海洋与海洋生物间的相互关系

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嘧啶二聚体
生物对光周期的适应
◎昼夜节律 ◎光周期现象
◎植物的光周期
◎动物的光周期
温度因子的生态作用及 生物的适应
☆温度因子的生态作用 ☆生物对极端温度的适应 ☆温度与生物的地理分布 ☆变温与温周期现象 ☆物候节律
☆休眠
温度因子的生态作用
◎温度与生物生长 ◎生物生长的“三基点” 每一种酶的活性都有它的最低温度最适温度最高温度 相应形成生物生长的“三基点” ◎一定温度范围内,生物的生长速率与温度成正比。 ◎温度与生物发育 ◎低温“春化”
从海面到深海海底的深度梯度

主要由于光照只能透入海洋的表层(最多不超 过200m),其下方只有微弱的光或是无光世 界。温度也有明显的垂直变化,底层温度很低 且较恒定,压力也随深度而不断增加,有机食 物在深层很稀少。
从沿岸到开阔大洋的水平梯度

从沿海向外延伸到开阔大洋的梯度主要涉及深 度、营养物含量和海水混合作用的变化,也包 括其他环境因素(如温度、盐度)的波动呈现 从沿岸向外洋减弱的变化 。
生物对极端温度的适应

生物对低温环境的适应 生物对高温环境的适应
生物对低温环境的适应

形态方面 生理方面
生物形态对低温环境适应
◎ 北极和高山植物的芽和叶片有油脂保护、芽具鳞片、 植物体表面有蜡粉和密毛、植物矮小并长呈匍匐、垫、 莲座状,有利于保温。
◎ 高纬度的恒温动物比低纬度的体型大。(个体大的动 物其单位体重散热量相对较少—Bergman规律)
☆直接作用和间接作用
☆阶段性作用
☆不可替代性和补偿作用
生态因子的限制性作用
☆ 限制因子: 限制生物生存和繁殖的关键性因 ☆Liebig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。 ☆Shelford耐性定律:生物的存在与繁殖,要依赖于某种 综合环境因子的存在,只要其中一项因子的量或质不 足或过多,超过某种生物的耐性极限或生态幅,则使 该物种不能生存,甚至灭绝。 ☆生态幅:每一个种对环境因子适应范围的大小,决定 于各个种的遗传特性。
生物对高温环境的适应
◎形态上植物:生有密绒毛和鳞片,过滤一部分阳光; 植物体呈白色、银白色,叶片发亮能反射大部分阳光; 叶片垂直排列使叶片折叠,减少光的吸收面积;生有 厚的木栓层具绝热和保护作用。 ◎行为上动物;夏眠、穴居、昼伏夜出等。 ◎生理上植物主要是降低细胞含水量,增加糖或盐的浓 度;其次靠旺盛蒸腾作用、反射红外线。


海水的组分
海水的溶解物质包括无机物、有机物和溶解气体。
海洋盐度分布
盐度对海洋生物的影响
海洋盐度分布
◎大洋表层水盐度变化不大(32~37),平均为35。 ◎纬度20~30海区较高。 ◎温带和两极海洋及热带海区的赤道带盐度较低。
原因不同:赤道带盐度较低,是由于大量降雨和风速减弱的缘故;
两极海水盐度较低是因为低温蒸发弱和极地的融冰。
“Marcet原则”(海水组成恒定性规律)
尽管大洋海水的盐度是可变的,但其主要组份的含量比例 却几乎是恒定的,不受生物和化学反应的显著影响,此即所谓 “Marcet原则”,或称海水组成恒定性规律。
半咸水或咸淡水:是海水和淡水混合而盐度下 降的海水称为半咸水或咸淡水。 ◎浅海区盐度较大洋的低,且波动范围也较大(27~30) ◎半封闭海区(如波罗的海)盐度则低于25。
◎河口区受淡水影响更为明显,盐度变化更大(0~30)。
超盐水:盐度超过40的海区的海水(如红海、热 带近岸泻湖)称为超盐水。
红海卫星图片
盐度对海洋生物的影响
◎盐度与海洋生物的渗透压
由于渗透压的不同和产生渗透作用,没有渗透调节机制的海 洋生物就可能出现细胞膨胀或产生质壁分离,从而出现代谢失调 甚至导致死亡。
表层流
海水在水平方向的流动有海流和潮流两种。
☆海流:在一年中,其流向几乎是恒定的,流速流量则
可以随季节变化。
☆潮流:其流速、流向在一天中有周期性改变。
海流
☆海流分类 ☆海流的生态作用
海流分类
海流按温度特征可分为寒流和暖流。
动物对水因子的适应
◎水生动物对水因子的适应(渗透压) ◎陆生动物对水因子的适应(湿度)
◎形态结构上的适应 (防止水分蒸发)
◎行为的适应(躲避等)
◎生理适应(体内具储水结构)
盐度因子的生态作用及生物的适应

盐度
盐度是海水总含盐量的度量单位,它的定 义是:当碳酸盐全部转化为氧化物,溴和碘已 为氯取代,所有有机物均已完全氧化时,1kg 海水中所含全部可溶性无机物的总质量(g), 或简单地定义为溶解于1kg海水中的无机盐总 质量(g)。
变温与温周期现象
◎变温与生物生长 种子萌发期 变温下大多数植物发芽较好如毒芹、草地早熟禾、鸭茅。
在恒温下与变温下发芽同样好的如胡萝卜、猫尾草、黑麦草
生长期 植物生长要求温度因子有规律的昼夜变化
◎变温与干物质积累
北方水果甜(昼夜温差)
◎物候节律
研究生物的季节性节律变化与环境季节变化关系的科学---物候学 动物的活动与休眠 动物的繁殖期与性腺静止期
◎恒温动物身体突出部分如四肢、尾巴、外耳等在低温 环境中有变小变短的趋势—(Allen)阿伦规律。 ◎恒温动物在寒冷季节增加毛、羽数量和质量或增加皮 下脂肪的厚度来提高身体隔热性能。
生物生理对低温环境适应
◎生活在低温环境中的植物通常以减少细胞的水分和增 加细胞中的糖类、脂肪和色素来降低冰点,增加抗寒 能力。 如鹿蹄草(Pirola)可使结冰温度下降到零下31度。 ◎动物靠增加体内产热量保持体温并增强御寒能力。
动物的定居与迁徙
◎休眠:生物的潜伏、蛰伏或不活动状态,是抵御不利环境的一种
有效的生理机制。
源自文库因子的生态作用
◎水是生物生存的重要条件 ◎水对动植物生长发育的影响
植物:“三基点”—最低、最高、最适;种子萌发。
动物:水分不足—滞育或休眠;周期性繁殖与水有关。
◎水对动植物数量分布的影响
地球降水不均匀—植被分布不同—动物种类不同
大洋区环境特点
1、空间广阔,垂直幅度大; 2、透明度大,呈现深蓝色; 3、化学成分稳定,盐度较高,营养成分较低; 4、生物种类和生物密度低; 5、理化性质在空间和时间上的变化不大。
大洋区分层
上层: 中层: 深层: 深渊层: 超深渊层: (图示)

水底环境

所有海底及高潮时海浪所能够冲击到的全部区域。 划分 潮间带: 潮下带: 深海带:
水生植物
◎水体环境的特点:弱光、缺氧、密度大、粘性 高、温度变化平缓、能溶解各种无机盐类。 ◎水生植物的特点(水生植物与陆生植物的本质 区别): 具发达的通气组织;机械组织不发达 甚至退化;叶片多分裂成带状、线且状很薄。
◎水生植物分类
沉水植物、浮水植物、挺水植物。
陆生植物
◎湿生植物:抗旱能力弱 ◎中生植物:具完整的保持水分平衡的结构和功能 ◎旱生植物:耐干旱
海洋环境的划分

水层环境 水底环境

水层环境
水平方向划分 近海带:又称沿岸区和近岸区。

大洋区:又称远洋区,占世界海洋的大 部分。
近海带及其特点
水平距离以200m等深线与大洋区为界。此处 一般是大陆架的边缘,同时大体上相当于水层 环境中真光带和无光带的界限。 特点:

1、盐度变化幅度较大,一般低于大洋; 2、理化因素具有季节性和突然性的变化; 3、营养元素和有机物质丰富; 4、生物种类和生物量大,生物多为广温性和广盐性; 5、是许多经济生物的产卵场、索饵场和栖息地。
海洋与海洋生物间的 相互关系
主要内容
第一节 海洋概论 第二节 海洋环境因素及其与海洋生物 间的相互关系

第一节 海洋概论

一、导论 二、海水特性及其对海洋生物生活的意义 三、世界大洋 四、中国海 五、海洋环境的划分
一、导论
地球的面积: 海洋的面积:
平均深度:
最大深度: 海洋体积:
紫外光杀生物的机理
细胞对光波的吸收谱线有一个规律,在 250~270nm的紫外线有最大的吸收,被吸收的 紫外线实际上作用于细胞遗传物质即DNA,它 起到一种光化作用,紫外光子的能量被DNA中 的碱基对吸收,使DNA分子中相邻的嘧啶形成 嘧啶二聚体,抑制DNA复制与转录等功能 。使 细菌当即死亡或不能繁殖后代,达到杀菌的目 的。
生态因子的生态作用及生物的适应
• 理化环境因素
• 海洋沉积物因素 • 生物性环境因素
理化环境因素
★光因子的生态作用及生物的适应 ★温度因子的生态作用及生物的适应
★水因子的生态作用及生物的适应
★盐度因子的生态作用及生物的适应
★表层流
★溶解气体
光因子的生态作用及生物的适应
☆光强的生态作用及生物的适应 ☆光质的生态作用及生物的适应
世界地图
马里亚纳海沟底 部计算机三维图
海与洋的区别

海是洋的边缘部分,隶属各大洋, 以海峡或岛屿与洋相通或相隔,面 积较小,约占海洋总面积的11% 离大陆近,深度较浅,一般在 2000m 以内 不具有独立的潮波系统和潮流系统

是地球上连续咸水水体的主体部分, 面积辽阔,远离大陆
水体深,一般在2000m 以上 具有独立的潮波系统和潮流系统
◎盐度与海洋生物的分布
◎狭盐性生物:对盐度变化很敏感,只能生活在盐度稳定的环境 中。深海和大洋中的生物,是典型的狭盐性生物。 ◎广盐性生物:对于海水盐度的变化有很大的适应性,能忍受海 水盐度的剧烈变化,沿海和河口地区的生物以及洄游性动物都属 于广盐性生物。例如弹涂鱼能生活在淡水中,也能生活在海水中, 这是它们长期适应不同盐度环境的结果。
生态因子
生态因子定义 生态因子作用的一般特征 生态因子的限制性作用 生态因子的生态作用及生物的适应

生态因子定义
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。包括温度、湿度、食物、氧气、二 氧化碳和其他相关生物等。
生态因子作用的一般特征
☆综合作用 ☆主导因子作用
☆生物对光周期的适应
光质的生态作用及生物的适应

不同光质对植物的光合作用、色素形成、向光性、形 态建成影响不同。光合作用的光谱范围只是可见光区。 可见光对动物生殖、体色、迁徙、毛羽更换、生长、 发育都有影响。 不可见光对生物的影响也有多方面
不可见光对生物的影响
昆虫对紫外光有趋光现象,草履虫则为避光反应。 ◎紫外光致死作用 ◎波长360nm开始杀菌 ◎波长340-240nm可使细菌、真菌、线虫卵及病毒停止 活动。 ◎波长200-300nm杀菌力强,能杀灭空气、水面及物体 表面的微生物。
深渊带:
超深渊带:
第二节 海洋环境因素及其与海洋 生物之间的相互关系
★环境的概念
☆广义的概念:是指某一特定生物体或生物群体以外的 空间,以及直接或间接影响该生物体或生物群体的一 切事物的总和。 ☆在生物科学中的概念:环境是指生物栖息地,以及直 接或间接影响生物生存和发展的各种因素。
☆在环境科学中的概念:人类是主体,环境是指围绕着 人群的空间以及其中可以直接或间接影响人类生活和 发展的各种因素的总和。
◎生物对水因子的适应
水是生物生存的重要条件
◎水是生物体的组成成分。 ◎水是很好的溶剂。 ◎水是生物新陈代谢的直接参与者。 ◎水是光合作用的原料。 ◎水有较大的比热,环境温度剧变时可缓和调节体温
◎水能使生物保持一定的状态,维持正常生活。
生物对水因子的适应
◎植物对水因子的适应 ◎水生植物 ◎陆生植物 ◎动物对水因子的适应
水文状况受大陆影响,各种环境因 子变化剧烈,并有明显的季节变化 沉积物多为陆相沉积
水文状况不受或很少受到大陆的影 响,相对比较稳定 沉积物多为海相沉积
海的分类
根据所处位置,可以分为:
边缘海、陆间海、内陆海、海湾、海峡等。
二、海水特性及其对海洋生物 生活的意义
1. 海水中的溶解物质(见表2-1,p11) ; 2. 海水的热学特性:热容量、蒸发潜能、比热容和 热导率; 3. 海水为微碱性缓冲溶液; 4. 海水的密度:是温度、盐度、压力的函数; 5. 海水的黏性:其实质是海水对流动的阻力,与温度、 盐度有关; 6. 海水的表面张力:随温度和盐度的升高而增大 。
五、海洋环境的划分

1、海洋具有三大环境梯度
(1)赤道到两极的纬度梯度 (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、海洋环境的划分
赤道到两极的纬度梯度

主要表现为赤道向两极的太阳辐射强度逐渐减 弱,季节差异逐渐增大,每日光照持续时间不 同,从而直接影响光合作用的季节差异和不同 纬度海区的温跃层模式。
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