海洋科学导论.doc

课程名称：海洋科学导论 班号： 学号： 姓名 成绩： 1. 海水中哪些营养元素与生命活动有哪些关系？答：海水中由N、P、Si等元素组成的某些盐类，是海洋植物生长必需的营养盐，通常称为“植物营养盐”(Floralnutrients)、“微量营养盐”(Micronutrients)或“生源要素”。此外，海水中痕量Fe，Mn，Cu，Zn，Mo，Co，B等元素，也与生物的生命过程密切相关，称为“痕量营养元素”。 浮游生物通过光合作用，从海水中吸收营养元素而放出氧，其残骸在分解过程中消耗氧而释放出所含的营养元素。这种生物过程，控制着营养元素的分布及其变化（见海水营养盐）。 有一些微量元素在海水中的分布，分别与某种营养元素十分相似。例如：铜和镉的分布与氮和磷相似，钡、锌、铬的分布与硅相似，镍的分布介于磷和硅之间。这都说明，生物过程很可能是控制海水中的铜、镉、钡、锌、铬、镍等元素的浓度的因素之一。一、海洋中氮的主要存在形式海洋中，氮以溶解氮(N2)、无机氮化合物、有机氮化合物等多种形式存在。在各种形式的氮化合物中，能被海洋浮游植物直接利用的是溶解无机氮化合物(DissolvedInorganicNitrogen，DIN)，包括硝酸盐、亚硝酸盐和铵盐。三者在海水中总量约为5.41017g。仅占海洋总氮量的2.4。在大洋表层水中，它们的含量分别为(1600)g/dm3，(0.150)g/dm3，(550)g/dm3。氮是构成海洋生物体内蛋白质、氨基酸的主要组分。据研究，海水中无机氮化合物被同化为植物细胞中的氨基酸，此外，近年来的一些研究表明，还原浮游植物也会直接利用一部分溶解有机氮化合物(DissolvedOrganicNotrogen，DON)，但是吸收量甚少。二、海洋中磷的存在形式海水中磷以两种化学形式存在，即有机磷和无机磷。每一种化学形式又分为溶解的颗粒的两种形态。溶解态(DIP)总磷(TP)无机磷颗粒态总颗粒磷(PP)有机磷颗粒态溶解态(DOP)海水中无机磷主要以HPO4-和少量的PO42-形式存在。在一定实验条件下，可与酸性钼酸铵反应，生成杂多酸。通常将这部分磷称之为“活性磷”。海水中存在各种磷的有机化合物，如氨基磷酸、磷脂等。它们主要来自生物体分解和排泄产物。以不同形式存在于海水中的磷，处在相互转换的循环之中。如微粒磷经过细菌或化学作用可变为溶解的有机磷，而溶解的有机磷通过细菌作用也可以变为无机磷，一般认为海洋浮游生物可直接利用的是溶解的无机磷。因此，海洋调查中可以直接测定活性磷也可以测定有机磷及总磷。磷酸盐是海洋生物所必须的营养盐之一。浮游植物在进行光合作用时，能将海水中营养盐合成原始有机质，成为海洋生物的生活基础，所以说，海水中磷酸盐也是海洋生产力的控制因素之一。因而研究海洋中磷的分布和随季节的变化情况是海洋生产量，海区肥沃性的一种标志。三、海水中硅的存在形式海水中硅主要以溶解硅酸盐和悬浮二氧化硅两种形式存在。硅是海洋植物，特别是海洋浮游植物硅藻(Diatom)类生长必需的营养盐，硅藻吸收蛋白石(Opal，SiO22H2O)用以构成自身的外壳。含硅海洋生物的残体沉降到海底后，形成硅质软泥，是深海沉积物的主要组分。2. 人们对海洋生物从生态角度怎样分类？答：海洋生物的分类除了按界、门、纲、目、科、属、种的生物分类系统进行分类外，在海洋生态学上还可按照生物不同的生态环境、生态习性、生活方式分为浮游生物、游泳生物和底栖生物等类群。按照分类系统中由简单到复杂、由低等到高等的路线，常见的或与人类关系十分密切的海洋生物门类大致如下：1.原生生物界1)硅藻门，常见种类如硅藻、圆筛藻、角毛藻等等。硅藻是海洋浮游生物的重要成分，在海洋生态系统初级生产力中占有重要地位。2)甲藻门，常见种类如裸甲藻、多甲藻、夜光藻、角藻等等。甲藻也是重要的海洋浮游生物，有些种类在大发生时将形成赤潮，对海洋生态系统造成很大破坏。3)肉足鞭毛虫门，本门动物与纤毛虫门在以前称为原生动物门，常见种类如各种有孔虫、放射虫、夜光虫等。原生动物是海洋浮游动物的主要类群之一，虽然个体很小，但数量非常大，素有“海洋中的小巨人”之称，是海洋食物链的重要环节。另外，由于原生动物在地球上的生存年代久远，其种类、分布、化石还是研究地质演化、寻找石油矿藏等重要指示生物。世界已知的原生动物约65,000种。2.植物界常见的海洋植物主要是大型藻类和红树。大型藻类包括红藻门、褐藻门、绿藻门。大型藻类不但是海洋初级生产力的重要组成部分，而且一些种类可以食用，或者提取活性物质用于生物制药，或者做工业原料，或者兼而用之。例如石花菜除了可食用，还是琼脂的原料。很多大型藻类已可人工养殖。海洋中的高等植物种类远少于陆地。常见的高等海洋植物有各种红树、海草等。红树形成的红树林对于维护海岸环境、防止海水入侵有重要作用。1)红藻门，常见种类如紫菜、石花菜、龙须菜、麒麟菜、红毛菜、珊瑚藻、海膜、江蓠、红皮藻、凹顶藻等等。2)褐藻门，常见种类如马尾藻、海带、裙带菜、鹿角菜等。3)绿藻门，常见种类如浒苔、石莼、刚毛藻等。4)被子植物门，常见种类如红树、秋茄、海桑、水芫花、玉蕊、木榄、海莲、角果木、海恾果等红树植物以及大米草、互花米草等各种海草。世界已知的红树植物约80多种，海草约50种。值得注意的是，一些种类的海草在从其它国家引进用于防护堤岸时，由于在被引进地区没有天敌等生态控制机制而爆发性繁殖生长，对当地海岸的原有植被造成极大破坏，有的种类甚至从海岸侵入内陆几十公里，侵入农田，给当地造成很大经济损失。因此，对海洋种类的引进要慎重。另外，海洋气候、环境的变化会使一些海藻大发生而形成灾害，如2008年春夏季在我国黄海的大面积浒苔灾害即是一种浒苔大量快速繁殖造成的。3.动物界1)海绵动物门，又称多孔动物门。其种类绝大部分为海洋种类。海绵在生物演化上是一个侧支，其体内含有许多与人类健康十分密切的活性物质。近年来，提取海绵中的活性物质用于生物制药十分热门。世界已知的海绵动物约5,000种。2)腔肠动物门，又称刺胞动物门。其种类绝大部分为海洋种类，常见的如各种石珊瑚、柳珊瑚、红珊瑚、海葵、水母、海蛰、水螅、石花虫、海仙人掌、沙箸、海鳃等。石珊瑚硬质外壳是构成珊瑚礁的主要成分，而珊瑚礁是全球海洋生物多样性最高的海洋生态环境。著名的澳大利亚大堡礁至东南亚的印度尼西亚群岛、马来半岛、菲律宾群岛及其周围海域是世界著名的海洋生物基因库大三角海域。我国南海的南沙群岛珊瑚礁处在这个大三角海域的边缘。这里珊瑚礁群星罗棋布，环境丰富多样，海洋生物种类异常繁多，是世界上海洋生物种类最多、生物多样性最高的海域。近年来，由于人类活动的加剧和全球气候变化，世界上的珊瑚虫在大量死亡，活珊瑚面积在逐年减少，珊瑚礁在急剧退化，从而引起世界海洋生物种类的大量灭绝、渔业资源的大量损失、生态环境的逐步恶化。这已引起科学家和各国政府的密切关注，许多国际组织和政府已实施多项计划保护和挽救全球珊瑚礁和珊瑚礁生物。3)扁形动物门。海洋中的常见种类除了各种涡虫外，种类最多的是吸虫纲的种类。吸虫纲的种类营寄生生活，主要是各种鱼类的寄生虫。世界已知的扁形动物约1,500种，包括淡水种。4)线虫动物门。包括各种线虫。线虫除了一些种类是各种鱼类的寄生虫外，自由生活的线虫是小型海洋底栖动物的主要组成成分，其栖息密度和生物量常常很大，在海洋底栖生物生态系统中的物质和能量转换中起重要作用。世界已知的线虫动物约12,000种。5)环节动物门。海洋中的环节动物主要是多毛纲的种类。环节动物门分为多毛纲、寡毛纲和蛭纲，前两者种类多。多毛纲种类生活在海洋中，常见种类如沙蚕、小头虫、龙介虫、多麟虫、海女虫、海稚虫、异毛虫、海蛹、仙女虫等。多毛纲环节动物是大型海洋底栖动物的主要组成部分之一，其种类的栖息密度和生物量常常占大型底栖动物的主要部分。世界已知的多毛纲环节动物约10,000种。寡毛纲动物包括各类蚯蚓，其种类大部分生活在陆地，是土壤动物的主要成分，也有一些种类生活在海洋中，如颤蚓。6)星虫动物门和螠虫动物门。两者种类均全部生活在海洋中，以前被归在环节动物门中，种类较少，如各种星虫、螠虫。有的种类可以食用。世界已知的星虫动物约300种，螠虫动物约100种。7)软体动物门。其种类常被称为贝类，海洋中的常见种类如牡蛎、鲍鱼、珍珠贝、扇贝、蛤蜊、砗磲、海红(贻贝)、石鳖、鹦鹉螺、宝贝、唐冠螺、乌贼、鱿鱼、章鱼、船蛆、蛏子、芋螺、毛蚶、红螺、海菊蛤、日月贝、虾夷贝、角贝、马蹄螺、笠贝、蟹守螺、玉螺、凤螺、梭螺、骨螺、延管螺、荔枝螺、织纹螺、笔螺、塔螺、竖琴螺、壳蛞蝓、海牛、海兔、海天牛，等等。软体动物门是动物界的第二大门，种类非常多，其种类大部分生活在海洋中。软体动物门具有重要的经济价值，不但有许多种类是十分重要的水产品，其中一些种已实现了大规模工厂化养殖，成为我国蓝色农业的主要养殖对象，而且有许多种类的贝壳是十分重要的观赏品，珍珠更是人们喜爱的饰品。软体动物门的种类具有重要的生态学价值，在海洋生态系统中成为不可或缺的类群。其头足纲的乌贼、枪乌贼、鱿鱼、章鱼等种类是海洋游泳动物的重要类群，很多种类是渔业捕捞对象，具有很高的经济价值。腹足纲、双壳纲的种类则是最重要的大型海洋底栖动物组成成分之一，在底栖生物生态系中具有重要作用。8)节肢动物门。本门是动物界最大的门，其已发现种占世界已知物种总数的一半以上。陆地上的节肢动物主要是六足动物亚门，包括各种昆虫，而海洋中的节肢动物主要是甲壳动物亚门，常见种类如对虾、龙虾、螯虾、磷虾、管鞭虾、赤虾、鹰爪虾、猬虾、鼓虾、长臂虾、沼虾、米虾、蝼蛄虾、美人虾、蝉虾、糠虾、钩虾、铠甲虾、绒螯蟹(大闸蟹)、梭子蟹、蜘蛛蟹、馒头蟹、关公蟹、瓷蟹、招潮蟹、寄居蟹、虾蛄、藤壶、茗荷儿、蟹奴、水虱、鱼虱、鳃虱、西瓜虫、丰年虫、溞、海莹、哲水蚤、剑水蚤、猛水蚤、涟虫、蜾蠃蜚、麦秆虫，等等。甲壳动物不但具有重要的食用价值，而且也是最重要的大型海洋底栖动物类群之一，在底栖生物生态系中具有重要作用。甲壳动物是种类最多的海洋无脊椎动物类群，素有“海洋中的昆虫”之称，世界已知的甲壳动物约40,000种。由于海洋中还有许多海域、环境人类尚未进行考察，加之很多种类个体很小，采集困难，因此海洋中还有大量的甲壳动物种类尚未被人类发现和认识。除甲壳动物亚门外，其它海洋节肢动物如肢口纲，常见种类如鲎；海蜘蛛纲，包括各种海蜘蛛、海螨；昆虫纲，也有一些种类是纯粹海洋种类，如海黾。9)苔藓动物门。本门动物绝大部分种类为海洋种类，常见种类如各类苔虫。苔藓动物大多为固着生活，因此是重要的污损生物类群之一，常会对轮船以及海堤、海上钻井平台等海上设施造成污损破坏。一些种类是成礁生物，其硬质外壳对于珊瑚礁的形成有一定功劳。世界已知的现代苔藓动物约5,000种(不包括化石种)。10)腕足动物门。本门动物种类不多，全部海生，如海豆芽、酸浆贝等。海豆芽常在海岸泥滩上见到。世界已知的腕足动物约300种。11)毛颚动物门。全部为海洋种类，如各种箭虫。箭虫是重要的海洋浮游动物类群。12)棘皮动物门。本门动物全部海生，如海星、海胆、海参、海蛇尾、海百合等。棘皮动物是重要的海洋大型底栖动物，如海蛇尾常在某个海域的大型底栖动物中占主导地位。一些海参是重要的食用种类，个别种类已可人工养殖，一些海星、海胆种类也是美味。近年来，由于近岸人工养殖品种的单一，给生态平衡造成不良影响，使一些海星种类大发生，侵入海参、贝类养殖区取食养殖品种，给养殖业造成很大损失。珊瑚礁上的多棘海星大发生时会大量取食珊瑚虫，使珊瑚大面积白化死亡，给珊瑚礁造成极大破坏。世界已知的现代棘皮动物约6,000种(不包括化石种)。13)半索动物门、尾索动物门和脊索动物门头索动物亚门。三类动物的种类均很少，但由于在系统发育上均有了类似脊索的构造，在系统演化上处于无脊椎动物与脊椎动物的过渡阶段，因此是研究系统演化的良好材料。半索动物如柱头虫、长吻虫、舌形虫等，其中黄岛长吻虫、多鳃孔舌形虫是国家一类保护动物。尾索动物如海鞘、海樽等，一些种类是重要的污损生物，对海上设施、贝类养殖有一定影响。世界已知的尾索动物约1,000种。头索动物如文昌鱼，是原始的脊索动物，属于国家二类保护动物。14)脊索动物门脊椎动物亚门。海洋脊椎动物是最常见、与人类关系最密切的海洋动物类群，包括海洋鱼类、海洋爬行类、海洋鸟类和海洋兽类等。海洋鱼类如真鲨、鲸鲨、姥鲨、双髻鲨、锯鳐、团扇鳐、电鳐、魟鱼、蝠鲼、金枪鱼、真鲷、带鱼、牙鲆、鲳鱼、海龙、海马、鳗鲡、海鳝、裸胸鳝、中华鲟、虾虎鱼、沙丁鱼、鳕鱼、鼬鳚、鲅鱼、鲐鱼、鲈鱼、石斑鱼、军曹鱼、鲱鲤、蓑鲉、东方鲀、鮟鱇，等等。海洋鱼类是最重要的海洋水产品，海洋鱼类的捕捞和养殖业是海洋支柱产业。鱼类还是最重要的海洋游泳动物，在海洋生态系统中占据重要地位。世界已知的海洋鱼类约14,000多种。海洋爬行类包括各种海蛇、海龟。所有的海蛇均为剧毒蛇。海洋鸟类如信天翁、海燕、海鸥、军舰鸟、企鹅、燕鸥，等等。企鹅是南极的特有鸟类，常在南极大量聚集形成特有景观。海洋兽类即海洋哺乳类，如鲸鱼、海豚、海豹、海象、海狗、海狮、儒艮等。我国的大部分海洋兽类为国家保护动物。我国已知海洋兽类39种，世界已知136种。3. 概述海洋科学导论基本内容，如何看待与我们专