生物地理学-第4章水域生物群.ppt

第四章水域生物群 地球上水域面积为3 63 108k 占地球表面总面积的71 18 其中海洋面积3 61 108k 占水域总面积的99 45 内陆水域面积2 0 106k 占水域总面积的0 55 生命起源于水 生物的生存离不开水 水是环境中最活跃的自然要素之一 也是地表的主要组成物质 水作为能源 生产资料和生活资源 影响着社会财富的创造和生活的质量 水体中一般理化条件比较稳定而少变 限制生物分布的特点也不同于陆地生物 美丽的海洋生物 第一节水域生物的生态类群 水域生物在海洋和淡水中都有 它们的分布非常广泛 例如 动物 许多原生动物 淡水软体动物 枝角类和水生昆虫等 都属于世界性的分布种类 植物 眼子菜 芦苇 香蒲 金鱼藻 许多细菌 真菌和浮游藻类 东北眼子菜 阔叶香蒲 狭叶香蒲 金鱼藻 金鱼藻 漂浮生物 是生活在水面上的生物总称 淡水中常见的是漂浮植物 如浮萍 槐叶萍 满江红 凤眼莲等 淡水中典型的漂浮动物是黾蝽 黾蝽 一 漂浮生物 浮萍 槐叶萍 满江红 凤眼莲 海洋中典型的漂浮动物有僧帽水母 帆水母等 二 浮游生物 1 浮游生物 在海洋 湖泊及河川等水域的生物中 那些自身完全没有移动能力 或者有也非常弱 因而不能逆水流而动 而是浮在水面生活 这类生物总称为浮游生物 2 浮游生物特点浮游生物生活在水表层区 体形微小 肉眼看不见 浮游植物样本 浮游生物是水生生物中数量最多的一类 种类复杂 分布广泛 属于植物的 以硅藻 鞭毛藻和蓝藻居多 还有不少附着在悬浮物上的细菌 秦淮河通济门河段 滇池 太湖 浮游植物是自养生物 常见的有各种藻类 浮游动物是异养生物 常见的有原生动物等 浮游生物是鱼类 贝类 虾类的主要食物 3 浮游生物的分类巨型浮游生物 大于1厘米 如海蜇 大型浮游生物 5 10毫米 如大型桡足类 磷虾类 中型浮游生物 1 5毫米 如小型水母 桡足类 小型浮游生物 50微米 1毫米 如硅藻 蓝藻 微型浮游生物 5 50微米 如甲藻 金藻 超微型浮游生物 小于5微米 如细菌 南极磷虾 南大洋中的一种甲壳类浮游动物 体长一般3 5厘米 但是蕴藏量却十分惊人 约4 6亿吨 也有一种说法认为有50亿吨 是海豹 鲸和企鹅的食物 也是重要的海洋生物资源 赤潮 被喻为 红色幽灵 国际上也称其为 有害藻华 它是海洋中某一种或某几种浮游生物在一定环境条件下爆发性繁殖或高度聚集 引起海水变色 影响和危害其它海洋生物正常生存的灾害性海洋生态异常现象 目前 赤潮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 三 自游生物亦称游泳生物 主要是指在水中能够游泳的动物 它们都具有发达的运动器官和很强的游泳能力 在淡水中主要是鱼类 在海洋中除了鱼类以外 还有软体动物乌贼 章鱼以及脊椎动物中的鲸类 海豚 海牛 海龟 海蛇等 四 底栖生物底栖生物是指栖息在水底 但又不能长时间在水中游动的生物 底栖植物 主要是水生的高等植物和附着生长的藻类 多分布于湖泊与沼泽中 底栖动物的种类很多 包括原生动物 海绵动物 腔肠动物 扁形动物 环形动物 节肢动物 软体动物 棘皮动物和脊索动物中的一些种类 海绵蟹 按生活方式分类1 营固着生活 海绵 海葵 海百合 藤壶 和各种珊瑚 2 底埋生活 沙蚕 文昌鱼等 3 水底爬行 海星等 4 钻蚀生活的 海笋 钻蚀海胆 5 底层游泳 第二节海域生物的分布 最初的海洋中海水是咸的吗 生命为什么首先在海洋中诞生 海和洋有什么区别 海水是怎么变咸的 原始的海洋 海水不是咸的 而是带酸性 又是缺氧的 水分不断蒸发 反复地形云致雨 重又落回地面 把陆地和海底岩石中的盐分溶解 不断地汇集于海水中 经过亿万年的积累融合 才变成了大体匀的咸水 生命为什么首先在海洋中诞生 大约在38亿年前 即在海洋里产生了有机物 先有低等的单细胞生物 在6亿年前的古生代 有了海藻类 在阳光下进行光合作用 产生了氧气 慢慢积累的结果 形成了臭氧层 此时 生物才开始登上陆地 海洋是生命的发源地 地球上生命30多亿年的发展史 其中85 以上的时间是完全在海洋中度过的 要研究生命的起源和演化问题及整个生物的分类系统及其演化过程 必须研究海洋生物学 海洋中生物门类 主要是动物门类的多样性远远超过陆地和淡水 其中许多门类的动物只能生活在海洋中 海和洋是不是一回事呢 性质 海水的盐度 温度 颜色等洋 是海洋的主体 世界大洋的总面积 约占海洋面积的89 海 是大洋的附属部分 海的面积约占海洋的11 海洋面积占地球表面积的70 海洋中含有十三亿五千多万立方千米的水 约占地球上总水量的97 全球海洋一般被分为数个大洋和面积较小的海 四个主要的大洋为太平洋 大西洋和印度洋 北冰洋 世界海洋都是相连接的 形成了一个完整而连续的水体 一 海洋环境概述 1 海洋结构 浅海带加深到200米的大陆架构成了海洋面积的8 海洋大陆坡平均坡度为1 15 延伸到海平面下3000 6000米处 就是深海底部 深海处形成有海盆 海底平原和海沟 海洋生物可以分布在所有的深度 集中分布于海洋与陆地的分界面上 2 海洋生物的分布 海洋生物分部图 3 影响海洋生物分布的因素 温度 深度和盐度是海洋生物移动的主要限制 营养成分的含量是形成海洋生物种群一定规模的影响因素 光也是海洋生物分布的一种限制因素 其他环境因子对海洋生物也有作用 海洋生物具有一些特有的生理机能和生化特点 如海洋鱼类和哺乳类的游泳能力 回声定位和体温的调节 已成为仿生学的重要研究内容 扬子鳄 海豹 海洋 仿生学 4 神奇的海洋 海豚 海参 有几种海参会从肛门释放出一种毒素 这种毒素具有抑制肿瘤的作用 牡蛎 含有一种抗生素 这种抗生素具有抗肿瘤作用 珊瑚礁 具有抑制癌细胞发展的作用 对关节炎和气喘病可起到减轻炎症作用 鲨鱼 鲨鱼血清在体外对人类红血球性白血病肿瘤细胞具有杀伤作用 海洋 21世界的药库 在国民经济建设中 海洋生物也占有重要地位 海洋生物是人类食品的重要来源 现可供食用的海洋藻类已达近百种 如海带 紫菜 可供食用的海洋动物则更多 目前全世界所消耗的动物蛋白质 约有12 5 20 鲜品计算 来自海洋 海洋 未来的粮仓 近海水域自然生长的海藻产量相当于目前世界所产小麦产量的15倍以上 海洋的总面积比陆地要大一倍多 世界上屈指可数的渔场 大抵都在近海 深海开发的潜力还很大 海洋鱼类多达1500余种 海洋中虾类虽远不如鱼类多 但其资源却十分诱人 海洋生物养殖业潜力不限 海洋 未来的粮仓 近海滩涂养殖 海洋污染 海洋石油污染石油及其产品在开采 炼制 贮运和使用过程中进入海洋环境而造成的污染 特别是海湾战争中造成的海洋石油污染 不但严重破坏了波斯湾的生态环境 还造成洲际规模的大气污染 石油污染的途径 炼油厂废水直接排入海洋 油船漏油 排放和发生事故导致油品直接入海 海底油田在开采过程中的溢漏及井喷 使石油进入海洋水体 大气中的低分子石油烃沉降到海洋水域 海洋底层局部自然溢油 海洋石油污染带来的影响和危害有 1 对环境的污染 2 对生物的危害 3 对水产业的影响 厦门海平面升高 被污染的海滩 金属和酸 碱污染 农药 放射性物质 热污染和固体废物 有机废液和生活污水 海洋污染 二 海洋生物群的基本特征 1 海洋生物的多样性据一些学者统计 已知动物界37个门类中 至少有34门动物有海生种 其中栉水母动物 星虫动物 棘皮动物 毛颚动物等门完全由海生种类组成 在植物界的16门中 生活于海洋中的达13门 五彩缤纷的海底世界 目前已经登录的海洋鱼类有15304种 最终预计海洋鱼类大约有2万种 而目前已知的海洋生物有21万种 预计实际的数量则在这个数字的10倍以上 即210万种 从2000年开始 平均每星期就有3个新的海洋物种被发现 根据这个研究计划的估计 大约还有5000种海洋鱼类以及成千上万种其他各式各样的海洋生物还没被发现 神奇的海洋生物 弹涂鱼 会爬树的鱼蝴蝶鱼 水中鸳鸯 魔鬼鱼 2 海洋食物链的结构海洋中的初级生产者是占优势的浮游植物 小型浮游生物形成了海洋生物食物链的基础 第一级消费者为浮游动物 它们的食物来源于浮游植物或它们的碎屑 其次是食肉的浮游植物 再后是海洋长食物链中包括鱼类的多级食肉动物 几乎没有大型的植食物动物 3 海洋生物的分布区域 1 海洋生物分布一个种或较高分类单元的生物 由于遗传性和适应能力不同 在海洋中具有不同的分布区域 按分布区的大小 海洋生物有广域分布和狭域分布之分 依据生物对分布区水温的适应能力 可分为冷水种 温水种 暖水种 广域分布的生物 分布广阔 有遍布世界各洋的世界种 有广布热带或极地海域的环热带种 环极地种 狭域分布的生物 局限于一定海域 此类生物繁多 其中仅分布在某一有限海域的种 称为地方特有种 系本海域原先就有的 叫固有种 该海域内原先没有的 由它区迁入的 为迁入种 冷水种的生长 生殖适温一般低于5 自然分布区的月平均水温不高于10 包括寒带种和亚寒带种两类 前者适温为0 左右 后者为0 5 七彩鲑鱼 大眼狮鲈 温水种的生长 生殖适温为5 20 自然分布区的月平均水温为0 25 包括冷温种和暖温种两类 前者适温为5 12 后者为12 20 暖水种的生长 生殖适温高于20 自然分布区的月平均水温高于15 包括热带种和亚热带种两类 前者适温高于25 后者为20 25 2 海洋生物分布区海水生物分布区有连续分布和间断分布 前者是完整的分布区 包括世界性广布区 环极分布和环热带分布区等 属广域分布类型 后者是不完整分布区又称隔离分布区 一般被分割成两个或多个孤立的部分在海洋中 最著名的不连续分布有两种方式 两极同源和北方两栖 两极同源 即两极分布 按最早的概念 只以同时分布在南极和北极海域的动物为限 后来也包括同时出现在南 北温带海区的动物 并主要是指同一属中两个极为相近的种类分别分布在南北半球高纬度海域 而不出现于低纬度海域 如曳鳃虫属的尾曳鳃虫分布于北极 北温带海区 刺管戈鳃虫则栖息于南极 南温带海区 北方两栖指分布于北半球温带海区 即北太平洋和北大西洋东西两岸的动植物 它们出现于欧亚大陆北部和北美北部两岸 而不见于北极水域 如鳕鱼 北方鲜等动物 褐蠕藻 粘管藻等植物 每种海洋生物在分布区内都有它的分布中心 一般来说 种的个体数量最多处可以认为是它的分布中心 反映出这种生境最适宜该种生物的生存 现存种的分布中心 不一定是它的起源处 在漫长的地质时期中可能发生多次变迁 某些活动性较强的海洋动物 由于产卵 索饵 越冬等需要 进行非周期性的迁移和周期性的移动洄游 便会改变其原有分布区的面貌 海洋生物分布区的扩大 常与人类活动有关 如中华绒螯蟹在二十世纪30年代 被法国商船从青岛带至西北欧 现成为西北欧沿海海域的优势种 海带过去只分布在日本海 经引进养殖 现已在中国海域定居 3 海洋生物分布区的扩大及障碍 在自然情况下 海洋生物种群繁殖个体数量过大时 就要向分布区外迁移 扩散 扩大其分布范围 但在迁移过程中常会遇到各种障碍 浅水区底栖生物广阔的深洋是一种巨大的阻碍 在未越过阻碍之前就夭折了 深海底栖动物大洋中的海脊则是重大的障碍 如著名的威维尔 汤姆森海脊是大西洋和挪威海深海动物区系之间的一个阻碍 两海区内只有12 的动物是相同的 海洋游泳生物和浮游生物地峡是个不可逾越的障碍 如美洲太平洋和大西洋热带动物区系被巴拿马地峡所隔开 只有少数种是两个区系所共有的 陆地也是海洋生物扩大分布区的阻限 第三节内陆水域生物的分布 一 内陆水域环境概述 地球表层淡水在水圈中所占据的位置 如同海洋与大陆之间的 瓶颈 其水量仅占全球未冻结淡水的1 5 但对人类的重要性却比这个比例大的多 二 内陆水域生物群的基本特征 一 静水水域生物群的基本特征 静水水域形成三个主要而明显的生带 1 沿岸带2 近表层水域带3 深部水底带 沿岸带 水浅 光线可直接射入水底 明显占优势的是有根植物 如香蒲 睡莲 眼子菜 它们分别代表了挺水 漂浮 和沉水有根沿岸植物 沿岸带的消费者通常是垂直分布的 在任何情况下 这里的密度和多样性都要高于该生态系统的其他部分 在近表层水域带 生产量占优势的是浮游