上海海洋大学海洋生态学 Chapter 006 海洋初级生产力解析

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生态系统中的初级生产力

生态系统中的初级生产力

生态系统中的初级生产力

生态系统中的植物所固定的太阳能或制造的有机物质成为初级生产量或第一性生产量(primary production)。动物和其它异养生物的生产量称为次级生产量或第二性生产量(second production)。

总初级生产量(GP)= 净初级生产量(NP)+ 呼吸消耗(R)

净初级生产量(NP)= 总初级生产量(GP)- 呼吸消耗(R)

初级生产量常以每年每平方米生产的有机物干重(g/ m2.a)或固定的能量值(J/ m2.a)表示。

生态系统内单位面积现存的有机物就是生物量(biomass),实际上就是净生产量的累计量。其单位为(g/m2)或(J/ m2)。

对生态系统中的某一营养级来说,总生物量在某一时期的变化为:

dB/dt = NP-R-H-D

(H为被较高营养级动物所取食的生物量;D为死亡所损失的生物量)。

地球上不同生态系统的初级生产量和生物量受温度和雨量的影响最大,并因气候的不同而异(见表,书214页)。同时也随生态系统的发育而变化。

对于动物种群来说,转化为次级生产量(肉、奶、蛋、毛皮、骨骼、血液、蹄、角、内脏等)的能量收支可用下式表示:

C = A+FU

C:从外界摄取的能量,A:被同化的能量,FU:以粪便、热量等形式损失的能量。

A =P+R

P:次级生产量,R:呼吸消耗。因此,

P = C-FU-R

(一)初级生产的基本概念

生态系统中的能量流动开始于绿色植物的光合作用对太阳能的固定。因为绿色植物固定太阳能是生态系统中第一次能量固定,所以植物所固定的太阳能或所制造的有机物质就称为初级生产量或第一性生产量(Primary Production)。

海洋生态学教案

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教学目的

教学要求
海洋生物资源丰富多样,需要大力加以保护和开发利用。本章主要介绍了多样的海洋生物资源、海洋生物开发利用的现状和存在的问题,目的是让学生认识海洋生物,树立科学利用海洋资源的正确态度。
1.了解多种海洋生物,特别是不同海洋生物的用途及利用开发前景
2.根据海洋生物资源存在的问题,思考今后开发海洋生物发展的方向
备注
多媒体
作业
1、海洋生物资源的种类有哪些?分别举例说明。
2、简述海洋生物开发利用概括及其存在的问题。
3、简述海洋生物资源可持续发展的对策。
课堂组织
讨论:个人所了解的海洋生物及其的多种用途
提问:1.海洋生物资源的种类及开发种存在的问题
2.海洋生物资源可持续发展的对策
章节
第七章人类活动对海洋环境与海洋生物的影响4学时
3、我国海洋污染现状
4、加强海洋污染监测
5、国际海洋污染公约介绍
二、赤潮
1、赤潮和赤潮生物
1)赤潮的定义
2)赤潮生物类别
3)赤潮毒素及其分类
4)赤潮生物的生长与分裂速度
5)赤潮生物的垂直移动和聚集
6)赤潮的危害
2、赤潮发生原因及基本过程
3、赤潮的预测和防治对策
4、防治赤潮的紧急措施
主要
参考资料
1.张水浸等.赤潮及其防治对策.北京:海洋出版社,1994

海洋生态学讨论课-生产力与新生产力

海洋生态学讨论课-生产力与新生产力

试述海洋初级生产力和新生产力的测量方法、分布格

局和调节因素

曾奇南海海洋研究所

学号:201528006912029 1.海洋初级生产力的测量方法、分布格局和调节因素

海洋初级生产力是指浮游植物、底栖植物及自养细菌等通过光合作用制造有机物的能力,以每年单位面积所固定的有机碳或能量来表示。

1.1海洋初级生产力的测定

1)14C示踪法

20世纪50年代开始引入,应用放射性14C标记的原理,测定无机碳通过光合作用产生浮游植物的有机碳量,采的海水中加入NaH14CO3,置于原采样处培养

一定时间,取回测定过滤物(浮游植物细胞)的14C放射性强度,根据公式换算为初级生产力。

2)叶绿素荧光测定法

水样过滤,丙酮萃取,荧光计或分光光度计测量,根据叶绿素含量与光合作用产量的相关系数(同化指数Q),计算初级生产力(P)。P = Chla ×Q

3)黑白瓶测氧法

光合作用产O2,呼吸作用耗O2。将现场水样装入黑、白(透明)瓶,置于原位培养,以Winkler碘量法测量黑白水样的氧变化,结合光合作用商,计算初级生产力。

4)水色遥感法

主要用于开阔海域大面积测量。

5)其他

新技术新方法引入自记连续测量等。

1.2海洋初级生产力的分布格局

1)热带、亚热带大洋区和赤道带

属大洋气旋型环流范围,混合层深度超过真光层,夏季温跃层可达100-200m,

冬季至400m,无机营养盐主要来源于系统内的循环和再生,叶绿素、初级生产力都较低。南北赤道流通常自东向西流动,其间由西向东为赤道逆流。因科氏力和信风作用,赤道逆流附近的海水出现辐聚和辐散。营养盐并不缺乏,Fe才是限制浮游植物生长的主要因素,两者不匹配,因而属于高营养低叶绿素海域。2)温带(亚极区)海洋

整理海洋生态学

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海洋生态学

绪论:

1,生态学: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的协调发展。

2,生态学三个优先研究的领域:①全球变化,包括气候、天气、陆地和水域变化

的生态原因和结果;

②生态多样性,决定生态多样性的生态因子和生

态学意义,全球性和区域性变化对生物多样性

的影响;

③可持续的生态系统,探讨可持续的生态系统的

生态学原理和策略以及受损生态系统的恢复和

重建的原理和技术

第一章:生态系统概述

1,生态系统:就是指一定时间和空间范围内,生物(一个或多个生物群落)与非生物环境通过能量流动和物质循环所形成的一个互相联系、互相

作用并且具有自动调节机制的自然整体。

2,食物链;是指生物之间通过食与被食形成一环套一环的链状营养关系,即物质和能量从植物开始,然后一级一级的转移到大型肉食动物。食物

链上的每个环节称为营养级。

3,生态平衡:如果输入和输出在较长时间趋于相等,系统的结构与功能长期处于稳定状态,在外来干扰下能通过自我调节恢复原初的稳定状态,

生态系统的这种状态叫做生态平衡。

4,地球自我调节理论一一Gaia假说:认为,大气中活性气体的组成、地球表面的温度及沉积物的氧化还原电位和pH值等是受到地球上所有生物

总体的成长、代谢所调控的,当地球环境受到干扰或者破坏时,地

球上的生命总体总会通过其成长、活动和代谢的变化来缓和地球环

境的变化。

第二章:海洋环境与海洋生物生态类群

1,海洋环境三大环境梯度:从赤道到两级的纬度梯度,从海面倒深海海底的深度梯度以及从沿岸到开阔大洋的水平梯度。

(完整word)海洋生态学

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1.生态系统:一定时间和空间范围内,生物与非生物环境通过能量流动和物质循环所形成的一个相互联系、

相互作用并具有自动调节机制的自然整体。

2.生物地化循环:生态系统之间各种物质和元素的输入和输出以及它们在大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈

之间的交换。

3.关键种:对群落组成结构和物种多样性(包括生态系统稳定性方面)具有决定性作用的物种。

4.生物泵: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碳从表层向深海底转移的过程

5.生态阈值(环境容量):在人类生存和环境不致受害的前提下,某一环节所能容纳污染物的最大负荷量。

6.富营养化:氮磷等植物所需的营养物质大量进入湖泊、水库、河口、海湾等水体,引起藻类大量繁殖、

水体透明度和溶解氧含量下降、水质恶化的污染现象。

7.洄游索饵:为寻找或追逐食物所进行的洄游。

8.牧食食物链:以活体植物开为起点,然后是食草动物、一级肉食动物、二级肉食动物等的食物链。

9.碎屑食物链:以动植物死亡尸体等碎屑为起点的食物链。

10.海洋酸化:指由于吸收大气中过量的二氧化碳,导致海水逐渐变酸的过程.

11.生态平衡:能在外来干扰下通过自我调节恢复到原初的稳定状态。

12.生态系统服务功能:有自然生态系统在在其生态运转过程中所产生的物质及其所维持的生活环境对人类

产生的服务功能。

13.环境梯度:从赤道到两极的纬度梯度、从海面到深海海底的深度梯度以及行延安到开阔大洋的水平梯度。

14.浮游生物:在水流运动的作用下,被动地漂浮在水层中的生物群.

15.越冬洄游:主要是暖水性游泳动物的一种习性,通常在晚秋和初冬水温下降时集群游到适于过冬的海区.

海洋生态学课后习题and解答

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海洋生态学课后习题

第一章生态系统及其功能

1.生态系统概念所强调的核心思想是什么?

生态系统是指一定时间和空间范围内,生物群落和非生物环境通过能量流动和物质循环所形成的相互联系相互作用并具有自动调节机制的自然整体。生态系统概念所强调的核心思想是自然界生物与环境之间具有不可分割的整体性。

2.生态系统有哪些基本组分?各自执行什么功能?

生态系统的基本组成可以概括为非生物和生物两部分,包括非生物环境,生产者、消费者、分解者。

①非生物成分:生态系统的生命支持系统,提供生态系统中各种生物的栖息场所、物质条件,也是生物能量的源泉。

②生物成分:执行生态系统功能的主体。三大功能群构成三个亚系统,并且与环境要素共同构成统一整体。只有通过这个整体才能执行能量流动和物质循环的基本功能。

(1)生产者:所有绿色植物、光合细菌、化能细菌等,制造的有机物是一切生物的食物来源,在生态系统能量流动和物质循环中居于首要地位。

(2)消费者:不能从无机物制造有机物的全部生物,直接或间接依靠生产者制造的有机物为生,通过摄食、同化和吸收过程,起着对初级生产者加工和本身再生产的作用。

(3)分解者:异养生物,包括细菌、真菌、放线菌、原生动物等。在生态系统中连续进行与光合作用相反的分解作用。每一种生物产生的有机物基本上都可以被已经存在于自然界的微生物所分解。

3.生态系统的能量是怎样流动的?有哪些特点?

植物光合作用形成的有机物质和能量,一部分被其呼吸作用所消耗,剩下的才是可以供给下一营养级的净初级产量。植食性动物只能同化一部分净初级生产量,其余部分形成粪团排出体外,被吸收的量又有一部分用于自身生命活动,还有一部分以代谢废物形式排出,剩下的才是能够提供给下一营养级的总能量。

海洋生态学复习重点

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第一章:生态系统及其功能

1.生态系统的概念(P9):指在一定时间和空间范围内,生物与非生物环境通过能量流动和物质循环所形成的一个相互联系、相互作用并具有自动调节机制的自然整体。

2.正负反馈的判断(P16):正反馈是系统中的部分输出通过一定线路又变成输入,起到加强和促进作用;负反馈是输出反过来削弱和减低输入的作用。

3.生态系统服务的基本特征(P21):

①生态系统服务是客观存在的;②生态系统服务是生态系统的自然属性;③自然生态系统在进化发展规程中,生物多样性越来越丰富。第二章:海洋环境和海洋生物生态类群

1.海洋环境的三大梯度(P26):①从赤道到两极的维度梯度;②从海面到深海海底的深度梯度;③从沿岸到开阔大洋的水平梯度。

2.海洋环境的特点(P27):①由于海洋水体大,海水有较高的比热,加上混合作用,使得热量分布相对均匀,因而海洋温差小,温度变化缓慢;②海水组分稳定,缓冲性能好,即使有生物活动,其pH也相对稳定;③由于海洋表面与大气接触,加上光合作用产生氧气,所以表层氧气含量基本上饱和,高纬度表层海水冷却下沉冰箱低维度运动,就把氧含量高的表层水带到底层。

3.海洋生物生态类群包括:浮游生物、底栖生物和游泳动物。

4.浮游生物(P31-P32):按体型①小型(<500um)②中型(500~1000um)③大型(>1000um);按浮游时间①终生②阶段性③暂时性。

5.很多海洋游泳生物有周期性的洄游,鱼类洄游通常包括三个类型(P37-P38):产卵洄游、索饵洄游、越冬洄游。

海洋生态学课后思考题答案

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第一章生态系统及其功能概论

1 生态系统:指一定时间和空间范围内,生物(一个或多个生物群落)与非生物环境通过能量流动和物质循环所形成的一个相互联系,相互作用并具有自动调节机制的自然整体。

2 生产者(自养生物):包括所有绿色植物,它们具有光和色素,能利用太阳能进行光合作用,将CO2,H2O和无机营养盐类合成碳水化合物、脂肪、蛋白质、核酸等有机物用于本身的生产,此外,还有包括光合细菌合化能合成细菌。

3 食物链:生物之间通过食与被食形成一环套一环的链状营养关系。

4 营养阶层(营养级):食物链上每一个环节。

5 牧食食物链(植食食物链):通常从活体植物开始,然后是草食动物、一级肉食动物、二级肉食动物等。

6 碎屑食物链:从动植物死亡尸体分解物开始。

8 生态效率:在能量流动过程中,能量的利用效率。

9 生物地化循环:生态系统之间各种物质或元素的输入和输出以及它们在大气圈、水圈、土壤圈、岩石圈之间的交换。

10 反馈机制:生态系统用来实现其自我调控以维持相对的稳态的方法。

反馈:系统的输出反过来又决定其输出。

正反馈:系统中的部分输出通过一定路线又变成输入,起促进和加强作用。

负反馈:输出反过来起消弱合减低输入的作用。

11 生态平衡:输入和输出在较长的时间趋于相等,系统的结构与功能长期处于稳定的状态(这时动植物的种类和数量也保持相对稳定,环境的生产潜力得以充分发挥能流途径畅通)在外来干扰下能通过调节恢复到原处的稳定状态。

12 补加能量:指除太阳直接辐射的能量外,其他能减少生态系统内部的自我维持消耗,从而增加可转化为生产力的任何能量。

第十章-初级生产力

第十章-初级生产力

春季
春季随着冰层融化,在对流和风力混合下产生 水层的垂直流转,养分从底层上升,加上光照 和温度的升高,为浮游植物的发展创造良好的 条件。首先是硅藻种群的大量增长。硅藻高峰 期一般不超过3个月,此后由于硅酸盐枯竭( 期一般不超过3个月,此后由于硅酸盐枯竭(< 0.5 mg/L=或其他原因(动物滤食、菌类寄生等), mg/L=或其他原因(动物滤食、菌类寄生等) 种群开始消退并为绿球藻类或某些甲藻所取代。 这段时期如果生产层的养分能及时得到补充, 生产力仍然很高。但由于浮游动物的强烈滤食, 生物量难以增长。
初级产量、次级产量
根据生物的营养特点,生产量可分为初级产量 (primary production)和次级产量(secondary production)和次级产量(secondary production)。自养生物通过光合作用或化合作 production)。自养生物通过光合作用或化合作 用在单位时间、 单位面积或容积内所合成的有 机质的量称为初级产量,异养生物在单位时间 内同化、生长和繁殖而增加的生物量或所贮存 的能量,称为次级产量。生产量是生产力的体 现,一般说来,初级产量和初级生产力是同义 词,但次级产量不一定代表次级生产力。
水生生物学——养殖水域 生态学
第 十章 初级生产力
第一节 初级生产力及其测定方法
一、生物生产力及有关概念 二、水体中的初级生产过程 三、初级生产力的测定方法

养殖水域生态学--初级生产力

养殖水域生态学--初级生产力

初级产量的进一步划分


对 于 初 级 产 量 要 区 分 初 级 毛 产 量 (gross primary production) 、 初 级 净 产 量 (net primary production) 和 群 落 净 产 量 (net community production)三个概念。初级毛产 量指自养生物所固定的总能量或所合成的全部 有机质量(包括已被本身消耗的);初级净产量 指自养生物本身呼吸消耗以外剩余的能量或有 机质量;群落净产量,也称生态系净产量,指 整个生态系中自养生物所固定的能量除去全部 生物呼吸消耗以外的剩余部分,即: 群落净产量=初级净产量-异养生物呼吸量
(二)化合作用


化能营养性的自养过程,仅在特殊情况下才有显著作用。进行 这一过程的主要是硝化细菌、硫化细菌、铁细菌、氢细菌、沼 气细菌等。这类细菌最常集中于好气条件和嫌气条件的交界处, 因为在它们的生命活动中既需要氧又需要从有机质的嫌气性分 解中形成的还原性化合物。在水体中具备这种条件的主要是水 底土壤和底层水中。因此化合细菌的数量也是在水底土壤中最 多,底层水中次之,表层水最少。因而,化能营养的强度在水 层中通常只有水底土壤中的几十分之几甚至几百分之几。如在 雷滨水库的水层中化合作用的最高值为0.061 mgC/L,约等于水 底 土 壤 中 这 个 数 值 的 1/25 , 而 在 表 层 水 中 这 一 数 值 (0.057 mgC/L)又只及底层水中的1/11左右。 化合作用的强度随温度而增高。用雷滨水库水底土壤所作试 验表明:温度从0.5℃增到20℃,化合强度从每天0.95~1.8 mgC/L提高到3.09~67 mgC/L。该水库7月份水层中的化合作用 值较9月份高几倍。

第六章 海洋初级生产力

第六章 海洋初级生产力
厦门大学精品课程之海洋生态学
生物群区( 生物群区(biome) ) 极地生物群区( 极地生物群区(Polar biome) ) 西风带生物群区( 西风带生物群区(Westeries biome) ) 信风带生物群区(Trades biome) 信风带生物群区 近岸生物群区( 近岸生物群区(Coastal biome) ) 生态省区( 生态省区(ecological province) )
比生长率 比生长率(相对单位)
蓝绿细菌 1.0 绿藻 0.5 甲藻 0 0 50 100 150 光强/[µmol/(m2·s)] 200 250 硅藻
图 6.4 4 类海洋浮游植物光合作用的增长率与光强的关系示意图 (Raven & Richardson 1986, 转引自陈长胜 2003) 厦门大学精品课程之海洋生态学
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营养盐 80˚
70˚
极地生产力 光照强度 ←—————————————— —————————————— 营养盐浓度 —————————————— ——————————————→ 秋季 冬季
60˚ 纬 度 50˚ 温带生产力 40˚ 光 照 30˚ 热带生产力 20˚ 冬季 春季 夏季
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一、热带、亚热带大洋区和赤道带 热带、
(一)热带、亚热带大洋区 热带、
充足的太阳辐照,海水透明度高。 充足的太阳辐照,海水透明度高。 表层海水向环流中心辐聚,混合层深度超过真光层深度。 表层海水向环流中心辐聚,混合层深度超过真光层深度。 温跃层在夏季可达100~200 m,冬季增加到400 m左右。 温跃层在夏季可达 ,冬季增加到 左右。 左右 初级生产力最低的水域,被称为大洋的“生物沙漠” 初级生产力最低的水域,被称为大洋的“生物沙漠”,但可 常年进行光合作用。 常年进行光合作用。 固氮种类外,以聚球菌、 固氮种类外,以聚球菌、原绿球菌和其他微微型真核自养生 物等适应于低营养盐条件生活的种类为主。 物等适应于低营养盐条件生活的种类为主。

(整理)海洋生态学

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海洋生态学

绪论:

1,生态学: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的协调发展。

2,生态学三个优先研究的领域:①全球变化,包括气候、天气、陆地和水域变

化的生态原因和结果;

②生态多样性,决定生态多样性的生态因子和

生态学意义,全球性和区域性变化对生物多样

性的影响;

③可持续的生态系统,探讨可持续的生态系统

的生态学原理和策略以及受损生态系统的恢

复和重建的原理和技术

第一章:生态系统概述

1,生态系统:就是指一定时间和空间范围内,生物(一个或多个生物群落)与非生物环境通过能量流动和物质循环所形成的一个互相联系、

互相作用并且具有自动调节机制的自然整体。

2,食物链;是指生物之间通过食与被食形成一环套一环的链状营养关系,即物质和能量从植物开始,然后一级一级的转移到大型肉食动物。

食物链上的每个环节称为营养级。

3,生态平衡:如果输入和输出在较长时间趋于相等,系统的结构与功能长期处于稳定状态,在外来干扰下能通过自我调节恢复原初的稳定状

态,生态系统的这种状态叫做生态平衡。

4,地球自我调节理论——Gaia假说:认为,大气中活性气体的组成、地球表面的温度及沉积物的氧化还原电位和pH值等是受到地球上所有

生物总体的成长、代谢所调控的,当地球环境受到干扰或者破坏

时,地球上的生命总体总会通过其成长、活动和代谢的变化来缓

和地球环境的变化。

第二章:海洋环境与海洋生物生态类群

1,海洋环境三大环境梯度:从赤道到两级的纬度梯度,从海面倒深海海底的深度梯度以及从沿岸到开阔大洋的水平梯度。

海洋环境生态学习题

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第三章海洋生物生态类群

1. 简述海洋浮游生物的共同特点及其在海洋生态系统中的作用。

答:

1)它们的共同特点是缺乏发达的运动器官,运动能力薄弱或完全没有运动能力,只能随水流移动。

2)浮游生物的数量多、分布广,是海洋生产力的基础,也是海洋生态系统能量流动和物质循环的最主要环节。

2. 按个体大小可将浮游生物划分为哪些类别?这样划分的类别有何重要生态学意义。

答:

1)按浮游生物的个体大小可分为以下几种类别:

①微微型浮游生物(picoplankton):<2μm;

②微型浮游生物(nanoplankton):2-20μm;

③小型浮游生物(microplankton):20-200μm;

④中型浮游生物(mesoplankton):200-2000μm;

⑤大型浮游生物(macroplankton):2000μm-20mm;

⑥巨型浮游生物(megaplankton):>20mm。

2)在研究海洋食物链能流时,按大小划分是有重要意义的,因为这种大小等级划分往往包含相应的摄食者—被食者的营养关系。

3. 海洋游泳动物包括哪些主要门类?说明鱼类生活周期中的洄游行为及其意义。

答:

1)海洋游泳动物主要包括:鱼类、甲壳类、头足类、海洋爬行类、海洋哺乳类

2)

①鱼类洄游行为:

洄游(migration)是鱼类运动的一种特殊形式,是一些鱼类的主动、定期、定向、集群、具有种的特点的水平移动。洄游也是一种周期性运动,随着鱼类生命周期各个环节的推移,每年重复进行。洄游是长期以来鱼类对外界环境条件变化的适应结果,也是鱼类内部生理变化发展到一定程度,对外界刺激的一种必然反应。通过洄游,更换各生活时期的生活水域,以满足不同生活时期对生活条件的需要,顺利完成生活史中各重要生命活动。

海洋生态学考点

海洋生态学考点

Q10=

T℃ 时的代谢速率
(T −10 ℃)时的代谢速率
生物学零度:有机体必须在温度达到一定的界限以上,才能开始生长发育。一般把这一个界限 成为生物学零度。

海水组分恒定性规律: 尽管大洋海水盐度是可变的, 但其主要组分的含量比例却几乎是恒定的。 各大洋溶解氧特征(问答题)
第四章生态系统中的生物种群
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。 内禀增长率:种群处于最适条件下,此时种群的瞬时增长率。 逻辑斯谛方程
K N (t T ) dN rN dt K
逻辑斯谛方程描述这样一种机制,当种群密度上升时,种群能实现的有效增长率逐渐降低。在 种群密度和增长率之间,存在着负反馈机制,这是一种十分明显的密度制约作用。 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-对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。 导致种群灭绝的内在机制 1. 遗传变化——遗传变异性的丧失 小种群内, 等位基因的频率从一个世代到下个世代易发生较大变化, 从而引起种群遗传变异性 的逐渐丧失。 遗传变异的丧失将限制一个种群对环境长期变化作出反应的能力, 小种群的稀有 等位基因丧失以及杂合性下降, 导致没有多少合适的遗传选择来适应环境变化, 结果促使该种 群的灭绝。 当种群数量由于某种原因大幅度下降成为“小种群”时,由于近亲交配可导致遗传变异性丧失 (近亲衰退)、子代数量少、存活率低。 2. 统计变化——种群数量的剧烈波动 同时小种群中出生率和死亡率的变化(统计变化)比大种群更容易导致种群数量的剧烈波动。当 种群数量可能波动时,小种群对这种统计变化更加敏感。因而,由于小种群的近交衰退和统计 变化共同效应使得由一个因素引起的种群数量下降反过来又加剧对其他影响因素的敏感性, 加 速种群走向衰退甚至灭绝。

海洋生态学习题

海洋生态学习题

第一章生态系统及其功能概论

1. 生态系统概念所强调的核心思想是什么?

2. 生态系统有哪些基本组分,它们各自执行什么功能?

3. 生态系统的能量是怎样流动的,能流过程有哪些特点?

4. 生态系统的物质是怎样循环的,有哪些特点?

5. 生态系统是怎样实现自校稳态的?

6. 能进行光合作用的生物出现后对促进生物进化、增加地球上的生物多样性有何重大意义?

7. 何谓生态系统服务?生态系统服务有哪些基本特征?

8. 生态系统服务的理论对处理人类与自然关系的实践有何指导意义?

第二章海洋环境与海洋生物生态类群

1.为什么说海洋是地球上最大的生态单位?联系海洋主要分区说明海洋在纬度、深度和从近岸到大洋等三大环境梯度特征。

2. 海水的溶解性、透光性、流动性及pH缓冲性能对海洋生物有何重要意义?

3. 简要说明大陆边缘沉积与深海沉积类型的差别。

4. 海洋浮游生物的共同特点是什么?

5. 按个体大小可将浮游生物划分为哪些类别?这样划分的类别有何重要生态学意义?

6. 海洋游泳动物包括哪些主要门类?说明鱼类生活周期中的洄游行为及其意义。

7. 生活于大洋中层和深层的鱼类在身体结构上有什么特征?

8. 结合底栖生物的生活方式谈谈海洋底栖生物种类繁多的原因。

第三章海洋主要生态因子及其对生物的作用

1. 什么叫环境和生态因子?

2. 何谓限制因子?说明利比希最小因子定律和谢尔福德耐受性定律的主要内容。

3. 如何用辨证统一的观点来理解生物与环境的关系?

4. 简述光在海洋中的分布规律及其主要生态作用。

5.为什么说浮游植物辅助色素对利用太阳光有重要作用?

上海海洋大学海洋生态学复习题不完整版

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一.名词解释

1.海洋生态学:海洋生态学是研究海洋生物与各种海洋栖息地环境间相关关系的科学。简单地讲就是研究海洋生物生存方式的科学。(PPt Chapter 000 P25)

2.可持续发展:在生存与不超过维持生态系统承载力的情况下,改善让人类的生活质量,发展不应以其他集团或后代为代价,也不应危机其他物种的生存。P4

3.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”。也就是说,低于某种生物需要的最少量的任何特定因子,是决定该生物生存和分布的根本因素。P48

4.谢尔福德耐受性定律:生物对各种环境因子的适应有其生态学上的耐受限度,如某一因子的量增加或降低到接近或超过这个限度,生物的生长和发育就受到影响,甚至死亡,因此生物只能在该因子的最小量和最大量之间正常生存。P48

5.生态位:是指一种生物在群落中(或生态系统中)的功能或作用,生态位不仅说明生物居住的场所(占据的空间),而且也要说明它吃什么、被什么动物所吃、它们的活动时间、与其它生物的关系以及它对群落发生影响的一切方面。就是说生态位是某一物种的个体与环境(包括非生物的和生物的环境)之间特定关系的总和。P95

6.生境或栖息地:某些特定的生物种群或群落栖息地的生态环境。P47

7.碎屑食物链:海洋碎屑主要来源于死亡的海洋动、植物残体以及他们排除的粪团等颗粒有机物,这些颗粒有机物可被食碎屑的消费者利用。以食碎屑为起点的食物链称为碎屑食物链P148

6. 牧食食物链(植食食物链):通常从活体植物开始,然后是草食动物、一级肉食动物、二级肉食动物等组成的食物链。

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表 6.1 表层环流及海水的辐聚与辐散 气 旋 型 环 流 北 半 球 南 半 球 海水垂直运动 表层营养盐 逆 时 针 顺 时 针 海水辐散 有深层水补充 反 气 旋 型 环 流 顺 时 针 逆 时 针 海水辐聚 不能得到补充
0
总初级生产和呼吸作用(任意单位) 1 2 3 4


深度/m
补 偿 深 度 ( the compensation depth) 纬度、季节、天气、浊度、时间、 海况对补偿深度的影响
10
呼 吸 作 用
20
30
光合作用
40
50 1 2 净初级生产 3
60
图 6.5 中纬度海区晴天的初级生产与深度的关系(引自 Tait 1981)
吸 作 用
临界深度
150
超过临界深度
200 图 6.8 补偿深度与临界深度的关系(引自 Nybakken 1982)
海洋表面 温跃层
真光层
营养盐限制 叶绿素最大值 光限制
营养盐输入 应
图 6.9 光照、 营养盐供应、 温跃层深度与初级生产力的关系(引自 Kaiser et al. 2005)
深度
(二)海水辐散、辐聚和海洋锋面
相对保守、稳定 沿岸与大洋种类的差异、季节演替

Vm / Ks
(三)铁限制假说
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
C:Fe = 100000:1
Fe在海水中的分布很不均匀,不同海区补充特点不同,从整

体上看,南大洋部分海区和赤道的广阔海区中 Fe 含量最低。
质量摩尔浓度(Fe)/nmol· kg-1 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 200 1.2 250 1.4 300
(三)黑白瓶测氧法 (四)水色遥感扫描法

收获量法、钟罩法、掉落物法等
第二节
一、光

影响海洋初级生产力的因素
藻类光合作用与辐照度的抛物线关系
h)] 光合作用(P) /[mg C/ (ml ·
Pg=Pmax[I]/(Ik+[I])
Pmax
光抑制 Pn
∆P ∆I + 0 - IC IK
Pg
呼吸
补偿点 光强(I)/[Cal/(cm2 · min)]
叶绿素
(CH2O )+O2 +能量
二、生产力的有关概念

总初级生产力(gross primary production) 净初级生产力(net primary production)
群落净生产力(net community productivity)
现存量、周转率、周转时间 B2 = B1 + P — E = B1 + ΔB 生产力 = 现存量×周转率
第一节
海洋初级生产的基本过程 和生产力的有关概念


海洋初级生产的重要意义:
为海洋生态系统的运转提供能量来源; 估算渔业产量; 对全球的碳循环有重要影响。


一、初级生产过程的基本化学反应——光合作用

光反应(light reaction) 暗反应(dark reaction)
光能
CO2 + H 2 O
注意其假设前提:饱和光强下!


比生长率(µ)
µ max
1/2µ max
KN
营养盐浓度(N)
图 6.6 营养盐浓度与藻类生长率的关系 (引自 Kaiser et al. 2005)


最大吸收速率(µ max)
反映细胞营养水平和环境限制程度的指标
随环境而变



半饱和吸收常数(KN)
种群竞争限制性营养盐能力的一个重要指标
0.0 0.5 1.0
质量摩尔浓度(O2)/µ mol· kg-1 0 50 100 150
深度/(km)
1.5 2.0
O2
2.5 3.0 3.5 4.0
Fe
NO3

0
10
20
30
40

50
-1
60
质量摩尔浓度(NO3 )/µ mol· kg 图 6.7
阿拉斯加湾溶解 Fe 的垂直分布(引自 Martin et al. 1989)
生产量
生产量
现存量
现存量
(A)
减少量
(B)
减少量
图 6.2 两个平衡的群落(输入=输出)的模式(引自 Krebs 1978)
(A) 输入和输出都较低、周转慢; (B) 输入和输出都较高、周转快
三、海洋初级生产力的测定
(一)14C示踪法
*
光能
CO2 + H2O
叶绿素
( CH2O)+O2
*
优点:准确性高,所得结果接近于净产量的数值
第六章 海洋初级生产力
1. 初级生产与初级生产力、总、净初级生产力、生物量、周转率、次级生产 与次级生产力、新生产力等基本概念; 2. 初级生产力不同的测定方法(利用黑白瓶法和14C两种测定初级生产力的方法 和适用范围); 3. 影响海洋初级生产力分布和海洋新生产力的影响因素; 4. 垂直混合和临界深度、新生产力与浮游生物的粒径组成及营养循环特征的 关系。 重点内容:初级生产力作用过程,用初级生产力估算潜在的渔获量,影响 海洋初级生产力的因素。
缺点:技术性强(吸附、污染)、危险 现场法(in situ method) 模拟现场法(the simulated in situ method)

(二)叶绿素荧光测定法


初级生产力(P) = 叶绿素含量(Chla)×同化指数(Q )
优点:大大减轻工作量与费用,不必每个测站采用14C法 影响因素:藻类适应性;环境营养盐含量;光照条件;温度 等。
图 6.3 光合作用对光强变化的反应(引自 Parsons et al. 1984)

不同种类、不同纬度、不同季节的Ik不同,与适应性有关。
比生长率(相对单位)
1.0
蓝绿细菌
绿藻 0.5 甲藻 0 0 50 100 150 光强/[µmol/(m2· s)] 200 250 硅藻
图 6.4 4 类海洋浮游植物光合作用的增长率与光强的关系示意图 (Raven & Richardson 1986, 转引自陈长胜 2003)
三、物理海洋学过程对初级生产力的控制
(一)海水的垂直混合与温跃层

混合层内浮游植物的分布可以看成为相对均匀的,因此混合
层的深度就与浮游植物能否停留在有充足光照的水层有关。

临界深度(the critical depth)
风 0 光合作用
50
深度/m
浮 游 植 物 垂 直 混 合
补偿深度
100 呼
二、营养盐
(一)浮游植物生长需要的营养物质

Redfield比值:
C:N:P = 106:16:1
海洋整体缺氮,部分海区缺磷
(二)海水中营养盐含量与浮游植物生长的关系

酶动力学Mechaelis-Menten方程: µ =µ N / (KN + N) max · µ :吸收速率; N:介质浓度; µ max:最大吸收速率; KN:吸收半饱和常数
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