海洋生态学 复习

海洋生态学复习

海洋生态学名词解释

1、（现代）生态学（ecology）：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。

2、生态系统（ecological system，ecosystem）：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能力机制的自然整体。

3、食物链（food chain）：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

4、食物网（food web）：食物链彼此交错连接，形成网状营养结构，称之为食物网

5、生物地化循环（biogeochemical cycle）：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。

6、生态平衡（ecological equilibrium）：指一段时间内，生态系统的结构、过程和功能相对

稳定的状态

7、环境（environment）：泛指生物周围存在的一切事物；或某一特定生物体或生物群体以

外的空间及直接、间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和

8、生境（habitat）：小环境是范围小的区域性环境，是某些特定生物钟群或群落栖息地的

生态环境，这类小环境也称为生境。

9、生态因子（ecological factors）：环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或

间接影响的环境要素。

10、限制因子（limiting factors）：在所有生态因子中，任何接近或超过某种生物的耐受极限

而阻碍其生存、生长、繁殖或扩散的因素。

11、利比希最小因子定律（Liebig's Law of Minimum）：“植物的生长取决于处在最小量状况

的必需物质”。

12、耐受限度(limits of tolerance)：生物对各种环境因子的适应有一个生态学上的最小量和最

大量，它们之间的幅度称为耐受限度(limits of tolerance)

13、谢尔福德耐受性定律（Shelford’s Law of Tolerance）：生物只能在耐受限度所规定的生态

环境中生存，这种最大量和最小量限制作用的概念就是所谓谢尔福德耐受性定律（Shelford’s Law of Tolerance）

14、生态幅(ecological amplitude)：耐受限度表示某种生物对于环境改变有一定的适应能力，

环境因素对生物发生影响的范围称为生态幅(ecological amplitude)

15、浮游动物昼夜垂直移动（diel vertical migration）现象：光照条件是引起垂直分布的一项

重要生态因子。总的规律：白天，每一个种集中靠近一特定水层，临近黄昏时，它们开始上升并持续整个黄昏时间，到达表面后，在完全黑暗的夜间，种群趋于分散。临近天亮时再集中于表层，然后迅速下降，直到原先白天栖息的水层。

16、盐度（salinity）：溶解于1 kg海水中的无机盐总量（克数）

17、海水组成恒定性规律（或“Marcet ”原则）：尽管大洋海水的盐度是可变的，但其主

要离子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“海水组成恒定性规律”，或称“Marcet ”原则

18、种群(Population)：指特定时间内栖息于特定空间的同种生物的集合群。种群内部的个体

可以自由交配繁衍后代，从而与邻近地区的种群在形态和生态特征上彼此存在一定差异。

种群是物种在自然界中存在的基本单位，也是生物群落基本组成单位。

19、阿利氏规律（Allee’s law）：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。

20、动态生命表（dynamic life table）或称股群生命表（cohort life table）是根据观察一群

同期出生的生物的存活（或死亡）情况所得数据而编制的，又称为特定年龄生命表。

21、静态生命表（static life table）是根据某一特定时间，对种群作年龄分布的调查结果而编

制的，所以又称为特定时间生命表

22、内禀增长率（intrinsic rate of increase），即种群的最大增长率（maximum rate of increase）：

当种群处于最适条件下（食物、空间不受限制，理化环境处于最佳状态，没有天敌出现，等等）种群的瞬时增长率

23、环境负载能力（environmental carrying capacity）：设想有一个环境资源可能容纳的最大

种群值，称为环境负载能力，通常用K表示。

24、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。在种群密度与增长率之间，存在着负反馈机制，这是一种十分明显的的密度制约作用。

逻辑斯谛方程微分形式：

25、r-对策者（r-strategist），种群密度很不稳定，因为其生境不稳定，种群超过环境容纳量

不致造成进化上的不良后果，它们必然尽可能利用资源，增加繁殖，充分发挥内禀增长率（r）。这类动物通常是出生率高，寿命短，个体小，常常缺乏保护后代的机制。子代死亡率高，具较强的扩散能力，适应于多变的栖息生境。

K-对策者（K-strategist），其种群密度比较稳定，经常处于环境容纳量K值上下。因为其生境是长期稳定的，环境容纳量也相当稳定，种群超过K值反而会由于资源的破坏而导致K值变小，从而对后代不利。在这种稳定的生境里，种间竞争很剧烈。这类动物通常是出生率低，寿命长，个体大，具较完善的保护后代的机制。子代死亡率低，扩散能力较差，适应于稳定的栖息生境。

26、生态灭绝（ecological extinct）：一般认为，一个种群的数量减少到对群落其他种群的影

响微不足道时，则这个种群就可能处在生态灭绝的状态。

27、最小生存种群（minimum viable population, MVP）：种群为免遭灭绝所必须维持的最低

个体数量。

28、集合种群（meta population）：一定时间内就有相互作用的局域种群的集合，即由局域

种群通之间过某种程度的个体迁移、扩散而相互联系的区域种群。

29、生物群落(biotic community或biocoenosis)：在一定时间内生活在一定地理区域或自然生

境里的各种生物种群所组成的一个集合体。

30、边缘效应（edge effect）：交错区可能具有较多的生物种类和种群密度，称为边缘效应

31、种间竞争（interspecific competition）：两个或更多物种的种群对同一种资源（如空间、

食物、营养物质等）的争夺。

32、高斯假说（Gause’s hypothesis）或竞争排斥原理（principle of competitive exclusion）：亲

缘关系接近的、具有同样习性或生活方式的物种不可能长期在同一地区生活，或完全的竞争者不能共存，因为它们的生态位没有差别。

33、生态位（niche）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，即所谓空间生态位），而且也要说明它吃、被什么动物所吃（营养生态位）以及它们的活动时间、与其他特征的关系以及它对群落发生影响的一切方面。

34、基础生态位(fundamental niche)：生物群落中某一物种所栖息的理论上最大空间，即没

有竞争种的生态位。

35、实际生态位（realized niche）：实际占有的生态空间

36、共生现象（symbiosis）：不同种类间对双方无害，更多的是对双方或其中一方有利，这

种两个不同生物种之间的各种组合关系的总称

37、群落的生态演替（ecological succession）：一定时间区域内，群落随时间而变化，由一

种类型转变为另一种类型的生态过程。

38、光合作用（photosynthesis）的过程是植物通过光合作用吸收太阳能，以H2O 、CO2（包

括氮、磷等营养盐类）为原料，把无机碳还原成植物体有机碳（以及合成蛋白质、脂肪等物质）的过程

39、总初级生产力（gross primary production）是指光合作用中生产的有机碳总量。

40、净初级生产力（net primary production）是指总初级生产力扣除生产者呼吸消耗后其余

的产量。

41、现存量（standing crop）或生物量（biomass）是指某一特定时间和空间中存在的有机体

的量（B），表示在某一段时间内形成的产量（P）扣除该段时间内全部死亡（E）后的数值。B2 ＝B1 ＋P —E ＝B1 ＋ΔB

42、周转率（turnover rate）是指特定时间段内新增加的生物量与这段时间平均生物量的比

率（P/B）。

43、补偿深度（compensation depth）：由于海洋中光照强度随深度增加而减弱，可以预料，

在某一深度层，植物24h中光合作用所产生的有机物全部为维持其生命代谢消耗所平衡，没有净生产量（P=R），我们称此深度为补偿深度。

44、临界深度（critical depth）：设定在补偿深度下方的某一深度，其上方直至海面整个水体

的总光合作用产量与浮游植物的呼吸消耗相等时的深度。

45、海洋锋（ocean front）是指受风系、不同流系的交汇、海面附近的热量和物质交换以及

特定的海底地形等因素影响产生的两种（或几种）水体之间的狭窄过渡带。锋面带最重要的特点是温度、盐度和密度等物理水文要素有明显的水平梯度，其浮游植物生物量和生产力都比邻近海区高。

46、过剩摄食（superfluous feeding）：当浮游植物密度高的时候，大量的植物细胞被迅速吞

食，常常超过动物本身的需要，有一部分被吞食的植物细胞实际上并未很好被消化就从

肠管中排出，此即所谓“过剩摄食”。

47、再生生产力（regenerated production）：由再生N源支持的那部分初级生产力

48、新生产力（new production）：由新N源支持的那部分初级生产力

49、“f 比”（“f-ratio”）：新生生产力P n与总生产力P G的比率 f = Pn/ PG ×100%

50、微型生物食物环（微食物环, microbial loop）：溶解有机物（DOM）通过细菌二次生产后

形成的异养浮游细菌→原生动物→后生动物的摄食关系

51、简化食物网：将营养地位相同的不同物种（包括同一物种的某一相应的发育阶段）归并

在一起，称为“营养层次”（trophic level）。“营养层次”来描绘食物网结构就是简化食物网

52、上行控制（bottom-up control）是指较低营养层次（如浮游植物）的种类组成和生物量

对较高营养层次（如植食性浮游动物和鱼类）的种类组成和生物量的控制作用，即所谓资源控制。

53、下行控制（top-down control）是指较高营养层次（捕食者）的种类组成和生物量对较

低营养层次（被捕食者）的控制作用，即所谓捕食者控制。

54、粒径谱（particle-size spectra）：如果把海洋中的生物，从微生物和单细胞浮游植物到浮

游动物、直至鱼类和哺乳类，都视为“颗粒”，并以统一的相应球型直径(equivalent spherical diameter, ESD)表示其大小，那么某一特定生态系统各粒度级上的生物量分布将遵循一定的规律，即顺营养层次向上总生物量略有下降。

55、生物量谱（biomass size spectra）代替粒径谱能更准确反映不同粒级成员能量的关系。

横坐标为个体生物量，以含能量的对数级数表示；纵坐标为生物量密度，以单位面积下的含能量的对数级数表示，因此生物量谱实际上是生物量能谱。

56、分解作用(decomposition)：指生态系统各种动植物排出粪团和死亡的残体通过分解者的

分解作用最后转变为无机物质，同时其潜能也以热形式逐渐耗散的过程。

57、矿化作用(mineralization)：在分解过程中原先被结合在有机物中的无机营养元素（N、P

等）逐渐被释放出来，称为矿化作用

58、有机聚集体(the organic aggregates)或海雪(marine snow)：黏性微细有机颗粒以及微细的粪团通过随机碰撞相互吸引在一起而形成的外形如同雪花的絮状物。也是营养物质快速循环的“活性中心”。

59、在碳循环中，将释放CO2的库称为源（source），吸收CO2的库称为汇（sink）。

60、海洋生物泵：由有机物生产、消费、传递、沉降和分解等一系列生物学过程构成的碳从

表层向深海底的转移，就称为生物泵（biological pump）

61、固氮作用（nitrogen fixation）将海水中的N2转变为生物学可利用的氮，称为被固定的

氮，这些新氮进入生物学循环的总氮池。

62、硝化作用（nitrification）：未被利用的NH4+在有氧条件下氧化为NO3-（包括N2O、NO2-

等中间产物）的过程

63、反硝化作用或脱氮作用（denitrification）：在溶解氧被消耗后，兼性厌氧微生物以NO3-

作为终端电子受体分解有机物，在这种有机物氧化的简单异氧过程中，NO3-逐步被还原，最后转变为N2的过程

64、持久性有机污染物（persistent organic pollutants, POPs）指一类毒性高、难降解、易积累

和生物富集，能经大气、水和生物等媒介实现长距离迁移，对生物乃至生态系统造成严重负面影响的天然或人工合成的有机物。

65、富营养化（eutrophication）是指氮、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。

66、生物入侵（exotic invasion）或称外来种入侵，是指由人类活动有意或无意引入历史上

该区域尚未出现过的物种，从而造成或可能造成入侵地生物群落结构与生态功能的巨大变化。

思考题

●按浮游生物的个体大小可分为：

(1)微型微（picoplankton）：＜2 μm

⑵微型（nanoplankton）：2~20 μm

⑶小型（microplankton）：20~200 μm

⑷中型（mesoplankton）：200~2,000 μm

⑸大型（macroplankton）：2,000 μm~20 mm

⑹巨型（megaplankton）：＞20 mm

生态学意义：

①不同粒径的浮游生物基本可代表一定的生物类别。

②不同粒径浮游生物存在一定的食物关系，对研究海洋生态系统的能流有重要意义。

●海水中O2、CO2的来源与消耗途径

溶解氧

来源：空气溶解与植物光合作用

消耗：海洋生物呼吸、有机物质分解、还原性无机物氧化。

二氧化碳（CO2）

来源：空气溶入、动植物和微生物呼吸、有机物质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

●集群现象及其生物学意义

海洋鱼类在产卵、觅食、越冬洄游时表现出明显的的集群现象：

（1）有种于个体交配与繁殖

（2）结群进行防卫

（3）集群索饵显示出有利的作用

（4）有种于游泳的动力条件

●r-选择和K-选择概念的实践意义：

①珍稀动物的保护、害虫防除及资源持续利用的理论依据。

②K-对策者种群有一个稳定平衡点（S），当种群数量高于或低于平衡密度时，都有向平衡

密度收敛的趋势。同时，K-对策者种群还有一个灭绝点（X），当种群数量低于X时则会走向灭绝。

③r-对策者由于低密度下可以快速增长，所以只有一个平衡点S。

●为什么说人们更应该注意珍惜物种的保护？

答：地球上很多的珍惜物种都属于典型的K-对策者，由于各种原因（特别是对其生境的破坏或无节制的捕杀），都面临着灭绝的厄运，因此，我们要特别注意对珍惜物种的保护。

●演替过程群落结构与机能的变化

1．随演替群落中物种的多样性、均匀性提高。

2．生化多样性（如色素、酶等）以及在群落代谢提高中向环境分泌或排出的产物不断增加。3．演替初期群落中的生物体一般r-选择种类，K-选择种类随演替逐渐增加。

4．层状结构或局部不均一性不断发达。

5．生物的生态位越接近顶极阶段越特殊、越狭窄。

6．在演替初期，初级生产力或总光合作用量（P）超过群落的呼吸作用（R），因此P／R比率大于1，随着演替发展，P／R比率逐渐接近于l。P／R比率是表示群落相对成熟度的最好功能指标。

7．生产量（P）与生物量（B）的比率随着演替推移从高到低。

8．在演替初期，生物之间的食物联系是比较简单的、线状的，在成熟期，食物链变成复杂的食物网。

9．对物质营养循环来说，在初期是开放的，到了成熟期则是较封闭的。

10．互利共生、寄生和其他共存形式在演替过程中的重要性逐渐增加，较好的负反馈机制使成熟的生态系统保持稳定。

生物群落的演替对策，基本上与生物圈长期进化发展的对策相同，即加强对物理环境的控制（或与物理环境形成稳态），使系统达到免受扰动的最大保护力。

●群落的优势种、关键种和冗余种在群落中的作用有何不同？

答：优势种是群落中数量和生物量所占比例最多的一个或几个物种，也是反映群落特征的种类。关键种和优势种不同，关键种不是生物量占优势，而是群落的组成结构和物种多样性具有决定性作用的物种，而这种作用相对于其丰度而言是非常不成比例的。冗余种的一个重要特点是当从群落中被去除时，由于它的功能作用可被其他物种所代替而不会对群落的结构、功能产生太大的影响，因此，在保护生物学实践中常常未被关注。

●影响群落结构的因素

1．生物因素：

竞争：如果竞争的结果引起种间的生态位的分化，将使群落中物种多样性增加。

捕食：如果捕食者喜食的是群落中的优势种，则捕食可以提高多样性，如捕食者喜食的是竞争上占劣势的种类，则捕食会降低多样性。

2．干扰：在陆地生物群落中，干扰往往会使群落形成断层（gap），断层对于群落物种多样性的维持和持续发展，起了一个很重要的作用。不同程度的干扰，对群落的物种多样性的影响是不同的，Conell等提出的中等干扰说（intermediate disturbance hypothesis）认为，群落在中等程度的干扰水平能维持高多样性。其理由是：①在一次干扰后少数先锋种入侵断层，如果干扰频繁，则先锋种不能发展到演替中期，使多样性较低；②如果干扰间隔时间长，使演替能够发展到顶级期，则多样性也不很高；③只有在中等程度的干扰，才能使群落多样性维持最高水平，它允许更多物种入侵和定居。

3．空间异质性：

环境的空间异质性：环境的空间异质性愈高，群落多样性也愈高。

植物群落的空间异质性：植物群落的层次和结构越复杂，群落多样性也就越高。如森林群落的层次越多，越复杂，群落中鸟类的多样性就会越多。

●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

●微食物网在海洋生态系统能流、物流中的重要作用

（一）在能流过程中的作用

◆与经典食物链共同构成完整的海洋生态系统能流结构

◆微食物网能流量在海洋生态系统能流量基础环节中占有很高的比例

◆异养微生物和超微型自养生物的生产力总和构成大部分海域能流的主要基础环

节

◆大部分海区的中型浮游动物仅直接消耗浮游植物总生产量的较少部分（不超过

1/3）。

（二）在物质循环中的作用

◆营养物质在微食物网中的更新很快

◆微食物网的消费者所产生的微细有机碎屑可长时间的滞留在真光层水体中，对

维持真光层的营养物质供应和稳定初级生产水平有很重要的意义。

◆微食物网产生的碎屑小颗粒在细菌作用下形成的微小有机凝聚体中有丰富的溶

解有机物、细菌和微型异养生物，是营养物质快速循环的活性中心。

●有机物质的分解过程

分解包括可溶性物质的沥滤、微生物降解和异养生物消耗等一系列复杂过程，是由许多种生物反复的共同作用才能完成的。

沥滤、降解和被异养生物消耗是在整个分解过程起作用的，只不过在不同阶段其作用大小有差异而已。

（1）沥滤阶段：可溶性物质从碎屑中转移出来的一种形式

（2）分解阶段：微生物分泌各种酶来降解有机物

（3）耐蚀阶段：上一阶段尚未分解的有机物的降解过程，最后形成所谓海洋腐殖土。

●全球碳循环包括：

①生物的同化过程和异化过程，主要是光合作用和呼吸作用；

②大气和海洋之间的CO2交换；

③碳酸盐的沉积作用。

●以碳的生物地化循环为例说明海洋对CO2的净吸收机制

海洋对大气CO2的净吸收作用主要依靠海洋生物的生产、消费、传递沉降和分解等一系列生物学过程（称为生物泵）、各种含碳酸钙外壳或骨架的海洋生物死亡残体和形成的粪团沉降以及造礁珊瑚等吸收CO2形成碳酸钙沉积于海底来实现的。不同海域对大气CO2吸收（汇）与释放（源）格局研究表明，北大西洋是吸收CO2强烈的区域，而赤道太平洋是最大的连续CO2源区。

●根据本课程的学习，写出10个能概括出海洋生态学的前沿领域和研究热点的名词

分子生态学，海洋生态健康评价，赤潮，生物入侵，温室效应，厄尔尼诺，全球气候变化，生态进化，生态动力学，生物地化循环，生态模型

●海洋浮游生物有哪些适应于浮游生活的特点

（1）扩大个体表面积或结成群体增加浮力

①缩小体积，增大相对表面积

②具刺毛、突起等结构增大表面积：圆筛藻等

③结成群体增大浮力：骨条藻等（2）减轻比重增加浮力

①体内产生气体、油等比重轻的物质

②分泌胶质，形成胶质囊(海樽类)

③增加水分

④外壳和骨骼退化消失：有孔虫