樣品,加入與樣品等體積的固定劑固定;注供活體觀察的樣品不加麻醉劑和固定劑,裝瓶后冷藏保存。,4、樣品分離,砂質(zhì)沉積物的分離(傾上浮液淘洗法)樣品分離前加入四氯四碘熒光素染色劑,染色24H以上。每100CM3樣品加入5CM3染色劑溶液;移樣品至1DM3廣口瓶中,加過濾海水至800CM3,加蓋,顛倒搖勻數(shù)次,靜置上浮液過套篩分離;用洗瓶分別沖洗網(wǎng)篩上殘留物至備好的計數(shù)培養(yǎng)皿中,計數(shù)。,泥質(zhì)沉積物的分離(分層分離法),染色;傾樣品至套篩分離裝置上,用洗瓶沖洗至絕大部分較細粒級的顆粒被沖盡;用洗瓶分別沖洗網(wǎng)篩上殘留物至計數(shù)培養(yǎng)皿中,計數(shù)。,5、計數(shù),在高倍顯微鏡下(﹥40),鑒定和計數(shù),記錄結(jié)果;對“軟型”小型動物如腹毛蟲、渦蟲等應(yīng)盡量活體觀察和計數(shù);對“硬型”小型動物如線蟲、介蟲類等可制成臨時性或永久性封片觀察和計數(shù)。,6、生物量測定,直接稱重法隨機取稱樣兩份,用重蒸水小心地漂洗,然后用吸管將樣品連同幾滴重蒸水一起置入微型鋁箔或微型玻皿內(nèi)。每份樣品應(yīng)取線蟲100200條,底棲橈足類3050個,介形類1020個,多毛類1020條。將樣品置于60℃烘箱內(nèi)21H,取出后放入干燥器至恒重。用感量001MG的微量分析天平將每個樣品稱重三次,每次稱重后并相應(yīng)地稱其皿一次,記錄結(jié)果。,體積換算法,本法適用于小型動物各主要類群。取顯微鏡下描圖測量結(jié)果,換算體積VLW2C式中V體積,103MM3;L體長,MM;W身體最大寬度,MM;C換算系數(shù)。,干重換算法,五、作業(yè),密度計算,生物量計算,實驗三潮間帶底棲生物的研究方法,一、實驗?zāi)康?通過潮間帶底棲生物樣品的采集的觀察,掌握潮間帶底棲生物的研究方法。了解潮間帶底棲動物的種類組成,分布以及單位面積上底棲動物的平均密度和生物量。,二、實驗原理,潮間帶生物INTERTIDALBENTHOS生活在潮間帶底表的植物和底表與底內(nèi)的動物。底棲動物是指棲息在水域基底表面或底內(nèi)的生物。在海洋中,這類生物自潮間帶至水深大于萬米以上的超深淵帶(深海溝底部)都有分布,是海洋生物中種類最多的一個生態(tài)類型,包括了大多數(shù)海洋動物門類。,三、實驗用品,水體地形圖底棲生物分樣套天平采泥器一般溫度計采樣器和定量框臉盆解剖鏡水桶顯微鏡標(biāo)簽培養(yǎng)皿鉛筆記錄本試劑瓶1000ML廣口瓶250ML紗布量筒膠布解剖針放大鏡酸度計塑料帶甲醛解剖盤等,四、實驗步驟,技術(shù)要求調(diào)查地點和斷面選擇應(yīng)選擇具有代表性、灘面底制類型相對均勻,潮帶較完整、無人為破壞或人為擾動較小且相對較穩(wěn)定的地點或斷面;在調(diào)查海區(qū),選擇不同生境(如泥灘、泥沙灘、沙灘和巖石岸)的潮間帶斷面(不少于3個斷面),每條斷面不少于5個站;,通常在高潮區(qū)設(shè)2個站,中潮區(qū)設(shè)3個站,低潮區(qū)1個站或2個站。潮間帶生物采樣必須在大潮期間進行;對于基礎(chǔ)調(diào)查,通常按春夏秋冬進行一年四個季度月調(diào)查。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,A,B,C,D,斷面1,斷面2,采樣點,采樣點,高潮區(qū)AB中潮區(qū)BC低潮區(qū)CD,,,,A最大大潮高潮位B平均高潮位,即周年日平均高潮位。C平均低潮位,即周年日平均低潮位。D最大大潮低潮位。,2、采樣,用采樣器和定量框?qū)δ?、沙等底質(zhì)類型的生物取樣。規(guī)格25CMX25CMX30CM10CMX10CMX15CM(高密度生物量的潮區(qū)取樣),定量取樣用定量框,樣方數(shù)每站通常取48個(合計02505M2)。取樣時,先將取樣器擋板插入框架凹槽,后用力將定量框插入灘涂;觀察框內(nèi)表面可見的生物及數(shù)量;用鐵鏟清除擋板外側(cè)的泥沙再拔去擋板,一邊鏟取框內(nèi)樣品;,鏟取樣品時若發(fā)現(xiàn)底層仍有生物存在,應(yīng)將取樣器再往下壓,直到采不到生物為止,一般深度達30CM。取樣時,先將框內(nèi)的易碎生物計數(shù),并觀察記錄優(yōu)勢種的覆蓋面積,后刮凈框內(nèi)所有生物;樣品過篩淘洗。,3樣品的處理與保存,采得的所有標(biāo)本,洗凈,按類別、大小及個體軟硬裝瓶或裝入封口塑料袋;未能及時處理的余渣,回實驗室后在顯微鏡下挑揀;固定;帶回標(biāo)本室內(nèi)分析。,,室內(nèi)工作定量、定性標(biāo)本分開,按地點、斷面、站位順序排列;鑒定逐站清洗標(biāo)本,鑒定種類并登記;計數(shù),稱量定量標(biāo)本固定3天后計數(shù)、稱量并記錄;計算棲息密度IND/M2,G/M2。,,五、作業(yè)綜合定量和定性的記錄,統(tǒng)計出調(diào)查區(qū)生物種類組成;調(diào)查區(qū)總生物量G/M2和總棲息密度IND/M2;各斷面的生物量G/M2和棲息密度IND/M2;各潮間帶的生物量分布和棲息密度IND/M2;分析所調(diào)查潮間帶的生物多樣性。,實驗四軟體動物門,一、實驗?zāi)康?掌握腹足綱和瓣鰓綱貝殼的形態(tài)構(gòu)造,識別常見種類;掌握頭足類的形態(tài)構(gòu)造,認識代表經(jīng)濟種類,并了解分類地位。,二、實驗用品,①解剖鏡,1臺/2人②放大鏡,1個/2人③鑷子,1副/人④白瓷盤,1個/2人⑤擦鏡紙,若干⑥解剖針,1副/2人⑦紗布,若干⑧培養(yǎng)皿,1個/人,三、實驗內(nèi)容,(一)腹足綱具體屬種⑴螺類貝殼的形態(tài)觀察⑵鮑屬⑶圓田螺屬⑷環(huán)棱螺屬⑸玉螺屬⑹寶貝屬⑺紅螺屬⑻泥螺屬,1、螺類貝殼的形態(tài)觀察殼頂、殼口、螺層、縫合線、繃帶、臍孔、生長線、肋、棘和各種花紋。2、鮑屬HALIOTIS貝殼低,螺旋部退化,螺層少,體螺層及殼口極大,幾占全部貝殼。自殼口開始沿貝殼左側(cè)有一列開孔,這79個開孔組成的螺肋把殼面分成左右兩部,外唇薄,呈刀刃狀,內(nèi)唇有狹長片狀的遮緣。殼內(nèi)面具強的珍珠光澤。殼又稱石決明,是名貴的藥材。3、圓田螺屬CIPANGOPALUDINA貝殼表面光滑,不具環(huán)棱,螺層膨脹,縫合線深,個體較大,有較高食用價值。4、環(huán)棱螺屬BELLAMYA貝殼中等大,圓錐形或低錐形,體螺層大,具環(huán)棱,殼口卵圓形,口緣薄利,上端角狀,可食用,飼用。,5、玉螺屬NATICE螺塔為5層,每層的殼面稍隆起,縫合線深,貝殼球形,螺旋部低,螺層少,殼面光滑無肋,殼口邊緣完整,外唇薄,厴石灰質(zhì),足極發(fā)達,前足可翻轉(zhuǎn)在頭部之上。6、寶貝屬CYPRAEA殼呈卵圓形,質(zhì)堅固,殼面平整而富光澤,螺旋部狹小,埋于體螺層中。殼口狹長,唇緣具齒,無厴。外套膜和足均發(fā)達,生活時伸展遮被貝殼。7、紅螺屬RAPANA殼大而堅厚,略呈方形,殼面有環(huán)肋,肋上有等距離的短棘,螺層約6層。殼口內(nèi)面呈杏紅色,分布于低潮淺水附近或淺海巖礁之間,肉可食用。8、泥螺屬BLLACTA又名吐鐵,殼呈卵形,質(zhì)膜脆,表面有螺旋狀條紋,無螺塔或臍,無厴,頭盤大而肥厚,呈拖鞋狀,側(cè)足發(fā)達,遮蓋貝殼1/2部分。,(二)瓣鰓綱具體屬種,⑴雙殼類貝殼的形態(tài)觀察⑵毛蚶⑶貽貝屬⑷櫛孔扇貝屬⑸牡蠣屬⑹帆蚌屬⑺文蛤⑻螠蟶,1、雙殼類貝殼的形態(tài)觀察殼頂、小月面、生長線、韌帶、盾面、主齒、前側(cè)齒、后閉殼肌痕、前閉殼肌痕、外套竇、外套線。2、毛蚶SCAPHARCA殼卵圓形,質(zhì)堅厚,表面放射肋3335條,連續(xù),不呈結(jié)節(jié)狀。殼面覆絨毛狀殼皮,絞合部直,生活在淺海泥沙質(zhì)海底。3、貽貝屬MYTILUS殼呈楔形,中等大,前端尖細,后端寬圓,殼薄而短,殼表呈黑褐色,殼頂位于殼的最前端,腹緣直,背腹緣構(gòu)成30度角,背緣至中部以后漸向后腹緣延伸,使背緣呈弧形。4、櫛孔扇貝CHLAMYS貝殼呈扇形,兩殼近相等,殼頂兩側(cè)具殼耳,前耳大,有足絲孔。殼面放射肋23條。肋間形成深溝,溝內(nèi)具細的放射肋3條,后閉殼肌大,是制干貝的優(yōu)良品種。,5、牡蠣屬OSTREA貝殼中大型,兩殼不等,左殼較大,常以此固著。左殼面具粗的放射肋,右殼面成鱗片板狀,內(nèi)面白色或略呈紫色,絞合部前后緣有弱的刻紋。6、帆蚌屬HYRIOPSIS殼大型,卵形質(zhì)堅厚。殼頂偏前端,后背緣擴張成一帆狀的后翼,絞合齒中擬主齒不發(fā)達,側(cè)齒在左殼2枚,右殼1枚,皆細長,此蚌為育珠質(zhì)量最佳者。7、文蛤MERETRIX殼近三角形,質(zhì)堅厚,殼面光滑,被有發(fā)光的淡棕色外皮,花紋常多變。8、縊蟶SINONOVACULA殼成長筒形,質(zhì)薄,殼中央稍前自殼頂至腹緣微有一凹的斜溝,絞合部小,主齒右殼2枚,左殼3枚。外套膜在足孔周圍有23排觸手,水管細長,兩管分離。,(三)頭足綱常見種屬,⑴鸚鵡螺⑵褶柔魚屬⑶槍烏賊屬⑷擬烏賊屬⑸烏賊屬⑹無針烏賊屬⑺短蛸,1、鸚鵡螺NAUTILAS具螺旋形的外殼,殼大而堅硬,表面光滑,上有紅褐色斑紋,殼內(nèi)有隔壁,將殼內(nèi)腔分為數(shù)十室,漏斗由左右二葉構(gòu)成,不形成完整的管子。2、褶柔魚屬TODARODEA胴部圓錐形,后部明顯瘦凹,鰭長約為胴長的1/3,兩鰭相接略呈橫菱形,第3對腕基部扁,雄性右側(cè)第4對腕莖化,內(nèi)面較平,頂部吸盤特化成為2行肉突。內(nèi)殼角質(zhì),狹條形,后端具一縱菱形的尾錐。3、槍烏賊屬LOLIGO胴部狹長,圓錐形,肉鰭長約為胴長的2/3,兩鰭相接成縱菱形,腕吸盤2行。雄性左側(cè)第4腕莖化,觸腕穗吸盤4行,中間2行大,觸腕穗吸盤角質(zhì)環(huán)具大小不等的主齒,且排列整齊,腕吸盤角質(zhì)環(huán)具尖齒。,4、擬烏賊屬SEPIOTEUTHIS周鰭型,肉鰭幾乎包被胴部的全緣,兩鰭相接呈橢圓形,內(nèi)殼勻薄或具厚邊。5、烏賊屬SEPIA體寬短,呈盾形或袋形,腕10只,腕吸盤4行,胴腹后端具骨針,胴背具條斑。6、無針烏賊屬SEPIELLA胴腹后端具腺孔,不具骨針,肉鰭前狹后寬,末端分離。7、蛸屬OTOPUS腕8條,胴部卵圓形,漏斗器W型或VV型。,四、作業(yè),繪圖腹足綱、瓣鰓綱及頭足綱所給標(biāo)本中中任選一種繪制貝殼的形態(tài)。,實驗五節(jié)肢動物門甲殼綱,一、實驗?zāi)康?觀察軟甲亞綱常見目的代表種屬的形態(tài)構(gòu)造,識別經(jīng)濟種類并了解分類地位。,二、實驗用品,①解剖鏡,1臺/人②放大鏡,1個/人③解剖針,1副/人④瓷盤,1個/人⑤培養(yǎng)皿,1個/人⑥鑷子,1把/人⑦紗布,若干⑻載玻片,蓋玻片,若干,三、實驗內(nèi)容,口足目口蝦蛄的形態(tài)構(gòu)造觀察糠蝦目刺糠蝦屬的形態(tài)構(gòu)造觀察磷蝦目磷蝦屬的形態(tài)構(gòu)造觀察十足目⑴對蝦外形的形態(tài)觀察⑵新對蝦屬⑶鷹爪蝦屬⑷仿對蝦屬⑸毛蝦屬⑹沼蝦屬⑺白蝦屬⑻原螯蝦屬⑼龍蝦屬⑽寄居蟹屬⑾絨螯蟹屬⑿青蟹屬⑾梭子蟹屬,頭胸甲,額區(qū),眼區(qū),觸角區(qū),頰區(qū),胃區(qū),肝區(qū),心區(qū),鰓區(qū),分區(qū)8區(qū),1、對蝦外形的形態(tài)觀察,特別是頭胸甲(日本對蝦)分區(qū)額區(qū)、眼區(qū)、觸角區(qū)、頰區(qū)、胃區(qū)、肝區(qū)、心區(qū)和鰓區(qū);刺胃上刺、眼上刺、觸角刺、鰓甲刺、頰刺、肝刺等;脊額角后脊、額角側(cè)脊、額胃溝、眼后溝、肝溝、頸溝、心鰓溝等;鰓側(cè)鰓、關(guān)節(jié)鰓、足鰓、肢鰓;雌雄交接器雌性稱受精囊,著生在第4,5對步足基部的胸部腹甲上,其形狀是對蝦科種的重要分類依據(jù)。雄性交接器由第一腹肢內(nèi)肢愈合而成。雄性腹肢在第二腹肢內(nèi)肢的內(nèi)側(cè),內(nèi)附肢的外側(cè),具一卵圓形多刺的結(jié)構(gòu),即為雄性附肢。,2、新對蝦屬METAPENAEUS額角僅上緣有齒,前三對步足具基節(jié)刺,第五步足無外肢。以浙江以南的重要經(jīng)濟蝦。3、鷹爪蝦屬TRACHYPENAEUS額角僅上緣有齒,頭胸甲有短縱縫,腹部背面有脊,尾節(jié)背面有活動刺,但無固定刺,步足皆具外肢。雄性交接末端側(cè)面寬大。4、仿對蝦屬PARAPENAEOPSIS額角僅上緣具齒,頭胸甲具縱縫與橫縫,第一、二步足無座節(jié)刺。,5、毛蝦屬ACETES為2040MM體長的小蝦,額角短小,頭胸甲具眼后刺,前三對步足為極微小的鉗狀,后2對步足完全退化。本屬在沿海產(chǎn)量很大,其中以中國毛蝦ACHINENSIS的產(chǎn)量最大,尤以渤海灣。其尾肢的內(nèi)肢有34個到10個上下的小紅點排成一列,由基部到末端漸次變小。6、沼蝦屬MACROBRACHIUM頭胸甲具觸角刺,肝刺,無鰓甲刺,大顎觸須3節(jié)。第二步足通常比較粗大,雄性特別強大。7、白蝦屬EXOPALAEMON頭胸甲具觸角刺,鰓甲刺,無肝刺。額角上緣基部具一雞冠狀隆起,第五腹節(jié)側(cè)甲頂端圓。,8、原螯蝦屬PROCAMBARUS頭胸甲不與口前板愈合,前三對步足呈螯狀,腹肢缺內(nèi)附肢,第一、二腹肢內(nèi)肢雄性變?yōu)榻唤悠?,雌性第一對腹肢為單肢型。尾肢的外肢有一橫縫,中間有活動關(guān)節(jié)。步足的基、座節(jié)愈合。9、龍蝦屬PANULIRUS頭胸甲呈圓柱形與口前板愈合,無額角,眼上刺大,兩者互相分離,第一觸角鞭長,觸角板寬而有刺,第二觸角無鱗片,基部遠離,且不遮蓋第一觸角基部。步足皆不呈螯狀,無第一腹肢。尾肢外肢無橫縫。10、寄居蟹屬PAGURUS頭胸甲長,不與口前板愈合,腹部比較發(fā)達,形狀不對稱,軟而卷曲,第二觸角在眼的外側(cè),鱗片很小,第一步足螯狀,不等大,第45步足細小,腹肢不成對,雄性缺第二腹肢,尾肢的外肢分節(jié),左面常較右面發(fā)達。,11、絨螯蟹屬ERIOCHEIR頭胸甲略呈方形,額平直,具4齒,前側(cè)緣具4齒。螯足掌節(jié)密生絨毛,第三顎足長節(jié)長度約等于寬度,其幼體稱大眼幼體,俗稱蟹苗。12、青蟹屬SCYLLA頭胸甲表面光滑分區(qū)不清,額具4齒,前側(cè)緣具9齒,大小相等。螯足略不對稱,光滑,掌部腫脹,末對步足槳狀,末2節(jié)扁平,邊緣生毛,適于游泳。13、梭子蟹屬PORTUNUS頭胸甲呈梭形,分區(qū)明顯,表面有成群的顆粒,背面中央有三個疣狀突起,一個在中胃區(qū),二個在心區(qū),額具2個額齒,口上脊露出在額齒之間。,五、作業(yè),繪圖⑴口足目、糠蝦目、磷蝦目中任選一種;⑵新對蝦屬、鷹爪蝦屬、仿對蝦屬、毛蝦屬、沼蝦屬、白蝦屬中任選兩種;⑶原螯蝦屬、龍蝦屬、寄居蟹屬、絨螯蟹屬、青蟹屬、梭子蟹屬中任選兩種。,請開始實驗謝謝,
下載積分: 6 賞幣
上傳時間:2024-01-05
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簡介:第五章海洋生物群落中的種間關(guān)系,學(xué)習(xí)目的掌握生物群落中種間食物關(guān)系的生態(tài)學(xué)意義和捕食者與被食者的辨證關(guān)系。了解食性分化及其適應(yīng)性意義,掌握高斯假說和種間競爭的基本原理、生態(tài)位(包括基礎(chǔ)生態(tài)位和實際生態(tài)位)的基本概念及其與種間競爭的關(guān)系。了解生態(tài)位分化的幾種主要方式以及海洋生物之間各種共生關(guān)系及其生態(tài)學(xué)意義。,第一節(jié)種間食物關(guān)系,捕食(PREDATION)包括所有高一營養(yǎng)級的動物取食傷害低一養(yǎng)級的動物和植物的種間關(guān)系。廣義的捕食①典型捕食②食草③寄生④擬寄生者同類相食(CANNIBALISM)是一種特殊捕食現(xiàn)象。,一、海洋動物攝食的基本類型和食性分化,(一)動物食性的基本類型1.按照食物的性質(zhì)植食性動物、肉食性動物、食碎屑動物、腐食性動物2.按取食方式濾食性動物、捕食性(或掠食性)動物、嚙食性(或啃食性)動物、食沉積物動物,(二)動物對食物的選擇性,RI食物中某一成分百分數(shù),PI食料基礎(chǔ)中該種成分百分數(shù)E=1~1,表示動物對食物的選擇性,可以應(yīng)用選擇指數(shù)(E)來確定,(三)食性特化的適應(yīng)意義,特化程度是動物對不同地區(qū)食物豐富程度和穩(wěn)定性的一種適應(yīng),環(huán)境穩(wěn)定,捕食者將朝著單食性發(fā)展;環(huán)境不穩(wěn)定將導(dǎo)致捕食者的多食性。食性特化是對種間關(guān)系,特別是種間競爭關(guān)系的一種適應(yīng)。同一種動物食性會在一定范圍內(nèi)發(fā)生變化,這種變化表現(xiàn)在不同年齡、不同性別、不同季節(jié)和不同地理區(qū)域等方面。,1、捕食者對被食者的種群數(shù)量能起重大的影響2、被食者影響捕食者的種群數(shù)量3、辯證關(guān)系4、進化與共存,二、捕食者和被食者的辯證關(guān)系,,①捕食者調(diào)節(jié)被食者種群的動態(tài),防止被食者種群的劇烈波動。②當(dāng)捕食者是捕食被食者中那些體弱或有病的個體時,不僅對被食者的繁殖和增長并無損害,反而可提高被食者的種群素質(zhì)。③廣食性種類有利于被食者的共存。,辯證關(guān)系,31,,捕食者和被捕食者的協(xié)同進化,互為選擇性因素,協(xié)同進化的結(jié)果是捕食者對被捕食者的有害因素“負作用”越來越小,兩者共存于一個環(huán)境之中。有時兩者甚至形成難以分離的相對穩(wěn)定系統(tǒng),或者說互為生存條件。,進化與共存,LOTKA-VOLTERRA的捕食模型沒有捕食者DN/DT=R1N沒有獵物DP/DT=-R2P兩者共存DN/DT=R1N-ΕPNΕ壓力常數(shù),即平均每一捕食者,捕殺獵物的常數(shù)DP/DT=-R2P+ΘNPΘ捕食效率常數(shù),三、洛特卡沃爾泰勒(LOTKAVOLTERRA)的捕食模型,3-2,,高斯的試驗分3期第1期以均勻的液體介質(zhì)作培養(yǎng)環(huán)境,其結(jié)果總是草履蟲種群首先增長,隨后櫛毛蟲種群上升,然后雙環(huán)櫛毛蟲將草履蟲捕食殆盡,隨之櫛毛蟲也因饑餓而死亡。試驗結(jié)果并未出現(xiàn)洛特卡沃爾泰拉模型所預(yù)測的那種捕食者獵物系統(tǒng)的周期性波動。但是高斯相信,試驗之所以未獲得理論上預(yù)期的周期性振蕩,是由于櫛毛蟲增殖過快。第2期試驗中,高斯考慮一個較復(fù)雜的系統(tǒng),他在培養(yǎng)管的底部放進一些沉渣,使草履蟲能隱蔽起來,結(jié)果是櫛毛蟲消滅了液相中草履蟲,然后由于饑餓而死亡,但隱蔽在沉渣中的草履蟲增殖,于是以獵物種群增長而捕食者死亡而結(jié)束,結(jié)果又未證實洛特卡沃爾泰拉模型所預(yù)測的周期性波動。第3期試驗中,高斯定期地(每3天)加入一個草履蟲和一個櫛毛蟲(模擬遷入),結(jié)果得到了獵物捕食者種群的周期性振蕩。,,3-3,第二節(jié)種間競爭和生態(tài)位理論,一、種間競爭,3-4,高斯假說(GAUSE’SHYPOTHESIS)或競爭排斥原理(PRINCIPLEOFCOMPETITIVEEXCLUSION),即親緣關(guān)系接近的、具有同樣習(xí)性或生活方式的物種不可能長期在同一地區(qū)生活,即完全的競爭者不能共存,因為它們的生態(tài)位沒有差別。哈奇森(HUTCHINSON)指出,高斯假說有兩個例外。第一,由于環(huán)境因素強烈的作用(如天敵和不適宜氣候及食物關(guān)系),種群被抑制在一個低密度水平上。第二,因環(huán)境不斷地發(fā)生變動,競爭的結(jié)果不能達到一定的平衡(即在能夠充分利用環(huán)境的可能性之前,環(huán)境已經(jīng)變化了)。,(一)高斯假說,兩個種群未出現(xiàn)競爭時,兩者出現(xiàn)競爭時,Α和Β分別表示物種甲和乙的競爭系數(shù),(二)LOTKA-VOLTERRA的種間競爭模型,圖A表示DN1/DT=0時的條件①N1=K1,N2=0;②N1=0,N2=K1/Α圖B表示DN2/DT=0時的條件①N1=K2/Β,N2=0;②N1=0,N2=K2對角線表示所有的平衡條件,①K1>K2/Β,K1/?。綤2時,N1取勝②K2>K1/Α,K1<K2/Β時,N2取勝③K1>K2/Β,K2>K1/Α時,出現(xiàn)不穩(wěn)定平衡點④K1<K2/Β,K2<K1/Α時,穩(wěn)定平衡,二、生態(tài)位基本理論(一)生態(tài)位的概念GRINNELL首先提出空間生態(tài)位(SPACENICHE)小生境ELTON提出“生態(tài)位是物種在其生活環(huán)境中的地位以及它與食物和天敵的關(guān)系”營養(yǎng)生態(tài)位(TROPHICNICHE)HUTCHINSON提出“一個生物的生態(tài)位就是一個N維的超體積,這個超體積所包含的是該生物生存和生殖所需的全部條件”超體積生態(tài)位(HYPERVOLUMENICHE)。,,圖3-5,圖36,生態(tài)位是指一種生物在群落中(或生態(tài)系統(tǒng)中)的功能或作用,生態(tài)位不僅說明生物居住的場所(占據(jù)的空間),而且也要說明它吃什么、被什么動物所吃、它們的活動時間、與其它生物的關(guān)系以及它對群落發(fā)生影響的一切方面。就是說生態(tài)位是某一物種的個體與環(huán)境(包括非生物的和生物的環(huán)境)之間特定關(guān)系的總和。,(二)生態(tài)位與種間競爭的關(guān)系1基礎(chǔ)生態(tài)位與實際生態(tài)位生物群落中某一物種所棲息的理論上潛在最大空間,即沒有種間競爭的生態(tài)位,稱為基礎(chǔ)生態(tài)位FUNDAMENTALNICHE。實際占有的生態(tài)空間,就稱為實際生態(tài)位(REALIZEDNICHE),圖3-7,同一生境中不同種生物共同利用某一種環(huán)境資源時,就因生態(tài)位重疊而產(chǎn)生種間競爭,競爭的激烈程度與生態(tài)位重疊的程度及參與競爭的種類數(shù)有關(guān)。,2種間競爭與生態(tài)位分化,三種基本情況,(1)生態(tài)位完全重疊,結(jié)果可能是競爭力強的將競爭力弱的種類排除;(2)兩個種的生態(tài)位只有部分重疊,各自還占有一部分無競爭的生態(tài)位空間,在這種狀況下兩個種可能共存,但競爭優(yōu)勢種終將占有那部分重疊的生態(tài)位空間;(3)兩個種的生態(tài)位基本不重疊,這種情況很可能是已經(jīng)回避競爭的結(jié)果。,,圖3-8,D>W(wǎng),表示物種之間的種間競爭?。籇<W,表示種間競爭大。生態(tài)位狹的物種,如A圖,其激烈的種內(nèi)競爭更將促使其擴展資源利用范圍。生態(tài)位越接近,重疊越多,種間競爭也就越激烈;將導(dǎo)致某一物種滅亡,或者通過生態(tài)位分化而得以共存。種內(nèi)競爭促使兩物種的生態(tài)位接近,種間競爭又促使兩競爭物種生態(tài)位分開,這是兩個相反的進化方向。,圖3-9,(L)如果兩個種在同一穩(wěn)定的群落中占據(jù)了相同的生態(tài)位,一個種終究將消滅,或被迫改變生態(tài)位。(2)在一個穩(wěn)定的群落中,沒有任何兩個種是直接的競爭者,因為這些種的生態(tài)位有差別,所以減少了它們之間的競爭,使自然界形形色色的物種各就各位,達到有序的平衡。(3)群落乃是一個相互起作用的、生態(tài)位分化的種群系統(tǒng)。群落中的種群有其一定的生態(tài)位,在它們對群落空間、時間、資源的利用方面,以及相互作用的可能類型,都趨向于互相補充而不是直接競爭。因此由多個種群組成的群落就要比單一種群更能有效地利用環(huán)境資源,同時增強了系統(tǒng)穩(wěn)定性。,小結(jié),3生態(tài)位分化(NICHEDIFFERENTIATION)的幾種方式,(1)棲息地的分化(HABITATDIFFERENTIATION)(2)領(lǐng)域的分化(TERRITORIALDIFFERENTIATION)(3)食性的分化(FEEDINGDIFFERENTIATION)(4)生理的分化(PHYSIOLOGICALDIFFERENTIATION)(5)體型的分化(BODYSIZEDIFFERENTIATION),生態(tài)位壓縮(NICHECOMPRESSION)一個群落的物種都具有很寬的生態(tài)位,一旦遭到外來競爭物種的侵入,一般導(dǎo)致生境壓縮,而不會引起食物類型等的改變。生態(tài)釋放(ECOLOGICALRELEASE)當(dāng)種間競爭減弱時,一個物種就可以利用那些以前不能被它所利用的空間,從而擴大自己的生態(tài)位。生態(tài)位移動(NICHESHIFT)由于減弱了種間競爭而發(fā)生的行為變化和取食格局變化。,第三節(jié)共生關(guān)系,1、共棲(COMMENSALISM)偏利,如麻雀把巢安在猛禽巢邊2、互利(MUTUALISM)白蟻與鞭毛蟲鞭毛蟲(實際上是披發(fā)蟲)寄生在白蟻腸道內(nèi),可消化纖維素。白蟻本身不能消化纖維素,只能利用披發(fā)蟲消化纖維素后產(chǎn)生的糖類。披發(fā)蟲被殺死了,白蟻不能獲得糖類,就死掉了。藥物是通過白蟻進食進入腸道的,可以殺死披發(fā)蟲。3、寄生(PARASITISM)特殊捕食關(guān)系寄生生活的營養(yǎng)條件較自由生活的祖先優(yōu)越寄生一般不引起寄主死亡4、偏害(AMENSALISM)抗生(ANTIBIOSIS)5、原始合作(PROTOCOPERATION),一、共生現(xiàn)象的類別,,6、互抗(MUTUALANTAGONISM)如兩種致病生物同時進入一個寄主引起寄主死亡,致病生物也隨之一同死亡(單獨進入時不死亡)。7、中性現(xiàn)象(NEUTRALISM)①共生關(guān)系可分為正相互關(guān)系、負相互關(guān)系兩類,前者易出于需要極不相同種類之間,后者易出現(xiàn)于需要非常相似的種類。②定性概念,有過渡類型豆蟹、蟹??酃采P(guān)系是生物長期演變的結(jié)果。例如,最初的共棲關(guān)系,可能是一種生物允許另一種生物生活在它的附近或它的體表或體內(nèi)。如果“客人”從中得到一點好處而不干擾“主人”,此種關(guān)系即能持續(xù)下去,所以許多生態(tài)學(xué)家認為寄生和互利都是從共棲演變而成的。隨生態(tài)系統(tǒng)的成熟,互利共生越普遍,因其有利于提高系統(tǒng)運轉(zhuǎn)效率與穩(wěn)定性。④人與自然、農(nóng)村與城市,二、藻類藻類之間的共生關(guān)系主要是藍藻類與其他藻類共生,圖3-10,(一)共生生物的組成1.藻類共生者的類別顏色蟲黃藻(或稱動黃藻ZOOXATHELLAE)主要是甲藻類蟲綠藻(或稱動綠藻ZOOCHLORELLAE)淡水綠藻蟲藍藻(CYANELLAE)藍藻類2.動物共生者的類別據(jù)報導(dǎo),無脊椎動物中有160屬的一些種類具藻類共生者,其中在原生動物和腔腸動物中最為普遍。,三、藻類動物之間的共生關(guān)系,(二)共生者形態(tài)和功能變化及共生關(guān)系的生態(tài)學(xué)意義,形態(tài)變化與功能互補,圖3-11,四、動物動物之間的共生關(guān)系(一)海洋動物之間的共棲現(xiàn)象豆蟹、鮣魚、雙鰭魚(NEMEUS)和僧帽水母,圖3-12,(二)海洋動物之間的互利現(xiàn)象蟹和??⒙☆^魚LABROIDESSPP)或小蝦,圖3-12,圖3-13,蔓足類寄生在蟹的腹部深海常見同種魚的雄體寄生于雌體,(三)海洋動物之間的寄生現(xiàn)象,五、生物之間的生化相互關(guān)系,(一)初生代謝產(chǎn)物和次生代謝產(chǎn)物初生代謝產(chǎn)物PRIMARYMETABOLITES是所有生物以相同的代謝途徑合成的,如糖、氨基酸、普通的脂肪酸、核酸類以及由它們形成的聚合物多糖、蛋白質(zhì)、酯類、RNA和DNA等等。次生代謝產(chǎn)物(SECONDARYMETABOLITES)利用其他代謝途徑,產(chǎn)生一些特殊氨基酸、脂肪酸和多酮化合物、甾醇類、萜類、木質(zhì)素和多種生物堿等等。量少,但作用很大。初生代謝產(chǎn)物常為次生代謝產(chǎn)物提供原料,兩者在代謝途徑上不能截然分開,有交叉。,如培養(yǎng)藻類→過濾取濾液→接種其他藻類→生長狀況菌藻關(guān)系斑狀分布,(二)浮游生物之間的生化相互作用,(三)貝類幼體附著和變態(tài)的化學(xué)誘導(dǎo),貝類浮游幼體往往必需受其他生物或同種生物成體產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物的誘導(dǎo)才能變態(tài)與附著,否者將繼續(xù)浮游直至死亡。詩博加蓑海牛受珊瑚誘導(dǎo)、紅鮑受珊瑚紅藻中藻紅素的殘基成分Γ氨基丁酸(GABA)誘導(dǎo)、牡蠣受細菌薄膜誘導(dǎo),(四)生物之間生化相互關(guān)系的研究意義理論上有助于闡明群落物種間的相互適應(yīng)的機制,探討生物的共同進化。實踐人工育苗目前主要研究產(chǎn)生誘導(dǎo)的生物、誘導(dǎo)物質(zhì)結(jié)構(gòu)、功能團、人工合成,
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簡介:第四章生態(tài)系統(tǒng)中的生物種群,學(xué)習(xí)目的掌握種群的概念及其群體特征,了解種群統(tǒng)計學(xué)的基本參數(shù)、生命表及其應(yīng)用、種群數(shù)量變動的基本數(shù)學(xué)模型及自然種群的數(shù)量變動規(guī)律。掌握K、R生態(tài)對策的特征及在保護生物學(xué)方面的實踐意義、影響種群數(shù)量動態(tài)的密度制約和非密度制約因素,了解種群調(diào)節(jié)及種群衰退與滅絕的機制,并理解應(yīng)用種群生態(tài)學(xué)有關(guān)理論對待自然生物資源的保護和持續(xù)利用的重要意義。,第一節(jié)種群的概念與種群統(tǒng)計學(xué)基本參數(shù),一、種群概念1、物種與種群定義種群居群、繁群、POPULATION指特定時間內(nèi)棲息于特定空間的同種生物的集合群。種群內(nèi)部的個體可以自由交配繁衍后代,從而與鄰近地區(qū)的種群在形態(tài)和生態(tài)特征上彼此存在一定差異。種群是物種在自然界中存在的基本單位,也是生物群落基本組成單位。生物種是一組彼此能互配并產(chǎn)生后代的種群,組與組之間在生殖上是隔離的。分布廣泛的物種常在形態(tài)、生理、行為與遺傳特征上存在廣泛變異。,2、自然種群三個基本特征空間特征、數(shù)量特征、遺傳特征3、研究意義(1)種群生態(tài)學(xué)處于個體生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)生態(tài)學(xué)兩個層次之間,并起到連接作用的中間層次;(2)對自然資源的科學(xué)利用、有害種類的防治有指導(dǎo)意義;(3)探索自然界物種進化等。,(一)種群的密度(POPULATIONDENSITY)種群密度指單位面積或單位體積內(nèi)有機體的數(shù)量。海洋生物種群數(shù)量統(tǒng)計主要方法有1、絕對密度①所有個體的直接計數(shù)②取樣調(diào)查樣方法、標(biāo)志重捕、去除取樣法2、相對密度遇見率、捕獲率、糞堆、毛皮收購量、單位捕撈力量漁獲量(二)阿利氏規(guī)律(ALLEE′SLAW)種群密度過疏和過密對種群的生存與發(fā)展都是不利的,每一種生物種群都有自己的最適密度。,二、種群密度與阿利氏規(guī)律,圖4-1,(三)集群現(xiàn)象(SCHOOLING)及其生態(tài)學(xué)意義有利繁殖、防衛(wèi)、索餌、提高游泳效率、改變環(huán)境化學(xué)性質(zhì)以抵抗有毒物質(zhì),若形成社會結(jié)構(gòu),自我調(diào)節(jié)及生存能力更強。不利種內(nèi)競爭、大量被捕食成因水動力條件、溫鹽及營養(yǎng)鹽含量變化等等。(四)物種內(nèi)競爭動物為爭奪有限的食物與空間資源、產(chǎn)卵場所、異性,植物為爭奪有限的土壤和空間資源發(fā)生著的形式多樣的競爭。,1、爭奪競爭(CONTESTCOMPETITION)當(dāng)種群數(shù)量小于環(huán)境容納量(K)時,物種內(nèi)個體都能獲得足夠的物質(zhì);當(dāng)種群數(shù)量超過K時,種內(nèi)競爭勝利者將獲得足夠的物質(zhì),失敗者則因不能得到充分的食物將死亡,種群數(shù)量維持在負荷量水平。如領(lǐng)域性鳥類。2、分灘競爭(SCRAMBLECOMPETITION)所有個體都有相等的機會去競爭有限的資源,競爭沒有產(chǎn)生完全的勝利者。當(dāng)種群數(shù)量未超過K時,種群如同爭奪競爭一樣,死亡率為零;當(dāng)種群超過K時,種群將全部死亡。自然界的競爭類型是從爭奪競爭到分灘競爭的連續(xù)譜。3、負競爭一定范圍內(nèi)密度提高對成活率有利,即阿利氏效應(yīng)。,物種內(nèi)競爭的類型,一種群的年齡結(jié)構(gòu)(AGESTRUCTUREOFPOPULATION)1、種群中各年齡期個體的百分比種群個體可分為三個生態(tài)時期繁殖前期、繁殖期和繁殖后期。年齡分布圖(年齡金字塔)增長型種群、穩(wěn)定型種群與下降型種群,可預(yù)測未來種群的動態(tài)。,三、種群的年齡結(jié)構(gòu)和性比,圖4-2,2、穩(wěn)定年齡結(jié)構(gòu)從理論上說,種群在一個恒定的環(huán)境里,遷入及遷出保持平衡或者不存在,且當(dāng)其出生率與死亡率相等時,各年齡級的個體數(shù)基本上保持不變。理論上的概念,實際不可能,但在研究方法上很重要。3、優(yōu)勢年齡組(DOMINANTAGECLASS)如美洲兔和加拿大猞猁每隔910年,都可見到一個數(shù)量高峰年,平均是96年。,圖4-3,,種群的年齡結(jié)構(gòu)既取決于種的遺傳特性,同時也取決于具體的環(huán)境條件,表現(xiàn)出對環(huán)境的適應(yīng)關(guān)系。,,(二)性比(SEXRATIO)大多數(shù)種群傾向于保持11。種群性比的變化是種群自然調(diào)節(jié)的一種方式。魚類食物保障變化→物質(zhì)代謝過程改變→內(nèi)分泌作用改變→性別形成捕撈的影響也會影響種群的性別組成,(一)出生率與死亡率最大出生率(MAXIMUMNATALITY)實際出生率(REALIZEDNATALITY)或生態(tài)出生率(ECOLOGICALNATALITY)最低死亡率(MINIMUMMORTALITY)實際死亡率(生態(tài)死亡率,ECOLOGICALMORTALITY)生理壽命(PHYSIOLOGICALLONGEVITY),四、出生率和死亡率,(二)生命表和存活曲線不同年齡死亡率或存活率不同,生態(tài)學(xué)用生命表來分析死亡過程。1、動態(tài)生命表(DYNAMICLIFETABLE)或稱股群生命表(COHORTLIFETABLE)是根據(jù)觀察一群同期出生的生物的存活(或死亡)情況所得數(shù)據(jù)而編制的,又稱為特定年齡生命表。,表42藤壺(BALANUSGLANDULA)的生命表,對1959年固著的種群進行逐年觀察,到1968年全部死亡。,各參數(shù)關(guān)系LX=NX/N0DX=NX-NX+1QX=DX/NX,計算平均期望壽命EX先計算每年齡期的平均存活數(shù)目,,最后計算,EX表示某年齡階段(X期)開始平均還可能活多少時間的估計值。,其次計算“個體年”的累積數(shù),2、靜態(tài)生命表(STATICLIFETABLE)是根據(jù)某一特定時間,對種群作年齡分布的調(diào)查結(jié)果而編制,所以又稱為特定時間生命表。,21動態(tài)生命表和靜態(tài)生命表的關(guān)系,圖4-4,3、存活曲線,,圖4-5,1、內(nèi)稟增長率RM即種群的最大增長率(MAXIMUMRATEOFINCREASE)當(dāng)種群處于最適條件下(食物、空間不受限制,理化環(huán)境處于最佳狀態(tài),沒有天敵出現(xiàn),等等)種群的瞬時增長率。也稱生物潛能(BIOTICPOTENTIAL)或生殖潛能(REPRODUCTIVEPOTENTIAL)。,五、種群內(nèi)稟增長率(INTRINSICRATEOFINCREASE),凈生殖率R0∑LXMX(MX代表特定年齡出生率)R0是子世代個體數(shù)與母世代個體數(shù)的比值R0=NT/N0=ERT取對數(shù)后得R=LNR0/TT母世代生殖到子世代生殖的平均時間,2、種群瞬時增長率R的計算,第二節(jié)種群的數(shù)量變動與生態(tài)對策,一、種群增長的數(shù)學(xué)模型(一)種群的指數(shù)式增長模型假設(shè)空間、食物無限,種群增長率不隨密度變化1、離散增長假定①增長無限;②世代不相重疊;③沒有遷入和遷出;④不具年齡結(jié)構(gòu)N0=10N1=N0Λ=102=20N2=N1Λ=202=40N3=N2Λ=402=80NT=NT1Λ或NT=N0ΛTΛ種群的周限增長率(REPRODUCTIVERATE),NT=NT1Λ=N0ΛT→LOG10NT=LOG10NT1+TLOG10ΛDN/DT=NLOG10Λ=RN(指數(shù)增長模型)即NT=N0ERT,2、連續(xù)增長(世代重疊),,,圖4-6,R=LNΛ,Λ=ER指數(shù)增長模型顯然不切實際,但很重要①其他更復(fù)雜模型的基礎(chǔ)②短時間內(nèi)某些生物(細菌、浮游植物等)在短時間內(nèi)可出現(xiàn)指數(shù)增長,人類在最初也是如此。自然種群只有在食物豐盛、沒有擁擠現(xiàn)象、沒有天敵等等條件下才能表現(xiàn)出短時間的指數(shù)式增長。,3、瞬時增長率與周限增長率的關(guān)系,種群數(shù)量繼續(xù)增加時,物種內(nèi)競爭將越來越激烈,上式(DN/DT)(1/N)代表每一個體的瞬時增長率,NT→0時,增長率為R,NT→K,增長率→0,假設(shè)這種制約是線性的,見圖。,(二)種群的邏輯斯諦增長(飽和增長)模型,圖47引入競爭機制的種群增長過程,直線方程,整理得,圖48種群增長型,邏輯斯諦方程有一個隱含假設(shè)負反饋立刻起效應(yīng)種群密度上升而引起種群增長率下降的這種自我調(diào)節(jié)能力往往不是立即就起作用的,負反饋信息的傳遞和調(diào)節(jié)機制生效都需要一段時間。這種時滯在高等動物(生活史越長,時滯越明顯)更為普遍,可相隔一代以上。種群增長模型變?yōu)?(三)具時滯的種群增長模型,由于時滯效應(yīng),種群增長出現(xiàn)波動,其波動特征與瞬時增長率R及時滯T有關(guān),R越大,T越長,波動越劇烈。RT由小到大,種群增長出現(xiàn)①單調(diào)平滑地趨向穩(wěn)定點;②趨向平衡點的減幅振蕩;③圍繞平衡點的周期性振蕩,圖49,(一)自然種群數(shù)量變動1、季節(jié)變化(SEASONALVARIATION)主要與環(huán)境季節(jié)性變化和生物適應(yīng)性相關(guān),同時也受種間關(guān)系(主要是食物關(guān)系)所影響。2、年(際)變動(ANNUALVARIATION)旅鼠、北極狐3~4年周期和美洲兔、加拿大猞猁910年周期有人提出,太陽活動及其關(guān)聯(lián)的具有一定周期性的氣候變動可能是影響種群周期性變動的主要原因。3、種群數(shù)量的非周期性變動根據(jù)現(xiàn)有長期種群動態(tài)記錄,大多數(shù)生物屬于不規(guī)則的。環(huán)境的非周期性突然變化引起,如一些突發(fā)性的自然災(zāi)害。人類活動對種群數(shù)量的非周期性變化也起很大作用。4、種群暴發(fā)或大發(fā)生如蝗災(zāi)、赤潮),二、自然種群的數(shù)量變動,,圖4-10,圖411,條件相對穩(wěn)定的情況下,種群數(shù)量只在一定范圍內(nèi)發(fā)生較小的波動,有一定的上、下限,也有可能有個長期的平均水平。原因復(fù)雜的種間關(guān)系、自我調(diào)節(jié)(如旅鼠、北極狐),種群數(shù)量明顯的減少(甚至滅亡)和增加(甚至猖獗)大都與環(huán)境的突變或人類的干擾有關(guān)。各種動物種群的穩(wěn)定性程度并不一樣,可劃分為①種群數(shù)量極不穩(wěn)定壽命少于一年②較不穩(wěn)定生態(tài)壽命較長、出生率較高③較為穩(wěn)定壽命長、出生率低,(二)種群數(shù)量變動的相對穩(wěn)定性,1、生態(tài)對策生物在進化過程中形成各種特有的生活史,人們可以把它想象為生物在生存斗爭中獲得生存的對策,也叫生活史對策(LIFEHISTORYSTRATEGY)。如生殖對策、取食對策、逃避捕食對策、擴散對策等等,其中R–對策和K–對策關(guān)系到生活史整體的各個方面,廣泛適用于各種生物類群,因而更為學(xué)者所重視。2、能量分配原則(THEPRINCIPLEOFALLOCATION)CODY(1966)提出任何生物做出的任何一種生活史對策,都意味著能量的合理分配,并通過這種能量使用的協(xié)調(diào),來促進自身的有效生存和繁殖。,三、R–選擇和K–選擇,R–對策者(R–STRATEGIST),種群密度很不穩(wěn)定,因為其生境不穩(wěn)定,種群超過環(huán)境容納量不致造成進化上的不良后果,它們必然盡可能利用資源,增加繁殖,充分發(fā)揮內(nèi)稟增長率(R)。這類動物通常是出生率高,壽命短,個體小,常常缺乏保護后代的機制。子代死亡率高,具較強的擴散能力,適應(yīng)于多變的棲息生境。K–對策者(K–STRATEGIST),其種群密度比較穩(wěn)定,經(jīng)常處于環(huán)境容納量K值上下。因為其生境是長期穩(wěn)定的,環(huán)境容納量也相當(dāng)穩(wěn)定,種群超過K值反而會由于資源的破壞而導(dǎo)致K值變小,從而對后代不利。在這種穩(wěn)定的生境里,種間競爭很劇烈。,,,(一)R–選擇和K–選擇的典型特征,(二)生活史模式的多樣化,兩種極端對策之間是一個連續(xù)譜。即使同一類生物,其中有的比較趨向于R–選擇,有的比較趨向K–選擇。大部分海洋真骨魚類是偏向于R–選擇,很多軟骨魚類(鯊、鰩)趨向于采取K–選擇。浮游植物通常屬于R–選擇的類別,但如果深入分析,也可發(fā)現(xiàn)有的也具有K–選擇的特征。,①珍稀動物的保護、害蟲防除及資源持續(xù)利用的理論依據(jù)。②K–對策者種群有一個穩(wěn)定平衡點(S)和一個滅絕點(X)。③R–對策者由于低密度下可以快速增長,所以只有一個平衡點S。,(三)R–選擇和K–選擇概念的實踐意義,圖412,種群調(diào)節(jié)(REGULATIONOFPOPULATION)就是指種群變動過程中趨向恢復(fù)到其平均密度的機制。(一)非密度制約和密度制約因素作用于生物數(shù)量變動的因素非常多,可分為密度制約DENSITYDEPENDENT和非密度制約DENSITYINDEPENDENT,也可分為內(nèi)源性調(diào)節(jié)ENDOGENETICREGULATION和外源性調(diào)節(jié)EXOGENETICREGULATION因素。非密度制約因素主要是一些非生物因素,如溫度、鹽度、氣候等等。如災(zāi)變總是殺死一定比例的個體。密度制約因素主要是生物性因素,包括種內(nèi)關(guān)系和種間關(guān)系。,四、影響種群數(shù)量的因素和種群調(diào)節(jié),1、早期生物學(xué)派(BIOTICSCHOOL)種群數(shù)量增加,就會有一種或一種以上的因素對種群施加更大限制。大多數(shù)因素(氣候條件)是災(zāi)變性因素,只殺死一定比例的個體,作用強度與種群密度無關(guān),只有少數(shù)因素(如捕食、寄生)屬選擇性因素,與種群密度有關(guān)。2、早期氣候?qū)W派(CLIMATESCHOOL)BODENHEIMER、UVAROV提出種群密度靠氣候調(diào)節(jié),氣候可影響生物發(fā)育與存活,種群波動與氣候相關(guān)。如昆蟲的大發(fā)生。主要觀點①種群受天氣條件的強烈影響;②種群大發(fā)生與天氣變化明顯相關(guān);③強調(diào)種群數(shù)量波動,不重視穩(wěn)定性。,(二)非生物環(huán)境因素與生物因素,3、PITELKA1960與ACHULTZ1964提出營養(yǎng)物恢復(fù)學(xué)說4、50年代,ANDREWARTHA、BIRTH等對氣候?qū)W派發(fā)展作出貢獻,他們反對把環(huán)境因素分為生物因素與非生物因素,也反對分為密度制約與非密度制約因素,認為所有因素都是密度制約的,如大種群往往被迫生活在棲息地邊緣,易受嚴寒影響。5、折衷學(xué)派結(jié)合兩種觀點,環(huán)境好,密度制約;環(huán)境惡劣,非密度制約。認為氣候?qū)W派與生物學(xué)派的爭論反映其工作地區(qū)環(huán)境的不同。,,圖413,自動調(diào)節(jié)學(xué)派(SELFREGULATIONSCHOOL)氣候?qū)W派與生物學(xué)派都強調(diào)外在因素的作用,認為種群個體間沒有差異,忽視了個體差異對種群調(diào)節(jié)的重要性。①強調(diào)內(nèi)源性因素,重視種群內(nèi)個體間異質(zhì)性對種群的作用;②種群密度影響自身的出生率、死亡率、生長與遷移;③種群自動調(diào)節(jié)是物種所具有的適應(yīng)性特征,這種特征能帶來進化上的利益。,(三)種群數(shù)量調(diào)節(jié)的內(nèi)源性因素,1、行為調(diào)節(jié)(社會性交互作用調(diào)節(jié))溫-愛德華(WYUNEEDWARDS)學(xué)說社群等級、領(lǐng)域性等社群行為可以限制種群數(shù)量,合理分配食物和棲息地,使種群密度維持穩(wěn)定。2、內(nèi)分泌調(diào)節(jié)(病理效應(yīng)調(diào)節(jié))克里斯琴(CHRISTIAN)學(xué)說密度增加→壓力增大→刺激中樞神經(jīng)→內(nèi)分泌代謝紊亂(生長激素、性激素分泌減少、抗體減少)→出生率下降、死亡率提高→種群數(shù)量減少3、遺傳調(diào)節(jié)奇蒂(CHITTY)學(xué)說遺傳多型(GENETICPOLYMORPHISM)現(xiàn)象①高密度型,繁殖率低,進攻性強,有外遷傾向;②低密度型,繁殖率高,進攻性低,有留居傾向。,,圖414,美國著名的生態(tài)學(xué)家ODUM認為“在結(jié)構(gòu)簡單,受物理壓力或其它不規(guī)則或難以預(yù)計的外部影響較大的生態(tài)系統(tǒng)中,種群數(shù)量通常是受物理因素所調(diào)節(jié),例如天氣、水流、化學(xué)限制因子、污染等等。在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不受物理脅迫的生態(tài)系統(tǒng)中,種群通常受生物因素所調(diào)節(jié)。所有生態(tài)系統(tǒng),都表現(xiàn)出強烈的傾向,即通過自然選擇,種群都向自我調(diào)節(jié)進化(因為種群數(shù)量過剩對任何種群都是不利的),當(dāng)然,這對于受外因控制的種群是較難達到的?!?第三節(jié)種群的衰退與滅絕,一、種群的建立和種群的衰退與滅絕沒有一個種群能夠永遠地存在下去,最終都將走向衰退和滅絕。一個種群從原棲息地侵入到新的棲息地之后,經(jīng)過適應(yīng)新環(huán)境和逐漸擴展,實現(xiàn)種群增長,最后建立新棲息地的種群。隨后一般出現(xiàn)三種情況①較長期維持在一個平衡水平;②不規(guī)則或有規(guī)律波動;③衰落直至死亡。,,,圖415,當(dāng)種群長久處于不利條件下,或在人類過度捕獵、或棲息地被破壞的情況下,其種群數(shù)量會出現(xiàn)持久性下降,即種群衰落,甚至滅亡。種群衰落和滅亡的速度在近代大大加快,究其原因,不僅是人類過度捕殺,更嚴重的是破壞野生生物的棲息地,剝奪了物種生存的條件。生態(tài)滅絕(ECOLOGICALEXTINCT)一般認為,一個種群的數(shù)量減少到對群落其他種群的影響微不足道時。最小生存種群(MINIMUMVIABLEPOPULATION,MVP)種群為免遭滅絕所必須維持的最低個體數(shù)量。,(一)遺傳變化遺傳變異性的喪失哈溫定律(HARDYWEINBERGLAW)在一個很大的種群中,個體的交配是完全隨機的,沒有優(yōu)先配對,沒有其他因素干擾(如突變、選擇、遷移、漂移等),則基因頻率和基因型頻率保持一定,各代不變,就基因而言達到了平衡,基因型比例保持不變?;蝾l率和基因型頻率的關(guān)系D=P2,H=2PQ,R=Q2影響基因頻率變化的因素⑴基因突變⑵自然選擇⑶遷移⑷遺傳漂變,二、導(dǎo)致種群滅絕的內(nèi)在機制,,群體遺傳結(jié)構(gòu)的變化造成了遺傳水平上的進化。突變和重組是可遺傳變異的源泉,為進化提供了所需的原料。當(dāng)一個大的孟德爾群體中的個體間進行隨機交配,同時沒有選擇,沒有突變,沒有遷移和遺傳漂變發(fā)生時,下一代基因型的頻率將和前一代一樣,于是這個群體被稱為處于隨機交配下的平衡中。所謂“平衡“,指的是在一個群體中,從一代到另一代,沒有基因型頻率的變化,這實質(zhì)上也意味著在基因頻率上也沒有變化。設(shè)常染色體上的一對等位基因A和A的頻率分別為P和Q,且P+Q=1。若在群體中這一對基因的3種可能的基因型頻率為D=P2(平方),H=2PQ,R=Q2(平方)在下一代種,基因型頻率將與前一代的頻率相同,則這個群體(P2(平方),2PQ,Q2(平方))稱為平衡群體。和二項式平方相似,因此,HARDY-WEINBERG定律又稱為二項式平方定律。這個定律是群體遺傳學(xué)的理論基石,也是現(xiàn)代進化論的基礎(chǔ)。定律的重要性是因為它說明變異性一旦被一個群體所獲得,就可維持在一個恒定的水平上,并不因為交配而融合和最后消失。,,,圖416,⑴中性說(TOTALNEUTRALITYHYPOTHESIS)大部分進化的變化和種內(nèi)大部分的變異不是因為達爾文的自然選擇所致,而是由于突變等位基因的隨機偏離所造成,強調(diào)由突變產(chǎn)生的等位基因往往在選擇上是中性的。細胞色素C的氨基酸替換狀況可估計生物的進化、與親緣關(guān)系。⑵篩選選擇說(SIEVESELECTIONHYPOTHESIS)遺傳變異是突變、遺傳漂變和自然選擇的聯(lián)合結(jié)果,多數(shù)突變是有害的或中性的,有利的突變很少見。⑶平衡選擇說(BALANCINGSELECTIONHYPOTHESIS)認為遺傳變異完全是自然選擇的結(jié)果,自然選擇與變異的相對重要性,(二)統(tǒng)計變化種群數(shù)量的劇烈波動出生率與死亡率的隨機波動引起種群數(shù)量的劇烈波動,加速種群進一步衰落甚至滅絕。三、滅絕旋渦滅絕旋渦(EXTINCTIONVORTICES)環(huán)境變化、統(tǒng)計變化和遺傳因子的共同效應(yīng)使得由一個因素引起的種群數(shù)量下降反過來又加劇其他因素的敏感性,產(chǎn)生旋渦效應(yīng),加速種群走向滅絕。,圖417,集合種群動態(tài),受人類活動影響,種群生境破碎、片段化日益嚴重,種群動態(tài)變化出現(xiàn)新的特征,經(jīng)常出現(xiàn)局部種群滅絕而空的生境斑塊又被重新占據(jù)的現(xiàn)象,正逐漸引起人們重視,集合種群概念隨之出現(xiàn)。1、集合種群(METAPOPULATION),也叫復(fù)合種群、聯(lián)種群,指局域種群通過某種程度的個體遷移而連接在一起的區(qū)域種群。通常著眼于較大的區(qū)域2、局域種群(LOCALPOPULATION)數(shù)量經(jīng)常由于出生、死亡和遷移而發(fā)生較大變化,甚至可能滅絕。,與研究一般種群不同,研究集合種群主要是為了知道它是否會走向滅絕或還能維持生存多少時間。主要意義在于預(yù)測,并對瀕危動物的保護及害蟲防治、景觀管理和自然保護有重要使用價值。對具有多個局域種群的害蟲應(yīng)在足夠大的防治范圍內(nèi)同時進行,對面臨生境破碎化的瀕危種類應(yīng)注意維持遷移通道。建立一個大保護區(qū)與幾個小保護區(qū)的爭論與集合種群理論有關(guān)。,,集合種群理論的意義與應(yīng)用,
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簡介:第二章海洋環(huán)境與海洋生物生態(tài)類群,學(xué)習(xí)目的了解海洋環(huán)境的基本特征、海洋三大環(huán)境梯度、海洋環(huán)境分區(qū)的劃分依據(jù)以及海水某些物理特性的生態(tài)學(xué)意義。掌握海洋浮游生物、游泳生物和底棲生物三大生態(tài)類群的特征,了解它們在海洋生態(tài)系統(tǒng)中的地位與作用,并對三大功能類群中的主要種類(類別)有初步的認識。,第一節(jié)海洋環(huán)境,一、海洋環(huán)境的基本特征地球就象一個廣闊無垠的蔚藍色“水球”。,溶解性溶解大量營養(yǎng)物質(zhì)透光性光合作用流動性擴大分布范圍浮力個體小、結(jié)構(gòu)簡單而脆弱的生物得以生存緩沖性能維持環(huán)境穩(wěn)定性,二、海水某些物理特性的生態(tài)學(xué)意義,三、海洋環(huán)境的主要分區(qū)(一)水層部分(PELAGICDIVISION)(二)海底部分(BENTHICDIVISION),圖21,(一)大陸邊緣沉積(陸源沉積)經(jīng)河流、風(fēng)、冰川等作用從大陸或鄰近島嶼攜帶入海的陸源碎屑(二)遠洋沉積(深海沉積)1.紅粘土從大陸帶來的紅色粘土礦物以及部分火山物質(zhì)在海底風(fēng)化而成。此外,還包括一些自然礦物(如錳結(jié)核)和一些生物成分(如放射蟲軟泥)2.鈣質(zhì)軟泥主要由有孔蟲類抱球蟲和浮游軟體動物的翼足類以及異足類的介殼組成,一般分布在熱帶和亞熱帶,水深不超過4,700M的深海底3.硅質(zhì)軟泥主要由硅藻的細胞壁和放射蟲骨針?biāo)M成的硅質(zhì)沉積。硅藻軟泥主要分布在高緯度;放射蟲軟泥則分布在低緯度,而且多出現(xiàn)在深度超過4,500M的洋底。,四、海洋沉積物,第二節(jié)海洋生物的生態(tài)類群,海洋生物的3類群浮游生物,游泳生物,底棲生物一、浮游生物(PLANKTON)主要包括浮游植物,浮游動物兩大類別是在水流運動的作用下,被動地漂浮在水城中的生物群1重要性⑴數(shù)量多、分布廣,是海洋生產(chǎn)力的基礎(chǔ),也是海洋生態(tài)系統(tǒng)能量流動和物質(zhì)循環(huán)的最主要環(huán)節(jié)⑵水團、海流的指示種(INDICATORSPECIES)⑶有些化石種類的分布有助于勘探海底石油資源,擴大個體表面或結(jié)成群體增加浮力縮小體積增大相對表面積;具有刺毛、突起或連結(jié)成群體。減輕比重增加浮力產(chǎn)生氣、油等比重輕的物質(zhì);分泌膠質(zhì);增加水分;外殼和骨骼退化或消失。,2多種多樣適應(yīng)浮游生活的結(jié)構(gòu)和能力,圖22,圖23,⑴微微型(PICOPLANKTON)<2ΜM⑵微型(NANOPLANKTON)220ΜM⑶小型(MICROPLANKTON)20200ΜM⑷中型(MESOPLANKTON)2002,000ΜM⑸大型(MACROPLANKTON)2,000ΜM20MM⑹巨型(MEGAPLANKTON)>20MM生態(tài)學(xué)意義①不同粒徑的浮游生物基本可代表一定的生物類別。②不同粒徑浮游生物存在一定的食物關(guān)系,對研究海洋生態(tài)系統(tǒng)的能流有重要意義。,3按浮游生物的個體大小可分為,⑴永久性浮游生物(HOLOPLANKTON)⑵階段性浮游生物(MEROPLANKTON)⑶暫時性浮游生物(TYCHOPLANKTON),4按浮游生活階段在生活史中所占時期長短分,1硅藻類(DIATOM)細胞具有硅質(zhì)外殼(上、下殼),單個細胞或組成鏈狀,分布廣泛。,(二)浮游植物主要類別,多數(shù)甲藻細胞壁有原生質(zhì)分泌的相當(dāng)堅厚的表質(zhì)膜,殼板以橫溝分成上、下殼,在細胞腹面有一條縱溝,2條鞭毛分別環(huán)繞橫溝和從縱溝伸向后端,有的種類細胞裸露,分布廣泛,很多種類(如裸甲藻、亞歷山大藻)會分泌甲藻毒素。多數(shù)能晝夜垂直移動。,2甲藻類(DINOFLAGELLATES)或稱腰鞭毛藻,3綠藻類、金藻類、裸藻類、隱藻類、原核自養(yǎng)生物等,1.原生動物(PROTISTS),(三)浮游動物主要類別,有孔蟲,放射蟲,纖毛蟲,,鞭毛蟲,2.浮游甲殼動物(CRUSTACEANPLANKTON)橈足類、磷蝦類、端足類、櫻蝦類、枝角類、介形類、糠蝦類、漣蟲類、等足類等3.水母類和櫛水母類4.毛顎類又稱箭蟲5.被囊動物有尾類也稱幼形類,,,(四)漂浮生物水漂生物、表上漂浮生物和表下漂浮生物,(一)概述1包括海洋魚類、哺乳類鯨、海豚、海豹、海牛、爬行類海蛇、海龜、海鳥以及某些軟體動物烏賊和一些蝦類等。2適應(yīng)機制流線形體型、氣鰾、增加脂類物質(zhì)。3洄游(MIGRATION)產(chǎn)卵洄游、索餌洄游、越冬洄游。,二、游泳生物,(二)主要類別,1魚類1圓口綱屬最古老種類,如七鰓鰻和盲鰻口部有吸盤,寄生性種類。2軟骨魚綱也稱板鰓魚類,其特征是軟骨,無骨鱗,如鯊、鰩和魟,現(xiàn)存大約300種。3硬骨魚綱硬骨魚類具有硬骨骼,現(xiàn)存海洋魚類多屬這一綱,約有2萬多種。,圖26,2.其他游泳動物甲殼類、頭足類、海洋爬行類、海洋哺乳類、海鳥,圖27,(一)主要類別1.底棲植物單細胞底棲藻類、海藻和維管植物,三、底棲生物,圖28,2.底棲動物,圖29,圖210,1.底表生活型固著生物海綿動物、苔蘚動物附著生物貽貝、扇貝、珠母貝匍匐動物大部分腹足類軟體動物、海星類、海膽類污損生物(FOULINGORGANISMS)過去也稱周叢生物、固著生物或附著生物。藤壺、牡蠣、貽貝等。,(二)根據(jù)底棲生物與底質(zhì)關(guān)系劃分的生態(tài)類群,,2.底內(nèi)生活型管棲動物沙蠶生活在“U”形革質(zhì)管內(nèi)埋棲動物雙殼類軟體動物鉆蝕生物A.鑿石類鉆蝕生物海筍B.鉆木類鉆蝕生物船蛆3.底游生活型甲殼動物(蟹類、蝦類和口足目等)和某些魚類,1.微型底棲生物(MICROBENTHOS)可通過01MM的種類,包括細菌、微型藻類(濱海帶)、原生動物。2小型底棲生物(MEIOBENTHOS)可被0110MM篩網(wǎng)截留的種類,通常由少數(shù)較大的原生動物(特別是有孔蟲)以及線蟲、介形類、渦蟲類、腹毛類和猛水蚤類組成,也包含有大型底棲動物(如多毛類、雙殼類)的幼體。3.大型底棲生物(MACROBENTHOS)不能通過10MM篩網(wǎng)的類別。除在濱海帶之外,大型底棲生物都是動物。,(三)根據(jù)個體大小劃分的底棲類群,
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簡介:第四章海洋生物及其生活方式,第一節(jié)海洋生物的生態(tài)類群第二節(jié)海洋主要生態(tài)系統(tǒng)類型,主要內(nèi)容,第一節(jié)海洋生物的生態(tài)類群,一、漂浮生物二、浮游生物三、游泳動物四、底棲生物,一、漂浮生物特指生活在海水最表層中和表面膜上的一類生物,又稱海洋水表生物。類型水漂生物PLEUSTON生活于水氣界面。表上漂浮生物EPINEUSTON生活于海水表面膜上。表下漂浮生物HYPONEUSTON,,海蠅,組成硅藻、腔腸動物、軟體動物、甲殼動物等的一些種類。適應(yīng)機制充滿氣體的浮囊體,捕捉氣泡,吞入空氣,輕薄的貝殼保持氣體等。,二、浮游生物,(一)浮游生物定義浮游生物是指在水流運動的作用下,被動地漂浮在水層中的生物群。,(二)為什么說浮游生物在海洋生態(tài)系統(tǒng)中占有非常重要地位1、浮游生物雖然個體小,但它們的數(shù)量多、分布廣、是海洋生產(chǎn)力的基礎(chǔ),也是海洋生態(tài)系統(tǒng)能量流動和物質(zhì)循環(huán)的最主要環(huán)節(jié)。2、浮游植物生產(chǎn)的產(chǎn)物基本上要通過浮游動物這個環(huán)節(jié)才能被其他動物所利用。3、浮游動物通過攝食影響或控制初級生產(chǎn)力,同時其種群動態(tài)變化又可能影響許多魚類和其他動物資源群體的生物量。,4、有些浮游生物本身就是漁業(yè)對象。5、有些浮游生物可以作為判別水團、海流的指示種。6、浮游生物尸骸沉積海底形成的沉積物對海洋地質(zhì)及海洋環(huán)境的研究具有重要作用。,(三)浮游生物適應(yīng)浮游生活具有的結(jié)構(gòu)和能力的幾種類型,1、擴大個體表面或成群體增加浮力縮小體積可增大相對表面積,從而增加抵抗下沉的阻力;具有刺毛、突起或連結(jié)群體,抵抗下沉。,2、減輕比重增加浮力產(chǎn)生氣體、油等比重輕的物質(zhì);分泌膠質(zhì);增加水分;外殼和骨髂退化或消失。3、依靠纖毛或鞭毛的擺動及依靠肌肉的收縮運動產(chǎn)生微弱的“主動性運動”使生物體向前移動并可使生物保持懸浮狀態(tài)。,(四)浮游生物的類別,浮游生物是一個大的生態(tài)類群,包括浮游植物和浮游動物兩大類別。1、按浮游生物的個體大小分類2、按浮游生活階段在生活史中所占時期長短分類,1、按浮游生物的個體大小分類,A、微微型浮游生物<2ΜMB、微型浮游生物220ΜMC、小型浮游生物20200ΜMD、中型浮游生物2002000ΜME、大型浮游生物2000ΜM20MMF、巨型浮游生物>20MM,按照個體大小對浮游生物進行分類比較方便,這種劃分對研究水體中的生物學(xué)過程和經(jīng)濟動物的產(chǎn)量也具有其重要性,如作為餌料生物時,浮游生物的大小就有意義。,2、按浮游生活階段在生活史中所占時期長短分類,A、終生浮游生物大多數(shù)浮游生物屬于這一類。B、階段浮游生物即在生活史的某一階段(一般為幼體階段)營浮游生活,成體則營底棲生活,特別是在熱帶、亞熱帶沿岸淺海區(qū)常見。C、偶然浮游生物這類原非浮游生物,僅有時(如夜晚)短暫地離開底層營浮游生活,如漣蟲類、糠蝦類、等足類和介形類等底棲動物。,(五)浮游植物主要類別,單細胞浮游植物是海洋生態(tài)系統(tǒng)最主要的自養(yǎng)生物,包括硅藻、甲藻、藍藻、金藻、綠藻、黃藻等。,(六)浮游動物主要類別,1、原生動物2、浮游甲殼動物3、水母類和櫛水母類4、毛顎動物5、被囊動物6、其他浮游動物,哲水蚤,,球櫛水母,櫛水母是一類極美麗的海洋動物,在黑暗的環(huán)境下它們一般都會發(fā)出不同顏色的熒光。,二、游泳動物,海洋魚類、哺乳類(鯨、海豚、海豹、海牛)、爬行類(海蛇、海龜)、海鳥以及某些軟體動物(烏賊)和一些蝦類。,(一)游泳動物的特點1、運動器官發(fā)達,游泳能力強,體型較大;2、多為肉食性;3、是水層中能量需求最大的種類;4、流線體型,體表光滑,運動阻力??;5、具有保持身體漂浮狀態(tài)的機制鰾、充氣腔、脂類體質(zhì);6、很多種類具有周期性洄游習(xí)性。,(二)游泳動物的洄游,1、產(chǎn)卵洄游動物從索餌場或越冬場向繁殖地產(chǎn)卵場移動。溯河洄游由大海游向河口并溯河而上到適宜的產(chǎn)卵場產(chǎn)卵,如鮭魚、鱘魚。降海洄游成體大部分時間在淡水中度過,性成熟后向河口移動,聚集成群向深海產(chǎn)卵,如美洲鰻鱺。,2、育肥或索餌洄游從繁殖地或越冬場向育肥地移動。3、越冬洄游從繁殖地或育肥場向越冬場移動。,(三)游泳動物的主要類別,1、魚類(1)圓口綱(2)軟骨魚綱(3)硬骨魚綱,七鰓鰻,,,,,彩虹鰻,褐菖鲉,海馬,海龍,2、其他游泳動物(1)甲殼類(2)頭足類(3)海洋爬行類(4)海洋哺乳類鯨目,鰭足目,海牛目。,彩虹魷魚,劍尖槍烏賊,烏賊,海龜,玳瑁,長須鯨,北太平洋灰鯨,多爾長吻鯨,抹香鯨,座頭鯨,銀杏齒喙鯨,露脊鯨,虎鯨,大西洋鼠海豚,斑海豹,海豹,海象,海牛,三、底棲生物,(一)底棲生物的主要類別底棲生物是由生活在海洋基地表面或沉積物中的各種生物所組成,底棲生物群落中含眾多的生產(chǎn)者、消費者和分解者,通過底棲生物的營養(yǎng)關(guān)系,水層沉降的有機碎屑得以充分利用,并且促進營養(yǎng)物質(zhì)的分解,在海洋生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)中起很重要的作用。,1、底棲植物(1)單細胞底棲藻類藍藻細菌(藍綠藻)、硅藻類(羽紋硅藻)、甲藻類;(2)海藻;(3)維管植物。2、底棲動物,1、底表生活型(1)固著生物海綿、苔蘚、大部分腔腸動物;(2)附著生物貽貝、扇貝、珠母貝;(3)匍匐動物大部分腹足類軟體動物、海星類、海膽類、蛇尾類和雙殼類軟體動物。,(二)根據(jù)底棲生物與底質(zhì)關(guān)系劃分的生態(tài)類群,2、底內(nèi)生活型(1)管棲動物部分沙蠶;(2)埋棲動物(底埋動物)多毛類、雙殼類軟體動物、棘皮動物、部分脊索動物;(3)鉆蝕生物(鉆孔生物)海筍、船蛆;3、底游生活型,1、微型底棲生物可通過01MM的種類,包括細菌、微型藻類(濱海帶)、原生動物。2、小型底棲生物可被0110MM篩網(wǎng)截留的種類,通常由少數(shù)較大的原生動物(特別是有孔蟲)以及線蟲、介形類、渦蟲類、腹毛類和猛水蚤類組成,也包括有大型底棲動物(如多毛類、雙殼類)的幼體。3、大型底棲生物不能通過10MM篩網(wǎng)的類別,除在濱海帶之外,大型底棲生物都是動物。,(三)根據(jù)個體大小劃分的底棲類群,???,,,珊瑚,長管艷蟲(環(huán)節(jié)動物),海豆芽,章魚,章魚簡稱“蛸”,別稱“望潮”,章魚科。體短,卵圓形,無鰭。頭上生八腕,腕間有膜相連,長短相等或不相等,故稱“八腕類”。腕上吸盤無柄。多棲息于淺海砂礫、軟泥以及巖礁處,捕食瓣鰓類、甲殼類。,,,,,,,第二節(jié)海洋主要生態(tài)系統(tǒng)類型,沿岸、淺海生態(tài)系統(tǒng)概述主要的海洋生物生態(tài)類群,沿岸、淺海生態(tài)系統(tǒng)概述,一、環(huán)境特征二、生物群落的特點,一、沿岸、淺海環(huán)境特征,(一)概念沿岸、淺海區(qū)包括從潮間帶到大陸架邊緣內(nèi)側(cè)的水體和海底。潮間帶INTERTIDALZONE是陸地與海洋之間的過渡帶,交替暴露在空氣和海水中。,(二)潮間帶特點,1、溫度變化劇烈;2、鹽度變化幅度大;3、波浪、潮汐沖刷作用明顯,底質(zhì)復(fù)雜;4、棲息著與復(fù)雜底質(zhì)相適應(yīng)的各具特點的生物類群;5、瀕臨大陸,污染較嚴重。,(三)潮間帶生物的適應(yīng)性,由于潮間帶生境的復(fù)雜多變,潮間帶生物能夠耐受惡劣條件的考驗。1、對溫度劇烈變化耐受性高;2、對鹽度劇烈變化耐受性高;3、耐干燥能力強,許多生物對干燥具有特殊適應(yīng)機制。,(四)潮間帶生物的垂直分布,不同生物對干燥的適應(yīng)性不同,耐受干燥的能力大小是決定潮間帶生物垂直分布的主要原因。,(五)潮間帶至大陸架邊緣的淺海環(huán)境特點,1、溫度、鹽度、光照的變化比外海大,這些變化的程度從近岸向外海方向逐漸減弱;2、海流包括沿岸流、大洋流系側(cè)支、上升流;3、波浪、潮汐作用巨大;,4、海水透明度低;5、營養(yǎng)鹽豐富(大路徑流、海水混合作用強烈);6、初級生產(chǎn)力高,生物資源豐富;7、食物鏈較短,終極產(chǎn)量高。,二、沿岸、淺海生物群落的特點,(一)浮游生物群落的特點(二)底棲生物群落的特點(三)游泳動物群落的特點,(一)浮游生物群落的特點,1、浮游植物主要類別是硅藻和甲藻,超微型的自養(yǎng)生物也是很重要的類群該海區(qū)的初級生產(chǎn)力比大洋區(qū)高,浮游植物的數(shù)量有季節(jié)周期性變化。硅藻在北方水域及近岸和上升流海區(qū)比較重要。甲藻是熱帶海區(qū)、亞熱帶海區(qū)的重要種類,經(jīng)常在硅藻之后大量出現(xiàn)。,超微型自養(yǎng)生物(PP)包括聚球藻SYNECHOCOCCUS、原綠球藻PROCHLOROCOCCUS等,是海洋生態(tài)系統(tǒng)中主要的生產(chǎn)者,是海洋生命有機碳的主要組分同時它們又是與海洋有機碳庫中占絕對優(yōu)勢的溶解有機碳(DOC)聯(lián)系最密切的組分,超微型生物在生源要素生物地球化學(xué)循環(huán)中具有重要作用。,2、浮游動物,種類繁多,其中一個重要組分是周期性季節(jié)性浮游動物。終生浮游動物主要是撓足類、磷蝦類等甲殼動物,其他浮游動物還有原生動物的有孔蟲類、放射蟲類和砂殼纖毛蟲,軟體動物的翼足類和異足類,小型水母和櫛水母,浮游性被囊類,浮游多毛類和毛顎類等。,(二)底棲生物群落的特點,底棲植物底棲硅藻和大型海藻是沿岸區(qū)的重要種類,大型海藻主要包括綠藻、褐藻和紅藻。在北溫帶和溫帶潮下帶硬質(zhì)底部,常生長著繁盛的褐藻類的大型海藻。多數(shù)潮下帶軟質(zhì)底上,海草常形成海草場,潮上帶有沼草(溫帶)和紅樹林(熱帶)。底棲動物幾乎包括各個門類的代表,其分布與底質(zhì)類型相適應(yīng)。在海底垂直方向有底上動物和底內(nèi)動物的分帶現(xiàn)象。,(三)游泳生物群落的特點,淺海區(qū)的游泳生物包括魚類、大型甲殼類、爬行類(龜、鱉)、哺乳類(鯨、海豹等)和海鳥組成的主動游泳者和海洋表層居住者。,主要的海洋生物生態(tài)類群,一、巖岸潮間帶和大型海藻場二、沙灘三、河口、鹽沼和海草場四、紅樹林沼澤五、珊瑚礁六、近岸上升流區(qū)七、大洋區(qū)八、熱液口區(qū),一、巖岸潮間帶和大型海藻場,(一)巖岸潮間帶1、垂直分布巖岸生境的環(huán)境特征交替的海水淹沒和暴露在空氣,此特征決定著該區(qū)域的生物的垂直分布。,巖岸潮上帶SUPERTIDALZONE常見到海藻與真菌結(jié)合的藻殼狀的黑色的地衣和藍綠藻;濱螺、等足類,其他緩慢移動的動物。潮間帶INTERTIDALZONE較上部代表種類藤壺、牡蠣、貽貝和其它緩慢移動的動物。,2、決定分帶的因素物理因素主要是暴露在空氣中的時間。生物因素種間競爭,藻類還與利用光線有關(guān)。,3、生產(chǎn)力及營養(yǎng)關(guān)系初級生產(chǎn)者底棲單胞藻、底棲大型藻類。初級生產(chǎn)力全球巖岸潮間帶的年平均生產(chǎn)力為100GC/M2。4、不同緯度巖岸底棲藻類的生產(chǎn)量的限制因素低緯度熱帶巖岸高溫、強光;溫帶巖岸底棲藻類可以得到充分發(fā)育,但存在著種間對光照和附著空間的競爭;高緯度巖岸冰凍和侵蝕。,5、巖岸潮間帶群落的動物食草動物海膽、帽貝、石鱉、濱螺等;濾食性動物雙殼貝類(貽貝等)、藤壺、海鞘、海綿等;食腐動物蟹類、等足類等;捕食性動物腹足類、棘皮類動物、腔腸類動物等。巖岸潮間帶群落的關(guān)鍵種海星,(二)大型海藻場1、海藻場的生境特征和分布(1)底質(zhì)硬質(zhì)底質(zhì),適合于固著器固著。(2)光線水底需要適量的光線,幼苗期光合作用。(3)溫度主導(dǎo)植物低溫適應(yīng),僅分布在冷水區(qū)。,2、大型海藻植物的基本形態(tài)結(jié)構(gòu)典型結(jié)構(gòu)固著器HOLDFAST固著作用;藻柄STIPE聯(lián)結(jié)作用;葉片BLADE光合作用,吸收營養(yǎng)鹽;氣囊PNEUMATOCYST漂浮作用。,3、垂直分布決定因素暴露時間;光照時間;光照強度;種間競爭。,4、生物群落及其關(guān)鍵種大型海藻生物群落大型海藻提供藻場生物群落的“框架”,其巨大的葉面為很多附著植物和動物提供了生活空間,同時大型藻場還為許多動物(包括海綿、腔腸動物、甲殼動物、棘皮動物、海鞘類動物、魚類等)提供了生活空間和屏蔽場所,形成了一個種類繁多的大型生物群落。,攝食大型海藻的動物海膽、螺類、鮑魚及少數(shù)哺乳類。大型海藻的生產(chǎn)力高,但只有10%通過直接攝食進入食物網(wǎng),其它90%是通過碎屑或溶解有機質(zhì)進入食物鏈的。關(guān)鍵種龍蝦、海獺。,5、生產(chǎn)力和營養(yǎng)關(guān)系大型海藻不僅是海洋中最大的藻類,也是生長最快的植物。條件不脫離水環(huán)境;不過度曝曬;光照充足;營養(yǎng)鹽豐富。大型海藻生物群落的價值提供了空間異質(zhì)性和高度多樣化的生境,初級生產(chǎn)力高,支持著各種消費者的生活,食物鏈以碎屑食物鏈為主。,二、沙灘,(一)環(huán)境特征(二)生物組成,(一)沙灘的環(huán)境特征,沙灘區(qū)的水動力特征較強,海流流速大。沙灘的基質(zhì)組成不規(guī)則的石英顆粒、貝類碎殼、各種碎屑。沙灘具有良好的透氣性沙灘的有機質(zhì)含量低。,沙灘顆粒粒徑的水平分布在波浪和海流的作用下,水平方向上近岸顆粒粗、遠岸細的分布特征。沙灘顆粒粒徑的垂直分布粗顆粒首先下沉,因此垂直方向上,表層細,底部顆粒粗。沙灘顆粒分級根據(jù)各組分的比例不同,加以分類。例如分為沙質(zhì)粉沙、粉沙黏土、泥質(zhì)粉沙等。,(二)沙灘生物組成,主要特點個體小,隱蔽在沙??p隙內(nèi)。大型種類多穴居。,1、沙灘初級生產(chǎn)者及初級生產(chǎn)力,沙灘初級生產(chǎn)者沙粒表面的底棲硅藻、甲藻、藍綠藻。初級生產(chǎn)力低,比巖岸或泥灘至少低一個數(shù)量級。沙灘生態(tài)系統(tǒng)消費者食物來源水體輸送來的食物。,2、沙灘小型動物,沙間動物INTERSTITIALFAUNA在沙粒間隙生活、移動的動物。包括鞭毛蟲、線蟲、有孔蟲、渦蟲、腹毛蟲等。沙間動物的大小通常0115MM,沙間動物的生物量平均個體數(shù)約為106個/M2,生物量大約12G/M2。,沙間動物的形態(tài)學(xué)適應(yīng)特征(1)個體??;(2)身體長;(3)側(cè)扁;(4)體壁強化;(5)具特殊的黏著器官。沙間動物的攝食類型食碎屑、捕食。沙間動物的繁殖特性繁殖力低,缺乏浮游性幼蟲,幼體受到親體保護,直接孵化出底棲性幼體。,3、沙灘大型動物,生物多樣性較巖岸和泥灘低。多毛類、雙殼類、甲殼類占優(yōu)勢。沙灘潮上帶主要為甲殼類動物。沙灘中、低潮區(qū)軟體動物的蛤類占優(yōu)勢。沙灘低潮區(qū)棘皮動物較多,海洋魚類等。,三、河口、鹽沼和海草場,(一)河口區(qū)1、什么是河口河口ESTUARY是海水和淡水交匯和混合的、部分封閉的沿岸海灣,它受潮汐作用的強烈影響,是兩類水域生態(tài)系之間的交替區(qū)。廣義的河口灣還包括除江河入海口之外,還有半封閉的沿岸海灣、潮沼、沿岸沙壩后面的水體等。,2、河口灣類型根據(jù)水循環(huán)和分層現(xiàn)象,(1)高度分層的河口灣大江入河口區(qū),河水流量大,大大超過潮汐,淡水容易充溢在較重的鹽水之上,使該區(qū)呈現(xiàn)‘鹽躍層’剖面。(2)局部混合或適度分層的河口灣淡水和潮汐的流入量大致相等,主要的混合動因是由周期性潮汐作用形成的湍流TURBULENCE,鹽度剖面不明顯。(3)完全混合或垂直均質(zhì)的河口灣潮汐作用強烈而明顯占優(yōu)勢,水體從表層到底層充分混合,鹽度相當(dāng)高,鹽度和溫度的變化主要是水平的。,3、河口區(qū)的理化條件特點,(1)鹽度變化劇烈;(2)營養(yǎng)鹽豐富;(3)水體透明度低;(4)溫度波動范圍大;(5)富含有機質(zhì)的底質(zhì)。,4、河口區(qū)的生物組成特征,河口區(qū)生物的生態(tài)特征廣溫、廣鹽、耐低氧;環(huán)境條件惡劣,生物種類組成貧乏。河口區(qū)生物的起源1、來自海洋的種類;2、半咸水特有種類;3、廣鹽性淡水種類。,河口灣的植物浮游植物、小型底棲藻類、海藻、海草等。河口灣的浮游動物組成特點季節(jié)性種類多,終生浮游種類少。河口灣的生態(tài)特點營養(yǎng)鹽豐富、有機碎屑含量高,生產(chǎn)力高。河口灣作為產(chǎn)卵場河口灣作為索餌育肥場,5、河口區(qū)與人類的關(guān)系,河口區(qū)作為水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)河口區(qū)受人類的強烈影響(生活污水、農(nóng)田肥料農(nóng)藥、養(yǎng)殖廢水、圍海造地、修筑堤壩、船舶油泄漏),(二)鹽沼,1、鹽沼群落的生產(chǎn)力和生物組成初級生產(chǎn)力變化較大,介于2003000GC/M2A的范圍,另外底泥上的藻類生產(chǎn)量約為100600GC/M2A,因此,鹽沼也是地球上生產(chǎn)力很高的系統(tǒng)之一。2、我國的河口濕地生物群落長江口崇明東灘濕地生物群落遼河口濕地生物群落,(三)海草場,1、海草組成和分布海草形態(tài)比較相似,都有長而薄的帶狀葉子;海草種類溫帶眼子菜科的大葉藻屬ZOSTERA或海韭菜ELLGRASS);熱帶水鱉科的海黽草屬THALASSIA或稱泰萊草TURTLEGRASS;生長地點鹽沼海一側(cè)的潮間帶和潮下帶。,2、海草場生物群落組成和生產(chǎn)力在溫帶海區(qū),海草的生產(chǎn)力約為120600GC/M2A,而熱帶海草凈初級生產(chǎn)力可高達1000GC/M2A,可見海草場的生產(chǎn)力是很高的。3、海草場的生態(tài)作用穩(wěn)定軟底質(zhì),對底棲生物有掩護作用,對波浪有緩沖作用。,四、紅樹林沼澤,并不是指單一的分類類群植物,而是對一個景觀的描述。紅樹林沼澤是熱帶、亞熱帶海岸淤泥淺灘上的富有特色的生態(tài)系統(tǒng)。紅樹植物MANGROVEPLANT耐受海水鹽度的挺水陸地植物,我國有16科、20屬、31種。除紅樹科外,還有紫金牛科等科的一些植物。,(一)生境特征及紅樹植物的適應(yīng)機制,1、生境特征(1)溫度海水年平均溫度2427℃;(2)底質(zhì)細質(zhì)沖擊土;(3)地貌隱蔽的堆積海岸、自然發(fā)育的灘面,布于潮間帶,主要是中潮區(qū)以上灘面;(4)鹽度分布于河口內(nèi)灣區(qū),鹽度耐受性強;(5)潮汐潮汐落差大的地方,生長最好。,(二)適應(yīng)機制1、根系有表面根、支柱根或板狀根、欺生根等,有助于植物呼吸和抵抗風(fēng)浪沖擊的作用。2、胎生種子在母樹果實內(nèi)發(fā)芽,長至幼苗成熟時才下落。,3、旱生結(jié)構(gòu)與抗鹽適應(yīng)(1)葉片具有厚膜而且角質(zhì)化;(2)葉片具有高的滲透壓;(3)樹皮富含丹寧(抗腐蝕);(4)拒鹽和泌鹽適應(yīng)(木質(zhì)部的高負壓力,通過非代謝超濾作用從鹽水中分離出淡水,通過鹽腺系統(tǒng)將鹽分分泌出葉片表面)。,(二)紅樹林生物群落及生產(chǎn)力1、生物群落結(jié)構(gòu)紅樹林生物群落由于生境較為嚴酷,生物多樣性程度不是很高,但有的種類數(shù)量和生物量卻很豐富。2、紅樹林的生產(chǎn)力紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者除紅樹本身外,還包括海洋底棲藻類、海草和浮游植物。紅樹林的生產(chǎn)力為350500GC/M2A,比近岸平均初級生產(chǎn)力高。,(三)保護紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的重要意義1、紅樹林形成緩解或抵抗風(fēng)暴、海浪對海岸沖擊的天然屏障,而且紅樹林及其根系有截留和累積沉積物的功能,可過濾陸地有機物質(zhì)和污染物。2、紅樹林為許多海生和陸生生物提供棲息地和食物。3、紅樹林樹干、葉子用途廣(燃料、木材、造紙、飼料)。,五、珊瑚礁,(一)珊瑚礁的分布及其生境特征(二)珊瑚礁的類型和環(huán)礁的形成(三)珊瑚--藻類共生及其意義(四)生產(chǎn)力與能流特點,(一)珊瑚礁的分布及其生境特征,1、珊瑚礁的分布暖水,南北兩半球,20℃等溫線內(nèi)。珊瑚礁生物群落是所有生物群落當(dāng)中最富有生物生產(chǎn)力的、分類上生物最繁多、美學(xué)上馳名于世的群落之一。,2、珊瑚礁的形成,生物作用產(chǎn)生碳酸鈣沉積形成的。是除珊瑚蟲之外,一些藻類和軟體動物的共同作用的結(jié)果。珊瑚蟲主要是SCLERACTINA目的種類,其它如水螅綱的多孔螅等也是形成珊瑚礁的重要種類。藻類含鈣的紅藻(石灰紅藻屬POROLITHOM)、綠藻(仙掌藻屬HALIMEDA)。軟體動物某些軟體動物(各種硨蟝)。,3、珊瑚種類,非造礁珊瑚(AHERMATYPICCORAL)沒有共生蟲黃藻,其營養(yǎng)和生長不需要光線,可以生活在真光層之下。造礁珊瑚(HERMATYPICCORAL)其組織內(nèi)共生有蟲黃藻ZOOXANTHELLAE的SYMBIODINIUM屬的種類。不同的珊瑚種類共生的蟲黃藻種類不同。蟲黃藻生活在珊瑚蟲的消化道的襯層細胞內(nèi),數(shù)量可達3萬個/M3,珊瑚蟲的色彩多由蟲黃藻所產(chǎn)生。,4、造礁珊瑚對生長環(huán)境的要求(1)溫度20以上,適宜溫度為年平均水溫25左右。(2)鹽度3235,造礁珊瑚是真正的海洋種類。(3)光照共生的蟲黃藻光合作用及促使碳酸鈣沉淀所必需。其生存深度是25米以內(nèi)。(4)水質(zhì)要求水質(zhì)清潔、水流暢通。(5)巖石基底利于附著。,(二)珊瑚礁的類型和環(huán)礁的形成,1、珊瑚礁的類型(1)岸礁FRINGINGREEF緊靠在大陸或環(huán)抱島嶼的邊緣,構(gòu)成位于一個位于海面下的平臺。,(2)堡礁BARRIERREEF離開海岸一段距離,像長堤一樣位于海岸之外,露出水面,與海岸之間的水體常被稱為瀉湖LAGOON。例如世界著名的GREATBARRIERREEF,位于澳大利亞東北部海岸,綿延2400KM。(3)環(huán)礁ATOLL起源于下沉的島嶼,為露出海面的高度不大的珊瑚礁島,外形呈花環(huán)狀,其中央所圍水體稱為瀉湖,湖水淺而平靜。位于熱帶太平洋和印度洋。,澳大利亞大堡礁,環(huán)礁和環(huán)礁形成,2、珊瑚礁結(jié)構(gòu),珊瑚層上層,由活的珊瑚蟲及其分泌的骨骼等組成;礁冠REEFCREST珊瑚層在其上生長,礁冠可延伸到水下15米;礁基REEFBUTTRES位礁冠之下。,(三)珊瑚--藻類共生及其意義,1、對能量需求的意義共生藻類的有機物質(zhì)可以直接轉(zhuǎn)移到動物組織中。2、補充植物營養(yǎng)物質(zhì)的意義珊瑚蟲的代謝物是共生藻類的營養(yǎng)物質(zhì),可被藻類利用。3、對碳酸鈣沉積的意義共生藻類能極大的增加珊瑚蟲建立骨骼的能力。4、共生植物提供氧氣供珊瑚蟲呼吸。,(四)珊瑚礁生產(chǎn)力與能流特點,初級生產(chǎn)力范圍15005000GC/M2A,代表自然生態(tài)系統(tǒng)的最高水平。營養(yǎng)鹽供應(yīng)主要是靠系統(tǒng)內(nèi)的高效再循環(huán)機制,初級生產(chǎn)者和優(yōu)勢種的共生以避免營養(yǎng)鹽在水中“沖稀”是控制高生產(chǎn)力的重要機制。初級生產(chǎn)者的呼吸消耗占比例高,凈初級生產(chǎn)力低。食物鏈比上升流區(qū)長,整個生態(tài)系統(tǒng)呼吸消耗量也很高。,六、近岸上升流區(qū),上升流UPWELLING是深層海水涌升到表層的過程,可分為近岸上升流是由特定的風(fēng)場、海岸線和和海底地形等特殊條件所決定的。例如秘魯上升流,我國渤黃海的近岸上升流。大洋上升流主要是由于海水輻散引起。,1、上升流區(qū)的理化環(huán)境特征,(1)低溫;(2)低溶解氧;(3)高營養(yǎng)鹽;(4)高鹽度、高密度。,2、上升流區(qū)生物的生態(tài)學(xué)特征,(1)高浮游植物生物量和初級生產(chǎn)力,單胞藻粒徑相對較大;(2)浮游動物中冷水性種類和數(shù)量比例增加;(3)群落多樣性較低;(4)食物鏈環(huán)節(jié)較少;(5)游泳動物(主要是魚類)生命周期較短,偏向于R選擇類型。,3、上升流的指征,(1)根據(jù)海區(qū)的理化特征判斷(2)根據(jù)海區(qū)的生態(tài)學(xué)特征判斷(3)根據(jù)指標(biāo)性生物判斷。,七、大洋區(qū),(一)概述(二)深海底棲動物的多樣性(三)深海底棲動物的生物量(四)深海底棲動物的食物源和產(chǎn)量,(一)大洋區(qū)概述,1、生境特征(1)光線藍光穿透海水最深其它光線衰減很快;(2)溫度常有溫躍層存在;溫躍層下方水溫低,變化?。?(3)溶解氧表層最高,500800米之間出現(xiàn)最低值,其下層更深深的海水溶氧是由富溶氧的南北極冷水下沉而來,故含氧量又有增加,深海底部氧含量又下降;(4)鹽度基本恒定;(5)壓力隨深度變化;(6)底質(zhì)軟泥,北方硅藻外殼,其它水域則為含鈣質(zhì)的外殼。,2、生物群落組成(1)生產(chǎn)者超微型自養(yǎng)生物占優(yōu)勢,貧營養(yǎng)海區(qū)藍細菌和固氮藍藻是重要的類群。(2)大洋上層動物最豐富,烏賊,金槍魚,鯨等;大洋中層主要是大型磷蝦。(3)大洋食物鏈長。(4)大洋動物隨深度增加遞減。,(二)深海底棲動物的多樣性,1、深海底棲動物的多樣性水平高,大部分種類都有深海底棲種類A、深海環(huán)境的長期穩(wěn)定性導(dǎo)致小生境的特化,每個種都有狹窄的生態(tài)位;B、捕食性動物不加區(qū)別的捕捉被食動物,避免了產(chǎn)生競爭排斥;C、水溫低導(dǎo)致生物代謝赫生長率低,到達性成熟所需時間長,減少了競爭優(yōu)勢種出現(xiàn)的機會。2、土著種比例高。,(三)深海底棲動物的生物量,隨深度下降而明顯下降。深海面積占整個海底面積的90%以上,但其總生物量僅占海洋底棲總生物量的17%左右。生物量組成海綿、海星、海參常是最重要的類群。,(四)深海底棲動物的食物源和產(chǎn)量,1、食物源深海無光線,無初級生產(chǎn),底棲動物的食物依賴真光層的初級生產(chǎn)。(1)死亡動植物殘體浮游植物、海藻、海草、動物尸體等。(2)糞粒和甲殼類的蛻皮(3)動物的垂直遷移導(dǎo)致有機物質(zhì)的加快向下轉(zhuǎn)移。,2、生產(chǎn)力深海底棲動物的生產(chǎn)力很低。原因(1)食物來源少;(2)環(huán)境壓力大。,八、熱液口區(qū),(一)海洋中的獨特生態(tài)類型熱液口HYDROTHERMALVENT首次在加拉帕格斯群島(科隆群島)附近2500米深處中央海脊的火山口周圍發(fā)現(xiàn)。,溫度從煙囪狀的出口處涌出的熱液溫度高達250400℃,當(dāng)與周圍的海水混和時,溫度降為822℃,仍然比此深度的水溫24℃高出很多;H2S含量高,O2含量低;細菌能氧化硫,豐富的生物量可達106個/ML,在海底形成厚厚的絲狀細菌墊;其它生物個體巨大的蠕蟲和雙殼類動物,與細菌共生。,海底熱液口,(二)化學(xué)合成生產(chǎn)熱液口生物群落主要依靠化學(xué)合成生產(chǎn)有機物質(zhì),那些能氧化硫的細菌氧化熱液口的還原性硫化合物(H2S)獲得能量,用于還原CO2轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C物質(zhì),反應(yīng)還需要吸收海水中的氧。CO2H2SO2H2OCH2OH2SO4,(三)熱液口特殊的動物組成1、特點(1)種類組成獨特
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簡介:第四章生態(tài)系統(tǒng)中的生物種群,學(xué)習(xí)目的掌握種群的概念及其群體特征,了解種群統(tǒng)計學(xué)的基本參數(shù)、生命表及其應(yīng)用、種群數(shù)量變動的基本數(shù)學(xué)模型及自然種群的數(shù)量變動規(guī)律。掌握K、R生態(tài)對策的特征及在保護生物學(xué)方面的實踐意義、影響種群數(shù)量動態(tài)的密度制約和非密度制約因素,了解種群調(diào)節(jié)及種群衰退與滅絕的機制,并理解應(yīng)用種群生態(tài)學(xué)有關(guān)理論對待自然生物資源的保護和持續(xù)利用的重要意義。,第一節(jié)種群的概念與種群統(tǒng)計學(xué)基本參數(shù),一、種群概念1、物種與種群定義種群居群、繁群、POPULATION指特定時間內(nèi)棲息于特定空間的同種生物的集合群。種群內(nèi)部的個體可以自由交配繁衍后代,從而與鄰近地區(qū)的種群在形態(tài)和生態(tài)特征上彼此存在一定差異。種群是物種在自然界中存在的基本單位,也是生物群落基本組成單位。生物種是一組彼此能互配并產(chǎn)生后代的種群,組與組之間在生殖上是隔離的。分布廣泛的物種常在形態(tài)、生理、行為與遺傳特征上存在廣泛變異。,2、自然種群三個基本特征空間特征、數(shù)量特征、遺傳特征3、研究意義(1)種群生態(tài)學(xué)處于個體生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)生態(tài)學(xué)兩個層次之間,并起到連接作用的中間層次;(2)對自然資源的科學(xué)利用、有害種類的防治有指導(dǎo)意義;(3)探索自然界物種進化等。,(一)種群的密度(POPULATIONDENSITY)種群密度指單位面積或單位體積內(nèi)有機體的數(shù)量。海洋生物種群數(shù)量統(tǒng)計主要方法有1、絕對密度①所有個體的直接計數(shù)②取樣調(diào)查樣方法、標(biāo)志重捕、去除取樣法2、相對密度遇見率、捕獲率、糞堆、毛皮收購量、單位捕撈力量漁獲量(二)阿利氏規(guī)律(ALLEE′SLAW)種群密度過疏和過密對種群的生存與發(fā)展都是不利的,每一種生物種群都有自己的最適密度。,二、種群密度與阿利氏規(guī)律,圖4-1,(三)集群現(xiàn)象(SCHOOLING)及其生態(tài)學(xué)意義有利繁殖、防衛(wèi)、索餌、提高游泳效率、改變環(huán)境化學(xué)性質(zhì)以抵抗有毒物質(zhì),若形成社會結(jié)構(gòu),自我調(diào)節(jié)及生存能力更強。不利種內(nèi)競爭、大量被捕食成因水動力條件、溫鹽及營養(yǎng)鹽含量變化等等。(四)物種內(nèi)競爭動物為爭奪有限的食物與空間資源、產(chǎn)卵場所、異性,植物為爭奪有限的土壤和空間資源發(fā)生著的形式多樣的競爭。,1、爭奪競爭(CONTESTCOMPETITION)當(dāng)種群數(shù)量小于環(huán)境容納量(K)時,物種內(nèi)個體都能獲得足夠的物質(zhì);當(dāng)種群數(shù)量超過K時,種內(nèi)競爭勝利者將獲得足夠的物質(zhì),失敗者則因不能得到充分的食物將死亡,種群數(shù)量維持在負荷量水平。如領(lǐng)域性鳥類。2、分灘競爭(SCRAMBLECOMPETITION)所有個體都有相等的機會去競爭有限的資源,競爭沒有產(chǎn)生完全的勝利者。當(dāng)種群數(shù)量未超過K時,種群如同爭奪競爭一樣,死亡率為零;當(dāng)種群超過K時,種群將全部死亡。自然界的競爭類型是從爭奪競爭到分灘競爭的連續(xù)譜。3、負競爭一定范圍內(nèi)密度提高對成活率有利,即阿利氏效應(yīng)。,物種內(nèi)競爭的類型,一種群的年齡結(jié)構(gòu)(AGESTRUCTUREOFPOPULATION)1、種群中各年齡期個體的百分比種群個體可分為三個生態(tài)時期繁殖前期、繁殖期和繁殖后期。年齡分布圖(年齡金字塔)增長型種群、穩(wěn)定型種群與下降型種群,可預(yù)測未來種群的動態(tài)。,三、種群的年齡結(jié)構(gòu)和性比,圖4-2,2、穩(wěn)定年齡結(jié)構(gòu)從理論上說,種群在一個恒定的環(huán)境里,遷入及遷出保持平衡或者不存在,且當(dāng)其出生率與死亡率相等時,各年齡級的個體數(shù)基本上保持不變。理論上的概念,實際不可能,但在研究方法上很重要。3、優(yōu)勢年齡組(DOMINANTAGECLASS)如美洲兔和加拿大猞猁每隔910年,都可見到一個數(shù)量高峰年,平均是96年。,圖4-3,,種群的年齡結(jié)構(gòu)既取決于種的遺傳特性,同時也取決于具體的環(huán)境條件,表現(xiàn)出對環(huán)境的適應(yīng)關(guān)系。,,(二)性比(SEXRATIO)大多數(shù)種群傾向于保持11。種群性比的變化是種群自然調(diào)節(jié)的一種方式。魚類食物保障變化→物質(zhì)代謝過程改變→內(nèi)分泌作用改變→性別形成捕撈的影響也會影響種群的性別組成,(一)出生率與死亡率最大出生率(MAXIMUMNATALITY)實際出生率(REALIZEDNATALITY)或生態(tài)出生率(ECOLOGICALNATALITY)最低死亡率(MINIMUMMORTALITY)實際死亡率(生態(tài)死亡率,ECOLOGICALMORTALITY)生理壽命(PHYSIOLOGICALLONGEVITY),四、出生率和死亡率,(二)生命表和存活曲線不同年齡死亡率或存活率不同,生態(tài)學(xué)用生命表來分析死亡過程。1、動態(tài)生命表(DYNAMICLIFETABLE)或稱股群生命表(COHORTLIFETABLE)是根據(jù)觀察一群同期出生的生物的存活(或死亡)情況所得數(shù)據(jù)而編制的,又稱為特定年齡生命表。,表42藤壺(BALANUSGLANDULA)的生命表,對1959年固著的種群進行逐年觀察,到1968年全部死亡。,各參數(shù)關(guān)系LX=NX/N0DX=NX-NX+1QX=DX/NX,計算平均期望壽命EX先計算每年齡期的平均存活數(shù)目,,最后計算,EX表示某年齡階段(X期)開始平均還可能活多少時間的估計值。,其次計算“個體年”的累積數(shù),2、靜態(tài)生命表(STATICLIFETABLE)是根據(jù)某一特定時間,對種群作年齡分布的調(diào)查結(jié)果而編制,所以又稱為特定時間生命表。,21動態(tài)生命表和靜態(tài)生命表的關(guān)系,圖4-4,3、存活曲線,,圖4-5,1、內(nèi)稟增長率RM即種群的最大增長率(MAXIMUMRATEOFINCREASE)當(dāng)種群處于最適條件下(食物、空間不受限制,理化環(huán)境處于最佳狀態(tài),沒有天敵出現(xiàn),等等)種群的瞬時增長率。也稱生物潛能(BIOTICPOTENTIAL)或生殖潛能(REPRODUCTIVEPOTENTIAL)。,五、種群內(nèi)稟增長率(INTRINSICRATEOFINCREASE),凈生殖率R0∑LXMX(MX代表特定年齡出生率)R0是子世代個體數(shù)與母世代個體數(shù)的比值R0=NT/N0=ERT取對數(shù)后得R=LNR0/TT母世代生殖到子世代生殖的平均時間,2、種群瞬時增長率R的計算,第二節(jié)種群的數(shù)量變動與生態(tài)對策,一、種群增長的數(shù)學(xué)模型(一)種群的指數(shù)式增長模型假設(shè)空間、食物無限,種群增長率不隨密度變化1、離散增長假定①增長無限;②世代不相重疊;③沒有遷入和遷出;④不具年齡結(jié)構(gòu)N0=10N1=N0Λ=102=20N2=N1Λ=202=40N3=N2Λ=402=80NT=NT1Λ或NT=N0ΛTΛ種群的周限增長率(REPRODUCTIVERATE),NT=NT1Λ=N0ΛT→LOG10NT=LOG10NT1+TLOG10ΛDN/DT=NLOG10Λ=RN(指數(shù)增長模型)即NT=N0ERT,2、連續(xù)增長(世代重疊),,,圖4-6,R=LNΛ,Λ=ER指數(shù)增長模型顯然不切實際,但很重要①其他更復(fù)雜模型的基礎(chǔ)②短時間內(nèi)某些生物(細菌、浮游植物等)在短時間內(nèi)可出現(xiàn)指數(shù)增長,人類在最初也是如此。自然種群只有在食物豐盛、沒有擁擠現(xiàn)象、沒有天敵等等條件下才能表現(xiàn)出短時間的指數(shù)式增長。,3、瞬時增長率與周限增長率的關(guān)系,種群數(shù)量繼續(xù)增加時,物種內(nèi)競爭將越來越激烈,上式(DN/DT)(1/N)代表每一個體的瞬時增長率,NT→0時,增長率為R,NT→K,增長率→0,假設(shè)這種制約是線性的,見圖。,(二)種群的邏輯斯諦增長(飽和增長)模型,圖47引入競爭機制的種群增長過程,直線方程,整理得,圖48種群增長型,邏輯斯諦方程有一個隱含假設(shè)負反饋立刻起效應(yīng)種群密度上升而引起種群增長率下降的這種自我調(diào)節(jié)能力往往不是立即就起作用的,負反饋信息的傳遞和調(diào)節(jié)機制生效都需要一段時間。這種時滯在高等動物(生活史越長,時滯越明顯)更為普遍,可相隔一代以上。種群增長模型變?yōu)?(三)具時滯的種群增長模型,由于時滯效應(yīng),種群增長出現(xiàn)波動,其波動特征與瞬時增長率R及時滯T有關(guān),R越大,T越長,波動越劇烈。RT由小到大,種群增長出現(xiàn)①單調(diào)平滑地趨向穩(wěn)定點;②趨向平衡點的減幅振蕩;③圍繞平衡點的周期性振蕩,圖49,(一)自然種群數(shù)量變動1、季節(jié)變化(SEASONALVARIATION)主要與環(huán)境季節(jié)性變化和生物適應(yīng)性相關(guān),同時也受種間關(guān)系(主要是食物關(guān)系)所影響。2、年(際)變動(ANNUALVARIATION)旅鼠、北極狐3~4年周期和美洲兔、加拿大猞猁910年周期有人提出,太陽活動及其關(guān)聯(lián)的具有一定周期性的氣候變動可能是影響種群周期性變動的主要原因。3、種群數(shù)量的非周期性變動根據(jù)現(xiàn)有長期種群動態(tài)記錄,大多數(shù)生物屬于不規(guī)則的。環(huán)境的非周期性突然變化引起,如一些突發(fā)性的自然災(zāi)害。人類活動對種群數(shù)量的非周期性變化也起很大作用。4、種群暴發(fā)或大發(fā)生如蝗災(zāi)、赤潮),二、自然種群的數(shù)量變動,,圖4-10,圖411,條件相對穩(wěn)定的情況下,種群數(shù)量只在一定范圍內(nèi)發(fā)生較小的波動,有一定的上、下限,也有可能有個長期的平均水平。原因復(fù)雜的種間關(guān)系、自我調(diào)節(jié)(如旅鼠、北極狐),種群數(shù)量明顯的減少(甚至滅亡)和增加(甚至猖獗)大都與環(huán)境的突變或人類的干擾有關(guān)。各種動物種群的穩(wěn)定性程度并不一樣,可劃分為①種群數(shù)量極不穩(wěn)定壽命少于一年②較不穩(wěn)定生態(tài)壽命較長、出生率較高③較為穩(wěn)定壽命長、出生率低,(二)種群數(shù)量變動的相對穩(wěn)定性,1、生態(tài)對策生物在進化過程中形成各種特有的生活史,人們可以把它想象為生物在生存斗爭中獲得生存的對策,也叫生活史對策(LIFEHISTORYSTRATEGY)。如生殖對策、取食對策、逃避捕食對策、擴散對策等等,其中R–對策和K–對策關(guān)系到生活史整體的各個方面,廣泛適用于各種生物類群,因而更為學(xué)者所重視。2、能量分配原則(THEPRINCIPLEOFALLOCATION)CODY(1966)提出任何生物做出的任何一種生活史對策,都意味著能量的合理分配,并通過這種能量使用的協(xié)調(diào),來促進自身的有效生存和繁殖。,三、R–選擇和K–選擇,,,(一)R–選擇和K–選擇的典型特征,R–對策者(R–STRATEGIST),種群密度很不穩(wěn)定,因為其生境不穩(wěn)定,種群超過環(huán)境容納量不致造成進化上的不良后果,它們必然盡可能利用資源,增加繁殖,充分發(fā)揮內(nèi)稟增長率(R)。這類動物通常是出生率高,壽命短,個體小,常常缺乏保護后代的機制。子代死亡率高,具較強的擴散能力,適應(yīng)于多變的棲息生境。K–對策者(K–STRATEGIST),其種群密度比較穩(wěn)定,經(jīng)常處于環(huán)境容納量K值上下。因為其生境是長期穩(wěn)定的,環(huán)境容納量也相當(dāng)穩(wěn)定,種群超過K值反而會由于資源的破壞而導(dǎo)致K值變小,從而對后代不利。在這種穩(wěn)定的生境里,種間競爭很劇烈。,(二)生活史模式的多樣化,兩種極端對策之間是一個連續(xù)譜。即使同一類生物,其中有的比較趨向于R–選擇,有的比較趨向K–選擇。大部分海洋真骨魚類是偏向于R–選擇,很多軟骨魚類(鯊、鰩)趨向于采取K–選擇。浮游植物通常屬于R–選擇的類別,但如果深入分析,也可發(fā)現(xiàn)有的也具有K–選擇的特征。,①珍稀動物的保護、害蟲防除及資源持續(xù)利用的理論依據(jù)。②K–對策者種群有一個穩(wěn)定平衡點(S)和一個滅絕點(X)。③R–對策者由于低密度下可以快速增長,所以只有一個平衡點S。,(三)R–選擇和K–選擇概念的實踐意義,圖412,種群調(diào)節(jié)(REGULATIONOFPOPULATION)就是指種群變動過程中趨向恢復(fù)到其平均密度的機制。(一)非密度制約和密度制約因素作用于生物數(shù)量變動的因素非常多,可分為密度制約DENSITYDEPENDENT和非密度制約DENSITYINDEPENDENT,內(nèi)源性調(diào)節(jié)ENDOGENETICREGULATION和外源性調(diào)節(jié)EXOGENETICREGULATION因素。非密度制約因素主要是一些非生物因素,如溫度、鹽度、氣候等等。如災(zāi)變總是殺死一定比例的個體。密度制約因素主要是生物性因素,包括種內(nèi)關(guān)系和種間關(guān)系。,四、影響種群數(shù)量的因素和種群調(diào)節(jié),1、早期生物學(xué)派(BIOTICSCHOOL)種群數(shù)量增加,就會有一種或一種以上的因素對種群施加更大限制。大多數(shù)因素(氣候條件)是災(zāi)變性因素,只殺死一定比例的個體,作用強度與種群密度無關(guān),只有少數(shù)因素(如捕食、寄生)屬選擇性因素,與種群密度有關(guān)。2、早期氣候?qū)W派(CLIMATESCHOOL)BODENHEIMER、UVAROV提出種群密度靠氣候調(diào)節(jié),氣候可影響生物發(fā)育與存活,種群波動與氣候相關(guān)。如昆蟲的大發(fā)生。主要觀點①種群受天氣條件的強烈影響;②種群大發(fā)生與天氣變化明顯相關(guān);③強調(diào)種群數(shù)量波動,不重視穩(wěn)定性。,(二)非生物環(huán)境因素與生物因素,3、PITELKA1960與ACHULTZ1964提出營養(yǎng)物恢復(fù)學(xué)說4、50年代,ANDREWARTHA、BIRTH等對氣候?qū)W派發(fā)展作出貢獻,他們反對把環(huán)境因素分為生物因素與非生物因素,也反對分為密度制約與非密度制約因素,認為所有因素都是密度制約的,如大種群往往被迫生活在棲息地邊緣,易受嚴寒影響。5、折衷學(xué)派結(jié)合兩種觀點,環(huán)境好,密度制約;環(huán)境惡劣,非密度制約。認為氣候?qū)W派與生物學(xué)派的爭論反映其工作地區(qū)環(huán)境的不同。,,圖413,自動調(diào)節(jié)學(xué)派(SELFREGULATIONSCHOOL)氣候?qū)W派與生物學(xué)派都強調(diào)外在因素的作用,認為種群個體間沒有差異,忽視了個體差異對種群調(diào)節(jié)的重要性。①強調(diào)內(nèi)源性因素,重視種群內(nèi)個體間異質(zhì)性對種群的作用;②種群密度影響自身的出生率、死亡率、生長與遷移;③種群自動調(diào)節(jié)是物種所具有的適應(yīng)性特征,這種特征能帶來進化上的利益。,(三)種群數(shù)量調(diào)節(jié)的內(nèi)源性與外源性因素,1、行為調(diào)節(jié)(社會性交互作用調(diào)節(jié))溫-愛德華(WYUNEEDWARDS)學(xué)說社群等級、領(lǐng)域性等社群行為可以限制種群數(shù)量,合理分配食物和棲息地,使種群密度維持穩(wěn)定。2、內(nèi)分泌調(diào)節(jié)(病理效應(yīng)調(diào)節(jié))克里斯琴(CHRISTIAN)學(xué)說密度增加→壓力增大→刺激中樞神經(jīng)→內(nèi)分泌代謝紊亂(生長激素、性激素分泌減少、抗體減少)→出生率下降、死亡率提高→種群數(shù)量減少3、遺傳調(diào)節(jié)奇蒂(CHITTY)學(xué)說遺傳多型(GENETICPOLYMORPHISM)現(xiàn)象①高密度型,繁殖率低,進攻性強,有外遷傾向;②低密度型,繁殖率高,進攻性低,有留居傾向。,,圖414,美國著名的生態(tài)學(xué)家ODUM認為“在結(jié)構(gòu)簡單,受物理壓力或其它不規(guī)則或難以預(yù)計的外部影響較大的生態(tài)系統(tǒng)中,種群數(shù)量通常是受物理因素所調(diào)節(jié),例如天氣、水流、化學(xué)限制因子、污染等等。在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不受物理脅迫的生態(tài)系統(tǒng)中,種群通常受生物因素所調(diào)節(jié)。所有生態(tài)系統(tǒng),都表現(xiàn)出強烈的傾向,即通過自然選擇,種群都向自我調(diào)節(jié)進化(因為種群數(shù)量過剩對任何種群都是不利的),當(dāng)然,這對于受外因控制的種群是較難達到的?!?第三節(jié)種群的衰退與滅絕,一、種群的建立和種群的衰退與滅絕沒有一個種群能夠永遠地存在下去,最終都將走向衰退和滅絕。一個種群從原棲息地侵入到新的棲息地之后,經(jīng)過適應(yīng)新環(huán)境和逐漸擴展,實現(xiàn)種群增長,最后建立新棲息地的種群。隨后一般出現(xiàn)三種情況①較長期維持在一個平衡水平;②不規(guī)則或有規(guī)律波動;③衰落直至死亡。,,,圖415,當(dāng)種群長久處于不利條件下,或在人類過度捕獵、或棲息地被破壞的情況下,其種群數(shù)量會出現(xiàn)持久性下降,即種群衰落,甚至滅亡。種群衰落和滅亡的速度在近代大大加快,究其原因,不僅是人類過度捕殺,更嚴重的是破壞野生生物的棲息地,剝奪了物種生存的條件。生態(tài)滅絕(ECOLOGICALEXTINCT)一般認為,一個種群的數(shù)量減少到對群落其他種群的影響微不足道時。最小生存種群(MINIMUMVIABLEPOPULATION,MVP)種群為免遭滅絕所必須維持的最低個體數(shù)量。,(一)遺傳變化遺傳變異性的喪失哈溫定律(HARDYWEINBERGLAW)在一個很大的種群中,個體的交配是完全隨機的,沒有優(yōu)先配對,沒有其他因素干擾(如突變、選擇、遷移、漂移等),則基因頻率和基因型頻率保持一定,各代不變,就基因而言達到了平衡,基因型比例保持不變?;蝾l率和基因型頻率的關(guān)系D=P2,H=2PQ,R=Q2影響基因頻率變化的因素⑴基因突變⑵自然選擇⑶遷移⑷遺傳漂變,二、導(dǎo)致種群滅絕的內(nèi)在機制,,,圖416,⑴中性說(TOTALNEUTRALITYHYPOTHESIS)大部分進化的變化和種內(nèi)大部分的變異不是因為達爾文的自然選擇所致,而是由于突變等位基因的隨機偏離所造成,強調(diào)由突變產(chǎn)生的等位基因往往在選擇上是中性的。細胞色素C的氨基酸替換狀況可估計生物的進化、與親緣關(guān)系。⑵篩選選擇說(SIEVESELECTIONHYPOTHESIS)遺傳變異是突變、遺傳漂變和自然選擇的聯(lián)合結(jié)果,多數(shù)突變是有害的或中性的,有利的突變很少見。⑶平衡選擇說(BALANCINGSELECTIONHYPOTHESIS)認為遺傳變異完全是自然選擇的結(jié)果,自然選擇與變異的相對重要性,(二)統(tǒng)計變化種群數(shù)量的劇烈波動出生率與死亡率的隨機波動引起種群數(shù)量的劇烈波動,加速種群進一步衰落甚至滅絕。三、滅絕旋渦滅絕旋渦(EXTINCTIONVORTICES)環(huán)境變化、統(tǒng)計變化和遺傳因子的共同效應(yīng)使得由一個因素引起的種群數(shù)量下降反過來又加劇其他因素的敏感性,產(chǎn)生旋渦效應(yīng),加速種群走向滅絕。,圖417,集合種群動態(tài),受人類活動影響,種群生境破碎、片段化日益嚴重,種群動態(tài)變化出現(xiàn)新的特征,經(jīng)常出現(xiàn)局部種群滅絕而空的生境斑塊又被重新占據(jù)的現(xiàn)象,正逐漸引起人們重視,集合種群概念隨之出現(xiàn)。1、集合種群(METAPOPULATION),也叫復(fù)合種群、聯(lián)種群,指局域種群通過某種程度的個體遷移而連接在一起的區(qū)域種群。通常著眼于較大的區(qū)域2、局域種群(LOCALPOPULATION)數(shù)量經(jīng)常由于出生、死亡和遷移而發(fā)生較大變化,甚至可能滅絕。,與研究一般種群不同,研究集合種群主要是為了知道它是否會走向滅絕或還能維持生存多少時間。主要意義在于預(yù)測,并對瀕危動物的保護及害蟲防治、景觀管理和自然保護有重要使用價值。對具有多個局域種群的害蟲應(yīng)在足夠大的防治范圍內(nèi)同時進行,對面臨生境破碎化的瀕危種類應(yīng)注意維持遷移通道。建立一個大保護區(qū)與幾個小保護區(qū)的爭論與集合種群理論有關(guān)。,,集合種群理論的意義與應(yīng)用,
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簡介:海洋地質(zhì)學(xué)簡介,2,(1)珠江口入??冢ㄉ钲谝粋?cè)海岸是侵蝕還是淤積),問題,珠江三角洲區(qū)域,深圳,中山,香港,3,深圳大梅沙,茂名放雞島,(2)不同地形地貌(形成演化過程如何),愛爾蘭“巨人之路”,伯利茲“大藍洞”,目錄,4,1、學(xué)科體系2、重要性3、海洋地質(zhì)災(zāi)害,5,以地球為研究對象的眾多學(xué)科總稱為地球科學(xué)。,1、學(xué)科體系,物質(zhì)組成內(nèi)部結(jié)構(gòu)各圈層相互關(guān)系,地表的形狀、形態(tài)變化規(guī)律、自然資源分布,地球固體部分各種物理現(xiàn)象,大氣層的構(gòu)成、運動規(guī)律及其與人類關(guān)系,自然現(xiàn)象、性質(zhì)、變化規(guī)律及開發(fā)利用海洋活動,水的起源、分布、循環(huán)運動規(guī)律,6,海洋科學(xué)研究地球上海洋的自然現(xiàn)象、性質(zhì)及其變化規(guī)律,以及和開發(fā)利用海洋有關(guān)的知識體系。,特點1、特殊性與復(fù)雜性2、海洋中水汽冰三態(tài)的轉(zhuǎn)化無時無刻不在進行3、具有多層次耦合的特點,研究對象,海洋科學(xué),7,海洋地質(zhì)學(xué)研究地殼被海水淹沒部分的物質(zhì)組成、地質(zhì)構(gòu)造和演化規(guī)律的學(xué)科。,海洋地質(zhì),8,地質(zhì)學(xué),海洋科學(xué),海洋地質(zhì),海底的地形地貌、構(gòu)造變動、物質(zhì)與能量的遷移轉(zhuǎn)化等影響和改變著上覆水體以及其中的生物與化學(xué)組成;海洋地質(zhì)學(xué)直接解決人類社會經(jīng)濟發(fā)展遇到的能源與環(huán)境安全問題;海洋地質(zhì)的研究進展不斷促進高新技術(shù)裝備的發(fā)展,海洋地質(zhì)學(xué)是海洋科學(xué)中的支柱性學(xué)科之一,學(xué)科地位,9,,現(xiàn)代海洋地質(zhì)學(xué)研究的開端18721876年英國“挑戰(zhàn)者號”的環(huán)球海洋調(diào)查,MURRY,深海沉積二戰(zhàn)后,發(fā)展迅速?!安徽J識海底就不能認識地球”(小林和男,1977),10,研究方向,海洋地質(zhì),11,海洋沉積學(xué),12,2、海洋地質(zhì)學(xué)研究的重要性,陸地292,海洋708,近3/4,近四分之三的地表被海水覆蓋,13,水半球中海洋分布最集中面積占905,陸半球中陸地分布最集中面積占48,14,海底地質(zhì)現(xiàn)象極為活躍,海底活火山約占全世界活火山數(shù)量的1/8;約80的火山噴發(fā)在大洋中脊;海底火山爆發(fā)形成新的島嶼。,15,,海洋構(gòu)造環(huán)境因素對全球變化產(chǎn)生主導(dǎo)作用,海洋水體、海洋沉積物可以固定碳,一定程度上遏制了溫室效應(yīng)影響,16,海洋資源開發(fā)前景廣闊,海底石油,波浪發(fā)電,海上交通,海洋礦產(chǎn),17,,,,,,,,,,,,,,,維護海洋權(quán)益,南沙群島周圍的油氣資源豐富,石油資源量100億噸以上,目前文萊、馬來西亞、越南正在大規(guī)模勘探開發(fā),已經(jīng)鉆探700多口井。,,海平面上升,3、海洋地質(zhì)災(zāi)害,海面上升20米后的上海,全球人口的2/3集中在僅占陸地面積10的沿海地區(qū),海岸侵蝕,,海水入侵,土地鹽堿化,地面沉降,在深圳區(qū)域,海水入侵到深南大道附近已形成了“地下咸潮”,海嘯,由水下地震、火山爆發(fā)或水下塌陷和滑坡所激起的巨浪,22,謝謝,
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簡介:生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué),第一節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的一般特征第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動第三節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)第四節(jié)自然生態(tài)系統(tǒng),內(nèi)容提要單元測試,第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動,§1生態(tài)系統(tǒng)的生物生產(chǎn)§2生態(tài)系統(tǒng)中的分解§3生態(tài)系統(tǒng)的能流過程§4生態(tài)系統(tǒng)能流分析,參考文獻思考題預(yù)習(xí)內(nèi)容,課堂討論,§1生態(tài)系統(tǒng)的生物生產(chǎn),生物生產(chǎn)的基本概念生物生產(chǎn)生物量與生產(chǎn)量初級生產(chǎn)總初級生產(chǎn)與凈初級生產(chǎn)影響初級生產(chǎn)的因素初級生產(chǎn)量的測定方法次級生產(chǎn)次級生產(chǎn)的基本特點次級生產(chǎn)量的測定方法,生物生產(chǎn),生物生產(chǎn)是生態(tài)系統(tǒng)重要功能之一。生態(tài)系統(tǒng)不斷運轉(zhuǎn),生物有機體在能量代謝過程中,將能量、物質(zhì)重新組合,形成新的產(chǎn)品的過程,稱生態(tài)系統(tǒng)的生物生產(chǎn)。生物生產(chǎn)常分為個體、種群和群落等不同層次。生態(tài)系統(tǒng)中綠色植物通過光合作用,吸收和固定太陽能,從無機物合成、轉(zhuǎn)化成復(fù)雜的有機物。由于這種生產(chǎn)過程是生態(tài)系統(tǒng)能量貯存的基礎(chǔ)階段,因此,綠色植物的這種生產(chǎn)過程稱為初級生產(chǎn)(PRIMARYPRODUCTION),或第一性生產(chǎn)。初級生產(chǎn)以外的生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn),即消費者利用初級生產(chǎn)的產(chǎn)品進行新陳代謝,經(jīng)過同化作用形成異養(yǎng)生物自身的物質(zhì),稱為次級生產(chǎn)(SECONDARYPRODUCTION),或第二性生產(chǎn)。,生物量和生產(chǎn)量,生物量(BIOMASS)某一特定觀察時刻,某一空間范圍內(nèi),現(xiàn)有有機體的量,它可以用單位面積或體積的個體數(shù)量、重量(狹義的生物量)或含能量來表示,因此它是一種現(xiàn)存量STANDINGCROP?,F(xiàn)存的數(shù)量以N表示,現(xiàn)在的生物量以B表示。現(xiàn)存生物量通常用平均每平方米生物體的干重GM2或平均每平方米生物體的熱值來表示JM2。生產(chǎn)量PRODUCTION是在一定時間階段中,某個種群或生態(tài)系統(tǒng)所新生產(chǎn)出的有機體的數(shù)量、重量或能量。它是時間上積累的概念,即含有速率的概念。有的文獻資料中,生產(chǎn)量、生產(chǎn)力PRODUCTIONRATE和生產(chǎn)率PRODUCTIVITY視為同義語,有的則分別給予明確的定義。生物量和生產(chǎn)量是不同的概念,前者到某一特定時刻為止,生態(tài)系統(tǒng)所積累下來的生產(chǎn)量,而后者是某一段時間內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)中積存的生物量。,,,,生產(chǎn)量和現(xiàn)存量關(guān)系示意圖,,,,,,,,,,,,,現(xiàn)存量,現(xiàn)存量,P=△B+E,B,生產(chǎn)量P,A,減少量E,生產(chǎn)量P,減少量E,總初級生產(chǎn)與凈初級生產(chǎn),初級生產(chǎn)過程可用下列方程式概述光能6CO2+6H2OC6H12O6+6O2葉綠素總初級生產(chǎn)GROSSPRIMARYPRODUCTION,GP與凈初級生產(chǎn)NETPRIMARYPRODUCTION,NP植物在單位面積、單位時間內(nèi),通過光合作用固定太陽能的量稱為總初級生產(chǎn)量,常用的單位JM2A1或GDWM2A1;植物總初級生產(chǎn)(量)減去呼吸作用消耗掉的(R),余下的有機物質(zhì)即為凈初級生產(chǎn)(量)。二者之間的關(guān)系可表示如下GP=NPR;NP=GP-R,,影響初級生產(chǎn)的因素,NP,R,,,,,,,,,,,,,CO2,光,H2O,營養(yǎng),取食,O2+溫度,,,陸地生態(tài)系統(tǒng)中,初級生產(chǎn)量是由光、二氧化碳、水、營養(yǎng)物質(zhì)物質(zhì)因素、氧和溫度環(huán)境調(diào)節(jié)因素六個因素決定的。,,污染物,⑥,①,②,③,④,⑤,光合作用生物量,GP,初級生產(chǎn)量的測定方法,產(chǎn)量收割法收獲植物地上部分烘干至恒重,獲得單位時間內(nèi)的凈初級生產(chǎn)量。氧氣測定法總光合量=凈光合量+呼吸量二氧化碳測定法用特定空間內(nèi)的二氧化碳含量的變化,作為進入植物體有機質(zhì)中的量,進而估算有機質(zhì)的量。PH測定法水體中的PH值隨著光合作用中吸收二氧化碳和呼吸過程中釋放二氧化碳而發(fā)生變化,根據(jù)PH值變化估算初級生產(chǎn)量。葉綠素測定法葉綠素與光合作用強度有密切的定量關(guān)系,通過測定體中的葉綠素可以估計初級生產(chǎn)力。放射性標(biāo)記測定法把具有14C的碳酸鹽14CO32放入含有天然水體浮游植物的樣瓶中,沉入水中,經(jīng)過一定時間的培養(yǎng),濾出浮游植物,干燥后,測定放射性活性,確定光合作用固定的碳量。由于浮游植物在黑暗中也能吸收14C,因此,還要用“暗吸收”加以校正。,,黑白瓶法,黑瓶(呼吸作用),,白瓶凈光合作用,,對照瓶(消除誤差),,放置于水樣深度處,一定時間后,測各瓶的含氧量變化,求初級生產(chǎn)量,次級生產(chǎn)的基本特點,次級生產(chǎn)過程模型,食物資源,未采食,拒食,未食,糞便FU,呼吸R,分解,被采食,可利用,食用C,同化A,動物產(chǎn)品產(chǎn)生能量P,,潛在能量,,,,,,,,,,,,保持能量,,,,損失能量,Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ,Ⅵ,,,,,,CAFUAPRCPFURPCFUR,次級生產(chǎn)量的測定方法,按已知同化量A和呼吸量R,估計生產(chǎn)量PPCFUR,F(xiàn)U尿糞量根據(jù)個體生長或增重的部分PG和新生個體重PR,估計PP=PG+PR根據(jù)生物量凈變化△B和死亡損失E,估計PP=△B+E,§2生態(tài)系統(tǒng)中的分解,資源分解的過程分碎裂過程、異化過程和淋溶過程等三個過程。資源分解的意義理論意義通過死亡物質(zhì)的分解,使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)再循環(huán),給生產(chǎn)者提供營養(yǎng)物質(zhì);維持大氣中二氧化碳的濃度;穩(wěn)定和提高土壤有機質(zhì)含量,為碎屑食物鏈以后各級生物生產(chǎn)食物;改善土壤物理性狀,改造地球表面惰性物質(zhì);實踐意義糞便處理污水處理,§3生態(tài)系統(tǒng)的能流過程,生態(tài)系統(tǒng)能量流動規(guī)律生態(tài)系統(tǒng)中能流途徑能量流動的生態(tài)效率,生態(tài)系統(tǒng)能量流動規(guī)律,生態(tài)系統(tǒng)是一個熱力學(xué)系統(tǒng),生態(tài)系統(tǒng)中能量的傳遞、轉(zhuǎn)換遵循熱力學(xué)的兩條定律第一定律能量守恒定律,能量可由一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式的能量,能量既不能消滅,又不能憑空創(chuàng)造。第二定律熵律,任何形式的能(除了熱)轉(zhuǎn)化到另一種形式能的自發(fā)轉(zhuǎn)換中,不可能100%被利用,總有一些能量作為熱的形式被耗散出去,熵就增加了。生態(tài)系統(tǒng)中能流特點(規(guī)律)能流在生態(tài)系統(tǒng)中是變化著的;能流是單向流;能量在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)流動的過程,就是能量不斷遞減的過程;能量在流動過程中,質(zhì)量逐漸提高。,生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的途徑,牧食食物鏈和腐食食物鏈是生態(tài)系統(tǒng)能流的主要渠道。能量流動以食物鏈作為主線,將綠色植物與消費者之間進行能量代謝的過程有機地聯(lián)系起來。牧食食物鏈的每一個環(huán)節(jié)上都有一定的新陳代謝產(chǎn)物進入到腐屑食物鏈中,從而把兩類主要的食物鏈聯(lián)系起來。能量在各營養(yǎng)級之間的數(shù)量關(guān)系可用生態(tài)金字塔表示。,生態(tài)錐體CHARLESELTON,1927,生態(tài)錐體(ECOLOGICALPYRAMID)能量通過營養(yǎng)級逐級減少,如果把通過各營養(yǎng)級的能流量由低到高用圖型表示,就成為一個金字塔形,稱能量錐體或能量金字塔。同樣如果以生物量或個體數(shù)目來表示,可能得到生物量錐體(PYRAMIDOFENERGY)和數(shù)量錐體(PYRAMIDOFNUMBER)。三類錐體合稱為生態(tài)錐體。,A生物量錐體GDWM2,B能量錐體KCALM2A1,C數(shù)量錐體個體HA1,,,,,,,,,,,,,,1,2,,,,1,2,生態(tài)錐體,數(shù)量錐體以各個營養(yǎng)級的生物個體數(shù)量進行比較,忽視了生物量因素,一些生物的數(shù)量可能很多,但生物量卻不一定大,在同一營養(yǎng)級上不同物種的個體大小也是不一樣的。生物量錐體以各營養(yǎng)級的生物量進行比較,過高強調(diào)了大型生物的作用。能量錐體表示各營養(yǎng)級能量傳遞、轉(zhuǎn)化的有效程度,不僅表明能量流經(jīng)每一層次的總量,同時,表明了各種生物在能流中的實際作用和地位,可用來評價各個生物種群在生態(tài)系統(tǒng)中的相對重要性。能量錐體排除了個體大小和代謝速率的影響,以熱力學(xué)定律為基礎(chǔ),較好地反映了生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)能量流動的本質(zhì)關(guān)系。,能量流動的生態(tài)效率,生態(tài)效率(ECOLOGICALEFFICIENCIES)是指各種能流參數(shù)中的任何一個參數(shù)在營養(yǎng)級之間或營養(yǎng)級內(nèi)部的比值關(guān)系。最重要的生態(tài)效率KOZLOVSKY,1969有同化效率、生長效率、消費或利用效率、林德曼效率。同化效率ASSIMILATIONEFFICIENCY,AE衡量生態(tài)系統(tǒng)中有機體或營養(yǎng)級利用能量和食物的效率。AEAN/IN,AN為植物固定的能量或動物吸收同化的食物,IN為植物吸收的能或動物攝取的食物。生長效率GROWTHEFFICIENCY,GE同一個營養(yǎng)級的凈生產(chǎn)量(PN)與同化量(AN)的比值。GE=PN/AN。消費或利用效率COMSUMPTIONEFFICIENCY,CE一個營養(yǎng)級對前一個營養(yǎng)級的相對攝取量。CE=IN+1/PN,IN+1為N+1營養(yǎng)級的攝取量,PN為N營養(yǎng)級的凈生產(chǎn)量。林德曼效率LINDEMANEFFICIENCY指N與N+1營養(yǎng)級攝取的食物量能量之比。它相當(dāng)于同化效率、生長效率和利用效率的乘積,即IN+1/IN=AN/INPN/ANIN+1/PN,能流分析,研究生態(tài)系統(tǒng)能流的途徑生態(tài)系統(tǒng)層次上能流研究的原理生態(tài)系統(tǒng)能流分析的內(nèi)容生態(tài)系統(tǒng)層次上能流研究的步驟生態(tài)系統(tǒng)能流分析的方法能流分析的實例,研究生態(tài)系統(tǒng)能流的途徑,生態(tài)系統(tǒng)能流分析可以在個體、種群、群落、和生態(tài)系統(tǒng)層次上進行。,生態(tài)系統(tǒng)層次上能流研究的原理,依據(jù)物種的主要食性,將每個物種都歸屬于一個特定的營養(yǎng)級,然后精確地測定每一個營養(yǎng)級能量的輸入值和輸出值。,生態(tài)系統(tǒng)層次上能流研究的步驟,⑴確定組成生態(tài)系統(tǒng)生物組成部分的有機體成份;⑵確定消費者的食性,確定消費者的分類地位;⑶確定有機體的營養(yǎng)級歸屬,進而確定①各營養(yǎng)級的生物量,②各營養(yǎng)級能量或食物的攝入率,③同化率,④呼吸率,⑤由于捕食、寄生等因素而引起的能量損失率;⑷結(jié)合各個營養(yǎng)級的信息,獲得營養(yǎng)金字塔或能流圖。,湖泊能流分析的內(nèi)容,水生生態(tài)系統(tǒng)的生物生產(chǎn)初級生產(chǎn)次級生產(chǎn)水生生態(tài)系統(tǒng)的能量收支水生生態(tài)系統(tǒng)的能量格局營養(yǎng)關(guān)系生態(tài)錐體生態(tài)效率水生生態(tài)系統(tǒng)的能流過程,生態(tài)系統(tǒng)能流分析的方法,直接觀察法腸胃法血清技術(shù)同位素示蹤分析法,穩(wěn)定同位素法對生態(tài)系統(tǒng)進行能流分析,元素、核素、同位素、穩(wěn)定同位素許多化學(xué)元素有幾種穩(wěn)定同位素,如C的穩(wěn)定同位素包括和12C和13C,N的穩(wěn)定同位素包括15N和14N,S的穩(wěn)定同位素包括34S和32S,它們在不同的環(huán)境以及不同的生物體中的含量不同。用穩(wěn)定同位素進行能流分析的原理由于不同的生物的穩(wěn)定同位素來源不同、對穩(wěn)定同位的選擇性利用,因此,所含的輕重穩(wěn)定同位素的比例不同。如生物在蛋白質(zhì)合成過程中,輕的N同位素被選擇性地排出,結(jié)果體內(nèi)的15N相對于食物較高,因而當(dāng)物質(zhì)從一個營養(yǎng)級進入下一個營養(yǎng)級,組織中的15N濃度變得較為豐富。生態(tài)系統(tǒng)中,最高的營養(yǎng)級15N的相對濃度最高,最低的營養(yǎng)級15N的相對濃度最低。由于C4植物含有相對高的13C,因此,穩(wěn)定同位素分析可以物種食物中的C3和C4的相對濃度。,穩(wěn)定同位素濃度的計算公式,穩(wěn)定同位素通常用較重的同位素相對于某個標(biāo)準的偏離值,單位為偏離值(±)的千分之一(±‰)。偏離值的計算公式為ΔXR樣品/R標(biāo)準1103Δ±X較重同位素的相對濃度,如13C、15N、34S的‰R樣品=樣品中穩(wěn)定同位素的比,如13C12C、15N14NR標(biāo)準=標(biāo)準的穩(wěn)定同位素的比,如13C12C、15N14N用作C、N、S標(biāo)準的參照物是大氣氮的15N14N比;PEEDEE石灰?guī)r中的13C12C比,CANYONDIABLO隕石中的34S32S比。如果ΔX=0,那么,樣品和參照物中穩(wěn)定同位素比相等;如果ΔX-X‰,那么樣品中較重的穩(wěn)定同位素的濃度較低;如果ΔX+X‰,那么,樣品中較重的穩(wěn)定同位素含量較高。由于生態(tài)系統(tǒng)中不同的組成部分這些比值是不同的,因此,生態(tài)學(xué)家可以用穩(wěn)定同位素的比值來研究生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其過程。,肋螺體內(nèi)穩(wěn)定同位素的空間變化,肋螺體內(nèi)的穩(wěn)定同位素含量表明,灣口附近許多地點以浮游植物為食,而內(nèi)陸的主要以一種C4植物SPARTINA為主要食物。,課堂討論題試用能量生態(tài)學(xué)原理,從環(huán)境保護的角度,論述秸桿的充分利用。,原理能量沿生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈或食物網(wǎng)定向逐級流動并被各級營養(yǎng)級上的生命有機體逐級利用。生態(tài)工程設(shè)計能量多層分級利用,作物,家畜,食用菌,蚯蚓,,,,籽實,秸桿飼料,,糖化,一級利用,,產(chǎn)品輸出,,,,,糞便,二級利用,接種,,,菌床雜屑,三級利用,產(chǎn)品輸出,,接種,,排泄物,,,肥料,光能,產(chǎn)品輸出,,秸桿,,秸桿飼料,,第二節(jié)思考題,名詞解釋同化效率生態(tài)效率林德曼效率生物量金字塔、數(shù)量金字塔和能量金字塔生態(tài)金字塔問答題簡述生態(tài)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和功能。簡述生態(tài)系統(tǒng)的基本組成及各功能類群的基本功能。簡述次級生產(chǎn)力的測定方法。在常見的三種金字塔中,生物量金字塔和數(shù)量金字塔在某些生態(tài)系統(tǒng)中可以呈現(xiàn)倒金字塔形,但能量金字塔卻無論如何不會呈倒金字塔形。試解釋其中的原因。試比較三類生態(tài)金字塔的優(yōu)缺點。,√,√,√,預(yù)習(xí)內(nèi)容,第五章第三節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)閱讀普通生態(tài)學(xué)第五章生態(tài)系統(tǒng)第六節(jié)生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)第九章生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán),
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簡介:第三章海洋非生物生態(tài)因子及其生態(tài)作用,學(xué)習(xí)目的掌握環(huán)境和生態(tài)因子的基本概念,生態(tài)因子作用的一般規(guī)律,以及生物與環(huán)境之間的辨證關(guān)系。了解海洋環(huán)境中光、溫度、鹽度、海流等主要生態(tài)因子的分布特征及其生態(tài)作用。了解溶解氣體主要組分的來源與消耗途徑及其與生物代謝活動的關(guān)系。,第一節(jié)生態(tài)因子作用的一般規(guī)律,一、環(huán)境ENVIRONMENT與生態(tài)因子ECOLOGICALFACTORS(一)環(huán)境泛指生物周圍存在的一切事物;或某一特定生物體或生物群體以外的空間及直接、間接影響該生物體或生物群體生存的一切事物的總和。(二)生態(tài)因子環(huán)境中對生物生長、發(fā)育、生殖、行為和分布有直接或間接影響的環(huán)境要素。如溫度、濕度、食物和其他相關(guān)生物等。,1、生態(tài)因子分類①傳統(tǒng)分類非生物因子或稱理化因子、生物因子②按性質(zhì)分氣候因子、土壤因子、地形因子、生物因子、人為因子③按穩(wěn)定程度分穩(wěn)定因子、變動因子2、生態(tài)因子作用特征①綜合性②非等價性③階段性④不可替代性和可補償性⑤直接性和間接性,任何接近或超過某種生物的耐受極限而阻礙其生存、生長、繁殖或擴散的因素,就叫做限制因子(LIMITINGFACTORS)。1利比希最小因子定律(LIEBIGSLAWOFMINIMUM)“植物的生長取決于處在最小量狀況的必需物質(zhì)”。兩個輔助原理(1)利比希定律只在嚴格的穩(wěn)定條件下,即能量和物質(zhì)的流入和流出處于平衡的情況下才適用。(2)應(yīng)用利比希定律時還應(yīng)注意到因子的互相影響問題。,二、限制因子的原理,耐受限度LIMITSOFTOLERANCE生態(tài)幅ECOLOGICALAMPLITUDE廣適性生物EURYTROPICORGANISM狹適性生物STENOTROPICORGANISM一般說來,一種生物的耐受范圍越廣,對某一特定點的適應(yīng)能力也就越低。與此相反的是,屬于狹生態(tài)幅的生物,通常對范圍狹窄的環(huán)境條件具有極強的適應(yīng)能力,但卻喪失了在其他條件下的生存能力。,2.謝爾福德耐受性定律(SHELFORD‘SLAWOFTOLERANCE),對耐受性定律的一些補充原理可概括如下(1)生物可能對某一生態(tài)因子的耐受范圍很廣,而對另一個因子又很窄。(2)當(dāng)某種生物對某一特定生態(tài)因子不是處在最適度狀態(tài)時,對其他生態(tài)因子的耐受限度可能隨之下降。圖示(3)在自然界中??煽吹缴飳嶋H上并不在某一特定生態(tài)因子最適范圍內(nèi)生活(4)生物對環(huán)境因子的耐受性限度在其生活史中往往不是恒定的,而是隨年齡(或發(fā)育階段)以及其他條件而改變。,,,,圖33,馴化(ACCLIMATION)長期生活于生存范圍的一側(cè),其生態(tài)幅就可能偏移。休眠(DORMANCY)生物體在不良環(huán)境下的不活動狀態(tài),對不利環(huán)境的強制適應(yīng)。休眠期耐受范圍變寬并最大限度地降低能量消耗,昆蟲滯育DIAPAUSE、冬眠、夏眠。,3、生物對生態(tài)因子耐受限度的調(diào)整,,,,圖34,圖34,圖35,1.生態(tài)因子的綜合作用光、溫度、溶解氧、二氧化碳、PH值2.生物與環(huán)境的關(guān)系是相互的、辯證的非生物因子通過其質(zhì)、量和持續(xù)時間三個方面作用于生物。生態(tài)適應(yīng)生物通過其形態(tài)、生理、行為的調(diào)整以適應(yīng)環(huán)境因子的變化。3.從長期的角度看,地球上出現(xiàn)生命后,本身在有機體的影響下發(fā)生了根本的變化。較短生態(tài)時間尺度看,生物與環(huán)境關(guān)系以作用和適應(yīng)為主,反作用為輔;從較長的進化尺度看,則以反作用為主,是一個相互影響、協(xié)同進化的過程。,三、生物與環(huán)境的辯證統(tǒng)一,一、光在海洋中的垂直分布和水平分布(一)海水中光的衰減及海水的透明度因反射、海水吸收、懸浮與溶解物質(zhì)的吸收與散射,光照強度迅速衰減。,第二節(jié)光照,I0海表面光強;ID深度D處光強;K平均消光衰減系數(shù)K值大小與水體干凈程度有關(guān),一般近岸K≈1;多數(shù)淺海K≈01;大西洋馬尾藻海K≈0025,ID=I0E-KD,透明度(TRANSPARENCY)間接地估算調(diào)查海區(qū)的消光系數(shù)(K),并以此來估計透光層的深度,方便實用。中國近海K=151/S,透光層深度L=305S。透明度可反映海水的貧瘠與肥沃程度。透明度處于不斷變化之中,不同海區(qū)、同一海區(qū)不同時間。,1.透光層,也稱真光層(EUPHOTICZONE或PHOTICZONE)有足夠的光可供植物光合作用,光合作用的量超過植物的呼吸消耗。2.弱光層(DISPHOTICZONE)在透光層下方,植物在一年中的光合作用量少于其呼吸消耗,但光線足夠動物對其產(chǎn)生反應(yīng)。3.無光層(APHOTICZONE),根據(jù)在垂直方向上的光照條件分為幾個層次,(二)光在海洋中的水平分布,太陽輻射具有明顯的緯度梯度熱帶海區(qū)一天中白天與黑夜各約12H,溫帶海區(qū)夏季光照時間超過12H,冬季少于12H在極區(qū),持續(xù)6個月的低能光照與6個月的黑暗交替。,二、光照強度與藻類光合作用速率的關(guān)系1光合作用速率與光強的關(guān)系,說明①所有種類具相同規(guī)律(曲線形狀相同);②不同種類位置不同,尤其是IK光飽和值,,,圖3-6,2海洋藻類的光合作用與輻照度的關(guān)系因種而異,圖37,3浮游植物的光飽和值還與緯度有一定關(guān)系,光質(zhì)(光譜成分)存在時空變化。光在海水中的分布,見圖植物光合作用利用可見光區(qū)(生理有效輻射),其中紅、橙光吸收最多,其次藍、紫光,綠光最少(生理無效光)圖示輔助色素、補色光藍光與紫光有利于花青素的合成,使植物產(chǎn)生各種顏色,并引起向光性,抑制伸長生長,紅光促進伸長生長。紫色塑料膜可使茄子增產(chǎn),蘭色膜可使草莓增產(chǎn)。長波促進碳水化合物形成,短波促進有機酸和蛋白質(zhì)合成。,三、光質(zhì)的變化及其對生物的影響,,,,圖3-8,,圖3-9,,,,圖3-10,(一)光與海洋生物的垂直分布(二)浮游動物晝夜垂直移動現(xiàn)象總的規(guī)律白天,每一個種集中靠近一特定水層,臨近黃昏時,它們開始上升并持續(xù)整個黃昏時間,到達表面后,在完全黑暗的夜間,種群趨于分散。臨近天亮?xí)r再集中于表層,然后迅速下降,直到原先白天棲息的水層。逃避捕食者、能量代謝上的好處、有利于遺傳交換、集群習(xí)性可減少被捕食的機會、避免紫外線的傷害(三)其他海洋動物的趨光行為及其在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用,三、光與海洋生物的分布及動物的趨光行為,生物的光周期現(xiàn)象日照長度變化是地球上最嚴格和最穩(wěn)定的周期性變化,所以是生物節(jié)律最可靠的信號系統(tǒng)。植物長日照植物、短日照植物、中日照植物、日中性植物動物鳥類的遷移、哺乳動物的生殖和換毛、昆蟲的冬眠和滯育等均有明顯的季節(jié)規(guī)律月周期與潮汐周期招潮蟹體色(低潮時最深)隨潮汐推遲,人為黑暗也能變色;銀海魚在滿月和新月時繁殖,第三節(jié)溫度,(一)表層水溫變化呈現(xiàn)明顯自低緯度到高緯度遞減的緯度梯度,一、海洋水溫分布,圖3-11,不同緯度差異,(二)海洋水溫的垂直分布,圖3-12,(一)海洋生物對溫度的耐受限度(廣溫性與狹溫性)溫度的三基點上限、下限及適宜范圍常溫動物和變溫動物;外溫動物與內(nèi)溫動物低溫致死原因(1)冰晶使原生質(zhì)破裂(2)細胞形成冰晶時,胞內(nèi)電解質(zhì)濃度改變,引起細胞滲透壓變化,蛋白質(zhì)變性(3)脫水使蛋白質(zhì)沉淀(4)代謝失調(diào),二、海洋生物對溫度的耐受限度及海洋生物的地理分布,(1)蛋白質(zhì)凝固變性(2)酶活性被破壞(3)氧供應(yīng)不足,排泄等功能失調(diào)(4)神經(jīng)系統(tǒng)麻痹等生物體最適溫度范圍接近上限,而下限安全性高于上限,高溫致死原因,(二)溫度與海洋生物的地理分布與遷移,1.溫度與海洋生物的地理分布溫度和降水是影響生物在地球表面分布的兩個最重要的生態(tài)因子,兩者的共同作用決定著生物群落在地球分布的總格局。一般地說,溫度暖和的地區(qū)生物種類多;反之,寒冷地區(qū)生物的種類較少。目前日益顯著的全球氣候變暖趨勢以及局部地區(qū)的熱污染可能將嚴重影響地球物種的分布。,2.兩極同源和熱帶沉降南北兩半球中高緯度的生物在系統(tǒng)分類上表現(xiàn)有密切的關(guān)系,有相應(yīng)的種、屬、科存在,這些種類在熱帶海區(qū)消失。某些廣鹽性和廣深性的冷水種,其分布可能從南北兩半球高緯度的表層通過赤道區(qū)的深水層而成為一個連續(xù)的分布。3.溫度與海洋生物的遷移,Q10(R2/R1)10/(T1-T2)Q10一般介于23之間如一種蝦5℃時心率每分鐘100,25℃時400,則Q10(400/100)10/(25-5)2,三、溫度對新陳代謝和發(fā)育生長的影響(一)溫度與新陳代謝速率的關(guān)系溫度系數(shù),(二)溫度與生殖、生長和發(fā)育的關(guān)系,1.生殖區(qū)與不育區(qū)2.有效積溫法則K=N(T-C)K=熱常數(shù)THERMALCONSTANT完成某一發(fā)育階段所需總熱量C=生物學(xué)零度BIOLOGICALZERO發(fā)育起點溫度N=發(fā)育歷期,即完成某一發(fā)育階段所需的天數(shù)T=發(fā)育期的平均溫度應(yīng)用在適溫范圍內(nèi),提高溫度可促進性腺發(fā)育、繁殖、生長。,ALLEN’SRULE內(nèi)溫動物在寒冷地區(qū)身體突出部分有變短趨勢BERGMAN’SRULE內(nèi)溫動物在寒冷地區(qū)身體趨于增大,可減少體壁熱傳導(dǎo);溫和氣候身體趨于小。(三)變溫狀態(tài)的生態(tài)作用研究表明在適溫范圍內(nèi),周期性變溫對生命活動有積極的意義如大型溞的發(fā)育和生長以及種群的增長率,在20±5℃的變溫條件下顯著高于20℃的恒溫條件;一些海產(chǎn)經(jīng)濟軟體動物在人工繁殖時也應(yīng)用變溫刺激以達到催產(chǎn)的目的。,第四節(jié)鹽度,一、海水的鹽度與分布(一)海水的組分和鹽度,鹽度(SALINITY)溶解于1KG海水中的無機鹽總量(克數(shù))。(二)海洋鹽度分布遠離海岸的大洋表層水鹽度變化不大(3437),平均為35,淺海區(qū)受大陸淡水影響,鹽度較大洋的低,且波動范圍也較大(2730)。盡管大洋海水的鹽度是可變的,但其主要組分的含量比例卻幾乎是恒定的,不受生物和化學(xué)反應(yīng)的顯著影響,此即所謂“MARCET”原則,或稱“海水組成恒定性規(guī)律”。,圖3-13,(一)鹽度與海洋生物的滲透壓海洋動物可分為滲壓隨變動物(貽貝、海膽)與低滲壓動物滲壓隨變動物體液與海水滲透壓相等或相近低滲壓動物大部分海洋硬骨魚類經(jīng)常通過鰓(鹽細胞)把多余的鹽排出體外或減少尿的排出量或提高尿液的濃度等方式來實現(xiàn)體液與周圍介質(zhì)的滲透調(diào)節(jié)。低鹽環(huán)境下鰓主動吸收離子,排出量大而稀的尿液。洄游魚類內(nèi)分泌調(diào)節(jié)改變離子泵方向,二、鹽度對海洋生物的影響,圖3-15,圖3-14,(二)鹽度與海洋生物的分布(狹鹽性生物與廣鹽性生物)1狹鹽性生物(STENOHALINE)2廣鹽性生物(EURYHALINE)(三)不同鹽度海區(qū)物種數(shù)量的差異鹽度的降低和變動,通常伴隨著物種數(shù)目的減少,海洋動物區(qū)系在生態(tài)學(xué)上的重要特點,是以狹鹽性變滲壓種類為主的。,第五節(jié)表層流,,一、大洋表層的環(huán)流,圖3-16,圖3-17,(一)海流有擴大海洋生物分布的作用暖流可將南方喜熱性動物帶到較高緯度海區(qū);而寒流則可將北方喜冷性動物帶到較低緯度海區(qū)。海流也有助于某些魚類完成“被動洄游”。(二)海流與海洋生物生產(chǎn)力的關(guān)系海水的輻散或輻聚關(guān)系到海洋表層浮游植物所需營養(yǎng)鹽類能否得到補充。海洋中幾個強大的暖流和寒流交匯的海區(qū),多形成世界上良好的漁場。(三)影響氣候黑潮輸送熱量相當(dāng)于每秒燃燒38000噸石油。,二、海流的生態(tài)作用,第六節(jié)溶解氣體,影響海水中溶解氣體含量的主要因素①各種氣體在水中的溶解度不同;②溫度與鹽度的影響,通常是溫度和鹽度越低,溶解量越高;③與生物的活動有關(guān)。,一、溶解氧(O2),來源空氣溶解與植物光合作用消耗海洋生物呼吸、有機物質(zhì)分解、還原性無機物氧化。垂直變化表層海水由于光合作用旺盛及混合作用明顯,通常處于飽和狀態(tài);透光層下方缺乏光合作用的氧氣補充,溶解氧含量逐漸下降,在某一深度出現(xiàn)最小含氧層;之后,氧含量并不隨深度的增加而連續(xù)下降,而是又開始上升(下層潛流著從極區(qū)表層下沉而來的低溫富氧的水團,加上大洋深層生物量較少,呼吸和分解作用耗氧較少)。,來源空氣溶入、動植物和微生物呼吸、有機物質(zhì)的氧化分解以及少量CACO3溶解消耗主要是光合作用,一些CACO3形成也消耗CO2二氧化碳–碳酸鹽體系,二、二氧化碳(CO2)和PH值,海水游離CO2含量增高(或降低)的過程,也就是PH值下降(或上升)的過程。PH與CO2含量、溶解氧密切相關(guān),直接或間接地影響海洋生物的營養(yǎng)和消化、呼吸、生長、發(fā)育和繁殖,可作為反映水體綜合性質(zhì)的指標(biāo)。三、氮(N2)惰性氣體、固氮作用,
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簡介:海洋地海洋地質(zhì)學(xué)概學(xué)概論CH1緒論緒論1、海洋地質(zhì)學(xué)的定義、海洋地質(zhì)學(xué)的定義以傳統(tǒng)的地質(zhì)學(xué)理論和板塊構(gòu)造理論為基礎(chǔ),以海洋高新探測和處理技術(shù)為依托,在地球系統(tǒng)科學(xué)理論的指導(dǎo)下,研究大洋巖石圈地質(zhì)過程及其與地球相關(guān)圈層(尤其是大氣、水圈和地幔)間相互作用,為人類開發(fā)資源、維護海洋權(quán)益和保護環(huán)境服務(wù)的科學(xué)。2、海洋地質(zhì)學(xué)結(jié)構(gòu)、海洋地質(zhì)學(xué)結(jié)構(gòu)1)海洋地貌學(xué);研究海底形態(tài)、空間分布及成因為主要內(nèi)容。大洋地貌的研究對于板塊構(gòu)造學(xué)說的建立做出過重要貢獻。2)海洋地球物理學(xué);是地球物理學(xué)的重要分支,是支撐海洋地質(zhì)發(fā)展的重要技術(shù)手段。包括海洋重力、海底地磁場、海底地震學(xué)、海洋地電學(xué)和海洋地?zé)釋W(xué)等。3)海底構(gòu)造地質(zhì)學(xué)是20世紀海洋地質(zhì)學(xué)發(fā)展中最輝煌的領(lǐng)域,板塊構(gòu)造模式不只是海洋構(gòu)造,而且建立了全球構(gòu)造體系。4)海洋沉積學(xué);研究海洋沉積物的特征、時空分布及形成和演變機制為主要內(nèi)容。海洋沉積學(xué)的發(fā)展極大地豐富了沉積學(xué)的內(nèi)容并革新了傳統(tǒng)沉積學(xué)的理論。海洋沉積學(xué)已發(fā)展成為一個涵蓋很廣的學(xué)科領(lǐng)域,例如海洋沉積礦物學(xué)、海洋沉積地球化學(xué)、海洋沉積動力學(xué)、碳酸鹽沉積學(xué)、構(gòu)造沉積學(xué)等。5)海洋地層學(xué);是地質(zhì)學(xué)的重要理論基礎(chǔ),重建地質(zhì)歷史和解釋歷史是它的主要任務(wù)。由于現(xiàn)代技術(shù)的廣泛應(yīng)用及深海鉆探計劃和淺海鉆探的開展,在巖石地層劃分、生物地層劃分和年代地層劃分方面取得了長足的進展。6)古海洋學(xué);它是深海鉆探計劃DSDP的產(chǎn)物,以探索海洋環(huán)境和海水物理學(xué)、化學(xué)特征演變歷史及研究海洋生產(chǎn)力和海洋生物的宏觀演化為目的,它的主要研究材料是海洋沉積物,發(fā)展了從沉積物中提取高分辨地質(zhì)信息的一切現(xiàn)代手段。古海洋學(xué)已成為大洋鉆探計劃ODP、全球變化研究等重大國際研究計劃的重要內(nèi)容,是20世紀末地球科學(xué)中發(fā)展最快的分支學(xué)科,也是21世紀通過氣圈/水圈/地圈探索地球歷史的重要領(lǐng)域。7)海底礦產(chǎn)地質(zhì)學(xué)它是研究賦存于海底的礦物資源和有機物礦產(chǎn)的形成、富集規(guī)律及礦產(chǎn)資源的賦存狀態(tài)和開采條件的科學(xué)。海洋石油、天然氣;濱海及淺海固體砂礦;大洋多金屬結(jié)核、結(jié)殼、磷塊巖、塊狀硫化物礦和多金屬軟泥等熱液礦產(chǎn)及天然氣水合物等。8)海洋災(zāi)害地質(zhì)學(xué);物質(zhì)的成分和物理性質(zhì),因此,地震波的波速變化對于劃分地球圈層具有重要作用。地震波間斷面1)康拉德間斷面,K面上、下地殼界面,不連續(xù),大陸地殼才有。2)莫霍面MOHO,M面大洋512KM深度,大陸3075KM深度,為地殼、地幔界面,縱波由70KMS突然升高到80KMS,橫波從38KMS升高到46KMS。3)軟流圈70220KM深度附近地震波的低速層。4)拜爾勒面,B面(軟流圈底界)5)古登堡面,G面(核、幔分界)2900KM的深度上,波速發(fā)生間斷性的變化,橫波不能通過。33簡述簡述世界大洋地貌體系的地貌單元世界大洋地貌體系的地貌單元44簡述大陸邊緣地貌體系的地貌單元簡述大陸邊緣地貌體系的地貌單元1穩(wěn)定型大陸邊緣(大西洋型)大陸架、大陸坡、大陸隆2活動型大陸邊緣(太平洋型)海溝、島弧、弧后盆地、溝弧盆體系5穩(wěn)定大陸邊緣和活動大陸邊緣的區(qū)別66海洋劃界的原則海洋劃界的原則領(lǐng)?;€沿海國家測算領(lǐng)海寬度的起算線?;€內(nèi)向陸地一側(cè)的水域稱為內(nèi)水,向海的一側(cè)依次是領(lǐng)海、毗連區(qū)、專屬經(jīng)濟區(qū)、大陸架等管轄海域。領(lǐng)海沿岸國對其領(lǐng)海、領(lǐng)海的上空及其海床和底上享有主權(quán)。毗連區(qū)沿海國在毗連區(qū)內(nèi)有防止和懲處在其領(lǐng)土或領(lǐng)海內(nèi)違犯其海關(guān)、財政、移民、衛(wèi)生的法律和規(guī)章事項的管制權(quán)。專屬經(jīng)濟區(qū)沿海國對其自然資源享有主權(quán)權(quán)利和其他管轄權(quán),而其他國家享有航行、飛越等自由。兩個或幾個國家在領(lǐng)海、專屬經(jīng)濟區(qū)、大陸架的界限發(fā)生重疊時,一般采取的劃界原則劃界原則1中間線法(平分法、等分法)2公平原則(岸線長度比例、人口比例)3自然延伸原則(僅大陸架使用)4參考已有條約或歷史性權(quán)利5我國大陸架權(quán)利公平原則自然延伸原則CH3海底構(gòu)造海底構(gòu)造
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簡介:開辦國家開放大學(xué)海洋學(xué)院開辦國家開放大學(xué)海洋學(xué)院物流管理專業(yè)(國際航運方向)物流管理專業(yè)(國際航運方向)(專科)可行性論證報告(??疲┛尚行哉撟C報告國家開放大學(xué)國家開放大學(xué)按照國家開放大學(xué)專業(yè)設(shè)置的有關(guān)要求,結(jié)合當(dāng)前我國社會和市場對海洋學(xué)院物流管理專業(yè)(國際航運方向)(??疲┤瞬诺男枨?,從我?,F(xiàn)有辦學(xué)條件出發(fā),經(jīng)過科學(xué)的調(diào)查與分析,擬2015年秋季開設(shè)海洋學(xué)院物流管理專業(yè)(國際航運方向)(??疲?,服務(wù)于當(dāng)?shù)厣鐣陌l(fā)展,滿足國家經(jīng)濟的需求,同時提升國開青島分部的整體辦學(xué)實力。一、開設(shè)海洋學(xué)院物流管理專業(yè)(國際航運方向)一、開設(shè)海洋學(xué)院物流管理專業(yè)(國際航運方向)(??疲▽?疲┑谋匾苑治龅谋匾苑治觯ㄒ唬╅_設(shè)海洋學(xué)院物流管理專業(yè)(國際航運方向)(一)開設(shè)海洋學(xué)院物流管理專業(yè)(國際航運方向)(??疲┦前l(fā)展我國海(專科)是發(fā)展我國海洋經(jīng)濟的必然要求洋經(jīng)濟的必然要求2012年,黨的十八大報告明確提出了“提高海洋資源開發(fā)能力,發(fā)展海洋經(jīng)濟,保護海洋生態(tài)環(huán)境,堅決維護國家海洋權(quán)益,建設(shè)海洋強國”的戰(zhàn)略目標(biāo)。根據(jù)2014年1月16日全國海洋工作會議公布的最新數(shù)據(jù)統(tǒng)計,20042013年,中國海洋經(jīng)濟生產(chǎn)總值平均增速達到1508。2013年,全國海洋生產(chǎn)總值達到了54萬億元,海洋產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員總數(shù)超過3千萬人。在向海洋要資源、要效益、要空間的背景下,預(yù)計20142020年,中國海洋經(jīng)濟增速將保持在20以上。中國的航運在促進海洋經(jīng)濟發(fā)展中扮演著極其重要的角色。從貨類布局上,中國初步形成了圍繞煤炭、石油、鐵礦石和集裝箱四大貨物的專業(yè)化、高效運輸系統(tǒng)。而從規(guī)劃上講,中國將形成環(huán)渤海、長江三角洲、東南沿海、珠江三角洲、西南沿海等5個規(guī)模化、集約化、現(xiàn)代化的港航群體。中國在進出口國際海運物流貿(mào)易方面全球領(lǐng)先,國際海運貨代物流運輸承載著全球進出口貿(mào)易貨運量的約90,而在全球每年新增的海運量中,超過60是中國的進出口貨物。(三)開設(shè)海洋學(xué)院物流管理專業(yè)(國際航運方向)(三)開設(shè)海洋學(xué)院物流管理專業(yè)(國際航運方向)(專科)是滿足在職(??疲┦菨M足在職人員需求的有效途徑人員需求的有效途徑青島港始建于1892年,是世界第七大港、我國第三大外貿(mào)口岸,有24萬名職工,主要從事集裝箱、原油、鐵礦石、煤炭、糧食等各類進出口貨物的裝卸、儲存、中轉(zhuǎn)、分撥等物流服務(wù)和國際客運服務(wù),與世界上180多個國家和地區(qū)的700多個港口有貿(mào)易往來。2013年完成貨物吞吐量45億噸,完成集裝箱吞吐量1552萬標(biāo)準箱。進口原油吞吐量居中國港口第一位,集裝箱裝卸效率、鐵礦石卸船效率保持世界第一。目前,青島港正在全力開發(fā)董家口港區(qū),以滿足國家和山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)未來發(fā)展需要。港口航運的快速發(fā)展使大批農(nóng)村務(wù)工人員涌入這個產(chǎn)業(yè)。據(jù)統(tǒng)計,目前我國近千萬從事港口建設(shè)、航運物流的產(chǎn)業(yè)工人90以上只有高中及以下學(xué)歷。港口、航運生產(chǎn)經(jīng)營的工作經(jīng)常是“累、苦、險”。生產(chǎn)過程中發(fā)生的事故如違章作業(yè)、違章指揮、不正確穿戴和使用勞動保護用品、設(shè)備設(shè)施、工具器材不符合安全標(biāo)準、作業(yè)場所不符合保證安全的規(guī)定等,都與員工的能力素質(zhì)有一定關(guān)聯(lián)。因此,港口、航運企業(yè)的務(wù)工人員有著強烈的學(xué)歷教育的需求,有著崗位培訓(xùn)、安全教育培訓(xùn)的需要。海洋學(xué)院物流管理專業(yè)(國際航運方向)(專科)的開設(shè),將立足企業(yè)需求,滿足在職職工需要,開展學(xué)歷和非學(xué)歷繼續(xù)教育,服務(wù)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級,助力職工成長發(fā)展,探索體現(xiàn)終身學(xué)習(xí)理念、體現(xiàn)開放大學(xué)特色的新型產(chǎn)業(yè)工人人才培養(yǎng)模式及人才培養(yǎng)機制。(四)開設(shè)海洋學(xué)院物流管理專業(yè)(國際航運方向)(四)開設(shè)海洋學(xué)院物流管理專業(yè)(國際航運方向)(??疲┦翘岣邍_(??疲┦翘岣邍_青島分部的辦學(xué)水平和質(zhì)量的必要探索青島分部的辦學(xué)水平和質(zhì)量的必要探索海洋學(xué)院物流管理專業(yè)(國際航運方向)(??疲┳鳛閲议_放大學(xué)海洋學(xué)院的專業(yè)方向,作為開展國開辦學(xué)體系建設(shè)試點的一部分,將進一步完善國家開放大學(xué)相關(guān)海洋專業(yè)的教學(xué)與課程體系,形成國家開放大學(xué)沿海教育發(fā)展合力填補海洋從業(yè)人員繼續(xù)教育的空白。與此同時,我們將以專業(yè)課程建設(shè)為契機,立足于推進國家開放大學(xué)青島分部的辦學(xué)組織體系建設(shè),探索開放大學(xué)在學(xué)習(xí)型社會建設(shè)中的功能作用,大力擴展非學(xué)歷教育,深度開展信息技術(shù),積極建設(shè)企業(yè)或行業(yè)學(xué)習(xí)中心,從而
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簡介:1浙江海洋學(xué)院培訓(xùn)統(tǒng)計表浙江海洋學(xué)院培訓(xùn)統(tǒng)計表學(xué)院名稱統(tǒng)計時間年月日序號培訓(xùn)起止時間培訓(xùn)名稱、工作開展簡況培訓(xùn)人數(shù)經(jīng)辦人聯(lián)系電話浙江海洋學(xué)院培訓(xùn)統(tǒng)計表浙江海洋學(xué)院培訓(xùn)統(tǒng)計表學(xué)院名稱統(tǒng)計時間年月日序號培訓(xùn)起止時間培訓(xùn)名稱、工作開展簡況培訓(xùn)人數(shù)經(jīng)辦人聯(lián)系電話1浙江海洋學(xué)院培訓(xùn)統(tǒng)計表浙江海洋學(xué)院培訓(xùn)統(tǒng)計表學(xué)院名稱統(tǒng)計時間年月日序號培訓(xùn)起止時間培訓(xùn)名稱、工作開展簡況培訓(xùn)人數(shù)經(jīng)辦人聯(lián)系電話浙江海洋學(xué)院培訓(xùn)統(tǒng)計表浙江海洋學(xué)院培訓(xùn)統(tǒng)計表學(xué)院名稱統(tǒng)計時間年月日序號培訓(xùn)起止時間培訓(xùn)名稱、工作開展簡況培訓(xùn)人數(shù)經(jīng)辦人聯(lián)系電話
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簡介:海洋學(xué)院班主任工作學(xué)生測評統(tǒng)計海洋學(xué)院班主任工作學(xué)生測評統(tǒng)計班級名稱測評對象班級人數(shù)實測人數(shù)測評平均分測評負責(zé)人(班長)說明為更好地落實班主任工作,請各班協(xié)助做好學(xué)年班主任測評工作,實際測評人數(shù)高于班級人數(shù)90為有效,測評平均分按以下公式計算測評平均分實測學(xué)生測評表總分實測學(xué)生總數(shù)。如對班主任工作和學(xué)工辦工作有其他意見、建議請匯總在備注欄。備注海洋學(xué)院班主任工作學(xué)生測評統(tǒng)計海洋學(xué)院班主任工作學(xué)生測評統(tǒng)計班級名稱測評對象班級人數(shù)實測人數(shù)測評平均分測評負責(zé)人(班長)說明為更好地落實班主任工作,請各班協(xié)助做好學(xué)年班主任測評工作,實際測評人數(shù)高于班級人數(shù)90為有效,測評平均分按以下公式計算測評平均分實測學(xué)生測評表總分實測學(xué)生總數(shù)。如對班主任工作和學(xué)工辦工作有其他意見、建議請匯總在備注欄。備注
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