赤潮-物理海洋
赤潮发生条件
赤潮发生条件赤潮是一种海洋生态灾害,由于大量的藻类在海水中繁殖而引起的。
赤潮的发生对海洋生态系统和人类社会都造成了巨大的影响,因此研究赤潮的发生条件对于预防和控制赤潮具有重要意义。
赤潮的发生与多种因素有关,包括气象、水文、物理、化学等因素。
以下是赤潮发生的主要条件:一、气象因素气象因素是赤潮发生的主要因素之一。
气象因素包括风、温度、湿度和降雨等因素。
赤潮的发生需要充足的阳光和适宜的温度,这是因为藻类需要阳光和热量来进行光合作用。
此外,风也是赤潮发生的重要因素,风可以带来营养物质和水流,为藻类的繁殖提供了条件。
二、水文因素水文因素也是赤潮发生的主要条件之一。
水文因素包括水温、盐度、水流、水深等因素。
藻类需要一定的水温和盐度才能繁殖,水流也可以带来营养物质和氧气,促进藻类的繁殖。
三、物理因素物理因素包括海水的透明度、混浊度、浮游生物的密度等因素。
赤潮的发生需要充足的光照,因此海水的透明度是影响赤潮发生的重要因素之一。
此外,浮游生物的密度也会影响赤潮的发生,高密度的浮游生物会为藻类提供充足的营养物质。
四、化学因素化学因素包括海水中的营养盐、有机物质、微量元素等。
赤潮的发生需要充足的营养物质,尤其是氮、磷等元素,这些元素可以促进藻类的繁殖。
此外,有机物质和微量元素也会对藻类的繁殖产生影响。
五、人类活动人类活动也是赤潮发生的重要因素之一。
人类活动会导致海洋环境的恶化,例如工业污染、农业污染、城市化等活动会导致海水中的营养盐、有机物质等增加,从而促进藻类的繁殖。
此外,人类活动还会导致海洋生物的种类和数量发生变化,从而影响赤潮的发生。
综上所述,赤潮的发生是一个复杂的过程,涉及到多种因素的相互作用。
为预防和控制赤潮的发生,需要综合考虑气象、水文、物理、化学等因素,并采取相应的措施,例如加强环境保护、控制排放、加强监测等。
只有这样才能有效预防和控制赤潮的发生,保护海洋生态系统和人类社会的健康。
赤潮基本知识
① 氮:合成藻体内蛋白质、核酸、叶绿素的基本元素;没有 N 的供给,细胞不能生长 ② 磷:细胞核酸与蓦地主要组分,同时又是高能化合物(ATP、ADP)的基本元素 ③ 硅:硅藻细胞外壳的主要成分,在缺乏入海径流补充硅或低硅背景的海湾,硅对赤潮
2
解释甲藻高值 Ks 的四种甲藻适应方式:营养重复迁移,混合营养趋势,化学他感作用的种 间竞争;互抑的抗捕食机制 营养重复迁移:甲藻能够通过垂直迁移从贫营养的区域到富营养的区域的营养行为特征,涉 及到众多的行为学、生理学、细胞学、种群动力学特征以及生境的性质,包括暗吸收能力、 生物钟机制等。这种行为方式的甲藻,具有更强的生存能力,具有较低的 Ks 与较高的 Vmax 的种有更强的竞争能力。 混合营养趋势:不只是利用无机营养盐的自养方式,甲藻还能够利用水体中溶解有机物或颗 粒态有机物进行异养行为,这种营养方式较之硅藻在寡营养条件下具有更强的竞争能力。大 约有半数的双鞭毛藻进行这种营养行为。 化学他感作用的种间竞争:藻毒素与藻类次生代谢他感物质在生物合成、化学性质、种间效 应上存在差异,藻毒素在种间竞争中及对食物链等具有影响。 互抑的抗捕食机制:很多鱼类幼虫以双鞭毛藻为食物,而双鞭毛藻具有抗捕食和致死鱼幼体 的他感物质。所以,在这里存在一种选择性的捕食压力。一些双鞭毛藻具有抵抗捕食的功能, 这些甲藻所产生的藻毒素的物理、化学结构及毒性效应作用机制上各位有特色。大量事实证 明,有害赤潮双鞭毛藻具有多样的抗捕食他感机制抵抗来自浮游动物、海洋生物幼体等各方 面的捕食压力,从而在生存竞争与食物网中特别是在赤潮现象的特殊环境中表现出强的竞争 能力。 七.有害赤潮生物的繁殖与孢囊 无性繁殖 有性繁殖 孢囊 八.典型有害赤潮的种群动力学 微型原甲藻 赤潮异弯藻 尖刺拟菱形藻 锥状斯克里普藻(锥状斯氏藻) 夜光藻 中肋骨条藻 长崎凯伦藻(长崎裸甲藻) 短凯伦藻
赤潮检测方法
赤潮检测方法一、引言赤潮是一种由海洋浮游生物大量繁殖引起的现象,会对海洋生态系统和人类健康造成严重影响。
因此,赤潮的检测方法显得尤为重要。
本文将介绍几种常见的赤潮检测方法。
二、物理检测法物理检测法是通过观察水体颜色变化来判断是否存在赤潮。
这种方法通常使用目视或遥感技术进行。
由于赤潮会使水体颜色变成红色或棕色,因此这种方法可以快速识别赤潮。
但是,这种方法只能确定赤潮是否存在,不能确定具体的赤潮类型。
三、化学检测法化学检测法是通过分析水样中特定化合物的含量来判断是否存在赤潮。
例如,硅藻产生硅酸盐,在硅酸盐含量较高时就可能发生硅藻赤潮。
因此,可以通过分析水样中硅酸盐的含量来判断是否存在硅藻赤潮。
此外,还可以通过分析其他有机化合物和无机元素的含量来确定不同类型的赤潮。
四、生物检测法生物检测法是通过观察水中的浮游生物来判断是否存在赤潮。
这种方法需要使用显微镜等设备,对水样中的浮游生物进行观察和鉴定。
不同类型的赤潮会产生不同的浮游生物,因此可以通过观察浮游生物来确定赤潮类型。
此外,还可以通过分析水样中的DNA序列来确定赤潮类型。
五、遥感检测法遥感检测法是通过卫星或飞机等远距离设备对海洋表面进行观测,以确定是否存在赤潮。
这种方法可以快速识别大范围内的赤潮,并提供高分辨率图像和数据。
但是,遥感技术也有其局限性,例如无法区分不同类型的赤潮。
六、综合应用以上几种方法各有优缺点,在实际应用时可以根据需要选择合适的方法进行综合应用。
例如,在初步判断存在赤潮后,可以使用化学检测法进一步确定具体的赤潮类型;在进行大范围监测时可以使用遥感技术辅助;在针对特定区域进行调查时可以使用生物检测法进行详细鉴定。
七、结论赤潮检测是保护海洋生态系统和人类健康的重要措施。
在实际应用中,可以根据需要选择合适的方法进行综合应用,以提高检测效率和准确性。
赤潮
LOGO
赤潮
1
2 3
概述
成因 危害 预防及治理
4
概述
定义
基本知识
典型特征
灾情
赤潮,又叫红潮,是一
种水华现象。是在特定 的环境条件下,海水中 某些浮游植物、原生动 物或细菌爆发性增殖或 高度聚集而引起水体变 色的一种有害生态现象。 赤潮是一个历史沿用名, 它并不一定都是红色。
基本知识
“赤潮”,被喻为“红色幽灵”,国际上
工农业废水和生活污水排入 海洋,其中相当一部分未经 处理就直接排入海洋,导致 近海、港湾富营养化程度日 趋严重。
海水的温度是赤潮发生的重
要环境因子,20—30℃是 赤潮发生的适宜温度范围。
· 海水养殖的自身污染亦是
诱发赤潮的因素之一
Diagram
破坏生态平衡
பைடு நூலகம்
破坏渔业和水产资源
危害
人类健康
危害
也称其为“有害藻华”,是海洋生态系统 中的一种异常现象。它是由海藻家族中的 赤潮藻在特定环境条件下爆发性地增殖造 成的。
典型特征
赤潮发生的原因、种类、和数量的不同,
水体会呈现不同的颜色,有红颜色或砖红 颜色、绿色、黄色、棕色等。
`
原因
人类活动 海水富营养化
生物
赤潮
海水温度 海水养殖
沿海地区人口的增多,大量
有害赤潮发生后,导致海洋食物链的 局部中断;有些赤潮生物分泌毒素被 海洋食物链中的某些生物摄入,会导 致中毒甚至死亡。 •这些赤潮破坏海洋生态结构
•这些赤潮生物的分泌物妨碍海洋鱼类、虾 类、贝类的正常呼吸而导致窒息死亡
• 含有毒素的赤潮生物被海洋生
物摄食后能引起中毒死亡;人 类食用含有毒素的海产品也会 导致食物中毒 •这些赤潮生物死亡后尸骸的分 解过程中要大量消耗海水中的 溶解氧,造成缺氧环境,引起 虾、贝类的大量死亡。
赤潮的处理方法
赤潮的处理方法赤潮是一种常见的海洋生态现象,它会对海洋生态系统造成严重的影响,甚至会对人类的健康和经济造成威胁。
因此,赤潮的处理方法一直是人们关注的焦点。
目前,针对赤潮的处理方法主要有以下几种。
一、物理处理方法物理处理方法是指通过物理手段来控制赤潮的发生和扩散。
这种方法主要包括水流控制、水深控制、水温控制等。
其中,水流控制是最常用的方法之一,它可以通过调整水流的方向和速度来控制赤潮的扩散。
水深控制则是通过调整水深来控制赤潮的生长和扩散。
水温控制则是通过调整水温来控制赤潮的生长和扩散。
这些方法都可以有效地控制赤潮的发生和扩散,但是它们的效果并不稳定,需要根据具体情况进行调整。
二、化学处理方法化学处理方法是指通过添加化学物质来控制赤潮的发生和扩散。
这种方法主要包括添加氧化剂、添加杀菌剂、添加营养物质等。
其中,添加氧化剂可以有效地控制赤潮的生长和扩散,但是它会对海洋生态系统造成一定的影响。
添加杀菌剂则可以杀死赤潮中的有害微生物,但是它会对海洋生态系统造成一定的影响。
添加营养物质则可以促进海洋生态系统的恢复,但是它也会对海洋生态系统造成一定的影响。
因此,化学处理方法需要谨慎使用,必须在科学研究的基础上进行。
三、生物处理方法生物处理方法是指通过利用生物体来控制赤潮的发生和扩散。
这种方法主要包括添加生物控制剂、添加天敌等。
其中,添加生物控制剂可以有效地控制赤潮的生长和扩散,但是它需要选用适合的生物控制剂,并且需要进行长期的观察和研究。
添加天敌则可以通过天敌的捕食来控制赤潮的生长和扩散,但是它需要选用适合的天敌,并且需要进行长期的观察和研究。
综上所述,赤潮的处理方法有很多种,每种方法都有其优缺点。
因此,在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的处理方法,并且需要进行长期的观察和研究,以确保处理效果的稳定和可持续性。
同时,我们也应该加强对赤潮的监测和预警,及时采取措施,以保护海洋生态系统的健康和稳定。
赤潮的具体概念
赤潮的具体概念赤潮是指海洋中水体突然大规模富营养化,导致海水变得浑浊,呈现红色或棕红色的现象。
这种现象是由海洋浮游植物,特别是一些藻类大量繁殖造成的。
赤潮通常在气温升高、光照充足、海水中有大量营养物质(如氮、磷等)并且环境稳定的条件下发生。
这些营养物质进入海洋来源主要有农业、工业、城市排污等。
在富营养化的海洋环境中,浮游植物生长迅速,形成大规模的藻类堆积,最终形成赤潮。
赤潮对海洋生态系统和人类社会都有重要影响。
首先,赤潮会导致海洋生态系统的失衡。
因为赤潮中的大量浮游植物会消耗水中的氧气,造成水体缺氧,导致其他生物无法生存。
此外,一些赤潮藻类还会释放毒素,对其他生物造成伤害甚至死亡。
例如,一些赤潮毒藻会产生麻痹性毒素,导致大量海洋生物死亡,对渔业和旅游业产生严重影响。
其次,赤潮还会对人类健康造成一定的威胁。
一些赤潮藻类产生的毒素会通过食物链进入人体,引起食物中毒。
特别是对于以贝类、鱼类等海产品为主要食物的人群,赤潮毒素的存在对他们的健康构成潜在威胁。
因此,当赤潮发生时,当地政府往往会发布有关海产品食用的警告,以保障公众的健康安全。
赤潮也对经济产生负面影响。
像上文提到的,赤潮会对渔业和旅游业产生巨大的影响。
由于赤潮导致海洋中的大量鱼类和贝类死亡,渔民的捕获量会大幅减少,降低了他们的收入。
此外,赤潮通常会导致海滩变得污染,有时会散发出难闻的气味,对旅游业造成不利影响。
因此,赤潮对当地经济和社会的稳定性都带来了不利影响。
为了减少赤潮的发生,需要采取一系列措施。
首先,减少废水和农业化肥的排放,以降低水中营养物质的浓度。
此外,加强海洋监测系统,及时发现和预警赤潮的发生,可以帮助相关部门采取措施进行处理。
对于已经发生的赤潮,可以采用物理、化学或生物方法进行控制和消除。
例如,使用氧气注入技术提高水体中的溶解氧,促进有益微生物的生长,降低赤潮物种的数量。
总之,赤潮是海洋中水体富营养化而产生的现象,对海洋生态系统和人类社会都带来了严重影响。
海洋灾害-赤潮
Chattonella,
Heterosigina
akashiwo 和 骨 条 藻
Skeletonema costatum 均 无 效 。 这 表 明 该 细 菌 对 Gymodinium nagaskiense的杀灭作用是专一的。
食菌蛭弧菌对赤潮消亡的作用
★ 蛭弧菌的分布自被发现后的大量研究表明它广泛分布于近海洋环 境,是以海洋微型生物为寄主的寄生菌,对水环境中的微型生物 寄主具有“高速碰撞、高速钻孔、高产量胞壁酸形成”等生物学 特性。
★Bratbak(1993)等研究表明:病毒在由海洋藻类Emiliania hualyi引 起的赤潮消亡过程中起着重要作用,他们在溶解细胞内和周围环 境发现游离态病毒颗粒和病毒类似颗粒的存在,同时,赤潮在消 退过程中伴随着病毒数量的增多。
★Nagasaki等也从日本Nomi海湾分离到一种病毒,这种病毒能够感 染赤潮引发种Heterosigma akashiwo,该病毒颗粒可以感染并裂 解两株H.akashiwo, 该病毒对H.akashiwo具有较高的特异性,不 会导致Chattonella antiqua, C.verruculosa, Fibrocapsa japonica 等 15 种 其 它 种 类 的 浮 游 植 物 细 胞 裂 解 。 而 且 , 三 株 从 日 本 Hiroshima 湾分离到的 Heterosigma akashiwo 具有对该病毒的抗 性,表明这种病毒并非种特异性而是具有株特异性。
赤潮的处理方法
赤潮的处理方法
近年来,随着人类活动的不断增加,海洋生态环境遭受了严重的破坏,其中最为突出的问题就是赤潮。
赤潮是一种由海洋浮游植物大量繁殖而引起的现象,会对海洋生态环境和人类健康造成极大的危害。
因此,如何有效地处理赤潮成为了一个亟待解决的问题。
处理赤潮的方法主要有以下几种:
一、物理处理法
物理处理法是指通过物理手段将赤潮浮游生物从海水中分离出来,常用的方法有过滤、沉淀、离心等。
这种方法处理赤潮的效果较好,但是需要大量的设备和能源,成本较高。
二、化学处理法
化学处理法是指通过添加化学药剂来杀灭赤潮浮游生物,常用的药剂有氯化铜、过氧化氢等。
这种方法处理赤潮的效果较快,但是会对海洋生态环境造成一定的污染,同时也会对其他生物造成伤害。
三、生物处理法
生物处理法是指通过引入一些天敌来控制赤潮浮游生物的数量,常用的天敌有海洋浮游动物、细菌等。
这种方法处理赤潮的效果较为温和,不会对海洋生态环境造成污染,但是需要一定的时间来达到效果。
四、综合处理法
综合处理法是指将多种处理方法结合起来,通过物理、化学、生物等多种手段来处理赤潮。
这种方法处理赤潮的效果最好,但是需要投入大量的人力、物力和财力。
处理赤潮是一项复杂而艰巨的任务,需要我们共同努力。
我们应该加强对海洋生态环境的保护,减少人类活动对海洋环境的破坏,同时也要积极探索更加有效的赤潮处理方法,为保护海洋生态环境和人类健康做出贡献。
赤潮-物理海洋
赤潮-物理海洋海洋生态系统动力学与模型内容提要序言作者简介内容提要近几年来,海洋生态动力学已从过去传统的对生物过程的描述发展成为多学科交叉的边缘学科。
本书从动力学的角度出发,对海洋中物理、生物、化学、地质的相互作用过程进行了较为系统的描述。
深入浅出地介绍了海洋生态系统研究的动力学理论和基础,并对物理与生物耦合模型建立过程中所出现的理论问题进行了科学的分析和论证。
书中内容主要来源于作者在美国大学给研究生的授课讲义和近年来从事浅海动力学和海洋生态动力学研究的成果,并引入和介绍了过去十几年内全球性重大交叉学科--生态学研究的发现。
本书的第1~5章可作为物理海洋、海洋生物、水产、海洋地质专业高年级本生和研究生的教材,第6~7章可作为博士研究生的专题讲座教材。
对从事海洋科学研究的学者而言,本书也是一本很有价值的参考书或工具书。
序言海洋生态系统动力学的发展过程从很大的程度上概括了海洋学研究的历史。
人们对海洋的兴趣可以追溯到公元前四世纪海洋生物的观测开始。
由于中国人指南针的发明传到欧洲,促进了全球,尤其是欧洲航海业的发展,从而产生了十五至十六世纪海洋探险的高潮。
海洋学的发展正是在海上探险过程中人们对海洋地理、海洋潮汐、环流、生物知识需要日益增长的过程中发展起来的。
那时的海洋学只是一门以观测为主的描述性科学。
一个系统的现代海洋学的建立是在十九世纪中期。
它与初期海洋探险最大的区别在于建立了系统的观测方法和资料的收集以及分析手段。
现代海洋学从建立的初期开始就已经决定了它的性质:物理、生物、化学、地质交叉的综合应用科学。
随着对海洋系统观测所揭示出的海水运动,生物种群、地质地貌和海水成分的现象日益增多,海洋学家们不再满足于对现象直观描述性的理解,从而开始了对各种过程机理的研究和探讨。
由于海洋中各种自然现象过程的复杂性以及观测和试验手段的落后,人们逐渐地认识到多学科的综合研究必须基于对各种现象自身内部的了解。
由此,海洋学的各门学科:物理海洋学,海洋生物学,海洋化学,海洋地质学以及海洋生态学就是在此背景下发展起来的。
赤潮
赤潮(红潮)定义1:海洋中一些微藻、原生动物或细菌在一定环境条件下爆发性增殖或聚集达到某一水平,引起水体变色或对海洋中其他生物产生危害的一种生态异常现象。
应用学科:海洋科技(一级学科)定义2:因海洋中的浮游生物爆发性急剧繁殖造成海水颜色异常的现象。
应用学科:生态学(一级学科);污染生态学(二级学科)定义3:海洋中一些浮游生物暴发性繁殖引起水色异常现象。
应用学科:水产学(一级学科);渔业环境保护(二级学科)赤潮的简介“赤潮”,被喻为“红色幽灵”,国际上也称其为“有害藻华”,赤潮又称红潮,是海洋生态系统中的一种异常现象。
它是由海藻家族中的赤潮藻在特定环境条件下爆发性地增殖造成的。
海藻是一个庞大的家族,除了一些大型海藻外,很多都是非常微小的植物,有的是单细胞植物。
根据引发赤潮的生物种类和数量的不同,海水有时也呈现黄、绿、褐色等不同颜色。
一是大量赤潮生物集聚于鱼类的鳃部,使鱼类因缺氧而窒息死亡 二是赤潮生物死亡后,藻体在分解过程中大量消耗水中的溶解氧,导致鱼类及其它海洋生物因缺氧死亡,同时还会释放出大量有害气体和毒素,严重污染海洋环境,使海洋的正常生态系统遭到严重的破坏 三是鱼类吞食大量有毒藻类。
赤潮发生后,除海水变成红色外,同时海水的pH值也会升高,粘稠度增加,非赤潮藻类的浮游生物会死亡、衰减;赤潮藻也因爆发性增殖、过度聚集而大量死亡。
赤潮是在特定环境条件下产生的,相关因素很多,但其中一个极其重要的因素是海洋污染。
大量含有各种含氮有机物的废污水排入海水中,促使海水富营养化,这是赤潮藻类能够大量繁殖的重要物质基础,国内外大量研究表明,海洋浮游藻是引发赤潮的主要生物,在全世界4000多种海洋浮游藻中有260多种能形成赤潮,其中有70多种能产生毒素。
他们分泌的毒素有些可直接导致海洋生物大量死亡,有些甚至可以通过食物链传递,造成人类食物中毒。
目前,世界上已有30多个国家和地区不同程度地受到过赤潮的危害,日本是受害最严重的国家之一。
赤潮基本知识
解释甲藻高值 Ks 的四种甲藻适应方式:营养重复迁移,混合营养趋势,化学他感作用的种 间竞争;互抑的抗捕食机制 营养重复迁移:甲藻能够通过垂直迁移从贫营养的区域到富营养的区域的营养行为特征,涉 及到众多的行为学、生理学、细胞学、种群动力学特征以及生境的性质,包括暗吸收能力、 生物钟机制等。这种行为方式的甲藻,具有更强的生存能力,具有较低的 Ks 与较高的 Vmax 的种有更强的竞争能力。 混合营养趋势:不只是利用无机营养盐的自养方式,甲藻还能够利用水体中溶解有机物或颗 粒态有机物进行异养行为,这种营养方式较之硅藻在寡营养条件下具有更强的竞争能力。大 约有半数的双鞭毛藻进行这种营养行为。 化学他感作用的种间竞争:藻毒素与藻类次生代谢他感物质在生物合成、化学性质、种间效 应上存在差异,藻毒素在种间竞争中及对食物链等具有影响。 互抑的抗捕食机制:很多鱼类幼虫以双鞭毛藻为食物,而双鞭毛藻具有抗捕食和致死鱼幼体 的他感物质。所以,在这里存在一种选择性的捕食压力。一些双鞭毛藻具有抵抗捕食的功能, 这些甲藻所产生的藻毒素的物理、化学结构及毒性效应作用机制上各位有特色。大量事实证 明,有害赤潮双鞭毛藻具有多样的抗捕食他感机制抵抗来自浮游动物、海洋生物幼体等各方 面的捕食压力,从而在生存竞争与食物网中特别是在赤潮现象的特殊环境中表现出强的竞争 能力。 七.有害赤潮生物的繁殖与孢囊 无性繁殖 有性繁殖 孢囊 八.典型有害赤潮的种群动力学 微型原甲藻 赤潮异弯藻 尖刺拟菱形藻 锥状斯克里普藻(锥状斯氏藻) 夜光藻 中肋骨条藻 长崎凯伦藻(长崎裸甲藻) 短凯伦藻
受控于个体细胞的遗传基础;但是外界条件诸如营养水平、特殊辐射、小生境适应等,也 都直接影响着细胞生长) ⑴分为迟滞期、指数期、稳定期和衰亡期 ⑵一般说来,赤潮生物白天生长夜晚分裂 ② 种群生长(基于细胞生长率并且构成赤潮单元)(影响种群生长的因素与影响细胞生长 的因素并不是完全一样,e.g.捕食和水平对流等能直接影响种群生长率但对细胞生长率 却没有直接影响;营养盐直接影响细胞生长率却对种群生长率没直接作用) ⑴就一个种来说,种群生长率一般低于细胞生长率。 ⑵对于种群生长来说,细胞分裂特征和速率有重要作用 ③生长:一是细胞个体增大;二是细胞种群生长; ④细胞分裂的两个阶段:首先,细胞通过光和作用和自身代谢来实现个体生长,在细胞不断 增大的基础上细胞分裂而达到种群增长。 ⑤细胞生长率:单位时间内细胞的分裂次数,直接关系到种群生长 从细胞生理学来讲,高生长率在甲藻中也是存在的,所以在研究甲藻赤潮时,不仅有因为物 理海洋学作用或者因为捕食者的减弱而发生,也因为有细胞高速生长而引发。 ⑥营养要求---Ks 值 赤潮在富营养条件和寡营养生境中都可以发生 寡营养生境赤潮:发生在有温跃层的地方,通常海洋温越层下部较深的海域海水营养比较丰 富 外界营养条件决定了细胞营养吸收率和生物量,从而影响到细胞种群以及群落的生长率。 细胞水平的营养要求符合 Monod 公式的规律:V=Vmax×S/(Ks+S)其中:V 代表营养吸 收速率,Vmax 代表最大吸收速率,S 为底物浓度,Ks 是半饱和常数或称亲和系数。 细胞在稳定的环境中吸收率取决于外界营养条件,而在低浓度的营养条件下,细胞的生长决 定于细胞体内的营养浓度。 对于一种有害的赤潮生物来说,是否由于在外界营养条件下单种细胞迅速增殖而引起赤潮, 涉及到细胞的短期营养摄入行为、营养储存,以及周围水团所能够提供的营养水平等复杂动 力学过程,在对这种细胞营养要求与周围水环境营养条件的研究中,Monod 公式中的两个 参数:Vmax 和 Ks 是至关重要的。 据浮游植物的营养特点,其营养方式可分为三种:亲和策略,生长策略和储存策略 生长策略:该类浮游植物有不断增大的 Vmax,表现为短期高速增长,极大限度的利用环境 条件所提供的营养水平,在竞争中占绝对优势,它要求浮游植物中有大于其他任何种的 Vmax,但是对于目前所研究的甲藻赤潮种来说,该机制并不成立。 储存策略: 在体内建立营养库以备将来之需,这种能力在寡营养的生境中具有优势。 亲和策略:研究最多的。 Ks 被作为一种衡量浮游植物在低营养水平条件下的潜在竞争能力 的指数,通常认为在低营养水平下,Ks 低的种较 Ks 高的种具有较高的竞争能力。一般情况 下,硅藻较甲藻具有更高的 Ks 值;环境扰动、营养盐的升高和高的 Ks 值是同时出现的。 相反,稳定而寡营养的环境与低 Ks 共存。但是从浮游植物对 NH4、NH3、PO4 的 Ks 值来 看,对这三种主要营养要求,最大的 Ks 值均出现在甲藻。显然 Ks 作为一种指标尚待进一 步研究。
赤潮——凶猛的海洋生态灾害
赤潮——凶猛的海洋生态灾害高晓华江苏省南菁高级中学214400赤潮是海洋中的某些浮游植物、原生动物或细菌爆发性增殖或高度聚集而引起水体变色的一种有害生态现象。
所谓赤潮是一个历史沿用名,它并不一定都是红色,实际上是许多赤潮的统称。
海水颜色变化出现红色、绿色、黄色、棕色等异常的现象,甚至还可能出现无颜色的赤潮,如膝沟藻、裸甲藻、梨甲藻等。
总之,赤潮是一种比较严重的海洋生态灾害。
内陆的湖泊、河流也可能发生赤潮生物疯长而引起水华(淡水中为水华,海洋中则为赤潮)。
那么赤潮究竟有哪些危害,又是怎样产生的呢?一、赤潮的危害赤潮的发生不仅严重威胁海水养殖业、海洋渔业资源,恶化海洋环境破坏海洋生态平衡,损害滨海旅游业,而且人类还可能因为食用被赤潮生物毒素污染的海产品而中毒,甚至死亡。
因此,赤潮已成为世界沿海国家面临的一种严重的海洋环境问题。
同时也是内陆地区湖泊、河流等重要的环境污染问题。
赤潮的危害具体来说表现在以下几个方面:危害1、赤潮发生时,大量赤潮生物能遮蔽照射到水下的阳光,影响海洋植物的光合作用,进而影响甚至破坏海洋生态系统食物链的正常运行。
危害2、有些赤潮生物还能分泌黏液或在死亡分解后产生黏液,这些黏液和带黏液的赤潮生物,可以粘附在海洋动物的鳃上,妨碍海洋动物的滤水或呼吸过程,导致鱼类等海洋生物窒息死亡。
危害3、赤潮生物的大量繁殖和赤潮生物死亡时的分解,能消耗大量游离的氧,使水体缺氧,极易造成海洋生物窒息死亡。
危害4、有些赤潮生物(如:甲藻)还能释放毒素,毒死其它生物,直接影响海洋生物的生存。
危害5、赤潮生物死亡分解还会影响水体的酸碱度和光照度,影响海洋生物的生理活动,导致生物种群和结构的改变。
因此赤潮已成为世界沿海国家所面临的一种严重的海洋环境问题。
已成为一种世界性的公害,美国、日本、中国、加拿大、法国、瑞典、挪威、菲律宾、印度、印度尼西亚、马来西亚、韩国、香港等30多个国家和地区赤潮发生都很频繁。
联合国已经于1990年把赤潮列为当时世界三大近海污染问题之一。
赤潮是什么赤潮成因原理.
赤潮是什么_赤潮成因原理2018-01-08导语:赤潮(akashiwo,red tide,red water, dis-colored water)又名红潮,是一种水华现象。
它是海洋灾害的一种,是指是在特定的环境条件下,海水中某些浮游植物、原生动物或细菌爆发性增殖或高度聚集而引起水体变色的一种有害生态现象。
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它是由海藻家族中的赤潮藻在特定环境条件下爆发性地增殖造成的。
海藻是一个庞大的家族,除了一些大型海藻外,很多都是非常微小的植物,有的是单细胞植物。
根据引发赤潮的生物种类和数量的不同,海水有时也呈现黄、绿、褐色等不同颜色。
一是大量赤潮生物集聚于鱼类的鳃部,使鱼类因缺氧而窒息死亡二是赤潮生物死亡后,藻体在分解过程中大量消耗水中的溶解氧,导致鱼类及其它海洋生物因缺氧死亡,同时还会释放出大量有害气体和毒素,严重污染海洋环境,使海洋的正常生态系统遭到严重的破坏。
三是鱼类吞食大量有毒藻类。
四是有些藻类可分泌有毒物质使水体污染导致鱼类死亡赤潮发生后,除海水变成红色外,同时海水的pH值也会升高,粘稠度增加,非赤潮藻类的浮游生物会死亡、衰减;赤潮藻也因爆发性增殖、过度聚集而大量死亡。
赤潮是在特定环境条件下产生的,相关因素很多,但其中一个极其重要的因素是海洋污染。
大量含有各种含氮有机物的废污水排入海水中,促使海水富营养化,这是赤潮藻类能够大量繁殖的重要物质基础,国内外大量研究表明,海洋浮游藻是引发赤潮的主要生物,在全世界4000多种海洋浮游藻中有260多种能形成赤潮,其中有70多种能产生毒素。
他们分泌的毒素有些可直接导致海洋生物大量死亡,有些甚至可以通过食物链传递,造成人类食物中毒。
目前,世界上已有30多个国家和地区不同程度地受到过赤潮的危害,日本是受害最严重的国家之一。
赤潮
• 海水富营养化: 由于城市工业废水和生活污水大量排入海中, 使 营 养物质在水体中富集, 造成海域富营养化 , 此时, 水域中 氮、磷 等营养盐类和铁、锰等微量元素以及有机化合物的 含量大大增加, 促进赤潮生物的大量繁殖。 • 海水养殖的自身污染 :养殖废水的影响:不合理养殖方式, 使养 殖水体中剩余 饵料大大增加。养殖鱼、虾、贝类等的排泄物中 含有大量溶解性营养物质, 如氨、尿素等, 也以养殖废水 的形式排 入周围水体。养殖废弃物的影响: 海水养殖产生大量有机碎 屑、 动植物残体和其他有机体, 这些物质可以被微生物分 解, 释放出维 生素和其他微量有机物,
• 滤 食性贝类和浮游动物。
预防:
• 加强对工业废水排放的处理,使其 达标后再排放入海; • 加强生活污水和城镇、市政 废水的处理,降低营养物的排放含量, 防止生活 污水的有机污染; • 合理开发浅海与滩涂的养殖 业,控制海水养殖密度与养殖总量, 限定海水养 殖的投饵量,减少养殖废水的污染 • 严格控制船 舶在航运过程中各类污水的排放,加强对压舱水 的 监控和研究
对海洋生态系统的影响
• 有毒赤潮藻种产生的毒素能够经由海洋食物链传递到 较高营养级, 导致高营养级海洋生物中毒和死亡 。 • 无毒赤潮也会危害海洋生态系 统 , 在赤潮藻种达到一定密度之后 , 会降低光线透过率 , 影响海草床或珊瑚礁 。而且 , 在大规模赤潮 消退之后 , 死亡的藻细胞向下沉降 , 造成底层溶解氧的消耗 , 使海 底出现低氧甚至无氧区, 威胁底栖生物的生存
化学:
• ,利用药剂 (如硫 酸铜和缓释铜离子除藻剂、臭氧、二氧化氯 以及 新洁尔灭、碘伏、异噻唑啉酮等有机除藻剂) 对 藻类细胞 产生的破坏作用和抑制生物活性来进行 杀灭、控制赤潮生物,化 学药剂在使用过程中极 易造成局部浓度过高而危害渔业,同时在 海水的 波动下迁移转化太快,药效的持久性差,也易引 起二次 污染,有机化合物在淡水除藻中具有药力 持续时间长、对非赤潮 生物影响小等优点
赤潮的治理方法
赤潮的治理方法赤潮,这个海洋生态系统中的“不速之客”,给海洋环境、渔业资源以及人类健康都带来了不小的威胁。
那什么是赤潮呢?简单来说,赤潮就是海洋中某些浮游生物大量繁殖、聚集,使得海水变色的现象。
它的出现往往伴随着海水水质恶化、海洋生物死亡等问题。
为了守护我们的蓝色家园,治理赤潮势在必行。
下面咱们就来聊聊赤潮的治理方法。
物理治理方法是治理赤潮的常见手段之一。
其中,围栏和回收是一种较为直接的方式。
通过在赤潮发生区域设置围栏,将赤潮生物集中起来,然后进行回收处理,可以在一定程度上减少赤潮生物的数量。
还有一种方法是用机械装置进行过滤和分离。
这种方法就像是给海水做“过滤”,把赤潮生物从海水中分离出来。
不过,物理治理方法通常需要耗费大量的人力、物力和财力,而且在大面积赤潮发生时,操作起来难度较大。
化学治理方法也是“武器”之一。
比如使用化学药剂来杀灭赤潮生物。
但这种方法需要特别谨慎,因为化学药剂在杀灭赤潮生物的同时,也可能对海洋中的其他生物造成伤害,甚至影响整个海洋生态系统的平衡。
而且,化学药剂还可能在海水中残留,带来长期的潜在危害。
相比之下,生物治理方法就显得更为“温和”和可持续。
一种常见的生物治理方式是利用海洋中的微生物来抑制赤潮生物的生长。
有些微生物能够分泌一些物质,对赤潮生物的繁殖起到抑制作用。
此外,投放一些以赤潮生物为食的海洋动物,比如某些贝类和鱼类,也能在一定程度上控制赤潮生物的数量。
但生物治理方法通常需要较长的时间才能见到效果,而且对于投放的生物种类和数量需要进行严格的评估和控制,以免引发新的生态问题。
除了以上这些方法,预防赤潮的发生也是治理工作的重要一环。
这就需要加强对海洋环境的监测和管理。
通过建立完善的监测体系,及时掌握海洋水质、营养盐含量等指标的变化,一旦发现异常,能够迅速采取措施进行干预。
同时,要严格控制陆源污染物的排放,减少农业化肥、工业废水等进入海洋。
加强对沿海养殖业的管理,避免过度养殖导致的水体富营养化。
赤潮
潮 个
海监飞机、海监船舶和岸基站等多种手段对赤潮发生发生发展动态。
由于中国近海范围和面积很大,很难从地面对赤潮进行全方位 的监测,目前更有效的监测手段是利用卫星遥感技术从太空对海 洋水色进行分析,从而掌握赤潮发生和发展的情况。
赤潮预报预测
经过近些年的发展,国内外赤潮预报预测技术有了很大的 进展。目前主要的预报预测技术大体分为三类: 经验预测法。其中包括赤潮发生气象条件预测法,海洋物理、 化学和生态因子预测法。 统计预测法。包括主成分分析法,判别分析法,逐步回归法, 天气形势典型场预报法。人工神经网络预测法等。 数值预测法。数值预测法是根据有害赤潮发生机理,通过各种 物理-化学-生物耦合生态动力学模型模拟赤潮发生、发展、高 潮、维持和消亡的整个过程,从而对有害赤潮进行预测的方法。
数值模型预测的赤潮海洋环境条件
什么是赤潮
所谓赤潮就是海洋浮游植物或浮游动物爆发性增殖引起海水变 色的一种现象。
我国赤潮灾害状况
我国沿海赤潮发生发现次数由偶发性、短暂性,逐渐发展为近
年来的频发性和持续性。
20世纪70年代中国海域(不包括台湾省)有记录的赤潮为9次,
80年代上升到29次,90年代后,日趋严重。
进入21世纪以来,平均每年发现赤潮90次,发现面积约17,500
平方公里。
1998年3 ~4月,广东珠江口和香港海域发生持续30多天的大面
积赤潮。
1998年8 ~10月,渤海赤潮历时71天,面积最盛时达10,000平
方公里,经济损失达5.6亿元人民币。
典
赤潮监视监测
型
赤
我国已在全国重点海域建立了33个赤潮监控区,其中北海11个, 东海13个,南海9个,开展高频率、高密度的监视监测。 在赤潮多发期(每年4月至10月)及频发海域,利用海洋卫星、
赤潮阅读答案赤潮阅读理解
《赤潮阅读答案:赤潮阅读理解》摘要:有些赤潮生物会分泌出粘液粘鱼、虾、贝等生物鳃上妨碍呼吸导致窒息死亡,⑤赤潮治理方法有工程物理方法、化学方法及生物学方法,主要介绍了赤潮特、产生原因、危害以及治理方法赤潮又名红潮是种水华现象它是海洋灾害种这《赤潮》将我们讲赤潮危害及治理方法下面由编带赤潮答案希望对有助!赤潮材①人类早就有赤潮相关记如《旧约出埃及记》就有关赤潮描述河里水都变作血,河也腥臭了埃及人就不能喝这里水了日早腾原代和镰代就有赤潮方面记83836年达尔《贝格尔航海记录》记了巴西和智利近海面发生束毛藻引发赤潮事件据国早000多年前就发现赤潮现象些古献里已有些有关赤潮方面记如清代蒲松龄《聊斋志异》就形象地记了与赤潮有关发光现象②赤潮是特定环境条件下海水某些浮游植物、原生动物或细菌爆发性增殖或高聚集而引起水体变色种有害生态现象赤潮是历史沿用名它并不定都是红色它是许多赤潮统称赤潮发生原因、种类、和数量不水体会呈现不颜色有红颜色或砖红颜色、绿色、黄色、棕色等值得指出是某些赤潮生物如膝沟藻、裸甲藻、梨甲藻等引发赤潮并不引起海水呈现任何特别颜色③赤潮是种然现象也是人因素引起随着现代化工农业生产迅猛发展沿海地区人口增多量工农业废水和生活污水排入海洋其相当部分处理就直接排入海洋导致近海、港湾富营养化程日趋严重由沿海开发程增高和海水养殖业扩也带了海洋生态环境和养殖业身污染问题;海运业发展导致外有害赤潮种类引入;全球气候变化也导致了赤潮频繁发生④目前赤潮已成种世界性公害美国、日、国、加拿、菲律宾、印、印尼西亚、韩国、香港等30多国和地区赤潮发生都很频繁赤潮发生不仅给近海养殖业造成了巨损失还会破坏海洋正常生态结构破坏海洋生物正常生产程从而威胁海洋生物生存有些赤潮生物会分泌出粘液粘鱼、虾、贝等生物鳃上妨碍呼吸导致窒息死亡含有毒素赤潮生物被海洋生物摄食能引起毒死亡人类食用含有毒素海产品也会造成类似另外量赤潮生物死亡尸骸分程要量消耗海水溶氧造成缺氧环境引起虾、贝类量死亡⑤赤潮治理方法有工程物理方法、化学方法及生物学方法物理法有种国际公认撒播粘土法利用粘土微粒对赤潮生物絮凝作用除赤潮生物化学除藻法是利用化学药剂对藻类细胞产生破坏和抑制生物活性方法进行杀灭控制赤潮生物具有见效快特但使用程极易造成局部浓高而危害渔业且药效持久性差生物学方法治理赤潮办法主要是有是以鱼类控制藻类生长;二是以水生高等植物控制水体富营养盐以及藻类;三是以微生物控制藻类生长这是利用微生物易繁殖特它是是生物控藻里有前途种方式赤潮题目主要从哪些方面介绍了赤潮?什么说赤潮是种然现象也是人因素引起 ?3作者说目前赤潮已成种世界性公害结合全说说它世界性公害具体表现什么地方?①段介绍了人类对赤潮认识由已久作者写这些有什么作用?赤潮答案主要介绍了赤潮特、产生原因、危害以及治理方法(分)赤潮产生是海水某些浮游植物、原生动物或细菌爆发性增殖或高聚集而引起水体变色种有害生态现象因它是种然现象(分)因工农业污水和生活污水排放导致近海区域富氧化程日益加剧;海洋开发和海洋养殖业导致海水身污染海运业发展引入了外赤潮因赤潮产生也有人因素(分)3世界性公害主要表现是世界许多国和地区都频繁发生赤潮;二是赤潮破坏了海洋生态结构从而影响了全球共有海洋生态系统(每分)方面说明赤潮现象由已久引发者思考吸引者;方面也说明工农业不发达也产生赤潮它是种然现象(每分)。
形成赤潮的原因是什么
形成赤潮的原因是什么
导致有害赤潮形成的原因非常复杂,在不同时间、地点发生有害赤潮的成因也各不相同。
促使有害赤潮形成的原因大致有生物因素、化学因素和物理因素三类。
形成赤潮的原因是什么?东海仍为中国赤潮的高发区,较大面积赤潮集中在长江口外、浙江中南部和福建沿海海域。
赤潮的形成原因有哪些:
1、适宜的水温和盐度。
不同海区的不同类型赤潮爆发对温盐的要求各不相同,一般在表层水温的突然增加和盐度降低时,会促进赤潮的发生。
在水体交换弱的封闭海湾,赤潮一般发生于雨过天晴之后。
2、合适的海流作用和天气形势。
一般在海潮流缓慢、水体交换弱、天气形势稳定、风力较小、湿度大、气压低、阳光充足时,易发生赤潮。
海流、风有时能使赤潮生物聚集在一起,沿岸的上升流可以将含有大量营养盐物质的下层水带到表层,为赤潮的发生提供必要的物质
条件。
如果风力适当,风向适宜的话,就会促进赤潮生物的聚集,从而易形成赤潮。
3、海域水体的富营养化。
随着沿海地区工农业发展和城市化进程加快,大量含有有机质和丰富营养盐的工农业废水和生活污水排入海洋,造成进岸海域的水体富营养化,污染物不容易被稀释扩散,因此这些地区是赤潮多发区。
海水养殖密度高的区域由于自身污染也往往存在水体的富营养化,形成赤潮的可能性较大。
4、海域中存在赤潮生物种源。
海洋中有330多种浮游生物能形成赤潮,有毒的种类大约有80多种,目前在中国沿海海域的赤潮生物约有150种。
感谢大家的收看,今天的海洋灾害小知识讲座到此结束,赤潮的形成与对人类的危害有哪些?下期讲座精彩呈现。
赤潮的成因
化学方法 喷洒硫酸铜、过氧化氢等化学药品以杀灭赤 潮生物。 利用粘土矿物对赤潮生物的絮凝作用和矿物 中铝离子对赤潮生物细胞的破坏作用,来消除赤 潮。
生物方法 针对不同赤潮生物,大量引进其“天敌”,如
某些鱼类、浮游动物等,通过摄食,达到消除赤
2)营养盐和毒素水平的相关性
3)赤潮信息管理系统及数据挖掘技术在赤潮预报
中的应用研究
4)麻痹性贝毒受体结合检测法的建立与应用
5)有害赤潮藻的快速鉴别和计数技术研究
6)主要赤潮频发区富营养化和有害赤潮研究
7)有害藻的致毒机制及毒素分类 8)赤潮灾害卫星遥感业务化监测
9)赤潮藻的培养生物学和分类学研究
贝毒中毒事件沿海国家时有发生。 1986年12月 1日,我省东山县曾发生一起严重的贝毒中毒事件。 海边群众因采食当地受有毒裸甲藻赤潮毒化的菲律 宾蛤仔而造成136人中毒,其中1人死亡。 1988年,秘鲁西部海域发生大面积赤潮、当地居 民因误食被有毒赤潮生物污染的鱼类和贝类,有上 千人中毒,数十人死亡。
船舶定点监测
生物要素:赤潮生物种类,细胞密度和优势度,叶 绿素a,赤潮毒素、贝毒,沉积物中微生物 水文要素:水温、水色、透明度,海流流速、流向, 海浪 气象要素:风速、风向、气温、气压,天气现象 化学要素:pH值、硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐、磷酸 盐、溶解氧、化学需氧量、盐度、硅酸盐、石油 烃、铁、锰、维生素B12 、维生素B1 ,底泥孢囊, 沉积物有机质
出了产毒细菌。表明与产毒甲藻共存的细菌有的可 以产生麻痹性贝毒。到目前为止,只有Kodama实验 组成功分离了产毒细菌。
麻痹性贝毒究竟是由甲藻本身产生还是由甲藻 的共生细菌产生?
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赤潮-物理海洋海洋生态系统动力学与模型内容提要序言作者简介内容提要近几年来,海洋生态动力学已从过去传统的对生物过程的描述发展成为多学科交叉的边缘学科。
本书从动力学的角度出发,对海洋中物理、生物、化学、地质的相互作用过程进行了较为系统的描述。
深入浅出地介绍了海洋生态系统研究的动力学理论和基础,并对物理与生物耦合模型建立过程中所出现的理论问题进行了科学的分析和论证。
书中内容主要来源于作者在美国大学给研究生的授课讲义和近年来从事浅海动力学和海洋生态动力学研究的成果,并引入和介绍了过去十几年内全球性重大交叉学科--生态学研究的发现。
本书的第1~5章可作为物理海洋、海洋生物、水产、海洋地质专业高年级本生和研究生的教材,第6~7章可作为博士研究生的专题讲座教材。
对从事海洋科学研究的学者而言,本书也是一本很有价值的参考书或工具书。
序言海洋生态系统动力学的发展过程从很大的程度上概括了海洋学研究的历史。
人们对海洋的兴趣可以追溯到公元前四世纪海洋生物的观测开始。
由于中国人指南针的发明传到欧洲,促进了全球,尤其是欧洲航海业的发展,从而产生了十五至十六世纪海洋探险的高潮。
海洋学的发展正是在海上探险过程中人们对海洋地理、海洋潮汐、环流、生物知识需要日益增长的过程中发展起来的。
那时的海洋学只是一门以观测为主的描述性科学。
一个系统的现代海洋学的建立是在十九世纪中期。
它与初期海洋探险最大的区别在于建立了系统的观测方法和资料的收集以及分析手段。
现代海洋学从建立的初期开始就已经决定了它的性质:物理、生物、化学、地质交叉的综合应用科学。
随着对海洋系统观测所揭示出的海水运动,生物种群、地质地貌和海水成分的现象日益增多,海洋学家们不再满足于对现象直观描述性的理解,从而开始了对各种过程机理的研究和探讨。
由于海洋中各种自然现象过程的复杂性以及观测和试验手段的落后,人们逐渐地认识到多学科的综合研究必须基于对各种现象自身内部的了解。
由此,海洋学的各门学科:物理海洋学,海洋生物学,海洋化学,海洋地质学以及海洋生态学就是在此背景下发展起来的。
区别于海洋生物学,海洋生态学更强调环境对生物圈的影响。
但是,由于对物理过程缺乏了解,传统的海洋生态学实际上仍是-门以生物为主的学科,在很大程度上可以归为海洋生物学的范畴。
自20世纪70年代以来,海洋学的研究更受各沿海国家的重视。
随着研究基金的增加,海洋学各分支学科的研究有了突破性的发展。
以物理海洋学为例,80年代由美国麻省理工学院和吾兹霍尔海洋研究所物理海洋学家们提出的大洋风生环流理论,标志着物理海洋动力学的研究进入了成熟的阶段。
随后全球海洋研究计划、卫星遥感海洋监测、近岸环流及锋面、风生混合层,潮汐混合和底边界层等的研究使人们对海洋中的风生、温盐环流、层化结构、中尺度涡旋的产生和演变、海水可压缩性所产生的声波以致地转效应随纬度变化产生的罗斯贝波等各种海洋波动、控制海水交换和混合等物理过程都有了-系列较为深入的认识。
同样,随着声纳技术在生物量观测方面的应用,卫星和遥感的发展,全球表层生物量的监测已变成现实。
海洋生物学从传统的实验室内纯生物的种群分类已发展成为-个更重视海洋环境对生物量的时空分布影响的综合性学科。
这-学科正朝着两个方面发展:分子生物学和生态动力学。
前者着重于生物的形成机理,后者着重于环境对海洋生物量时空分布、再产生、循环机理和生物多样性之间的耦合关系。
虽然海洋生物模型的发展已有较长的历史,但是,就我们对整个物理、生物、化学相互作用机理了解而论,海洋生态动力学的研究仍处于-个初级阶段。
传统的研究方法强调生物自身的循环系统,在某种程度上忽视了环境场四维时空结构的演变与生物场的联系。
在省略了驱动生物分布和演变的物理环境场条件下,过度地追求生物过程的完整性和与观测资料的拟合程度,造成了这-学科的研究停滞不前的现象。
从"点"的概念发展到"场"的概念是海洋生物动力学的一场革命。
以"场"为背景,对物理、生物、化学相互作用过程的研究是生态动力学模型发展的基础。
由于生物过程的复杂性和各种生物参数的不定性,-个正确的研究方法显然尤其重要。
以较完整的物理过程为基础,从简单的生物过程开始,-步-个脚印地研究物理与生物场的耦合关系已成为当今海洋生态系统动力学研究的潮流。
海洋学从整体划为各分支,随后又回到整体的发展过程,代表着每-个环境应用科学的发展趋势。
海洋生态系统动力学已逐步地将海洋各学科研究联系起来。
它的发展在-定的程度上代表了整体海洋学的研究水平和方向。
在深刻理解物理、生物和化学各过程相互作用机理的基础上,建立实用于评估海洋生态环境状况和预测海洋生态系统平衡、演变的数学模型已成为沿海各国寻求经济持续发展的科研战略。
近年来,随着沿海地区人口的日益增长和工业以及群众性海水养殖业的迅速发展,中国沿海的生态环境巳受到了较为严重的破坏。
赤潮的频繁出现,鱼病突发与大量的人工养殖鱼、虾大面积、毁灭性的死亡无不与生态环境场的恶化有关。
人们在付出具大的经济代价后已逐渐地认识到了保护人类赖于生存的海洋环境的重要性,以致日益迫切地希望从科学的角度上认识和利用海洋。
我们这本书正是在这样的气候下为满足国内海洋研究工作者和研究生的需要撰写而成的。
本书较为详细地介绍了当今海洋生态动力学和模型研究的方法、进展以及未来的发展方向。
描述了全球至局部范围内各种时空尺度下的海洋生态系统的特征。
由浅入深地阐述了海洋生态动力学的基础理论,并在此基础上,进-步讨论了各类海洋生态模型的基本性质和它们在实际海洋生态系统研究中的应用。
同时还引入了代表着当今和未来发展方向的海洋生态动力学三维非结构网格、有限体积模型。
在此书基础理论的撰写过程中,我们参考了-些有关海洋生态动力学的专著,其中包括DeAngelis的《Dynamics of Nutrient Cycling and Food Web》,Mann和Lazier合著的《Dynamics of Marine Ecosystem》,和Ivan Valiela的《Marine Ecological Processes》以及我们给美国几所大学的海洋综合交叉学科研究生的授课讲义。
有关大洋生态系统描述的内容主要来源于近年来全球性大规模的海洋跨学科综合观测研究的结果。
书中有关浅海锋面生态动力学、生态模型应用例子、以及三维非结构网格生态模型的介绍均为我们近十年来在海洋生态动力学模型研究的成果。
由于篇幅有限,我们在本书内将不再重复对基础物理海洋学、生物种群分类和各种生物习气的描述。
有关这些内容介绍可直接参考普通或动力物理海洋学、海洋生物的基础教材。
本书的前五章可用于大学高年级学生和研究生的教材,第六和第七章可作为从事海洋生态模型研究的学者和研究生的参考文献。
作者简介陈长胜博士:男,美籍华人。
1989年获美国麻省理工学院(简称MIT)物理海洋学硕士学位,1992年获美国麻省理工学院与吾兹霍尔海洋研究院联合学科物理海洋学博士学位。
1992在美国吾兹霍尔海洋研究院做博士后,1992至1994在美国德克萨斯农工大学海洋系任助理科学家,1994至1999年就职于美国佐治亚大学海洋学院,曾任助理教授,副教授和终身教授。
现为美国麻省大学海洋科学和技术学院终身正教授,美国吾兹霍尔海洋研究院物理海洋系兼职科学家以及美国佐治亚大学海洋学院兼职教授。
陈博士研究兴趣广泛,研究范围包括大洋西边界急流,大陆架波动,近岸急流,海洋锋面动力学,边界层理论,河口动力学,沉积物动力学和浅海、河口、湿地以及大湖生态动力学。
陈博士领导的美国佐治亚大学海洋学院海洋生态动力学实验室和美国麻省大学海洋科学和技术学院海洋生态模型实验室,于2000年成功地建立了具有领先水平的非结构网格海洋环流与生态模型(FVCOM)。
此模型综合了现有海洋有限差分和有限元模型的优点,解决了数值计算中浅海复杂岸界拟合,质量守恒以及计算有效性的难题。
近年来,陈博士多次应邀回国讲学,并曾受聘为中国科学院青岛海洋研究所客座教授,青岛海洋大学客座教授,上海华东师范大学顾问教授,广西海洋研究所名誉所长等荣誉职称。
1999年被选聘为中国科学院首批海外评审专家。
物理海洋过程对赤潮生消过程影响与作用的遥感研究进展1.前言赤潮灾害是世界上许多沿海国家所关注的近海海洋环境问题,是海洋渔业、海洋水产养殖业及海滨旅游业的巨大威胁,对当地的社会、经济和环境都有深刻的影响。
随着我国海洋环境污染加剧,沿海水体富营养化日趋严重,赤潮灾害在我国沿海频繁发生。
赤潮已经成为我国的一大海洋灾害,已严重影响到我国对海洋环境和资源的可持续开发与利用。
如何有效地预防和减少赤潮灾害所造成的损失已成为我国当前一项十分迫切的任务;而对赤潮灾害的形成机理、赤潮灾害的探测监测方法与赤潮灾害的预警预报技术的研究是解决该问题的关键。
赤潮形成机理非常复杂,一般认为是海洋中某些微小浮游生物在适宜环境条件下短时间内迅速增殖、聚集引起的一种生态现象(张朝贤等,2000)。
用常规方法来观测空间尺度较大、持续时间较短,突发性质的赤潮灾害,在空间和时效性方面都有较大的局限性,难以实施有效的常规监测。
随着卫星遥感技术的快速发展,具有快速、同步、大范围监测能力的海洋卫星遥感技术用于赤潮灾害的研究工作已受到国内外相关部门的广泛关注和高度重视。
赤潮卫星遥感技术为探测监测赤潮及其预警预报等研究工作提供了新的途径。
2.赤潮遥感监测与预报的研究进展国外从上世纪70年代中期开始赤潮卫星遥感技术与应用研究。
通过近三十年的努力,已经建立了一些卫星遥感赤潮信息提取方法。
这些方法大致可归纳为单光谱波段模型、多波段模型和数值模拟模型等几大类(Cullen 1997,Gower 1997,Stumpf 1997,Tester 1998,Durand 2000,Cracknell 2001等)。
在研究赤潮信息提取方法的同时,国外从七十年代至今一直在利用卫星遥感技术获取赤潮信息,监测赤潮的生消过程(A.P.Cracknell 2001等)。
例如,美国利用CZCS、A VHRR和SeaWiFS资料探测和监测美国近岸海区的赤潮,并把赤潮卫星遥感监测纳入Coast Watch计划。
加拿大从92年开始研制一类海水区赤潮的NOAA卫星实时监测技术。
英国从95年开始致力于开发二类海水区的赤潮监测系统,以探测、监测和预测英国近海的赤潮。
此外,新加坡和韩国等国家也都相继开展了赤潮卫星遥感探测和监测系统。
卫星遥感技术已成为美国等国家赤潮探测和监测的重要技术手段。
国外的赤潮卫星遥感的历程可分为两个阶段。
九十年代前主要研究赤潮的光谱特性、赤潮遥感机理和赤潮信息提取技术。
同时也开展了赤潮遥感应用研究。
进入九十年代后,一些赤潮多发国家把研究的主要方向转向了赤潮卫星遥感探测、监测和预报。