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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。
厦门大学精品课程之海洋生态学
图 6.15 沿岸上升流示意图(引自 Nybakken 1982)
（二）陆架坡折锋面带
• 黑潮与湾流都来源于赤道附近的高温高盐水，在横跨西 边界大陆架坡折处等深线的剖面上与低温低盐的沿岸水 相遇，产生一个狭窄的温度或盐度的剧变带，即黑潮或 湾流的陆架坡折锋面。
（三）低盐锋面和潮汐混合锋面
• 低盐水和高盐 海水之间的急 剧过渡带，季 节变化明显。
物等适应于低营养盐条件生活的种类为主。
营养盐 80˚
70˚
极地生产力
纬度 光照强度 ←—————————————— 营养盐浓度 ——————————————→
60˚
50˚ 温带生产力
40˚ 光照
30˚
20˚ 冬季
热带生产力
春季
夏季
秋季
冬季
图 6.13 热带、温带海区初级生产力季节变化与光、营养盐关系示意图 (引自 Lalli & Parsons 1997)
一、光
• 藻类光合作用与辐照度的抛物线关系 • Pg=Pmax[I]/（Ik+[I])
光合作用(P) /[mg C/ (ml ·h)]
Pmax
光抑制
Pn
∆P
Pg
∆I
＋ 0 －
IC
呼吸
补偿点
IK
光强(I)/[Cal/(cm2 ·min)]
图 6.3 光合作用对光强变化的反应(引自 Parsons et al. 1984)
• 过剩摄食（superfluous feeding）
自养浮游植物 (P)
摄食
食植浮游动物 (Z)
摄取
死亡
摄食中植 物损失
营养盐 (N)
图 6.10 浮游植物—浮游动物—营养盐相互关系模型示意图(引自陈长胜 2003)
（二）陆架坡折锋面带
• 黑潮与湾流都来源于赤道附近的高温高盐水，在横跨西 边界大陆架坡折处等深线的剖面上与低温低盐的沿岸水 相遇，产生一个狭窄的温度或盐度的剧变带，即黑潮或 湾流的陆架坡折锋面。
（三）低盐锋面和潮汐混合锋面
• 低盐水和高盐 海水之间的急 剧过渡带，季 节变化明显。
物等适应于低营养盐条件生活的种类为主。
营养盐 80˚
70˚
极地生产力
纬度 光照强度 ←—————————————— 营养盐浓度 ——————————————→
60˚
50˚ 温带生产力
40˚ 光照
30˚
20˚ 冬季
热带生产力
春季
夏季
秋季
冬季
图 6.13 热带、温带海区初级生产力季节变化与光、营养盐关系示意图 (引自 Lalli & Parsons 1997)
一、光
• 藻类光合作用与辐照度的抛物线关系 • Pg=Pmax[I]/（Ik+[I])
光合作用(P) /[mg C/ (ml ·h)]
Pmax
光抑制
Pn
∆P
Pg
∆I
＋ 0 －
IC
呼吸
补偿点
IK
光强(I)/[Cal/(cm2 ·min)]
图 6.3 光合作用对光强变化的反应(引自 Parsons et al. 1984)
• 过剩摄食（superfluous feeding）
自养浮游植物 (P)
摄食
食植浮游动物 (Z)
摄取
死亡
摄食中植 物损失
营养盐 (N)
图 6.10 浮游植物—浮游动物—营养盐相互关系模型示意图(引自陈长胜 2003)
海洋生态学课件-9.6 海洋生物资源开发及利用
海豚
海洋生物资源开发利用
❖ 中国近代渔业生物资源开发利用大致经历 了三个时期：
稳定发展时期（20世纪50年代至70年代末） 生产徘徊时期 捕捞过度时期
❖ 以海洋生物为基础原料，生产各种有用物质。 随着海洋生物技术的进一步开发应用，可以 肯定，还将有更多更新的海洋生物所独有的 重要物质会被不断的开发利用。它包括：
海洋药用动物
❖ 海洋动物的各个门类几乎都有，现知在 1000种以上，研究较多的为腔肠动物、海洋 软体动物、海洋节肢动物、棘皮动物、海洋 鱼类、海洋爬行动物和海洋哺乳动物的一些 种类。
❖ 药用爬行动物 ❖ 药用腔肠动物 ❖ 药用软体动物 ❖ 药用节肢动物 ❖ 要用棘皮动物 ❖ 药用鱼类 ❖ 药用哺乳动物
龙头鱼Harpodon nehereus
头足类
❖ 中国海已发现头足类91种。主要捕捞种类有日本枪 乌贼、太平洋斯式柔鱼、短蛸、火枪乌贼和双喙耳 乌贼等。 头足类是软体动物中最高等的类群。它们 有一对非常发达的大眼睛，视力极好。而且大多数 游泳速度很快，有“海洋火箭”之称。常见的有乌 贼和章鱼。其中生活在深海中的大王乌贼体重可达 30吨。
9.6 海洋生物资源开发利用
主要内容
❖ 海洋生物概况 ❖ 海洋生物开发利用及存在问题 ❖ 海洋生物资源的保护与科学管理
海洋生物资源概况
❖ 浅海生物资源 ❖ 滩涂生物资源 ❖ 药用生物资源
1、浅海生物资源
❖ 鱼类 ❖ 头足类 ❖ 游泳甲壳类 ❖ 据中国海岸带和滩涂资源综合调查（1980 ❖ －1987）等深海15～20m的浅海水域共获得生 ❖ 物589种，其中鱼类480种，头足类29种，甲壳 ❖ 类79种和肢口类鲎1种。
❖ 多板纲(Polyplacophora)
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。
厦大海洋生态学课件09海洋生态系统的分解作用与生物地化循环
2. POM的沉降速率与粒径大小有关 3. 具有垂直洄游的浮游动物可能通过昼夜垂直移动而将营养物质由表层带
到下层。 4. POC数量在大洋区的垂直分布规律
表层及次表层数量丰富，其下方逐渐减少，而在深洋水中一直保持着 相对恒定的低含量状态。
5. POC从真光层向下输出通量在不同海区以及同一海区的不同季节有很大
APOM DOM来自细菌浮游植物 溶解无机营养盐
原生动物
较高级生物
B
POM DOM
细菌
浮游植物 溶解无机营养盐
原生动物
较高级生物
图 9.1 通过微型生物食物环的营养循环模型（Caron 1991）
A：示有较高的营养物质传递效率， B：示有较高的营养物质再生效率。箭头粗细表示营养物质流途径的相对大小
（三）有机凝聚体(the organic aggregates)
是同时进行的 ④海洋细菌常因受病毒感染而死亡，其主要溶解产物是营
养物质的一种重要的潜在来源。
（二）微型食植者（micro-grazers）
1. 重要的营养物质再生者 ①数量丰富；②代谢速率很高；③不吸收NH4+。 2. 影响原生动物氮再生速率的因素 ①食物的营养质量 ②生长状态 3.与细菌相比谁更重要? 尤其两者之间还存在捕食关系 Caron等通过一个捕食―被捕食系统的实验： 细菌与微型鞭毛虫放入营养盐限制的培养液 ①加入葡萄糖，C/N比值升高，双方竞争营养盐，引入原生动物，摄食
食物来源，对维持生态系统物种多样性有重要意义 ； ④陆地：改善土壤物理性状，改造地球表面惰性物质。
二、主要分解者生物类别 （一）细菌
1. 重要的分解者，特别是对一些难分解物质 2. 复杂性： 分解有机物释出营养盐，同时从介质中吸收无机营养物质。 ①底物化学组成：C：N比值 ②底物氨基酸含量 ③也有的研究表明，异养细菌的自然群落同化与产生NH4+
到下层。 4. POC数量在大洋区的垂直分布规律
表层及次表层数量丰富，其下方逐渐减少，而在深洋水中一直保持着 相对恒定的低含量状态。
5. POC从真光层向下输出通量在不同海区以及同一海区的不同季节有很大
APOM DOM来自细菌浮游植物 溶解无机营养盐
原生动物
较高级生物
B
POM DOM
细菌
浮游植物 溶解无机营养盐
原生动物
较高级生物
图 9.1 通过微型生物食物环的营养循环模型（Caron 1991）
A：示有较高的营养物质传递效率， B：示有较高的营养物质再生效率。箭头粗细表示营养物质流途径的相对大小
（三）有机凝聚体(the organic aggregates)
是同时进行的 ④海洋细菌常因受病毒感染而死亡，其主要溶解产物是营
养物质的一种重要的潜在来源。
（二）微型食植者（micro-grazers）
1. 重要的营养物质再生者 ①数量丰富；②代谢速率很高；③不吸收NH4+。 2. 影响原生动物氮再生速率的因素 ①食物的营养质量 ②生长状态 3.与细菌相比谁更重要? 尤其两者之间还存在捕食关系 Caron等通过一个捕食―被捕食系统的实验： 细菌与微型鞭毛虫放入营养盐限制的培养液 ①加入葡萄糖，C/N比值升高，双方竞争营养盐，引入原生动物，摄食
食物来源，对维持生态系统物种多样性有重要意义 ； ④陆地：改善土壤物理性状，改造地球表面惰性物质。
二、主要分解者生物类别 （一）细菌
1. 重要的分解者，特别是对一些难分解物质 2. 复杂性： 分解有机物释出营养盐，同时从介质中吸收无机营养物质。 ①底物化学组成：C：N比值 ②底物氨基酸含量 ③也有的研究表明，异养细菌的自然群落同化与产生NH4+
海洋生态学第十二章
Y ＝ f qB ＝r B－rB2/B∞
❖ 由于实际现存的生物量 B 难以确定，将Y-B关系转换为Y-f 关系：
Y ＝f qB ＝f q（B∞－f q/r）＝（qB∞）f－（q2 B∞ / r）f 2 设 a ＝ q B∞ ， b ＝ q2 B∞/ r 则 Y ＝a f －b f 2 或 Y / f＝ a — bf
❖ 最大持续产量（MSY）：在不损害种群本身再
生产能力的情况下，从种群资源中持续获得的最
B1
图 12.l 种群大小与渔业产量关系 示意图(引自 Pitcher & Hart 1982)
B 为种群生物量，B∞为最大种群生物量
大产量，是海洋渔业资源管理的目标 。
厦门大学精品课程之海洋生态学
（二）捕捞力量、网目大小与持续产量的关系
年龄(t)
就要使这种群保持平衡，即P2 ＝ P1， 图 12.5 鱼类种群同龄群体在其生命期间数量和
必须：R ＋ G ＝ F ＋ M
重量的变化
厦门大学精品课程之海洋生态学
2. 补充量
❖ 与种群数量变动有关的第一因子是补充量。
❖ 所谓补充，就是小鱼进入被开发区域成为容易与渔具接触的过程。
未补充 时期
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❖ 生长参数计算
由体重生长方程式可推导得：
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4. 鱼类的死亡
瞬时总死亡系数： Z＝F＋M （F：捕捞死亡；M：自然死亡） 为简化，模型假设M是常数，讨论如何控制F达到合理开发。 ❖ 自然死亡系数
表明平衡状态下，单位捕捞力量渔获量与捕捞力量为线性关系。
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二、持续产量模型 （cont.）
❖ MSY与fMSY
❖ 由于实际现存的生物量 B 难以确定，将Y-B关系转换为Y-f 关系：
Y ＝f qB ＝f q（B∞－f q/r）＝（qB∞）f－（q2 B∞ / r）f 2 设 a ＝ q B∞ ， b ＝ q2 B∞/ r 则 Y ＝a f －b f 2 或 Y / f＝ a — bf
❖ 最大持续产量（MSY）：在不损害种群本身再
生产能力的情况下，从种群资源中持续获得的最
B1
图 12.l 种群大小与渔业产量关系 示意图(引自 Pitcher & Hart 1982)
B 为种群生物量，B∞为最大种群生物量
大产量，是海洋渔业资源管理的目标 。
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（二）捕捞力量、网目大小与持续产量的关系
年龄(t)
就要使这种群保持平衡，即P2 ＝ P1， 图 12.5 鱼类种群同龄群体在其生命期间数量和
必须：R ＋ G ＝ F ＋ M
重量的变化
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2. 补充量
❖ 与种群数量变动有关的第一因子是补充量。
❖ 所谓补充，就是小鱼进入被开发区域成为容易与渔具接触的过程。
未补充 时期
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❖ 生长参数计算
由体重生长方程式可推导得：
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4. 鱼类的死亡
瞬时总死亡系数： Z＝F＋M （F：捕捞死亡；M：自然死亡） 为简化，模型假设M是常数，讨论如何控制F达到合理开发。 ❖ 自然死亡系数
表明平衡状态下，单位捕捞力量渔获量与捕捞力量为线性关系。
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二、持续产量模型 （cont.）
❖ MSY与fMSY
海洋生态学
B-eye C-nose D-mouth
From (2002) “exploring facial symmetry in entry-level geometry classrooms”
From (2002) “exploring facial symmetry in entry-level geometry classrooms”
演替(succession) 演替(succession)
生物群聚隨環境、時間的變遷而發生變化。 原有群聚可能暫時或永久消失，而由另一群聚 取代。 亦稱群聚演替、生物演替。 演替所呈現的意義
海洋生態學 Marine Ecology
中山大學海洋生物所 劉莉蓮 Room no. 海A3030
Office hour : Monday 9:00 – 12:00 Tel: 525-2000 ext. 5108 E-mail: lilian@.tw TA:張靖峰 張靖峰 m925010012@.tw
Primary production by photosynthesis and chemosynthesis
CO2 + H2O + energy←→ [CH2O] + O2 CH4 + O2 ←→ [CH2O] + H2O H2S + H2O + O2 + CO2 ←→ [CH2O] + H2SO4 2CO2 + 6H2 ←→ [CH2O] + CH4 + 3H2O
References
Lemley, B. 2000 Isn’t she lovely ? Discover 21(2): /victorpg.html /comp/Preprint/vperlib/2003012 1.1/1/ITC2001.pdf
厦门大学精品课程之海洋生态学共51页PPT
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
Thank you
厦门大学精品课程之海洋生学
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
Thank you
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36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
第十章海岸带与浅海生态系统二厦门大学海洋与环境学院
（一）上升流区的理化环境特征：两高两低
低温 低溶氧 高营养盐 高盐度、高密度 以上是确定上升流的存在与范围变化的重要依据
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（二）上升流区生物的生态学特征
❖ 高的浮游植物生物量和初级生产力，单细胞浮游植物的粒径相对 较大
❖ 浮游动物中冷水性种类和数量比例增加 ❖ 群落多样性相对较低 ❖ 食物链环节较少 ❖ 游泳生物（主要是鱼类）生命周期较短，偏向于r选择的类型
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季节性浮游动物（浮游幼虫）
(a)
(b)
(d) (c)
(g)
(h)
(i)
(l)
(e)
(f)
(k)
(j)
(m)
图 10.8 组成海洋暂时性浮游生物(季节浮游生物)的幼虫
(a) 环节动物 Platynereis 的刚毛幼虫; (b) 鼠蝉蟹的蚤状幼虫; (c) 一种苔藓虫的双壳幼虫; (d)一种固着 生活被囊类的蝌蚪状幼体; (e) 一种纽虫的帽状幼虫; (f) 一种海胆的高级长腕幼虫; (g) 一种多鳞虫的担 轮幼虫; (h) 一种腹足类的面盘幼虫; (i) 一种海蛇尾的长腕幼虫; (j) 一种藤壶的无节幼虫; (k) 一种藤壶 的腺介幼虫; (1) 一种腔肠动物的浮浪幼虫; (m) 一种固着生活水螅虫的水母阶段
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（三）海草场的生态作用
❖ 附着生物重要的附着底物 ❖ 浅海区重要的生产者，为浅海许多生物提供食物资源 ❖ 海草的根及地下茎可起稳定软底质的作用，抵御风暴对底质的破坏。 ❖ 对很多底栖生物，尤其是许多经济种类有掩护作用。 ❖ 加速沉积使海床面上升，最后可能使其漂浮的叶子到达表面，缓冲
14C示踪，50%初级产物在24小时内以类脂、蛋白质形式进入珊瑚虫。
低温 低溶氧 高营养盐 高盐度、高密度 以上是确定上升流的存在与范围变化的重要依据
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（二）上升流区生物的生态学特征
❖ 高的浮游植物生物量和初级生产力，单细胞浮游植物的粒径相对 较大
❖ 浮游动物中冷水性种类和数量比例增加 ❖ 群落多样性相对较低 ❖ 食物链环节较少 ❖ 游泳生物（主要是鱼类）生命周期较短，偏向于r选择的类型
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季节性浮游动物（浮游幼虫）
(a)
(b)
(d) (c)
(g)
(h)
(i)
(l)
(e)
(f)
(k)
(j)
(m)
图 10.8 组成海洋暂时性浮游生物(季节浮游生物)的幼虫
(a) 环节动物 Platynereis 的刚毛幼虫; (b) 鼠蝉蟹的蚤状幼虫; (c) 一种苔藓虫的双壳幼虫; (d)一种固着 生活被囊类的蝌蚪状幼体; (e) 一种纽虫的帽状幼虫; (f) 一种海胆的高级长腕幼虫; (g) 一种多鳞虫的担 轮幼虫; (h) 一种腹足类的面盘幼虫; (i) 一种海蛇尾的长腕幼虫; (j) 一种藤壶的无节幼虫; (k) 一种藤壶 的腺介幼虫; (1) 一种腔肠动物的浮浪幼虫; (m) 一种固着生活水螅虫的水母阶段
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（三）海草场的生态作用
❖ 附着生物重要的附着底物 ❖ 浅海区重要的生产者，为浅海许多生物提供食物资源 ❖ 海草的根及地下茎可起稳定软底质的作用，抵御风暴对底质的破坏。 ❖ 对很多底栖生物，尤其是许多经济种类有掩护作用。 ❖ 加速沉积使海床面上升，最后可能使其漂浮的叶子到达表面，缓冲
14C示踪，50%初级产物在24小时内以类脂、蛋白质形式进入珊瑚虫。
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 ）
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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
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，
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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）
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• 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）
厦大海洋生态学课件00绪论
（二）研究对象与研究内容
1、研究生物与环境、生物与生物之间相互关系的一门生物 学基础分支学科。
2、研究以种群、群落和生态系统为中心的宏观生物学。
1
⑴ 个体生态学(autecology)：生理学与生态学交界的 边缘学科
⑵ 种群生态学（population ecology） ⑶ 群落生态学（community ecology） ⑷ 生态系统生态学(ecosystem ecology)：生物地理
二、海洋生态学的研究进展
（一）海洋生态学发展的三个阶段
１、海洋生态学发展的初始阶段（ 18世纪末至19世纪末，在
捕鱼、晒盐、航海等活动中与海洋发生联系，逐步对海洋进行定性研 究。）
２、海洋生态学发展的第二阶段（ 20世纪初至50年代，主要
特点之一是在大量定性研究的基础上开展定量研究。 ）
３、海洋生态学发展的第三阶段（20世纪60年代以来，迫切
按研究方法分：野外生态学、实验生态学和理论生
态学等。
2
发展趋势： 现代生态学已不仅是通常意义上的研究生物与环境之间的 关系，而是必须运用生态学的原理，探讨人类与环境的协调 关系和对策，以达到可持续的生物圈的目的。 三个优先研究的领域： （1）全球变化（global change） （2）生物多样性（biodiversity） （3）可持续的生态系统（sustainable ecosystem）
海洋生态学
绪论
一、生态学（ecology）的定义、研究对象 （一）定义
生态学的一般定义：
研究生物有机体与其栖息地环境之间相互关系的科学。
根据现代生态学的研究方向，生态学可定义为：
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。
海洋生态学
（一）上升流区的理化环境特征：两高两低
低温 低溶氧 高营养盐 高盐度、高密度 以上是确定上升流的存在与范围变化的重要依据
厦门大学精品课程之海洋生态学
（二）上升流区生物的生态学特征
❖ 高的浮游植物生物量和初级生产力，单细胞浮游植物的粒径相对 较大
❖ 浮游动物中冷水性种类和数量比例增加 ❖ 群落多样性相对较低 ❖ 食物链环节较少 ❖ 游泳生物（主要是鱼类）生命周期较短，偏向于r选择的类型
大型浮游植物 (链状硅藻)
食浮游生物的鱼类 (鳀鱼) 或
巨型浮游动物 (大型磷虾)
食浮游生物的鲸 (须鲸)
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闽南―台湾浅滩渔场上升流（例）
图 10.11 闽南—台湾浅滩上升流区地理位置图
厦门大学精品课程之海洋生态学
作业
❖ 课后观看BBC“蓝色星球（The Blue Planet）” 系列录像之“Coral Seas”和“Seasonal Seas”。
E EM M
图 10.4 海藻场的地理分布(引自 Mann 1973)
图中示夏季 20℃等温线及优势属(M = M acrocystis, L = Laminaria, E = Eckolonia)
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（二）大型海藻植物的基本形态结构
浮囊 藻柄 叶片
附着器
图 10.5 示一种海藻植物体的结构 (仿 Nybakken 1982)
❖ 底质 硬质底部
❖ 光线 清澈海区，藻场可延伸至20~30 m深处。
❖ 温度 通常分布在冷水区，暖温带和热带海区则不出现大型藻场。
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海藻场的地理分布（关注夏季20ºC等温线）
20℃ M
低温 低溶氧 高营养盐 高盐度、高密度 以上是确定上升流的存在与范围变化的重要依据
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（二）上升流区生物的生态学特征
❖ 高的浮游植物生物量和初级生产力，单细胞浮游植物的粒径相对 较大
❖ 浮游动物中冷水性种类和数量比例增加 ❖ 群落多样性相对较低 ❖ 食物链环节较少 ❖ 游泳生物（主要是鱼类）生命周期较短，偏向于r选择的类型
大型浮游植物 (链状硅藻)
食浮游生物的鱼类 (鳀鱼) 或
巨型浮游动物 (大型磷虾)
食浮游生物的鲸 (须鲸)
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闽南―台湾浅滩渔场上升流（例）
图 10.11 闽南—台湾浅滩上升流区地理位置图
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作业
❖ 课后观看BBC“蓝色星球（The Blue Planet）” 系列录像之“Coral Seas”和“Seasonal Seas”。
E EM M
图 10.4 海藻场的地理分布(引自 Mann 1973)
图中示夏季 20℃等温线及优势属(M = M acrocystis, L = Laminaria, E = Eckolonia)
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（二）大型海藻植物的基本形态结构
浮囊 藻柄 叶片
附着器
图 10.5 示一种海藻植物体的结构 (仿 Nybakken 1982)
❖ 底质 硬质底部
❖ 光线 清澈海区，藻场可延伸至20~30 m深处。
❖ 温度 通常分布在冷水区，暖温带和热带海区则不出现大型藻场。
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海藻场的地理分布（关注夏季20ºC等温线）
20℃ M
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❖优点：准确性高，所得结果接近于净产量的数值 ❖ 缺点：技术性强（吸附、污染）、危险 ❖ 现场法（in situ method） ❖ 模拟现场法（the simulated in situ method）
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（二）叶绿素荧光测定法
❖ 初级生产力（P） = 叶绿素含量（Chla）×同化指数（Q ） ❖ 优点：大大减轻工作量与费用，不必每个测站采用14C法 ❖ 影响因素：藻类适应性；环境营养盐含量；光照条件；温度
（二）海水中营养盐含量与浮游植物生长的关系
❖ 酶动力学Mechaelis-Menten方程： ❖ µ=µmax ·N / (KN + N） ❖ µ：吸收速率； ❖ N：介质浓度； ❖ µmax：最大吸收速率； ❖ KN：吸收半饱和常数
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比生长率(µ)
µmax 1/2µmax
质量摩尔浓度(O2)/µmol·kg-1
0
50
100 150 200 250 300
0.0
0.5
1.0
1.5
O2
2.0
深度/(km)
2.5
Fe
NO3－
3.0
3.5
4.0 0
10 20 30 40 50 60 质量摩尔浓度(NO3－)/µmol·kg-1
图 6.7 阿拉斯加湾溶解 Fe 的垂直分布(引自 Martin et al. 1989)
厦门大学精品课程之海洋生态学
生产量
生产量
现存量
现存量
(A)
减少量
(B)
减少量
图 6.2 两个平衡的群落(输入＝输出)的模式(引自 Krebs 1978)
(A) 输入和输出都较低、周转慢；(B) 输入和输出都较高、周转快
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三、海洋初级生产力的测定
（一）14C示踪法
光 能
*C O 2＋ H 2O叶 绿 素 （ *C H 2O ） ＋ O 2
0
0
50
100
150
200
250
光强/[µmol/(m2·s)]
图 6.4 4 类海洋浮游植物光合作用的增长率与光强的关系示意图 (Raven & Richardson 1986, 转引自陈长胜 2003)
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深度/ m 呼吸作用
❖ 补 偿 深 度 （ the compensation depth）
＋ 0 －
IC
呼吸
补偿点
IK
光强(I)/[Cal/(cm2 ·min)]
图 6.3 光合作用对光强变化的反应(引自 Parsons et al. 1984)
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❖ 不同种类、不同纬度、不同季节的Ik不同，与适应性有关。
比生长率(相对单位)
蓝绿细菌 1.0
0.5
绿藻 甲藻
硅藻
❖ 纬度、季节、天气、浊度、时间、 海况对补偿深度的影响
总初级生产和呼吸作用(任意单位)
1
2
3
4
0
10
20
30
光合作用
40
5060123净初级生产图 6.5 中纬度海区晴天的初级生产与深度的关系(引自 Tait 1981)
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二、营养盐
（一）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
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三、物理海洋学过程对初级生产力的控制
（一）海水的垂直混合与温跃层
❖ 混合层内浮游植物的分布可以看成为相对均匀的，因此混合 层的深度就与浮游植物能否停留在有充足光照的水层有关。
❖ 临界深度（the critical depth）
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深度/ m
风 0
KN
营养盐浓度(N)
图 6.6 营养盐浓度与藻类生长率的关系 (引自 Kaiser et al. 2005)
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❖ 最大吸收速率（µmax）
❖ 反映细胞营养水平和环境限制程度的指标 ❖ 随环境而变
❖ 吸收半饱和常数（KN）
❖ 种群竞争限制性营养盐能力的一个重要指标 ❖ 相对保守、稳定 ❖ 沿岸与大洋种类的差异、季节演替
光合作用 50
100 呼 吸
浮
游
植
物
补偿深度
垂
直
混
合
临界深度
作 150
用
超过临界深度
200 图 6.8 补偿深度与临界深度的关系(引自 Nybakken 1982)
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深度 真光层
温跃层
海洋表面 营养盐限制
营养盐输入 叶绿素最大值
应
光限制
图 6.9 光照、营养盐供应、温跃层深度与初级生产力的关系(引自 Kaiser et al. 2005)
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第六章 海洋初级生产力
第一节 海洋初级生产的基本过程 和生产力的有关概念
❖ 海洋初级生产的重要意义:
❖ 为海洋生态系统的运转提供能量来源； ❖ 估算渔业产量； ❖ 对全球的碳循环有重要影响。
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一、初级生产过程的基本化学反应——光合作用
❖ 光反应（light reaction） ❖ 暗反应（dark reaction）
❖ Vm / Ks
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（三）铁限制假说
❖ C：Fe = 100000：1 ❖ Fe在海水中的分布很不均匀，不同海区补充特点不同，从整
体上看，南大洋部分海区和赤道的广阔海区中Fe含量最低。
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质量摩尔浓度(Fe)/nmol·kg-1 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4
等。
（三）黑白瓶测氧法 （四）水色遥感扫描法
❖ 收获量法、钟罩法、掉落物法等
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第二节 影响海洋初级生产力的因素
一、光
❖ 藻类光合作用与辐照度的抛物线关系 ❖ Pg=Pmax[I]/（Ik+[I])
Pmax
光抑制
光合作用(P) /[mg C/ (ml ·h)]
Pn
∆P
Pg
∆I
光能
CO2 ＋ H 2O 叶绿素 （CH2O）＋O2＋能量
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二、生产力的有关概念
❖ 总初级生产力（gross primary production） ❖ 净初级生产力（net primary production） ❖ 群落净生产力（net community productivity） ❖ 现存量、周转率、周转时间 ❖ B2 ＝ B1 ＋ P — E ＝ B1 ＋ ΔB ❖ 生产力 = 现存量×周转率
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（二）海水辐散、辐聚和海洋锋面
北半球 南半球 海水垂直运动 表层营养盐
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（二）叶绿素荧光测定法
❖ 初级生产力（P） = 叶绿素含量（Chla）×同化指数（Q ） ❖ 优点：大大减轻工作量与费用，不必每个测站采用14C法 ❖ 影响因素：藻类适应性；环境营养盐含量；光照条件；温度
（二）海水中营养盐含量与浮游植物生长的关系
❖ 酶动力学Mechaelis-Menten方程： ❖ µ=µmax ·N / (KN + N） ❖ µ：吸收速率； ❖ N：介质浓度； ❖ µmax：最大吸收速率； ❖ KN：吸收半饱和常数
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比生长率(µ)
µmax 1/2µmax
质量摩尔浓度(O2)/µmol·kg-1
0
50
100 150 200 250 300
0.0
0.5
1.0
1.5
O2
2.0
深度/(km)
2.5
Fe
NO3－
3.0
3.5
4.0 0
10 20 30 40 50 60 质量摩尔浓度(NO3－)/µmol·kg-1
图 6.7 阿拉斯加湾溶解 Fe 的垂直分布(引自 Martin et al. 1989)
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生产量
生产量
现存量
现存量
(A)
减少量
(B)
减少量
图 6.2 两个平衡的群落(输入＝输出)的模式(引自 Krebs 1978)
(A) 输入和输出都较低、周转慢；(B) 输入和输出都较高、周转快
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三、海洋初级生产力的测定
（一）14C示踪法
光 能
*C O 2＋ H 2O叶 绿 素 （ *C H 2O ） ＋ O 2
0
0
50
100
150
200
250
光强/[µmol/(m2·s)]
图 6.4 4 类海洋浮游植物光合作用的增长率与光强的关系示意图 (Raven & Richardson 1986, 转引自陈长胜 2003)
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深度/ m 呼吸作用
❖ 补 偿 深 度 （ the compensation depth）
＋ 0 －
IC
呼吸
补偿点
IK
光强(I)/[Cal/(cm2 ·min)]
图 6.3 光合作用对光强变化的反应(引自 Parsons et al. 1984)
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❖ 不同种类、不同纬度、不同季节的Ik不同，与适应性有关。
比生长率(相对单位)
蓝绿细菌 1.0
0.5
绿藻 甲藻
硅藻
❖ 纬度、季节、天气、浊度、时间、 海况对补偿深度的影响
总初级生产和呼吸作用(任意单位)
1
2
3
4
0
10
20
30
光合作用
40
5060123净初级生产图 6.5 中纬度海区晴天的初级生产与深度的关系(引自 Tait 1981)
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二、营养盐
（一）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
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三、物理海洋学过程对初级生产力的控制
（一）海水的垂直混合与温跃层
❖ 混合层内浮游植物的分布可以看成为相对均匀的，因此混合 层的深度就与浮游植物能否停留在有充足光照的水层有关。
❖ 临界深度（the critical depth）
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深度/ m
风 0
KN
营养盐浓度(N)
图 6.6 营养盐浓度与藻类生长率的关系 (引自 Kaiser et al. 2005)
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❖ 最大吸收速率（µmax）
❖ 反映细胞营养水平和环境限制程度的指标 ❖ 随环境而变
❖ 吸收半饱和常数（KN）
❖ 种群竞争限制性营养盐能力的一个重要指标 ❖ 相对保守、稳定 ❖ 沿岸与大洋种类的差异、季节演替
光合作用 50
100 呼 吸
浮
游
植
物
补偿深度
垂
直
混
合
临界深度
作 150
用
超过临界深度
200 图 6.8 补偿深度与临界深度的关系(引自 Nybakken 1982)
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深度 真光层
温跃层
海洋表面 营养盐限制
营养盐输入 叶绿素最大值
应
光限制
图 6.9 光照、营养盐供应、温跃层深度与初级生产力的关系(引自 Kaiser et al. 2005)
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第六章 海洋初级生产力
第一节 海洋初级生产的基本过程 和生产力的有关概念
❖ 海洋初级生产的重要意义:
❖ 为海洋生态系统的运转提供能量来源； ❖ 估算渔业产量； ❖ 对全球的碳循环有重要影响。
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一、初级生产过程的基本化学反应——光合作用
❖ 光反应（light reaction） ❖ 暗反应（dark reaction）
❖ Vm / Ks
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（三）铁限制假说
❖ C：Fe = 100000：1 ❖ Fe在海水中的分布很不均匀，不同海区补充特点不同，从整
体上看，南大洋部分海区和赤道的广阔海区中Fe含量最低。
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质量摩尔浓度(Fe)/nmol·kg-1 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4
等。
（三）黑白瓶测氧法 （四）水色遥感扫描法
❖ 收获量法、钟罩法、掉落物法等
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第二节 影响海洋初级生产力的因素
一、光
❖ 藻类光合作用与辐照度的抛物线关系 ❖ Pg=Pmax[I]/（Ik+[I])
Pmax
光抑制
光合作用(P) /[mg C/ (ml ·h)]
Pn
∆P
Pg
∆I
光能
CO2 ＋ H 2O 叶绿素 （CH2O）＋O2＋能量
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二、生产力的有关概念
❖ 总初级生产力（gross primary production） ❖ 净初级生产力（net primary production） ❖ 群落净生产力（net community productivity） ❖ 现存量、周转率、周转时间 ❖ B2 ＝ B1 ＋ P — E ＝ B1 ＋ ΔB ❖ 生产力 = 现存量×周转率
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（二）海水辐散、辐聚和海洋锋面
北半球 南半球 海水垂直运动 表层营养盐