第九章+海洋生物.ppt

教师 陈彦教育背景 湖南师范大学 生物学教育 学士 厦门大学 海洋动物学 硕士 香港城市大学 海洋动物生态学 博士 香港城市大学 博士后 上海海洋大学海洋学院 讲师主讲课程 海洋底栖动物学 动物行为概论办公室 海洋楼A247电话 61900338Email yanchen 上海海洋大学海洋科学学院 海洋科学导论 第九章海洋生物 提供 环境制约 生活 生长 繁殖 时空分布 反馈影响 海洋占地球表面积的71 对于生命来说是一个巨大的生存空间 海洋是生命的摇篮 海洋生物与环境之间是一种既适应又制约 又反馈的相辅相成的统一体 9 1海洋生物的环境分区9 2海洋生物多样性9 3海洋生物生态类群及生物地理学 第九章海洋生物 9 4海洋生态系统9 5海洋环境中的若干生态学问题9 6海洋生物资源的开发利用 9 1海洋生物的环境分区 9 1 1水层部分 pelagicdivision 9 1 2底层部分 benthicdivision 9 1 3海洋环境分区 9 1 1水层部分 Pelagicdivision 一 水层环境的主要特征一 温度二 盐度三 深度二 海水运动的综合效应三 潮汐对海洋生物的影响 水温会随纬度 深度 季节的变化而变化 限定海洋生物的生存区域 物种丰度及其变动的主要环境因素 一 水的温度 watertemperature 生物地理分区热带 25 亚热带 15 温带 2或5 寒带 2或5 温度适应生态类群暖水性暖水性温水性冷水性 二 水的盐度 salinity 影响动物的分布窄盐种类 分布在外海大洋 广盐种类 分布在海湾 河口 渗透压平衡等渗适应 低等动物 或排盐 高等动物 提供生物盐常量营养物质 N P 微量营养物质 Fe Mg Cu Zn B Si Mo Cl V Co 三 水的深度 waterdepth 流体静压力水深每增加10米 压力就增加一个大气压 许多海洋动物能耐受变化范围很大的压力 生活在海底的生物生命活动比较缓慢 光照深度透光层 清澈海水200m 混浊海水30m 海岸带 海洋高等植物 大型藻类 大洋带 浮游植物 光和微生物 无光层 海洋动物 微生物 二 海水运动的综合效应 极地上层冷水下沉 回流到赤道 补充热带大洋深处的含氧量 大陆沿岸流和大陆入海径流对入海的陆源物质的扩散与转运起很大作用 上升的海流将富有营养物质的深层海水输送到海水表面 导致生物的极大丰富 如秘鲁渔场的形成 三 潮汐对海洋生物的影响 潮间带环境因素变化强烈 只有适应能力极强的生物才能在此区带内生存 9 1 2底层部分 一 海底地形的影响海底地形非常复杂 对生物的影响各异 2008年在北冰洋海底发现400 热泉喷涌 海底热泉 形成适应于高温黑暗环境的独特生物群落 生物遗体和有机沉淀物形成海洋底质的表层 陆架海底沉积物 海洋生物遗体 浮游生物遗体 底栖动物的骨骼或外壳 软体动物的贝壳 大洋海底沉积物 红粘土 有机物含量 30 钙质软泥 有机物含量 30 硅藻软泥 有机物含量 30 二 海洋底质类型的影响 不同海底类型形成不同的生态效应区带 生活着与其相适应的生物群落 9 1 3海洋环境分区 海洋上层 海洋中层 海洋深层 海洋深渊层 海洋超深渊层 大洋区 浅海区 潮间带 陆架海底 半深海底 深海海底 深渊海底 潮下带 沿岸带 高潮 低潮 9 2 1什么是生物多样性9 2 2海洋生物多样性的利用和保护 9 2海洋生物多样性 9 2 1什么是生物多样性 Biodiversity 一 遗传多样性二 物种多样性三 生态系统多样性 一 遗传多样性GeneticDiversity 生物多样性的基础 定义 遗传信息的总和 同种生物的不同种群之间或同一种群不同个体的遗传变异的总合 实质 遗传信息的多样化 来源 DNA复制过程中随机产生的变异 遗传多样性反映了物种进化的潜力 二 物种多样性SpeciesDiversity 生物多样性的主要组成部分 物种Species 统一的繁殖群体 可分为多个种群 在自然条件下 种群间在生殖上隔离 物种多样性Speciesdiversity 地球上生物种类的数量 估计存在物种 500万 5000万 已被记录物种 140万 物种的分类 林奈分类系统 界kingdom 门phylum 纲class 目order 科family 属genus 种species 动物界 脊椎动物门 鸟纲 鹤形目 鹤科 鹤属 丹顶鹤 门类繁多32个门 其中15个为特有门 结构比较简单原始 留存大量古老物种 文昌鱼 中国鲎 鹦鹉螺 矛尾鱼 海豆芽 海龟 海蛇 海洋动物种类的特点 生物群落的生境类型1 近海群落coastalcommunity2 大洋群落deepseacommunity3 热泉群落geothermalcommunity4 河口群落estuarinecommunity5 红树林群落mangroveforestcommunity6 珊瑚礁群落coralreefcommunity 三 生态系统多样性EcosystemDiversity 最高层次的生物多样性 海洋与陆地之间的过渡带 潮间带至大陆架边缘内侧 环境变化较为强烈而复杂 温度 盐度 光照条件不稳定 生物资源丰富 水域生产力高 80 渔获产量 近海群落coastalcommunity 大陆架边缘外侧至深海 环境条件较稳定 动物种类丰富 上层水域 1000米 鱼类 甲壳类等无脊椎动物 深渊水域 10000米 海葵 多毛类 等足类等 大洋群落deepseacommunity 热泉涌出海水含有丰富的硫化氢和硫酸盐 初级生产为硫化细菌的化学合成 随热泉的长消而出没 海底1700英尺深处的NW罗塔 1火山和 火山虾 热泉群落geothermalcommunity 淡水与海水生态系统间的交替区域 国家一级保护动物中华鲟长江口放流活动 河口群落estuarinecommunity 环境复杂 波动大 生物多样性相对较低 主要为海洋入侵种类 食物条件好 某些种群丰度很高 分布于热带 亚热带 适宜温度在24 27 红树叶分解形成有机碎屑成为动物饵料 形成以 腐屑食物链 为特征的生态功能结构 红树林群落mangroveforestcommunity 分布于温暖或热带浅海 适宜温度25 是种类多样性最高的生物群落 几乎所有海洋生物的门类都有代表种类生活在珊瑚礁环境之中 珊瑚礁群落coralreefcommunity 9 2 2海洋生物多样性的利用和保护 一 海洋生物多样性的利用二 海洋生物多样性面临的威胁三 海洋生物多样性的保护 一 海洋生物多样性的利用 食物鱼类 甲壳类 软体动物 藻类 医药材料已发现过千种有生理和药理活性的化合物 工业材料苏打 碘 丙酮溶剂 甘露醇 藻胶 几丁质 甲壳类外壳 建筑材料 珊瑚石 调节海洋环境和全球气候海洋浮游植物吸收大气中CO2 增加海洋生态系统中能量流动 二 海洋生物多样性面临的威胁 人类活动大大增加了环境变化的强度 速度 必然威胁到物种的生存 过度利用自然条件改变海洋污染外来物种的入侵全球气候变化 1 过度利用 损害物种规模 引起物种遗传上的变化 损害其遗传多样性 改变动物间生态关系 导致生态系统的不稳定 非有意捕捉种类 bycatch 填海 筑堤 挖沙 采矿 人为改变了局部海域的自然环境 2 自然条件改变 渔业拖网 破坏了生物活动层 改变了物种结构和生态系统的物质循环过程 内陆江河断流 丧失了陆源沉积物和营养物的供应 填海而建成的香港新机场 三峡水库 3 海洋污染 有毒物质排放 重金属 放射性核素 石油 杀虫剂等 海水富营养化 导致赤潮的产生 造成海洋低氧或缺氧环境 固体废弃物 缠绕 伤害海洋生物 被某些动物吞食 海滩上一张被废弃的椅子困住了一只海龟 一只海豹被一个垃圾罐套住了头 搁浅在海滩上 4 外来物种的入侵 可能导致群落的灾难性变化 櫛水母入侵黑海 不受歡迎的客人 5 全球气候变化 温室效应导致两极冰川融化 海平面上升 从而导致全球海洋生态系统的重组 海岸带生态系统 盐沼 红树林 珊瑚礁 将受到极大影响 浮游生物的分布可能向两极移动 2007年8月格陵兰岛的冰川正在融化 三 海洋生物多样性的保护 人类开发利用海洋生物资源应该遵循可持续发展的原则利用政策控制过度的资源开发和利用 防止海洋环境污染 制定保护对策和行动计划 建立自然保护区 加强专业人才的培养 9 3 1海洋生物生态类群9 3 2生物地理学的基本概念及专门名词 9 3海洋生物生态类群及生物地理学 9 3 1海洋生物生态类群 根据海洋生物生活习性 运动能力 所处海洋环境的不同 可以分为 一 海洋浮游生物 Plankton 二 海洋游泳生物 Nekton 三 海洋底栖生物 Benthos 一 海洋浮游生物 Plankton 特点 缺乏发达的运动器官 悬浮在水层中 绝大多数个体很小 需要显微镜观察 种类繁多 数量大 分布广 按照营养方式不同 分为 浮游植物 Phytoplankton 浮游动物 Zooplankton 浮游植物 Phytoplankton 为自养性浮游生物 多为单细胞植物 能够吸收光能和CO2进行光和作用 是水域生态系统中主要生产者 分布在海洋的上层或透光带 因为需要吸收日光 主要种类 光和细菌 蓝藻 硅藻 自养甲藻 绿藻 金藻 黄藻 浮游动物 Zooplankton 包括无脊椎动物的大部分门类 以甲壳动物的桡足类最为重要 桡足类copepod 甲壳类动物的幼体 二 海洋游泳生物 Nekton 特点 有发达的运动器官 肌肉系统 神经系统和视觉 分为4个类群 1 底栖性游泳动物2 浮游性游泳动物3 真游泳动物4 陆缘游泳动物 分布 从沿岸到数千米深处 特点 生活在海洋底层 游泳能力弱 儒艮Dugong 1 底栖性游泳动物 代表动物 灰鲸Graywhale Eschrichtiusrobustus 2 浮游性游泳动物 分布 从沿岸至大洋 从水表层到深海 特点 运动能力较差 灯笼鱼Myctophidae 代表动物 星光鱼Sternoptychidae 分布 从沿岸至大洋 从水表层到深海 特点 游泳能力强 速度快 并且可以持久运动 代表动物 大王乌贼Architeuthidae 3 真游泳动物 拟大须鲸Balaenopteraedeni 分布 主要局限于100米水层以内 常出现于陆地边缘 如浅滩 岩石 流冰等处 海龟Chelonioidea 企鹅Sphenisciformes 鳍脚动物Pinnipedia 海牛Trichechus 4 陆缘游泳动物 三 海洋底栖生物 Marinebenthos 特点 栖息在海底 潮间带 浅海 深海海底 是海洋生物中种类最多的一个生态类群 按营养方式可以分为 1 海洋底栖植物2 海洋底栖动物 1 海洋底栖植物 海带Laminariajaponica 石莼Ulvapertusa 分布 透光的潮间带和潮下带 少数在潮上带或附着在船底 海萝Gloiopeltis 浒苔Enteromorpha 水云Ectocarpus 红树Rhizophora 为大型藻类或木本植物 2 海洋底栖动物 底内动物 infauna 底上动物 epifauna 游泳性底栖动物 nectobenthos 海洋污着生物 污损生物 foulingorganisms 海洋钻孔生物 boringorganisms 大型底栖生物 macrobenthos 小型底栖生物 meiobenthos 微型底栖生物 microbenthos 底内动物 infauna 埋栖 蛤类 梭子蟹 蝉蟹 穴居 美人虾 多毛类 肠鳃类 底上动物 epifauna 固着 附生 海绵动物 苔藓动物 珊瑚虫 水螅虫 牡蛎 扇贝 金蛤 匍匐爬行 螺类 海星 寄居蟹 游泳性底栖动物 nectobenthos 近底游动 对虾 鲽形鱼 穴居多毛类 c Laniceconchilega d Lagiskoreni k Arenicolamarina l Hedistediversicolor a f g h i m 底内动物 infauna 底上动物 epifauna 附生 b 固着 埋栖 固着贝类 a 藤壶Barnacles Balaniden 附生贝类 b 贻贝Bluemussels Mytilusedulis 爬行螺类 e 腹足类厚殼玉黍螺Littorinalittorea 埋栖双壳类 f 缢蛏Ensisamericanus g 欧洲鸟尾蛤Cerastodermaedule h 浅沟蛤Scrobiculariaplana i 大海螂蛤Myaarenaria m 海白樱蛤Macomabalthica 底上动物 epifauna 固着附生 匍匐爬行 海鞘 贻贝 海星 寄居蟹 游泳性底栖动物 nectobenthos 狭鳞庸鲽 Hippoglossusstenolepis 东方巨对虾 Penaeusplebejus 海洋污着生物 污损生物 foulingorganisms 附着生长在水下设施表面 包括 牡蛎 藤壶 苔虫 水螅 海鞘 某些藻类 穿孔穴居于木材或岩礁内 包括 船蛆 海笋 蛀木水虱 团水虱 海洋钻孔生物 boringorganisms 大型底栖生物 macrobenthos 体长 1mm海绵 珊瑚 虾 蟹 多毛类小型底栖生物 meiobenthos 体长 0 5 1mm线虫 猛水蚤类 介形类 动吻类微型底栖生物 microbenthos 体长 0 5mm原生动物 细菌 9 3 2生物地理学的基本概念及专门名词 生物地理学 研究生物在时间空间上分布的科学 一 生物区系与特征区域二 扩散三 迁移四 分布中心五 分布区六 阻限 一 生物区系与特征区域生物区系 biota 某一地区内各类生物的总合 特有种 endemicspecies 本地区特有 而其他地区没有的种类 特有种区域 areaofendemism 特有种在该地区内的分布范围 特有种区域组 setofendemicareas 特有种在若干特有