03海洋非生物生态因子及其生态作用
海洋生态系统中的生态因子以及它们对物种分布的影响
海洋生态系统中的生态因子以及它们对物种分布的影响海洋是我们地球上最大的生态系统之一，因此，它对全球生态系统至关重要。
海洋中的生态因素包括光照、盐度、水温和营养素，互相影响并对生物生存产生影响。
在这篇文章中，我们将探讨这些生态因素如何影响海洋生态系统中的物种分布。
光照光照是海洋生态系统最基本的生态因子。
光照强度会对海洋中浮游植物的光合作用产生影响。
浮游植物对阳光的需求量是不同的，例如，某些物种需要更多的阳光来成长，而另一些物种适应在低光照的深海环境下生长。
这种差异会影响到物种分布，一些物种如荧光藻、硅藻、小型动物等，会分布在更阳光充足的浅海水域，而另一些物种则适应深海环境。
盐度盐度是海洋生态系统的另一个重要的生态因子。
大部分海洋生物对水的盐度有一定的要求，例如，沿海的家蚕蛾需要较高的盐度来维持其鲜叶子的生长，而一些动物如裸蜑、贻贝等则适应在低盐度环境下生活。
在大洋中，随着距离海岸越来越远，水中的盐度会增加，这会影响到物种分布。
例如，亚北极地区是一个低盐度的环境，因此那里的生物物种是适应这种低盐环境的。
水温水温是海洋生态系统中的另一个重要生态因素。
水温差异会导致一些海洋生物无法适应某些地区，这也是它们无法在某些区域繁殖或迁移的原因。
渔网中的沙丁鱼经常逃到更温暖的水域来交配和产卵，而鳀鱼则是在较寒冷的水域中筛选食物。
在温度升高的环境中，一些物种可能会搬迁到北极或南极环境中，寻找更适合它们生活的环境。
营养素营养素在维持海洋生态系统中的生命旺盛方面发挥着重要作用。
海洋生物需要不同量的营养素来生长、繁殖和生存。
营养素的不足会影响到生物的生命力和存活率。
例如，大量的人工化学溶离物的排放会导致海洋中盐度、营养素和其他物质的不平衡，这可能会引发严重的藻华爆发和鱼类死亡，破坏整个海洋生态系统。
结论以上四个生态因素是海洋生态系统中最重要的生态因素之一，互相影响并对物种分布产生影响。
当生态因素不平衡时，可能会导致整个海洋生态系统的破坏。
海洋生态学课后习题and解答
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。
服从热力学第一、第二定律，即能量守恒定律和能量转化定律。
能量单向流动，不循环，不断消耗和散失。
任何一个生态系统的食物链不可能很长，陆地通常3-4级，海洋很少超过6级，因为能量随营养级增加而不断减少，意味着生物数量必定不断下降，而维持种群繁衍必须要有一定数量保证。
第三章 海洋非生物生态因子及其生态作用
• 1. 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”。 • 利比希最小因子定律是限制因子概念的一部分，通常局限于生 理上的生长、繁殖所必需的化学物质。 • 两个辅助原理：
• （1）本定律只在严格稳定条件下，即能量和物质的流入和流
第三章 海洋非生物生态因子 及其生态作用
第一节 生态因子作用的一般规律
一、环境(environment)与生态因子(ecological factors)
• （一）环境
• 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。
• 小环境：有直接影响的邻接环境(洞穴、鸟巢、树荫)
• （二）温度与海洋生物的地理分布与迁移 • 1．温度与海洋生物的地理分布 • 温度和降水的共同作用决定着生物群落在地球分布的总格局。 • 极端温度是限制生物分布的最重要条件。
• 一般温度暖和的地区生物种类多，寒冷地区反之。
• 全球气候变暖及局部热污染可能影响地球物种的分布 • 暖水种、温水种 、冷水种
• 大环境：地区环境、地球坏境和宇宙环境(尺度效应)
• 全球环境、区域环境、地区环境、生态系统环境、种群环境、
生物个体环境 • 按人类影响程度：人工环境、自然环境、半自然半人工环境。
• （二）生态因子
• 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（如温度、湿度、食物和其他相关生物等）。
• 生物的光周期现象 • 日照长度变化是地球上最严格和最稳定的周期性变化，所以是 生物节律最可靠的信号系统。 • 光照长度超过12-14 h叫长日照，日照不足8-10 h称短日照。 • 植物：长日照植物、短日照植物、中日照植物、日中性植物。 • 动物：鸟类的迁移、哺乳动物的生殖和换毛、昆虫的冬眠和滞 育等均有明显的季节规律 • 直接原因（近因）：光照刺激 • 最终原因（远因）：进化中对保证物种生存和繁衍有决定性意 义的环境因素。 • 内源性节律 • 月周期与潮汐周期：招潮蟹体色（低潮时最深）随潮汐推迟， 人为黑暗也能变色；银汉鱼在满月和新月时繁殖。
上海海洋大学海洋生态学 Chapter 003 海洋主要生态因子及其对生物的作用
图 3.4 几种海洋浮游植物色素对光吸收关系的示意图(Lalli et al 1997)
图中的垂直坐标仅代表色素对光吸收率的相对值
辅助色素：叶绿素b、β胡萝卜素、岩藻黄素、藻青素等等 细菌叶绿素（bacteria-chlorophylls）
三、光与海洋动物的分布和昼夜垂直移动现象
图3-10
四、生物的光周期现象
在透光层下方，植物在一年中的光合作用量少于其呼吸消耗，但光线
足够动物对其产生反应。
⑶ 无光层（aphotic zone）
光强/(µW· -2) cm 10-11 0 200 400
深度/m
10-9 日光
10-7
10-5
10-3
10-1
101
103
105
清 晰 的近
岸水
600 800 1000 1200 无光层
耐受性定律的一些补充原理：
生物可能对某一生态因子的耐受范围很广，而对另一个因子又 很窄。 当某种生物对某一特定生态因子不是处在最适度状态时，对其 他生态因子的耐受限度可能随之下降。图示 在自然界中常可看到生物实际上并不在某一特定生态因子最适 范围内生活. 生物对环境因子的耐受性限度在其生活史中往往不是恒定的， 而是随年龄（或发育阶段）以及其他条件而改变。
图3-3
3、生物对生态因子耐受限度的调整
驯化（acclimation）：长期生活于生存范围的一侧，其
生态 幅就可能偏移。
休眠（dormancy）：生物体在不良环境下的不活动状 态，对不利环境的强制适应。休眠期耐受范围变宽并最 大限度地降低能量消耗，昆虫滞育(diapause) 、冬眠、 夏眠。
(9)第七周 第四章 (1)海洋环境生态系统中的非生物因子
退潮时的英国莫克姆湾海滩
在英国莫克姆湾沙滩拾贝壳的人
在120平方英里的“魔鬼海 滩”，每天捡拾的鸟蛤价值为5 万英镑，远销欧洲各国。
海 啸
形成：由海底地震、火山爆发、陨 石等因素形成。 速度：超过700公里/时，与波音747 的速度相当。 高度：形成的海浪高大12层楼，形 成垂直的水墙为15米高。
太阳、地球和月球三者互为直角
这时太阳和月球的引力相互抵消， 因此，潮水涨落最低。如前述原因， 小潮不发生在初八和初二十三，而是发 生在初九、十和初二十四、二十五。 潮汐与季节有关： 冬至前后：因地球离太阳较近， 潮汐较大 夏至前后：因地球离太阳较远， 潮汐较小
世界三大潮涌地方： 1、中国的钱塘江出海口 2、巴西的亚马逊河出海口 3、印度的恒河出海口 以我国的钱塘江潮水最为壮 观。
太阳、地球和月球三者成一条直线
这时太阳和月球的引潮力相 加，使高潮水位涨得最高；低潮 水位落得最低。 由于海水得粘滞性和海底地 形不平等因素，海水流动时产生 很大的摩擦力，成都七天连锁酒 店使得大潮在初二、三和初十七、 十八出现。 钱塘江观潮时间：农历八月十八
2、月球、太阳和地球的位置相互 垂直，形成小潮。 太阳 地球 ——月球 上弦：初七、八 下弦：初二十二、二十三
第四章 海洋环境生态系统中 的非生物因子
一、海洋环境的分区
海洋环境的三大梯度： 1、从赤道到两极的纬度梯度 光照、温度的变化，影响着海洋生 物的生长和发育、分布和栖息；
2、从海面到海底的深度梯度 光线的减少、温度的降低、压 力的增大，影响着海洋生物的种 类、数量、身体结构； 3、从海岸到大洋的水平梯度 营养物质、海水与淡水的混合、 盐度和温度的变化，海洋生物种 类和数量变化很大。
Байду номын сангаас
海洋微生物的生态功能与保护
海洋微生物的生态功能与保护海洋微生物是海洋生态系统中至关重要的组成部分，它们具有丰富多样的生态功能，对维持海洋生态平衡和人类社会的可持续发展起着重要作用。
在本文中，我们将探讨海洋微生物的生态功能以及如何保护这一宝贵的自然资源。
一、生态功能1.1 高效的光合作用海洋微生物中的一类重要生物，如浮游植物和蓝细菌等，通过光合作用吸收二氧化碳，并释放出氧气。
这一过程不仅为其他生物提供了所需的氧气，还通过固定碳的方式，参与了碳循环过程，调节了海洋和全球的气候变化。
1.2 有机物贡献与营养循环海洋微生物通过吸收和利用有机物，如遗骸和排泄物等，促进了生态系统中的营养循环。
它们分解有机物贡献了大量的营养物质，为其他生物提供了所需的能量和营养。
1.3 氮、磷等元素循环海洋微生物通过氮和磷的固定和循环，维持着海洋生态系统的稳定。
它们可将氮和磷从海水中固定，并转化为可供其他生物利用的形式，促进了生态系统中各种生物之间的相互作用。
1.4 生物降解有害物质海洋微生物在海洋污染治理中扮演着重要角色。
它们能够分解各种有害物质，如石油、重金属等，减少其对海洋生物的危害，促进海洋生态环境的恢复和修复。
二、保护海洋微生物的措施2.1 加强环境监测与管理通过加强对海洋微生物生态系统的监测和评估，我们能够了解其分布、数量和状态等信息，为制定科学合理的保护策略提供依据。
同时，加强相关法律法规的监管和执行，确保海洋微生物生态系统得到恰当保护。
2.2 减少污染物排放减少人类活动引起的污染物排放，是保护海洋微生物的重要举措。
通过采取可持续发展的方式和环境友好型的生产技术，减少工业生产、渔业捕捞等活动对海洋生态系统的干扰和破坏，保护海洋微生物的生存环境。
2.3 推动科学研究与创新加大对海洋微生物生态功能的研究力度，推动相关科学技术的创新，有助于更好地了解其生态功能及其对海洋生态系统的重要性。
同时，开展微生物资源的保护与利用研究，发掘其中的潜力和价值，为保护海洋微生物提供科学依据。
海洋生态系统的结构和生态学功能
海洋生态系统的结构和生态学功能海洋覆盖了全球三分之二的面积，是地球上最广阔的生态系统。
海洋中存在着丰富的生物多样性和复杂的生态关系，这些关系构成了海洋生态系统的结构和功能。
本文将从海洋生态系统的基本结构开始，介绍海洋生态系统的生态学功能。
一、海洋生态系统的基本结构海洋生态系统包含两个基本组成部分：海洋非生物环境和海洋生物环境。
海洋非生物环境由水体、海底地形、地球自转和环流等因素组成。
海洋生物环境则包括了海洋生物和它们生活的栖息地。
海洋生态系统的结构是由这两个部分互动形成的。
海洋生态系统中最基本的生物群落是浮游生物和底栖生物。
浮游生物是指那些不能主动游动，在水中漂浮着的生物。
底栖生物则指那些在海底或沉积物表层生活的生物。
它们与其他生物和非生物要素构成了海洋生态系统的复杂网状结构。
二、海洋生态系统的生态学功能1、物质循环这是海洋生态系统最基本的生态学功能之一。
海洋是地球上最大的水库，它在全球的物质循环中扮演着重要的角色。
通过食物链，海洋中的生物将有机物质和无机物质转化成了动物和其他生物的组织和废物等形式。
这些废物在进一步分解和降解的过程中，又被还原成无机物质，从而使得其成为了生命的再生基础。
此外，海洋还能吸收大量的碳和氧，成为全球碳循环和氧循环的重要组成部分。
2、光合作用海洋生态系统是全球最大的光合作用平台之一。
光合作用是指通过光能将无机物质转化为有机物质的过程。
在海洋生态系统中，光合作用主要由浮游植物完成。
浮游植物通过光合作用将太阳能转化为生物能，从而维持着海洋生态系统的整个生命活动。
此外，光合作用还能释放氧，为全球氧循环提供必要的能量。
3、保持生态平衡海洋生态系统中的生物之间存在着各种各样的生物关系，这些关系维持了海洋生态系统的生态平衡。
其中最典型的是食物链和食物网的关系。
食物链描述了一组生物之间的食物传递关系，而食物网则是由多个食物链组成的网状关系。
海洋生态系统中的食物链和食物网帮助维持了各个生物种群的数量和密度，保持了海洋生态平衡。
海洋非生物环境课件
2、 光合作用有效光辐射（PAR）
指波长在400nm～700nm左右的可见光辐射。
光合作用有效光辐射的作用 ： A：为视觉动物提供光源，使其感应环境的变化； B：为植物光合作用提供所需辐射能量。
最大光合作用有效光辐射约为2000 µE m－2 s－1， 是来自上方的垂直太阳辐射。当太阳接近地平线时， 这个值降为零。
第二章 海洋非生物环境
海洋非生物环境课件
提纲
第一节：生态因子作用的一般规律 生态因子的概念 限制因子概念及实际意义
第二节：太阳辐射 第三节：温度 第四节：盐度 第五节：密度 第六节：压力 第七节：表层流
海洋非生物环境课件
第一节 生态因子作用的一般规律
一 生态因子
1.1 生态因子（ecological factor）的概念：
色、生殖和行为。
海洋非生物环境课件
一．太阳辐射在海表面的吸收与散射
1. 海洋生物学研究使用的光强单位
两种光强单位： 测量光子的爱因斯坦（E） 测量辐射能的瓦特（W），辐射能取决于光的波长，
用于光合作用的辐射能的波长是400nm～700nm （可见光波长380nm～760nm） 单位换算
1爱因斯坦（E）=1摩尔光子，即6.02×1023光子
补偿深度
太阳辐射进入海水中，光照强度随着水的加深而 减弱，同时植物的光和作用速率也随着减弱。当 至某一深度，光合作用产生氧气的量，恰好等于 植物呼吸作用时消耗氧气的量，这一光照强度即 称为补偿点（compensation point）或称补偿 光强度（compensation light intensity）。
海洋非生物环境课件
⑶ 无光层（aphotic layer）：这一层位于从 弱光层下限直到海底。这一层内没有从海面 透入的具有生物学意义的光照。这一层没有 植物生存，主要是一些肉食性和碎食性的种 类。
海洋环境生态学-第1章 海洋生物与环境(3-4)主要海洋环境因子的生态作用、生态因子作用的一般规律
一、光因子的生态作用
（2）光照强度与水生植物 ➢光的穿透性限制着植物在海洋的分布，只有在海洋表层的透 光层上部，植物的光合作用才能大于呼吸量。 ➢透光层，也称真光层（euphotic zone或photic zone），植物 的光合作用超过呼吸消耗。
透光层在不同海区是不一样的，在清澈的大洋区可超过150m，而在沿岸区可减少 到20m甚至更少、相对于海洋深度来说，透光层仅占其上方的一薄层。
如高纬度海域的许多鱼类比相应地生活在低纬度海域的同种个体的脊椎 骨数要多，个体相应地大。
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二、温度因子的生态作用及生物的适应
（2）温度与海洋生物的地理分布 生物的种类数量：热带海域（特别是珊瑚礁海域）生物种类 的多样性往往很高，而高纬度海区，生物种类的多样性远比 不上热带和亚热带等低纬度海区，但其单种的数量不一定低。 ➢暖水种（warm-water species）
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一、光因子的生态作用
②短光照期型：产卵期在秋季，多在秋分之后，此期的自然 光照时间逐日缩短。对此类型的鱼类若在产卵季节前人为地 缩短光照期，可促使其性腺提前成熟。
例如，在短光照季节产卵的红点鲑，在产卵季节前3个月，每 周缩短光照期1h，连续9周，结果亲鱼提前1个月产卵。大多 数鲑科鱼类属短光照期型，此外常见的还有香鱼、花鲈、鲻 鱼、六线鱼等。有的鱼类有春秋两个产卵群体，应分为长光 照期和短光照期两个产卵类型。如我国近海的大黄鱼就分为 “春宗”和“秋宗”两个产卵类群。
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二、温度因子的生态作用及生物的适应
②有效积温法则 植物和变温动物的胚胎发育所必须的总热量一个常数，这个 总热量可用有效积温（即发育期的平均温度（有效温度）与 发育所经过的天数或时数的乘积）表示。 有效积温的公式表达为：K =N（T-C）；
1第一章1 非生物因子的生态作用 第一节 光的生态作用 初二物理ppt课件教案 人教版
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五、浮游生物昼夜垂直移动
无论是海洋或淡水水体中，都 可以见到浮游生物随着昼夜的 交替而在水层上下往返游动的 情况，这种现象称为昼夜垂直 移动。
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浮游植物：白天上升夜晚下降 浮游动物
夜间上升，白天下降，一昼夜升降一次：多数
两次垂直移动：傍晚、黎明；
白天上升夜晚下降：少数，如在长刺蚤、拟细 镖水蚤、隆线蚤、单肢蚤和几种轮虫等
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• 补偿点表示植物生存所需要的平均连续照度，如果由于昼 夜变化引起的有光和无光的更替，某一段时间内光合作用 暂停进行，那么，在另一段时间内的照度就必须高于补偿 点。另一方面，如果植物在高照度下生活一段时间后，就 可以在低于补偿点的照度下生活另一段时间，比如，藻类 因水团的垂直混合而从上层被带到深层，由于它在上层已 合成和积累了足够的营养物质，可以在低于补偿深度的水 层中生活一段时间。
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• (1)光对动物和植物的生存提供能量的来源。
• (2)光直接影响植物的光合作用和色素的形成。
• (3)动植物对光的刺激(信号作用)都会产生一定的 反应，如视觉、繁殖、发育、行为、分布等。 • (4)间接作用：通过影响其他环境因素的动态而产 生的作用。
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一.水体的光照条件
• 在大气层上界垂直于太阳光的平面上所受到的太 阳辐射强度为8.10 J/(cm2· min),被称为太阳系数。 太阳辐射到达水面（地面）的强度<太阳系数。 • 太阳辐射能到达水面的强度随太阳高度角、地理 纬度、海拔高度、季节和大气状况而变化。
• 条件反射
动物
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动物对光的反应决定于内在和外在的各种因 素(光对动物的影响)。
• 光的强度： 当照度低于6000 lx时，海洋原甲藻和科瓦 裸甲藻表现趋光运动，照度达到20 000 lx以上时，则 表现出背光运动。可见，按照光强度的变化，生物对光 反应性质也起了变化。 • 光的强度也能改变趋光运动的速度。当光照为0.5lx时， 豆蚧幼虫走29 cm距离需34s，光照46 lx时仅需17s。
海洋生态系统中的海洋微生物与生态功能
海洋生态系统中的海洋微生物与生态功能海洋生态系统是地球上最广阔的生态系统之一，它不仅是人类生存和发展的重要基础，也承载着丰富的生物多样性和生态功能。
而海洋微生物作为海洋生态系统中不可或缺的一部分，发挥着重要的生态功能。
本文将从海洋微生物的多样性、能量流转、物质循环以及生态系统的稳定性等方面，探讨海洋微生物在海洋生态系统中的生态功能。
一、海洋微生物的多样性海洋微生物包括细菌、真菌、原生动物和病毒等微小生物体，其种类非常丰富。
据估计，海洋微生物的数量已经超过了地球上所有生物的总和。
海洋微生物具有很高的物种多样性和遗传多样性，其中每一种微生物都在一定程度上对环境变化做出了适应。
不仅如此，由于海洋微生物之间的相互作用和共生关系复杂多样，海洋生态系统的稳定性也得到了保障。
二、能量流转中的海洋微生物海洋微生物在能量流转中发挥着重要的作用。
在海洋食物链中，海洋微生物扮演着生产者的角色，通过光合作用或化学合成过程，将太阳能转化为化学能，为整个海洋食物链提供能量源泉。
同时，一些海洋微生物还是异养生物的重要食物来源，它们通过摄食、吞噬等方式将能量传递给更高级的生物，维持着海洋生态系统的能量平衡。
三、物质循环中的海洋微生物海洋微生物在物质循环中也发挥着重要的作用。
其中，氮循环和碳循环是海洋生态系统中最为关键的两个循环过程。
海洋微生物通过氧化还原反应等方式，将有机物分解为无机物并释放出可供其他生物利用的营养物质。
同时，在物质循环过程中，海洋微生物还能够参与有毒物质的降解和转化，减少对生态环境的污染。
四、海洋生态系统的稳定性海洋微生物的存在和活动对于海洋生态系统的稳定性至关重要。
海洋微生物通过其功能多样的代谢活动，维持着海洋水体的生态平衡。
其中，一些具有光合和固氮能力的海洋微生物能够吸收大量的二氧化碳和氮氧化物，起到减缓全球变暖和缓解氮污染的作用。
另外，海洋微生物还能够防止富营养化和藻华的发生，保持海洋水体中的营养平衡。
海洋非生物生态因子及其生态作用
水体中生态因子可分为三大类
• 非生物因子（abiotic factors）： 又称自然因子，
或称理化因子。海洋环境的主要非生物因子包括光 照、温度、盐度、海流和各种溶解气体等。它们对 海洋生物的分布、生长、繁殖和生产力等方面 有重 要影响。
• 生物因子（biotic factors）：指环境中的动物、植物 和微生物，即指同种或异种的其它生物。
• 光合作用有效辐照
• 波长大于700nm的红外线辐射被 吸收转为热能，波长波长小于 380nm被吸收散射。只有 400~700nm的可见光可透入水层 供光合作用使用，这部分光为光 合作用有效辐照（PAR）
• 在清澈的大洋中，蓝光透射深度 最大，红光最小；在沿岸水域通 常含有一些物质，所以蓝光被吸 收，绿光透射深度最大。
• ⑵ 应用利比希定律时还应注意到因子的互相影响问题。
当一个特定因子处于最小量状态时，其他因子可能有替代作用或改变其利用效 率。例如在钙不足而锶丰富的环境中，软体动物的贝壳中可用锶替代部分钙； 有些植物在弱光下生长时只需要较少量的锌，因此在阴蔽处锌对植物的限制作 用较在强光下为小。
2．谢尔福德耐受性定律（Shelford‘s Law of Tolerance）
二、限制因子的原理
• 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，就叫做限制因子（limiting factors）。
限制因子是相对该因子对生物的影响结果而言的。限制因子往 往是局部性和暂时性的。如果一种生物对某一生态因子的耐受 范围很广，而且这种因子又非常稳定，那么这种因子就不大可 能成为限制因子。相反，一般情况下有两类生态因子最容易起 限制作用： • 有机体十分需要而环境中含量很低的物质和元素； • 有机体对其耐性限度狭，而在环境中又易变化的因子。
生物和非生物因素对海洋生态系统的影响及其机制
生物和非生物因素对海洋生态系统的影响及其机制海洋生态系统是地球上最为复杂和庞大的生态系统之一，它涉及到包括物理参数、化学成分、生物种群等多个方面。
生物和非生物因素是影响海洋生态系统的主要因素，它们之间相互作用和制约，对海洋生态系统的生物多样性和生态平衡产生重要影响。
1、非生物因素对海洋生态系统的影响海洋中的非生物因素主要包括水温、盐度、光照、水流等。
这些因素对海洋生态系统的影响主要表现在以下几个方面：（1）水温和盐度：温度和盐度是影响海洋中各种生物的生长和繁殖的关键因素。
不同的生物对于水温和盐度的适应范围有所不同，因此随着水温和盐度的变化，海洋生态系统的物种组成和数量也会发生变化。
比如，白鲸、北极熊等动物与冰层有关联，而随着气候升温，冰层消融，它们的栖息地也在发生变化。
（2）光照：海洋中大部分的生物都需要光能作为生命活动的能量来源。
而不同深度的水体中光照的强度和波长分布也会影响海洋生态系统的物种分布和数量变化。
例如，深海中的生物对于光线的依赖度较低，而海湾和珊瑚礁等浅海区域的生物对于光线的要求较高。
（3）水流：水流是影响海洋生态系统的另一个重要非生物因素。
海洋中的水流会带来新鲜的营养物质和氧气，同时也对于海洋中各种生物的生活带来影响。
例如，某些浮游生物需要依靠水流的推动才能游动，而沿海种群的生态系统则受到潮汐和海浪的影响。
2、生物因素对海洋生态系统的影响海洋生态系统中，生物因素也是对其影响的重要因素，各种生物之间的相互作用、互利共生等都对海洋生态系统产生着极为重要的影响。
比如，浮游生物和底栖生物之间的生态相互作用，是影响海洋生物群落的因素之一。
（1）群落间的相互作用：在海洋生态系统中，不同物种之间存在着多种型态的相互作用，例如食物链，它通过食物网将物种之间建立关系，进而造成一种动态平衡。
同时，群落间互惠共生的关系也会影响海洋生态系统的稳定。
比如流浪动物和海洋浮游生物的互惠关系，有助于维持浮游生物的数量和种类。
非生物生态因子对生物的作用形式
非生物生态因子对生物的作用形式大家有没有想过呀，我们生活的这个大自然就像一个超级大舞台，生物们在这个舞台上各展风采。
但是呢，它们的表演可少不了一些幕后英雄的支持，这幕后英雄就是非生物生态因子啦！下面咱就来好好聊聊这些非生物生态因子对生物都有哪些作用形式。
一、光照的作用形式。
光照对于生物来说，那可是至关重要的哟！就像咱们人类，每天都得晒晒太阳，补补钙啥的。
对于植物来说，光照更是它们进行光合作用的能量来源。
想象一下，植物就像一个个小小的太阳能发电站，通过吸收阳光，把二氧化碳和水转化成自己生长需要的有机物和氧气。
要是没有光照，植物就没法进行光合作用，那就只能饿着肚子，长不大啦！而且呀，光照的时长也会影响生物的生长和发育。
有些植物是长日照植物，它们需要较长时间的光照才能开花结果。
比如说小麦、油菜这些，它们就喜欢在白天时间长的季节里生长。
还有些植物是短日照植物，像菊花、水稻，它们在日照时间短的时候才会开花。
这就好像它们有自己的生物钟一样，得按照特定的光照时长来安排自己的生活。
另外，光照的强度也会对生物产生影响。
太强的光照可能会伤害到生物，就像夏天大中午的，太阳火辣辣的，咱们人类在外面待久了会被晒伤，植物也一样，可能会被晒脱水。
而光照太弱呢，植物又会因为能量不足而长得又瘦又小。
所以呀，合适的光照强度对于生物的生存和发展是非常重要的。
二、温度的作用形式。
温度这个家伙，对生物的影响也是无处不在的哟！生物的新陈代谢、生长发育等各种生理活动都和温度密切相关。
比如说，大多数生物在适宜的温度范围内，新陈代谢会比较快，生长发育也会比较顺利。
就像我们人类，在温暖的环境里会感觉很舒服，身体的各项机能也能更好地发挥。
但是，如果温度超出了生物所能忍受的范围，那可就麻烦啦！温度太高，生物可能会因为体内的酶失去活性而无法正常进行生理活动，甚至会被热死。
像夏天的时候，有些动物会躲在阴凉的地方避暑，就是为了避免被高温伤害。
而温度太低呢，生物的新陈代谢会减慢，生长发育也会受到抑制。
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（二）光在海洋中的水平分布
太阳辐射具有明显的纬度梯度： 太阳辐射具有明显的纬度梯度： 热带海区一天中白天与黑夜各约12h, 热带海区一天中白天与黑夜各约 温带海区夏季光照时间超过12h, 冬季少于 冬季少于12h 温带海区夏季光照时间超过 在极区，持续 个月的低能光照与 个月的黑暗交替。 个月的低能光照与6个月的黑暗交替 在极区，持续6个月的低能光照与 个月的黑暗交替。
根据在垂直方向上的光照条件分为几个层次： 根据在垂直方向上的光照条件分为几个层次： 1．透光层，也称真光层（euphotic zone 或photic zone）： ．透光层，也称真光层（ ） 有足够的光可供植物光合作用，光合作用的量超过植物 有足够的光可供植物光合作用， 的呼吸消耗。 的呼吸消耗。 2．弱光层（ 2．弱光层（disphotic zone）：在透光层下方，植物在一 zone） 在透光层下方， 年中的光合作用量少于其呼吸消耗， 年中的光合作用量少于其呼吸消耗， 但光线足够动物对 其产生反应。 其产生反应。 3．无光层（aphotic zone） ） ．无光层（
第三章 海洋非生物生态因子 及其生态作用
学习目的
掌握环境和生态因子的基本概念， 掌握环境和生态因子的基本概念 ， 生态因子作用的一 般规律，以及生物与环境之间的辨证关系。 般规律，以及生物与环境之间的辨证关系。 了解海洋环境中光、温度、盐度、 了解海洋环境中光、温度、盐度、海流等主要生态因子 的分布特征及其生态作用。 的分布特征及其生态作用。 了解溶解气体主要组分的来源与消耗途径及其与生物代 谢活动的关系。 谢活动的关系。
第二节 光
照
一、光在海洋中的垂直分布和水平分布
（一）海水中光的衰减及海水的透明度
因反射、海水吸收 、 悬浮与溶解物质的吸收与散射 ， 光 因反射 、 海水吸收、悬浮与ID －kD ID ＝ I0 e K ＝ D I0：海表面光强 ； ID ：深度 处光强； K：平均消光 衰减 海表面光强； 深度D处光强 处光强； ： 平均消光(衰减 衰减) 系数K值大小与水体干净程度有关 一般近岸K 值大小与水体干净程度有关， 系数 值大小与水体干净程度有关 ， 一般近岸 ≈1；多 ； 数浅海K 数浅海 ≈0.1；大西洋马尾藻海 ≈0.025 ；大西洋马尾藻海K
透明度（transparency）：间接地估算调查海 透明度（transparency）：间接地估算调查海 ）： 区的消光系数（ ），并以此来估计透光层的深度 并以此来估计透光层的深度， 区的消光系数（K），并以此来估计透光层的深度，方 便实用。 便实用。 中国近海K ＝ 1.51/S，透光层深度L ＝ 3.05 S。 透明度可反映海水的贫瘠与肥沃程度。 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、 透明度处于不断变化之中，不同海区、同一海区不同 时间。 时间。
图3-4
图3-5
三、生物与环境的辩证统一
1．生态因子的综合作用 ． 温度、溶解氧、二氧化碳、 值 光、温度、溶解氧、二氧化碳、pH值 2．生物与环境的关系是相互的、辩证的 ．生物与环境的关系是相互的、 非生物因子通过其质、 非生物因子通过其质 、 量和持续时间三个方面作用于生 物。 生态适应：生物通过其形态、生理、行为的调整以适应 生态适应： 生物通过其形态、 生理、 环境因子的变化。 环境因子的变化。 3．从长期的角度看，地球上出现生命后，本身在有机体的 ．从长期的角度看，地球上出现生命后， 影响下发生了根本的变化。较短生态时间尺度看， 影响下发生了根本的变化。较短生态时间尺度看，生物与 环境关系以作用和适应为主，反作用为辅； 环境关系以作用和适应为主，反作用为辅；从较长的进化 尺度看，则以反作用为主，是一个相互影响、 尺度看，则以反作用为主，是一个相互影响、协同进化的 过程。 过程。
1、生态因子分类
①传统分类：非生物因子或称理化因子、生物因子 传统分类：非生物因子或称理化因子、 按性质分：气候因子、土壤因子、地形因子、 ②按性质分：气候因子、土壤因子、地形因子、生物因 子、人为因子 稳定程度分：稳定因子、 ③按稳定程度分：稳定因子、变动因子
2、生态因子作用特征
①综合性 ②非等价性 ③阶段性 ④不可替代性和可 补偿性 ⑤直接性和间接性
第三节 温
度
一、海洋水温分布 （一）表层水温变化 呈现明显自低纬度到高纬度递减的纬度梯度
图3－11
（二）海洋水温的垂直分布 不同纬度差异
t/℃ -2.0-1.0 0 1.0 2.0 0 0 a b 深 度/m 1000 高纬度 2000 c 3000 a.低盐表层水 b.入侵的中纬高盐水 c.北极深层水
二、光照强度与藻类光合作用速率的关系
1. 光合作用速率与光强的关系
图3－6
说明： 所有种类具相同规律（曲线形状相同）； 说明：①所有种类具相同规律（曲线形状相同）； 不同种类位置不同，尤其是I ②不同种类位置不同，尤其是 k：光饱和值
2. 海洋藻类的光合作用与辐照度的关系因种而异
图3-7
3. 浮游植物的光饱和值还与纬度有一定关系
二、限制因子的原理
任何接近或超过某种生物的耐受极限而阻碍其生存、 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，就叫做限制因子（limiting factors）。 繁殖或扩散的因素，就叫做限制因子（ 限制因子 ） 1. 利比希最小因子定律（Liebig's Law of Minimum） 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”。 植物的生长取决于处在最小量状况的必需物质” 两个辅助原理： 两个辅助原理： （1）利比希定律只在严格的稳定条件下，即能量和物质的 ）利比希定律只在严格的稳定条件下， 流入和流出处于平衡的情况下才适用。 流入和流出处于平衡的情况下才适用。 （2）应用利比希定律时还应注意到因子的互相影响问题。 ）应用利比希定律时还应注意到因子的互相影响问题。
图3－12 图 3.5
5 10 15 20 25 b 低纬度 c a
0
5 10 15 20 b a 中纬度
a.表层混合层 b.永久温跃层 c.深冷层
a.永久温跃层 b.季节温跃层
深海温度分布图（引自 Tait 1981）
二、海洋生物对温度的耐受限度 及海洋生物的地理分布
（一）海洋生物对温度的耐受限度（广温性与狭温性） 海洋生物对温度的耐受限度（广温性与狭温性） 温度的三基点：上限、 温度的三基点：上限、下限及适宜范围 常温动物和变温动物； 常温动物和变温动物；外温动物与内温动物 低温致死原因： 低温致死原因： （1）冰晶使原生质破裂 ） （2）细胞形成冰晶时，胞内电解质浓度改变，引起细胞 ）细胞形成冰晶时，胞内电解质浓度改变， 渗透压变化， 渗透压变化，蛋白质变性 （3）脱水使蛋白质沉淀 ） （4）代谢失调 ）
第一节
（一）环境
生态因子作用的一般规律
一、环境(environment)与生态因子(ecological factors) 环境(environment)与生态因子(ecological (environment)与生态因子 泛指生物周围存在的一切事物； 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 体或生物群体以外的空间及直接、 物体或生物群体生存的一切事物的总和。 物体或生物群体生存的一切事物的总和。 （二）生态因子 环境中对生物生长、发育、生殖、 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。如温度、湿度、 直接或间接影响的环境要素。如温度、湿度、食 物和其他相关生物等。 物和其他相关生物等。
对耐受性定律的一些补充原理可概括如下： 对耐受性定律的一些补充原理可概括如下： （1）生物可能对某一生态因子的耐受范围很广，而对另一 生物可能对某一生态因子的耐受范围很广， 个因子又很窄。 个因子又很窄。 （2）当某种生物对某一特定生态因子不是处在最适度状态 时，对其他生态因子的耐受限度可能随之下降。图示 对其他生态因子的耐受限度可能随之下降。 （3）在自然界中常可看到生物实际上并不在某一特定生态 因子最适范围内生活. 因子最适范围内生活. （4）生物对环境因子的耐受性限度在其生活史中往往不是恒 定的，而是随年龄（或发育阶段）以及其他条件而改变。 定的，而是随年龄（或发育阶段）以及其他条件而改变。
表 3.1 不同海区浮游植物的光饱和值（IK ） 海 区 IK 平均值/ [cal /(cm ·min)] 0.11 冬季 中纬度海域 高纬度海域 春季 夏季 0.04 0.07 0.08 0.03
2
热带海域
三、光质的变化及其对生物的影响
光质（光谱成分）存在时空变化。 光质（光谱成分）存在时空变化。 光在海水中的分布，见图 光在海水中的分布， 植物光合作用利用可见光区（生理有效辐射）,其中红、橙光吸 其中红、 植物光合作用利用可见光区（生理有效辐射） 其中红 收最多，其次蓝、紫光，绿光最少（生理无效光） 收最多，其次蓝、紫光，绿光最少（生理无效光）图示 辅助色素、补色光：蓝光与紫光有利于花青素的合成， 辅助色素、补色光：蓝光与紫光有利于花青素的合成，使植物 产生各种颜色，并引起向光性，抑制伸长生长， 产生各种颜色，并引起向光性，抑制伸长生长，红光促进伸长 生长。紫色塑料膜可使茄子增产，兰色膜可使草莓增产。 生长。紫色塑料膜可使茄子增产，兰色膜可使草莓增产。 长波促进碳水化合物形成，短波促进有机酸和蛋白质合成。 长波促进碳水化合物形成，短波促进有机酸和蛋白质合成。
图3－8
图3－9
图3－10
三、光与海洋生物的分布及动物的趋光行为
（一）光与海洋生物的垂直分布 （二）浮游动物昼夜垂直移动现象
总的规律：白天，每一个种集中靠近一特定水层， 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 昏时，它们开始上升并持续整个黄昏时间，到达表面后， 完全黑暗的夜间，种群趋于分散。 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。 然后迅速下降，直到原先白天栖息的水层。 逃避捕食者、能量代谢上的好处、有利于遗传交换、 逃避捕食者、能量代谢上的好处、有利于遗传交换、集群习 性可减少被捕食的机会、 性可减少被捕食的机会、避免紫外线的伤害