【海洋生态学】 ppt课件
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海洋生态学PPT课件
深海动物
在水深更深的大洋中，真光层往下是弱光 层，颜色发红和发黑的动物取代了透明的 无脊椎动物。
一般在这种环境下缺乏食物，动物是很难 生存的，但在深海层，仍然发现一些不依 赖浮游生物生存的动物。
在光的影响下，各水层海洋生物的 分布表现出不同规律：
底栖生物一般较喜欢在黑暗环境 下栖息、生活；各类浮游生物一般还有昼 夜垂直移动的习性,而这种习性与光照也是 密不可分的。
3．无光层（aphotic zone）
光强/(µW·cm-2)
10-11 10-9
10-7
10-5
10-3
10-1
101
103
105
0
深度/m
日光
200
清晰的近岸水
400 600
最月清光晰的大洋水
800 1000 1200
无光层
最日清光晰的大洋水 生物发光
深海鱼的检出限 弱光层
颜色可视
浮 游 植 物 生 长 真光层
因此，多年来，光度变化被一致认为是影响 垂直移动的主要外界因子。
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。
ID ＝ I0 e－kD
K
＝
lnI0－lnID D
I0：海表面光强；ID ：深度D处光强；K：平均消光(衰减) 系数，K值大小与水体干净程度有关
透明度（transparency）：
间接地估算调查海区的消光系数（K），并以此来估计
透光层的深度，方便实用。
透明度可反映海水的贫瘠与肥沃程度。 透明度处于不断变化之中，不同海区、同一海区不同 时间都不一样。
海洋环境生态学课件-第1章 海洋生物与环境(1-2)地球上的生物、海洋环境与海洋生物类群(专业知识模板)
地球历史中，陨星大冲撞至今已发现有30余次，每一次冲撞能量大于1020J，相当于世界核 武器贮存在一次核战争释放的总能量的一千倍以上，造成大量物种灭绝以及环境的剧变， 但生命与环境持续地存在下来，也说明Gaia假说的合理性。
21
三、地球自我调节理论－Gaia hypothesis
（3）地球系统是有机整体，地球生理学是地球进化的方式， Gaia假说是一个控制论系统
生态系统包含着很多不同的层次，同一层次也包含很多各有
差异的生态系统：如陆地和海洋又各自可划分为一些次级生态类型，其中海
洋有近岸、大洋、深海、极地等生态系统；
相同类型的生态系统，但分别处于不同地理区域，其环境特 征和生物组成也有差别。如河口湾生态系统，就有淹没河口湾、峡湾型河
口湾和沙洲河口湾的差别。同样不同海域的上升流生态系统、红树林生态系统、珊 瑚礁生态系统以及各种类型的潮间带生态系统都有各自的环境和生物组成特点。
例如藤壶牡蛎蛤类螺类等很多种类以坚固的石灰质外壳作保护海胆利用其尖利的棘刺腔肠动物利用其刺胞来防御捕食营底埋生活方式的种类利用沉积物来起到隐蔽作用管栖沙蚕利用其革质管钻蚀种类利用其钻蚀对象木头岩石来保护自己防御捕食等当二次电子数最少为一个时可代替初始电子的作用继续不断从阴极发出电子形成不依赖外界因素的初始电子从而产生自持放电
26
二、海洋环境概述
1. 海洋环境的基本特征
（1）相对稳定性
相对于陆地，由于海洋水体大、有较高的比热以及混合作
用，使得海洋的温差较小，温度变化也比较缓慢；
海水的组分稳定，缓冲性能好，其 pH值也是相对稳定的。
这些环境条件在相当大的距离内较为恒定，使得海洋生物
可分布在很大的范围内。
27
二、海洋环境概述
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三、地球自我调节理论－Gaia hypothesis
（3）地球系统是有机整体，地球生理学是地球进化的方式， Gaia假说是一个控制论系统
生态系统包含着很多不同的层次，同一层次也包含很多各有
差异的生态系统：如陆地和海洋又各自可划分为一些次级生态类型，其中海
洋有近岸、大洋、深海、极地等生态系统；
相同类型的生态系统，但分别处于不同地理区域，其环境特 征和生物组成也有差别。如河口湾生态系统，就有淹没河口湾、峡湾型河
口湾和沙洲河口湾的差别。同样不同海域的上升流生态系统、红树林生态系统、珊 瑚礁生态系统以及各种类型的潮间带生态系统都有各自的环境和生物组成特点。
例如藤壶牡蛎蛤类螺类等很多种类以坚固的石灰质外壳作保护海胆利用其尖利的棘刺腔肠动物利用其刺胞来防御捕食营底埋生活方式的种类利用沉积物来起到隐蔽作用管栖沙蚕利用其革质管钻蚀种类利用其钻蚀对象木头岩石来保护自己防御捕食等当二次电子数最少为一个时可代替初始电子的作用继续不断从阴极发出电子形成不依赖外界因素的初始电子从而产生自持放电
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二、海洋环境概述
1. 海洋环境的基本特征
（1）相对稳定性
相对于陆地，由于海洋水体大、有较高的比热以及混合作
用，使得海洋的温差较小，温度变化也比较缓慢；
海水的组分稳定，缓冲性能好，其 pH值也是相对稳定的。
这些环境条件在相当大的距离内较为恒定，使得海洋生物
可分布在很大的范围内。
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二、海洋环境概述
海洋生态学课件-1 绪论共33页
一、海洋科学研究的对象及特点
海洋科学研究的对象是世界海洋及与之密切相关联的大气 圈、岩石圈、生物圈。它们至少有如下的明显特点。
首先是特殊性与复杂性。在太阳系中，除地球之外，尚未 发现其它星球上有海洋。
全球海洋的总面积约3.6×108km2，是陆地面积的2.5 倍。 在总体积13.7×108km3 的海水中，水占96.5％。
水与其它液态物质相比，具有许多独特的物理性质，如极 大的比热容、介电常数和溶解能力，极小的粘滞性和压缩 性等。
海水由于溶解了多种物质，性质因而更特殊，这不仅影响 着海水自身的理化性质，而且导致海洋生物与陆地生物的 诸多迥异。
其次，作为一个物理系统，海洋中水-汽-冰三 态的转化无时无刻不在进行，这也是在其它星 球上所未发现的。海洋每年蒸发约44×108t 淡水，可使大气水分10-15 天完成一次更新， 势必影响海水密度等诸多物理性质的分布与变 化，并进而制约海水的运动以及海洋水团的形 成与长消。
海洋科学的任务，就是借助现场观测、物理实 验和数值实验手段，通过分析、综合、归纳、 演绎及科学抽象等方法，研究这一系统的结构 和功能，以便认识海洋，揭示规律，既可使之 服务于人类，又能保证可持续发展。
海洋科学研究也有其显著的特点。
首先，它明显地依赖于直接的观测。这些观测 应该是在自然条件下进行长期的，且最好是周 密计划的、连续的、系统而多层次的、有区域 代表性的海洋考察。
第三，海洋作为一个自然系统，具有多层次耦合的特 点。
地球海洋充满了各种矛盾，如海陆分布不均、海洋的 连通与阻隔。海洋水平尺度逾数万千米，而铅直水深 只有3795m，两者差别悬殊。其它如蒸发与降水，结 冰与融冰，海水的增温与降温，下沉与上升，物质的 溶解与析出，沉降与悬浮，淤积与冲刷，海侵与海退， 潮位的涨落，波浪的生消，大陆的裂离与聚合，大洋 地壳的扩张与潜没，海洋生态系平衡的维系与破坏等， 共同组成了这个复杂的统一体。
海洋生态学海洋生态系统的食物网与能流分析 ppt课件
顶级 4 3
人类捕捞
大型 中上层鱼类 （如蓝点马鲛）
头足类
底层鱼类
（如日本枪乌贼） 梭子鱼 （如小黄鱼、鲆鲽类）
小型 中上层鱼类
（如鳀鱼、黄鲫）
长尾类 （如褐虾）
2 浮游动物
底栖生物
1
浮游植物
营养层次 图 8.7 黄海简化食物网和营养结构（根据 1985~1986 年主要资源种群生物量绘制， Tang1993）
养海区要高出1~2个数量级）。 3．微微型光合真核生物 细胞丰度一般都比原绿球菌和蓝
细菌的少
（三）微型和小型浮游动物
2~20 μm大小的原生动物，主要由鞭毛虫和部分纤毛虫 （无壳纤毛虫）组成。
三、微型生物食物环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
1．通过微型生物食物环使溶解有机物和微微型自养生物进入 海洋的经典食物链
（二）海洋微型生物食物环的结构
浮游植物
小型（micro-） 微型（nano-）
（硅藻）
和微微型（ pico-）
DOM 死亡
Байду номын сангаас
浮游动物 （桡足类等）
原生动物 （鞭毛虫类、纤毛虫类）
异养浮游 细菌
鱼类
有机粪便和 分泌产物
经典食物链
微型生物食物环
图 8.19 微型生物食物环的结构及其与经典食物链关系示意图（引自宁修仁 1997b ）
第一节 海洋食物链、营养级和生态效率
一、海洋牧食食物链与碎屑食物链
（一）牧食食物链：以活植物体为起点 1. 大洋食物链（6个营养级） 2. 沿岸、大陆架食物链（4个营养级） 3. 上升流区食物链（3个营养级）
海洋食物链环节数与初级生产者的粒径大小呈相反关系
厦门大学课程之海洋生态学PPT课件
图4.7 引入竞争机制的种群增长过程
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• 直线方程：
dN dt
·N1
＝－Kr
·N＋r
• 整ddN理t ＝得r：N（1－NK ）
第21页/共49页
（三）具时滞的种群增长模型
dN dt
＝ rN〔K－NK（t － T） 〕
3.0
2.0
2.5
种群大小
2.0
1.5
1.4
1.0
1.0
K
0.5
r–选择
K–选择
（机会种，opportunistic species） （平衡种，equilibrium species）
候
多变，难以预测，不确定
稳定，可预测，较确定
成体大小
小
大
生长率
快
慢
性成熟时间
早
迟
繁殖周期
多
少
幼体数量
多
少
扩散能力
高
低
种群大小 竞争能力
可变，常＜K 值 低
相对稳定，接近 K 值 高
死亡率
高，非密度制约
低，密度制约
生命周期
短（＜1a）
长（＞1a）
水层/底栖的比率
高
低
第27页/共49页
（二）生活史模式的多样化
• 两种极端对策之间是一个连续谱。 • 大部分海洋真骨鱼类是偏向于r–选择，很多软骨鱼类
（鲨、鳐）趋向于采取K–选择。 • 浮游植物通常属于r–选择的类别，但如果深入分析，
第12页/共49页
（二）生命表和存活曲线
1、动态生命表 （dynamic life table）或称股群生命 表（cohort life table）
第20页/共49页
• 直线方程：
dN dt
·N1
＝－Kr
·N＋r
• 整ddN理t ＝得r：N（1－NK ）
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（三）具时滞的种群增长模型
dN dt
＝ rN〔K－NK（t － T） 〕
3.0
2.0
2.5
种群大小
2.0
1.5
1.4
1.0
1.0
K
0.5
r–选择
K–选择
（机会种，opportunistic species） （平衡种，equilibrium species）
候
多变，难以预测，不确定
稳定，可预测，较确定
成体大小
小
大
生长率
快
慢
性成熟时间
早
迟
繁殖周期
多
少
幼体数量
多
少
扩散能力
高
低
种群大小 竞争能力
可变，常＜K 值 低
相对稳定，接近 K 值 高
死亡率
高，非密度制约
低，密度制约
生命周期
短（＜1a）
长（＞1a）
水层/底栖的比率
高
低
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（二）生活史模式的多样化
• 两种极端对策之间是一个连续谱。 • 大部分海洋真骨鱼类是偏向于r–选择，很多软骨鱼类
（鲨、鳐）趋向于采取K–选择。 • 浮游植物通常属于r–选择的类别，但如果深入分析，
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（二）生命表和存活曲线
1、动态生命表 （dynamic life table）或称股群生命 表（cohort life table）
海洋生态学课件一
海洋生态学
Marine Ecology
第一章 绪论
一、生态学的定义、研究对象和研究内容 二、生态学的分支学科和交叉学科 三、海洋生态学 四、海洋生态学的研究进展
一、 生态学的定义、研究对象和 研究内容
（一）定义
1869年，德国科学家赫克尔首先提出“生态学 (ecology) ” 这一名词。“住所或栖息地的科学”。 1945年，苏联生态学家克什卡洛夫认为生态学 是研究生物对环境适应性的科学。 1954年，澳大利亚生态学家安德列澳斯认为生 态学是研究生物分布和丰度的科学。
三、海洋生ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ学
海洋生态学是研究海洋生物的生活方式 的科学。 海洋环境与陆地和淡水环境有着很大的 不同，海洋生物的生活方式既表现有一半生 物共同的规律，同时也表现出有它们所特有 的特点。
海洋生态学主要是研究海洋生物的繁殖、存 活、数量和分布、其目的对海洋生物资源的开发 可持续利用以及控制与管理提供科学依据。 海洋生态学的研究程序： （１）各种生存条件对生物的作用； （２）生物对生存条件的适应； （３）两者相互作用所产生的结果，也就是生物 种群的组成数量变动和分布。
一般定义： 生态学（ecology）是研究生物有机体与其 栖息地环境之间相互关系的科学。 现代生态学定义： 研究生物生存条件、生物及群体与环境相互 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。
（二）生态学的研究对象与研究内容
Odum(1971)用组织层次或称为“生物学谱”的概 念来表示生态学的研究对象。
4、根据研究性质划分 ： 理论生态学（theory ecology） 应用生态学（applied ecology） 资源生态学、污染生态学、农业生态学和 渔业生态学等等。
Marine Ecology
第一章 绪论
一、生态学的定义、研究对象和研究内容 二、生态学的分支学科和交叉学科 三、海洋生态学 四、海洋生态学的研究进展
一、 生态学的定义、研究对象和 研究内容
（一）定义
1869年，德国科学家赫克尔首先提出“生态学 (ecology) ” 这一名词。“住所或栖息地的科学”。 1945年，苏联生态学家克什卡洛夫认为生态学 是研究生物对环境适应性的科学。 1954年，澳大利亚生态学家安德列澳斯认为生 态学是研究生物分布和丰度的科学。
三、海洋生ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ学
海洋生态学是研究海洋生物的生活方式 的科学。 海洋环境与陆地和淡水环境有着很大的 不同，海洋生物的生活方式既表现有一半生 物共同的规律，同时也表现出有它们所特有 的特点。
海洋生态学主要是研究海洋生物的繁殖、存 活、数量和分布、其目的对海洋生物资源的开发 可持续利用以及控制与管理提供科学依据。 海洋生态学的研究程序： （１）各种生存条件对生物的作用； （２）生物对生存条件的适应； （３）两者相互作用所产生的结果，也就是生物 种群的组成数量变动和分布。
一般定义： 生态学（ecology）是研究生物有机体与其 栖息地环境之间相互关系的科学。 现代生态学定义： 研究生物生存条件、生物及群体与环境相互 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。
（二）生态学的研究对象与研究内容
Odum(1971)用组织层次或称为“生物学谱”的概 念来表示生态学的研究对象。
4、根据研究性质划分 ： 理论生态学（theory ecology） 应用生态学（applied ecology） 资源生态学、污染生态学、农业生态学和 渔业生态学等等。
海洋生态学优秀课件
（二）化学合成作用（chemosynthesis）
三、海洋初级生产力旳测定措施
（一）测氧法
（二）14C示踪法
丹麦科学家Steemann-Nielsen在20世纪50年代首先应用于海洋 方面旳研究
*CO2 ＋ H 2O
光能 叶绿素
（*CH2O）＋O2
优点：精确性高，所得成果接近于净产量旳数值 缺陷：技术性强（吸附、污染）、危险
• 群落净生产力 ＝ 净初级生产力 － 异养呼吸消耗 •从群落整体考虑有无生物量旳积累 •与群落旳发展与成熟度有关
4．现存量、周转率、周转时间 • 生产力 = 现存量×周转率
生产量
生产量
现存量
现存量
A
降低许
B
降低许
图7-1 两个平衡旳群落（输入 ＝ 输出）旳模式（A．输入和输出都较低、周 转慢；B．输入和输出都较高、周转快。）（引自 Krebs 1978 ）
三、近岸水域旳初级生产力
受陆地旳影响 1、磷酸盐和硝酸盐往往不是初级生产力旳限制因子 2、水较浅，不出现浮游植物“被带到临界深度下方” 旳情况 3、极少出现持久性旳温跃层 4、大量旳陆源碎屑，浑浊，限制产量进一步提升
温带近岸海区不出现明显旳双周期生产模式，整个夏 季都可能有较高旳产量
四、全世界海洋初级生产力旳估计
b 0 5 10 15 20
浓度 S/(µmol/L)
25
c
20
15
10
5
0
1.0
2.0
-5
S/V
-9.3
图 7-4 浮游植物对营养盐旳吸收动力学（ a）和 Ks 值（b、c）
2、最大吸收速率（Vm）： ①反应细胞营养水平和环境限制程度旳指标 ②可变
三、海洋初级生产力旳测定措施
（一）测氧法
（二）14C示踪法
丹麦科学家Steemann-Nielsen在20世纪50年代首先应用于海洋 方面旳研究
*CO2 ＋ H 2O
光能 叶绿素
（*CH2O）＋O2
优点：精确性高，所得成果接近于净产量旳数值 缺陷：技术性强（吸附、污染）、危险
• 群落净生产力 ＝ 净初级生产力 － 异养呼吸消耗 •从群落整体考虑有无生物量旳积累 •与群落旳发展与成熟度有关
4．现存量、周转率、周转时间 • 生产力 = 现存量×周转率
生产量
生产量
现存量
现存量
A
降低许
B
降低许
图7-1 两个平衡旳群落（输入 ＝ 输出）旳模式（A．输入和输出都较低、周 转慢；B．输入和输出都较高、周转快。）（引自 Krebs 1978 ）
三、近岸水域旳初级生产力
受陆地旳影响 1、磷酸盐和硝酸盐往往不是初级生产力旳限制因子 2、水较浅，不出现浮游植物“被带到临界深度下方” 旳情况 3、极少出现持久性旳温跃层 4、大量旳陆源碎屑，浑浊，限制产量进一步提升
温带近岸海区不出现明显旳双周期生产模式，整个夏 季都可能有较高旳产量
四、全世界海洋初级生产力旳估计
b 0 5 10 15 20
浓度 S/(µmol/L)
25
c
20
15
10
5
0
1.0
2.0
-5
S/V
-9.3
图 7-4 浮游植物对营养盐旳吸收动力学（ a）和 Ks 值（b、c）
2、最大吸收速率（Vm）： ①反应细胞营养水平和环境限制程度旳指标 ②可变
海洋环境生态学引言PPT课件
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2）1943 美国夏季西海岸的洛杉矶市。该市250万辆汽车每天燃烧掉1100吨汽
油。汽油燃烧后产生的碳氢化合物等在太阳紫外光线照射下引起化学 反应，形成浅蓝色烟雾，使该市大多市民患了眼红、头疼病。后来人 们称这种污染为光化学烟雾。1955年和1970年洛杉矶又两度发生光化 学烟雾事件，前者有400多人因五官中毒、呼吸衰竭而死，后者使全市 四分之三的人患病。
第20页/共32页
6）1955～1972 镉是人体不需要的元素。日本富山县的一些铅锌矿在采矿和冶炼
中排放废水，废水在河流中积累了重金属“镉”。人长期饮用这样的 河水，食用浇灌含镉河水生产的稻谷，就会得“骨痛病”。病人骨骼 严重畸形、剧痛，身长缩短，骨脆易折。
7）1968 先是几十万只鸡吃了有毒饲料后死亡。人们没深究毒的来源，继
学基础分支学科。
第6页/共32页
生态学的分支：
按生命层次：分子（基因）、细胞、器官、个体、种 群、群落、生态系统、景观、生物圈和全球生态学。
生物分类：动物、植物、微生物、昆虫、鱼类等； 按栖所：淡水、海洋、河口、陆地、森林、草地、荒
漠等；
边缘科学：数学生态学、化学生态学、进化生态学、 生理生态学、经济生态学、生态经济学、环境生态学；
而在北九州一带有13000多人受害。这些鸡和人都是吃了含有多氯联 苯的米糠油而遭难的。病人开始眼皮发肿，手掌出汗，全身起红疙瘩， 接着肝功能下降，全身肌肉疼痛，咳嗽不止。这次事件曾使整个日本 陷入恐慌中。
第21页/共32页
8）1984 12月3日，美国联合碳化公司在印度博帕尔市的农药厂因管理混乱，
第23页/共32页
4.谋求人地协调
阶段
谋求人地协调
时期
20世纪60年代以来
2）1943 美国夏季西海岸的洛杉矶市。该市250万辆汽车每天燃烧掉1100吨汽
油。汽油燃烧后产生的碳氢化合物等在太阳紫外光线照射下引起化学 反应，形成浅蓝色烟雾，使该市大多市民患了眼红、头疼病。后来人 们称这种污染为光化学烟雾。1955年和1970年洛杉矶又两度发生光化 学烟雾事件，前者有400多人因五官中毒、呼吸衰竭而死，后者使全市 四分之三的人患病。
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6）1955～1972 镉是人体不需要的元素。日本富山县的一些铅锌矿在采矿和冶炼
中排放废水，废水在河流中积累了重金属“镉”。人长期饮用这样的 河水，食用浇灌含镉河水生产的稻谷，就会得“骨痛病”。病人骨骼 严重畸形、剧痛，身长缩短，骨脆易折。
7）1968 先是几十万只鸡吃了有毒饲料后死亡。人们没深究毒的来源，继
学基础分支学科。
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生态学的分支：
按生命层次：分子（基因）、细胞、器官、个体、种 群、群落、生态系统、景观、生物圈和全球生态学。
生物分类：动物、植物、微生物、昆虫、鱼类等； 按栖所：淡水、海洋、河口、陆地、森林、草地、荒
漠等；
边缘科学：数学生态学、化学生态学、进化生态学、 生理生态学、经济生态学、生态经济学、环境生态学；
而在北九州一带有13000多人受害。这些鸡和人都是吃了含有多氯联 苯的米糠油而遭难的。病人开始眼皮发肿，手掌出汗，全身起红疙瘩， 接着肝功能下降，全身肌肉疼痛，咳嗽不止。这次事件曾使整个日本 陷入恐慌中。
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8）1984 12月3日，美国联合碳化公司在印度博帕尔市的农药厂因管理混乱，
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4.谋求人地协调
阶段
谋求人地协调
时期
20世纪60年代以来
海洋生态学课件二
底栖动物：几乎包括各个门类的代表，其分布与底质类型相 适应。在海底垂直方向有底上动物和底内动物的分带现象。
（三）游泳生物群落的特点
浅海区的游泳生物包括鱼类、大型甲壳类、爬行 类（龟、鳖）、哺乳类（鲸、海豹等）和海鸟组成的 主动游泳者和海洋表层居住者。
主要的海洋生物生态类群
一、岩岸潮间带和大型海藻场 二、沙滩 三、河口、盐沼和海草场 四、红树林沼泽 五、珊瑚礁 六、近岸上升流区 七、大洋区 八、热液口区
海 蝇 帆水母 蓝壳蜗牛
僧 帽 水 母
猛 水 蚤
海 蝇
组成：
硅藻、腔肠动物、软体动物、甲壳动物 等的一些种类。
适应机制： 充满气体的浮囊体，捕捉气泡，吞入空 气，轻薄的贝壳保持气体等。
二、浮游生物
（一）浮游生物定义
浮游生物：是指在水流运动的作用下，被动地 漂浮在水层中的生物群。
（二）为什么说浮游生物在海洋生态系统 中占有非常重要地位？
（3） 匍匐动物：大部分腹足类软体动物、
海星类、海胆类、蛇尾类 和双壳类软体动物。
2、底内生活型 （1）管栖动物：部分沙蚕；
（2） 埋栖动物（底埋动物）：多毛类、双
壳类软体动物、棘皮动物、
部分脊索动物；
（3）钻蚀生物（钻孔生物）：海笋、船蛆； 3、 底游生活型
（三）根据个体大小划分的底栖类群
1、微型底栖生物：可通过 0.1mm的种类，包括细 菌、微型藻类（滨海带）、原生动物。 2、小型底栖生物：可被 0.1~1.0mm筛网截留的种 类，通常由少数较大的原生动物（特别是有孔虫） 以及线虫、介形类、涡虫类、腹毛类和猛水蚤类 组成，也包括有大型底栖动物（如多毛类、双壳 类）的幼体。 3、大型底栖生物：不能通过 1.0mm筛网的类别， 除在滨海带之外，大型底栖生物都是动物。
（三）游泳生物群落的特点
浅海区的游泳生物包括鱼类、大型甲壳类、爬行 类（龟、鳖）、哺乳类（鲸、海豹等）和海鸟组成的 主动游泳者和海洋表层居住者。
主要的海洋生物生态类群
一、岩岸潮间带和大型海藻场 二、沙滩 三、河口、盐沼和海草场 四、红树林沼泽 五、珊瑚礁 六、近岸上升流区 七、大洋区 八、热液口区
海 蝇 帆水母 蓝壳蜗牛
僧 帽 水 母
猛 水 蚤
海 蝇
组成：
硅藻、腔肠动物、软体动物、甲壳动物 等的一些种类。
适应机制： 充满气体的浮囊体，捕捉气泡，吞入空 气，轻薄的贝壳保持气体等。
二、浮游生物
（一）浮游生物定义
浮游生物：是指在水流运动的作用下，被动地 漂浮在水层中的生物群。
（二）为什么说浮游生物在海洋生态系统 中占有非常重要地位？
（3） 匍匐动物：大部分腹足类软体动物、
海星类、海胆类、蛇尾类 和双壳类软体动物。
2、底内生活型 （1）管栖动物：部分沙蚕；
（2） 埋栖动物（底埋动物）：多毛类、双
壳类软体动物、棘皮动物、
部分脊索动物；
（3）钻蚀生物（钻孔生物）：海笋、船蛆； 3、 底游生活型
（三）根据个体大小划分的底栖类群
1、微型底栖生物：可通过 0.1mm的种类，包括细 菌、微型藻类（滨海带）、原生动物。 2、小型底栖生物：可被 0.1~1.0mm筛网截留的种 类，通常由少数较大的原生动物（特别是有孔虫） 以及线虫、介形类、涡虫类、腹毛类和猛水蚤类 组成，也包括有大型底栖动物（如多毛类、双壳 类）的幼体。 3、大型底栖生物：不能通过 1.0mm筛网的类别， 除在滨海带之外，大型底栖生物都是动物。
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量。可以作为确定最大持续捕捞量的依据，也可以应用粒径 谱方法计算初级生产力。
主要特点：简便、实用
2020/3/25
第五节 海洋微型生物食物环
一、海洋微型生物食物环的组成和基本结构 （一）什么叫海洋微型生物食物环
• 1、细菌的二次生产（bacterial secondary production） 微型生物食物环（microbial food loop）或简称为微食物环 ，也可称为微生物环（microbial loop）：异养浮游细菌→ 原生动物→桡足类的摄食关系 新近研究表明，除了细菌外，某些原生动物也能直接摄取 DOM DOM →原生动物→桡足类
员能量的关系。
4
• 实质是生物量能谱 .
2
5
A 10
6
8
8
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9
1
12
5 9
A
10
12 4
3
0
2020/3/25
-9
图 8.17
-7
-5
-3
体重 /log kCal
乔治亚滩各月生物量谱（Boudreau &
Dickie 1992，转引自王荣 2000 ）
二、粒径谱、生物量谱在海洋生态系统能流中的应用 • 1、粒径谱和生物量谱可反映生态系统的状态或动态。 • 2、可以对不同生态系统的特点进行比较。 • 3、从某一粒度级的生物量去推算其他粒度级的生物量或产
顶级 4 3
人类捕捞
大型 中上层鱼类 （如蓝点马鲛）
头足类
底层鱼类
（如日本枪乌贼） 梭子鱼 （如小黄鱼、鲆鲽类）
小型 中上层鱼类
（如鳀鱼、黄鲫）
长尾类 （如褐虾）
2 浮游动物
底栖生物
1
浮游植物
营养层次
图 8.7 黄海简化食物网和营养结构（根据 1985~1986 年主要资源种群生物量绘制， Tang1993） 2020/3/25
细菌产量=140
生物量=0.025
K1=0.4
140
2020/3/25
小型底栖动物生物
2.2
量=7.5g干重/m2
底栖捕食者生物量
产量 =37.5kcal/m2·a
25.5
=2.5g干重/m2 产量=4kcal/m2·a
K1=0.2
K1=0.15
R=24
渔获量 0.3
第三节 海洋各类动物次级产量估计
0.2 30℃
16℃ 0.1
19℃
0.05
0.02
0.5
1
2
5
重 量/µg
图8.11 桡足类Acartiaclausi的个体重量与P／B
比值的关系（Kinne 1970）
2020/3/25
三、动物种群产量的测定方法 （一）股群法（cohort method）
存活个体的增重量加上损失的个体的增重量 P ＝ n 2 （ w 2 － w l ） ＋ （ n 1 － n 2 ） （ w 2 － 2 w 1 ） P ＝ （ n 1 ＋ n 2 ） （ w 2 － 2 w 1 ）
2020/3/25
2020/3/25
图 8.2 浅海食物网中各营养级的关系（引自邓景耀等 1988 ）
• （二）生态效率
• 1. 概念：一个特定营养级获取的能量与向该营养级输入的能 量之比.
Pn-1
食物种群 ＝
C
动物得到的 ＝
动物未得到的
Pn
被 更 高 营养
次级生产量 ＝ 级取食
被同化的 ＝
动物吃进的 ＝
2020/3/25
R=300
R=672
R=136
20% PG=1500kcal/m2·a
PN=1200kcal/m2·a 平均生物量=4g/m2
70% 80% 植食动物生物量 960 =1.5g干重/m2
产量=192kcal/m2·a 20%
K1=0.2
240
10% 未消化
96
80%
90% 水层捕食者生物量 170 = 2.0g干重/m2
动物对浮游植物的利用效率和总生长效率都比较高。 • 海洋生态系统平均生态效率通常比陆地的高 。 • 食物丰富度与生态效率。
2020/3/25
（三）根据营养级和生态效率计算次级产 量
• Pn+1 ＝ P1 En+1 • Pn+1表示营养级n+1的产 1
量，P1是初级产量，E
是生态效率，n是营养级
传递的数目。
一、简化食物网与营养层次关键种
（一）营养结构分析的难题
海洋食物关系（食物网）是非常复杂 初级碎屑物来源难以归入某一特定的营养级
（二）简化食物网
功能群（functional group），或称同资源种团（guilds），将那 些取食同样的被食者并具有同样的捕食者的不同物种（或相同物 种的不同发育阶段）归并在一起作为一个营养物种。以营养物种 来描绘食物网结构就是简化食物网。
（四）同资源种团的特征及生态系统营养结构的相对 稳定性
• 1. 同资源种团（或功能群）的主要特征：
生态位明显重叠，种间竞争很激烈 ,物种之间是可以相互取代
• 2. 同资源种团与生态系统营养结构的相对稳定性
表8.1 营养结构稳定性的证据（引自Putman&Wratten1984）
岛
营
养
级
H S D W A C P ？ 总共
2020/3/25
第四节 粒径谱、生物量谱的概念及其在海 洋生态系统能流研究中的应用
一、粒径谱、生物量谱的概念 1．粒径谱
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。
2020/3/25
人类捕获产量
无脊椎 肉食动物
上层草 食动物
大鱼
上层 鱼类
底层 鱼类
大型底 栖生物
其他肉 食动物
小型底 栖生物
（粪便）
（微生物）
图 8 .6
2020/3/25
初级产量
根据主要生物类群作出的北海食物网 （ 引 自 S t e e le 1 9 7 4 ）
（三）营养层次关键种
营养层次转化中发挥重要作用的种类 以关键种为中心的食物网研究已成为一种新的研究趋势
呼吸代谢
未同化的
未被取食
动物未吃进的
营养级（ n）的生态效率（ E）＝
营养级（ n）的生产量 营养级（ n－1）的生产量
营养级间利用效率（
EC）＝
营养级（ n）的消费量 营养级（ n－1）的生产量
K1＝P / C
2020/3/25
K2＝P / A
E＝EC· K1
2. 生态效率的一些规律：
• 一般大型动物的生长效率低于小型动物，老年低于幼年。 • 肉食动物的同化效率高于植食动物。 • 变温动物的生长效率高于恒温动物。 • 大洋群落食物链的平均生态效率比沿岸上升流区的低。 • 与陆地食植性动物对植物的消耗和吸收相比较，海洋浮游
损失的生物量加上存活的生物量的变化量
P ＝ （ n 1 － n 2 ） （ w 1 ＋ 2 w 2 ） ＋ （ n 2 w 2 － n 1 w l ）
鱼类、底栖生物和世代不相重叠的桡足类种群可以应用
2020/3/25
（二）积累生长法（cumulative grow method）
繁殖连续、世代互相重叠的种群产量。很难通过现 场调查其同一世代群体的个体数和生物量变化.
2020/3/25
海洋食物链
2020/3/25
（二）碎屑食物链：以碎屑为起点
1. 来源：尸体,蜕皮,粪团 2. 重要性：
①能流大; ②加强生态系统的多样性与稳定性; ③对近岸和外海、大洋表层和底层的能量流（和物质 流）起联结作用; ④营养价值很高.
2020/3/25
二、营养级与生态效率
（一）营养级: 食物链上按能量消费等级划分的各个环节。 • 1. 特点： 每一营养级包含一系列种类,营养级是有限的. • 2. 特定种群所处营养级按其实际同化的能源而确定 混合食料的营养级大小 ＝ ∑（鱼类各种食料生物类群的营养 级大小×其出现频率百分组成） • 3. 食碎屑动物的营养层次较难确定，往往将整个食碎屑类群 作为黑箱（black box）来考虑
2020/3/25
第一节 海洋食物链、营养级和生态效率
一、海洋牧食食物链与碎屑食物链
（一）牧食食物链：以活植物体为起点 • 1. 大洋食物链（6个营养级） • 2. 沿岸、大陆架食物链（4个营养级） • 3. 上升流区食物链（3个营养级）
• 海洋食物链环节数与初级生产者的粒径大小呈相反关系 • 关于上升流区的营养层次问题存在一些争论
10
• “水平”环节使一个营
养级之内的输出能量被
降低
100
食物链
0.55 0.5 肉食性动物生产 55
10
浮游动物生产
100 食物网
浮游植物生产
图8.3 一个由食物链有分支造成能量输出减少的简单例子（假定在通过 每一个生产层时的转移效10率%）是（引S自teele1974）
2020/3/25
第二节 海洋食物网及能流分析
• 2．食物： 食物质量越高，动物的同化效率也随之提高，其 生长效率就高
• 3．个体大小：一般较小个体有较高的相对生长率
食物量 （μg / d）
●
●250
5
●
●
●
●
●150
1
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0
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主要特点：简便、实用
2020/3/25
第五节 海洋微型生物食物环
一、海洋微型生物食物环的组成和基本结构 （一）什么叫海洋微型生物食物环
• 1、细菌的二次生产（bacterial secondary production） 微型生物食物环（microbial food loop）或简称为微食物环 ，也可称为微生物环（microbial loop）：异养浮游细菌→ 原生动物→桡足类的摄食关系 新近研究表明，除了细菌外，某些原生动物也能直接摄取 DOM DOM →原生动物→桡足类
员能量的关系。
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• 实质是生物量能谱 .
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图 8.17
-7
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体重 /log kCal
乔治亚滩各月生物量谱（Boudreau &
Dickie 1992，转引自王荣 2000 ）
二、粒径谱、生物量谱在海洋生态系统能流中的应用 • 1、粒径谱和生物量谱可反映生态系统的状态或动态。 • 2、可以对不同生态系统的特点进行比较。 • 3、从某一粒度级的生物量去推算其他粒度级的生物量或产
顶级 4 3
人类捕捞
大型 中上层鱼类 （如蓝点马鲛）
头足类
底层鱼类
（如日本枪乌贼） 梭子鱼 （如小黄鱼、鲆鲽类）
小型 中上层鱼类
（如鳀鱼、黄鲫）
长尾类 （如褐虾）
2 浮游动物
底栖生物
1
浮游植物
营养层次
图 8.7 黄海简化食物网和营养结构（根据 1985~1986 年主要资源种群生物量绘制， Tang1993） 2020/3/25
细菌产量=140
生物量=0.025
K1=0.4
140
2020/3/25
小型底栖动物生物
2.2
量=7.5g干重/m2
底栖捕食者生物量
产量 =37.5kcal/m2·a
25.5
=2.5g干重/m2 产量=4kcal/m2·a
K1=0.2
K1=0.15
R=24
渔获量 0.3
第三节 海洋各类动物次级产量估计
0.2 30℃
16℃ 0.1
19℃
0.05
0.02
0.5
1
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重 量/µg
图8.11 桡足类Acartiaclausi的个体重量与P／B
比值的关系（Kinne 1970）
2020/3/25
三、动物种群产量的测定方法 （一）股群法（cohort method）
存活个体的增重量加上损失的个体的增重量 P ＝ n 2 （ w 2 － w l ） ＋ （ n 1 － n 2 ） （ w 2 － 2 w 1 ） P ＝ （ n 1 ＋ n 2 ） （ w 2 － 2 w 1 ）
2020/3/25
2020/3/25
图 8.2 浅海食物网中各营养级的关系（引自邓景耀等 1988 ）
• （二）生态效率
• 1. 概念：一个特定营养级获取的能量与向该营养级输入的能 量之比.
Pn-1
食物种群 ＝
C
动物得到的 ＝
动物未得到的
Pn
被 更 高 营养
次级生产量 ＝ 级取食
被同化的 ＝
动物吃进的 ＝
2020/3/25
R=300
R=672
R=136
20% PG=1500kcal/m2·a
PN=1200kcal/m2·a 平均生物量=4g/m2
70% 80% 植食动物生物量 960 =1.5g干重/m2
产量=192kcal/m2·a 20%
K1=0.2
240
10% 未消化
96
80%
90% 水层捕食者生物量 170 = 2.0g干重/m2
动物对浮游植物的利用效率和总生长效率都比较高。 • 海洋生态系统平均生态效率通常比陆地的高 。 • 食物丰富度与生态效率。
2020/3/25
（三）根据营养级和生态效率计算次级产 量
• Pn+1 ＝ P1 En+1 • Pn+1表示营养级n+1的产 1
量，P1是初级产量，E
是生态效率，n是营养级
传递的数目。
一、简化食物网与营养层次关键种
（一）营养结构分析的难题
海洋食物关系（食物网）是非常复杂 初级碎屑物来源难以归入某一特定的营养级
（二）简化食物网
功能群（functional group），或称同资源种团（guilds），将那 些取食同样的被食者并具有同样的捕食者的不同物种（或相同物 种的不同发育阶段）归并在一起作为一个营养物种。以营养物种 来描绘食物网结构就是简化食物网。
（四）同资源种团的特征及生态系统营养结构的相对 稳定性
• 1. 同资源种团（或功能群）的主要特征：
生态位明显重叠，种间竞争很激烈 ,物种之间是可以相互取代
• 2. 同资源种团与生态系统营养结构的相对稳定性
表8.1 营养结构稳定性的证据（引自Putman&Wratten1984）
岛
营
养
级
H S D W A C P ？ 总共
2020/3/25
第四节 粒径谱、生物量谱的概念及其在海 洋生态系统能流研究中的应用
一、粒径谱、生物量谱的概念 1．粒径谱
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。
2020/3/25
人类捕获产量
无脊椎 肉食动物
上层草 食动物
大鱼
上层 鱼类
底层 鱼类
大型底 栖生物
其他肉 食动物
小型底 栖生物
（粪便）
（微生物）
图 8 .6
2020/3/25
初级产量
根据主要生物类群作出的北海食物网 （ 引 自 S t e e le 1 9 7 4 ）
（三）营养层次关键种
营养层次转化中发挥重要作用的种类 以关键种为中心的食物网研究已成为一种新的研究趋势
呼吸代谢
未同化的
未被取食
动物未吃进的
营养级（ n）的生态效率（ E）＝
营养级（ n）的生产量 营养级（ n－1）的生产量
营养级间利用效率（
EC）＝
营养级（ n）的消费量 营养级（ n－1）的生产量
K1＝P / C
2020/3/25
K2＝P / A
E＝EC· K1
2. 生态效率的一些规律：
• 一般大型动物的生长效率低于小型动物，老年低于幼年。 • 肉食动物的同化效率高于植食动物。 • 变温动物的生长效率高于恒温动物。 • 大洋群落食物链的平均生态效率比沿岸上升流区的低。 • 与陆地食植性动物对植物的消耗和吸收相比较，海洋浮游
损失的生物量加上存活的生物量的变化量
P ＝ （ n 1 － n 2 ） （ w 1 ＋ 2 w 2 ） ＋ （ n 2 w 2 － n 1 w l ）
鱼类、底栖生物和世代不相重叠的桡足类种群可以应用
2020/3/25
（二）积累生长法（cumulative grow method）
繁殖连续、世代互相重叠的种群产量。很难通过现 场调查其同一世代群体的个体数和生物量变化.
2020/3/25
海洋食物链
2020/3/25
（二）碎屑食物链：以碎屑为起点
1. 来源：尸体,蜕皮,粪团 2. 重要性：
①能流大; ②加强生态系统的多样性与稳定性; ③对近岸和外海、大洋表层和底层的能量流（和物质 流）起联结作用; ④营养价值很高.
2020/3/25
二、营养级与生态效率
（一）营养级: 食物链上按能量消费等级划分的各个环节。 • 1. 特点： 每一营养级包含一系列种类,营养级是有限的. • 2. 特定种群所处营养级按其实际同化的能源而确定 混合食料的营养级大小 ＝ ∑（鱼类各种食料生物类群的营养 级大小×其出现频率百分组成） • 3. 食碎屑动物的营养层次较难确定，往往将整个食碎屑类群 作为黑箱（black box）来考虑
2020/3/25
第一节 海洋食物链、营养级和生态效率
一、海洋牧食食物链与碎屑食物链
（一）牧食食物链：以活植物体为起点 • 1. 大洋食物链（6个营养级） • 2. 沿岸、大陆架食物链（4个营养级） • 3. 上升流区食物链（3个营养级）
• 海洋食物链环节数与初级生产者的粒径大小呈相反关系 • 关于上升流区的营养层次问题存在一些争论
10
• “水平”环节使一个营
养级之内的输出能量被
降低
100
食物链
0.55 0.5 肉食性动物生产 55
10
浮游动物生产
100 食物网
浮游植物生产
图8.3 一个由食物链有分支造成能量输出减少的简单例子（假定在通过 每一个生产层时的转移效10率%）是（引S自teele1974）
2020/3/25
第二节 海洋食物网及能流分析
• 2．食物： 食物质量越高，动物的同化效率也随之提高，其 生长效率就高
• 3．个体大小：一般较小个体有较高的相对生长率
食物量 （μg / d）
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●250
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