养殖水域生态学重点笔记

养殖水域生态学(AquaticEcologyforAquaculture)

绪论

一、生态学内容、任务

（一）生态学（ecology）泄义

生态学是研究有机体（生物）和其环境之间互有关系科学。它属于生物学。生物学研究向着

微观和左观两个方向发展：1个体一系统一器官一组织一细胞一细胞器一亚细胞器一分子……：

2、个体一种群一群落一生态系一生物圈一太阳系（宇观世界）……。

（二）生态学分类

个体生态学（autecology）:重要研究生物个体发行和系统发育与环境互有关系。

种群生态学（populalionecology）:重要研究同种个体构成种群与环境互有关系。

群落生态学（communityecology）:重要研究由各种种群构成群落构造与功能、形成和发展等方

而与环境间互有关系。

生态系统生态学（ecosystemecology）:重要研究由群落与英周边理化环境构成生态系统伪造与

功能、系统平衡与调控机制等。

生态学也可按研究生物类别分为植物生态学、动物生态学、藻类生态学、鱼类生态学……：

按栖息地特点分为陆地生态学、海洋生态学、淡水生态学……；此外可分为数学生态学、化学

生态学、经济生态学、进化生态学、资源生态学、农业生态学、渔业生态学、污染生态学、放

射生态学……等等。

（三）水域生态学基本概念

1、水域生态学泄义

水域生态学作为生态学重要分支学科之一，重要是研究内陆水中生物与苴环境之间互有关系

科学。研究对象涉及个体、种群、群落和系统。

2、养殖水域生态学任务

通过对内陆水体生态系统构造和功能研究，阐明其能量流动和物质循环特点及生态系统演替

和平衡规律，为合理开发和运用内陆水生生物资源、挖掘生物生产潜力以及加强水质管

理防止水质污染等方面提供科学根据。

二、水域生态学产生、发展和现状

20世纪以来，水生生物学从形态分类逐渐向生态方向发展。20世纪50年代更注重生态系

统研％.1964年成立“淡水群落生物生产力组”重要研究淡水生态系统中生产力现状、潜力和

展望以及人类对环境变化适应等。1980年出版了《淡水生态系统功能》一书，告一段落。1985

年召开“水产养殖中腐质系统”国际会议，1987年召开大湖功能和构造特点”国际学术会

议，这些都推动了水域生态学发展。

当前发展趋势：

I'从静态构造研究到动态功能研究：

2、从描述现状定性到预报将来定量研究；

3、野外调查和室内实验相结合；

4、宏观研究和微观研究相结合；

5、生物学与地理、化学、物理和数学互相渗入：

6、运用自动化测试、计算机和遥感技术等当代化实验手段；

7、开展国际协作。

三、国内在养殖水域生态学方面研究和成就

1、以渝业运用为日进行了湖泊、水库渝业基本和渔业资源调查，如我省1985年完毕了长江和

淮河两大水系调查：

2、对重要淡水鱼类和其他生物个体和种群生态作了大量调研和实验研究：

3、对某些重点湖泊水库进行了较全而系统湖沼学和生态学调查及渔业增产实验；

4、开展了全国或地区性湖泊水库营养分类、富营养化状况及其防治：

5、开展养鱼池塘生态学和高产机理研究，如高产池塘水质状况、浮游生物和初级生产力特点

等：

6、开展了内陆咸水湖调查及运用研究，如卤虫资源；

7、其他方而：如鱼类、虾蟹类生物能量学研究，大型水利工程生态和环境影响，水体污染

生物监测等。

四、生物与环境普通规律

（一）环境因子

涉及：

I、非生物因子：即水中某些理化因子，如光、温度、水流、溶解盐类、溶解气体、pH、水中

悬浮物、溶解有机质等等。

2、生物因子：同种或异种英他生物（动植物及微生物）。

3、人为因子：人类活动影响。

（-）生物对环境适应

生态幅（ecologicalvalance）:生物（有机物）可以生存环境变化幅度称为该物种生态幅。

具备广生态幅种类称为广生种，反之称为狭生种。

物种生活环境变化越激烈，其生态幅就越大，如广温性和广盐性某些种类。

生物对环境适应可分为生理适应、生化适应、形态适应、行为适应和其他某些适应。普通

各种适应是互相联系和互相增进。

如果环境发生变化，生物尽量迁移到适当环境中去，或是变化代谢强度甚至代谢性质，

以适应新环境，否则就不能生存，即“适者生存”。

物种生态幅是一种范畴，英中有一种最适度（最适条件），生物在保证自身代谢特点下消

耗至少能量时生活条件，称为最适度（最适条件）。最适度是指保证所有生理机能最适条件，

而非保证某一功能最适条件，

物种生态幅和最适度不是恒定，而是随年龄和其他条件变化而变化。

（三）环境对生物影响

环境变化可影响生物。变化幅度过大生物不能适应。某一环境因素有其变化速度，如果变

化不快，生物较易适应，如斑点叉屋鲫慢慢降温在3。(2时还可摄食，反之急速变化则难以适

应。急速变化形成某种压力，温度急变引起叫“温压”，盐度叫“盐压”(环境胁迫)。

环境因素变化有周期性和非周期性，周期性变化导致物种形成特有生物学周期、种群数量

变动形式和英他特性：非周朗性变化影响物种分布和数量，

环境因素中生物因素与某毕生物密度关系密切，而非生物因素影响普通与密度无关或关系

较小，但有时也有显着关系，

五、谢尔福得(Shelford,1913)定律及其补充定律

(一)谢尔福得(Shelford)定律(耐受性定律)：

任何一种环境因子在数搭或质量匕局限性和过多，即当苴接近或到达某种生物耐受限度

时，都会使这种种群衰退或不能生存。这一定律不但注意到因子量过少，也注意到因子量过多

限制作用。

(-)补充定律：

1、最小因子泄律只能在能量注入和流出处在平衡稳左状态下才合用。

2、必要考虑到因子间互相作用和代替作用。

3、当某一环境因子不是处在最适度时，生物对英他因子耐性限度也许减少，生物自身在繁殖

期以及卵、胚胎和幼体阶段对环境因子耐性限度也明显减少。

4、种群和群落在一左限度内能适应环境条件变化并且变化着环境条件，削弱某些因子限制作

用，因而许多广生性生物常形成地区性生态型(ecotype)。不同生态类群对环境因子耐性限度和

最适度都也许有较大差别。如黄河鲤和淮河鲤。

六、水圈及分区

(-)水圈

地球上有生命存在某些称为生物圈(biosphere)。生物圈是地球表而所有生物以及与其互相作

用非生物环境总和。生物圈涉及气圈、岩圈和水圈，淡水水体依照水运动和容积大小可分为下

列几类：

1、流水主体

①泉：由地下流出，容积很小水体。

②溪涧：由若干泉水汇合或由静水水体流出水量小、流程较短水体。

③河流：水屋较大，流程较长流水水体。

2、青争水水体

①湖：面积较大、水较深，中央某些普通没有大型植物丛生。

②池：而积较小、水较注，大型植物可蔓延整个水区。

③沼泽：水浅而面积宽敞，挺水植物常耸伸整个水而。

3、半流水体

水库：人工水体，与湖泊相似，相对静I匕或半流水水体，水很深（几米至上百米），水草少

底栖动物少，水质比湖泊瘦,鱼产量低。又分：

①山沟型水库：山沟间、落差大，水深10m以上，如花凉亭水库。

②平原型水库：丘陵地带、落差小，水较浅、似湖泊，妇董铺水库。

（二）水体构造分区

水体划分为水底区和水层区（重要针对大型深水湖泊）

1、水底区

从水边开始，沿着水底到达湖泊最低部位。

①沿岸带：最重要。从岸边开始沿着水底到达沉水植物分布下限。这一带深度按水SD不同

而不同，普通6-&n（注湖3-4m）。其特点：水位变化大，溶氧丰富，水温变化大，光

照条件好，营养物质丰菖，是鱼类产卵和栖息场合。

②亚沿岸带：沿岸带和深底带过渡带，普通没有大型植物生长，有些湖泊这一带为贝壳所堆

积。

③深底带：亚沿岸带如下所有湖盆，沉积物（如淤泥）多，无植物，动物种类也很少，

2'水层区

湖盆以上有水区域。

①沿岸区：沿岸带以上浅水某些。

②湖心区：除沿岸区以外开阔某些。

第一章非生物环境因子与水生生物关系

第一节光与水生生物关系

一、水体中光

（-）光谱构成

波长：可见光760—400纳米（红外线、红橙黄绿蓝青紫、紫外线）

（二）光意义

1、给地球表而带来了光亮和热量，是一切生命能量来源。

2、影响植物光合伙用和色素形成，也影响水生植物数量与分布。

3、对动物数量、分布、行为产生很大影响。

（三）水体中光来源

重要是太阳光、另有星光、月光、发光生物。

（四）光在水体中辐射能

有变化，决压于光到达水面强度大小。受纬度、大气状况、季节等影响。

（五）水色和SD

1、水色：指进入水体光线被吸取后来，剩余再散射光，即体现水色。普通红外线、紫外线和

波长长红、橙光线易被吸取、而青色蓝色易散射，从而体现出天然于净水是蓝色•如蓝色

大海。

2、SD:光线到达水体深度或水透光限度，SD大小受水中悬浮物（浮游生物、泥砂等）、水色

影响。

SD（m）悬浮物（mg/1）SD（m）水色

12.32—9.2蓝色

40.91.5—1.8绿色

150.45

此外，SD与季节关于，夏季SD小、冬季大。SD测泄用Secchidisic（塞奇板）。

二、光与水生植物关系

（-）光合伙用

光合伙用强度取决于光照强度和光性质（波长），光被运用是植物自身颜色补色光。如红

光是绿藻补色光，因而它生活在水上层（上层重要吸取红光）。

光合伙用强度单位用CChmg/dmZ.h”即每平方分米每小时吸取CO2亳克数。

在一左范畴内，光照强度增长光合伙用速度加快，但超过一立限度则不再增长，甚至反而

削弱直至停止。

（二）水生植物对光适应性

红、橙、黄光经常在水表层被吸取了，但底层植物能进行光合伙用，苴适应方式：

I'产生辅助色素：如胡萝卜素、类胡萝卜素、藻红素等能吸取短波光如蓝光、紫光等。

2、增长叶绿素含虽：如礁膜藻在底层叶绿素是表层2倍。

3、色素在体内分布位置不同：如硅藻在表层英色素在细胞中间，而到了底层则在细胞周边，从

而来增长与光线接触而。

（三）补偿点、补偿深度

光合伙用产生氧气等于呼吸作用消耗氧气,，这时光照强度（照度）叫补偿点。补偿点所在深

度叫补偿深度。光照强度普通用Lx（勒克斯）表达，Lx-1蜡烛1米时光强。如范草209,补偿点

为128Lxo

在补偿点（深度）植物只能生存不能生长繁殖，从而限制了植物向深层分布：随着T减少，

补偿点减小（如水绵20。。补偿点为174LX;5。。补偿点为27Lx），补偿深度增长。普通补偿深

度=5口*2倍（1.5-2.5倍）（经验公式）。

（四）光与水生植物垂直分布

喜光分布在表层，表层植物分布较多。普通蓝藻常集中分布在最上层•而绿藻大某些分布

在水上层，硅藻较蓝绿藻为深。垂直分布于SD关于：SD大分布深，如在海洋可分布100m

深，SD小，分布注，如池塘及小型湖泊，分布1—2m。

（五）浮游植物昼夜变化

许多鱼类易消化浮游植物上午上升，下午至水表层，然后开始下降，夜里至水深层，如团

藻、空球藻、实球藻、膝口藻等。因此池塘水色常浮现“朝红夕绿”，下午水SD比上午小。

三、光与水生动物关系

（-）光与水生动物体色

体色与光照关于，因不同光照对色素细胞有影响，普通在清水中体色浅（色素细胞收缩），

浊水中体色深（如鱼类）。

（二）光影响水生动物生长、发布与繁殖

如低额涤、大型涣在人工培养下，需要光照才干生长发育。有时不需要光照，如大麻哈鱼产

卵埋入泥底，不见光才干发育：而狗鱼只能在光亮白天产卵，光照刺激英产卵。河蚌需要光照才

干吐出勾介幼虫；椎实螺必须每天光照达13.5h以上才干繁殖；四人们鱼繁殖季节在春夏季也与

光照时间较长关于。

（三）光与动物行为

1、趋光性：向着光源方向运动，如枝角类大眼水漫、虽状浚及梯足类体现为趋旋光性。

2、背光性：向着光源相反方向运动，如挠足类幼体、长刺潘等。

3、影响趋光性和背光性因素

①与光照强度关于：在O.UOOOLx内尼罗罗非鱼趋光性遁照度增长而增强，并在lO-IOOOLx

间达到最大值。

②光谱性质：光谱不同某些对动物行为影响也也许不同。

③雌雄性别：普通雌多体现趋光、雄性背光。

④年龄：多数幼体趋光，成体背光。

⑤与生理状况关于：如摇蚊幼虫浮现血红色（血红素）­证明代谢作用强、背光；未浮现血

红色趋光。大型潘心跳300次/分背光、200次/分趋光。

⑥T;低T趋光、高T背光。

⑦pH、D.o、盐类、碱度、硬度等水化因子关于。

（四）浮游动物昼夜垂直移动现象

与浮游植物同样，浮游动物亦有昼夜变化：白天当光线较强时，大多数浮游动物则躲进较

深水层，而夜晚则上升到水表层，随着光线昼夜交替，浮游动物每昼夜来回运动一次，这种现

象即浮游动物昼夜垂直移动，普通SD大，移动范畴大，如英勇剑水虽

时间10—14时16—17时18—19时22时次日5时

分布深度40m20m开始向上移动5-10m向下移动

此外，除与SD关于外，移动速度和幅度依不同种类而不同。

产生因素：①动物自身趋光性、背光性：②向地性和背地性：③食物因素：如鱼食浮游动

物，浮游动物下沉鱼亦下沉；④躲避敌害：白天下沉到深层，躲避敌害和紫外线；⑤生物节

律。

第二节温度与水生生物关系

一、水体中热量来源与温度

（-）来源：

1'太阳：特别是波长长光，能量大。

2、地球内热

3、生物发酵其中以太阳能为主。

（二）热量与T

普通吸热升T,放热降T,乜有热量增长而T不升，但状态发生变化。

二、水生生物极限温度与最适温度

（-）最高T

生命T上限称为最高T,超过上限，浮现热昏迷或死亡［蛋白质凝固）。

（-）最低T

生命T下限称为最低T,超过下限，组织脱水（冰点）、死亡。

（三）最适T

能正常进行代谢、生长、繁殖，一切生命活动都很旺盛。

三、水生生物对极限温度适应

（-）驯化适应（生理上）

如组织脱水，体液增长浓度，减少冰点，防止组织结冰，保证动物不死亡。如食蚊虫下

限T10。。但慢慢降驯化可适应30

（-）外界条件影响

如光照、pH、D.。、营养等，如金藻门中有一棕鞭藻，英上限T为35。匚但只要变化培养液

成分浓度，如加点维生素Bg某些AA、F2+、22仁212+等，从而可使它上限T明显坦立

0

（三）产生保护性构造

产生泡子'冬芽、鳞芽（范草）'休眠囊、蛹、甲壳等。

（四）冬眠、夏眠

T低，代谢机能减低，停止进食，进入休眠，称冬眠：高T、干燥或缺氧.，浮现休眠，

称为夏眠。

（五）温度性迁移（栖）

某些运动性水生生物，任T过高或过低时，尽量离开不良环境，这种迁移称为温度性迁

移（栖）。

四、按温度把湖泊分类型

瑞士佛列耳等按T状况把湖泊分为三类，每一类又分为三型。

（-）热带湖

表而水T全年在4℃以上。

第一型：底层水温常年保持在4℃上下，冬季也许有一次垂直混合，但普通是没有。

第二型：底层水温常年保持在4C上下，冬季有一次垂直混合。

第三型：底层水温与表层水温相近，常年进行着水层垂宜混合。

（二）温带湖

表而水T在4。（2上下变化着。

第一型：底层水温常年保持¥C,春季和秋季也许各有一次垂直混合，但普通是没有。

第二型：底层水温在4℃附近变化，春季和秋季各有一次垂直混合。

第三型：底层水温与表层水温相近，除结冰期外经常进行垂直混合。

（三）极地湖

表而水T全年不超过49。

第一型：底层水温常年保持¥C,夏季也许有一次垂直混合，但普通是没有。

第二型：底层水温在4℃附近变化，夏季有一次垂直混合，

第三型：底层水温与表层水温相近，除结冰期外经常进行垂直混合。

上述湖泊分型与深度关于，第一型和第二型是水较深湖，第三型是浅湖。国内大多数大型

湖泊，如五大淡水湖均属温带湖第三型。较深湖，如镜泊湖、青海湖及北方某些深水水库属于

温带湖第二型。

五、广温性和狭温性生物

（-）广温性生物

能忍受T变化范睛大（20-30。0，如大型潘可生活在1—30。（2水体中，豆螺2—35。（2。

（二）狭温性生物

T变化范畴不超过10。仁如穴居真剑水涣在6—10C之间。

1、冷水狭温种：生活在15P如下，如柱型薄皮潘在北极。

2、温水狭温种：T任15—25C之间。

3、暖水狄温种：25℃以上•如镰角秀体潘生活在广东以南。

六、温度对水生生物代谢、生长、繁殖、发育、死亡影响

(-)温度与代谢

1、在适温范畴内，T增长，代谢强度增长

范•霍夫(Vant・Hoff)泄律：温度每升高10。仁(动物)代谢速率增长2—3倍。

Ri'R2分别表达时间Ti和T2先后耗氧率。Qio=23倍代谢速率用耗氧率来表达：单位

mgO2/g.h或g02/kg.ho

2、超过适温范畴代谢速率减少

（-）温度与繁殖

1、随T增长，性成熟提早

如虽状;海：Trc10℃20℃

性成熟时间14-8天7.8天5.4天

2、T与生殖季节

如鱼类产卵必要在一左温度以上开始产卵。在北方夏季产卵鱼类.在南方春天即可产卵。

3、T与产卵量（繁殖量）

在一立T范畴内（适温范畴内），T升高，产卵量下降。

4、T与繁殖率

在一肚T范畴内（适温范畴内），T升高，繁殖率增长。

如大型;龛：16℃20℃25℃

1。天产卵次数2.7次7.7

（三）温度与发有

生物学零度一一生物（有机体）必要在达到一左界限以上温度才开始发存，这个界限温度

就称为生物学零度。如大麻哈鱼5.60崛色.7-2。。呼花臂尾轮虫7—8C.在生物学零

度以上，随着T增长发育加快，但超过适温范畴发育减慢，甚至死亡。

（四）变温对生长发有影响

在恰当变温范畴内，对水生生物生长、发行有增进作用。因素：恰当变温可使水生生物提

高对能量运用率。

（五）温度对生长影响

在适温范畴内，T上升生长加快，T下降生长减慢。

（六）温度与个体大小

温度低、个体大，温度高、个体小。如东北虎比华南虎大。

如蚤状;雯：早体长7℃2.9mm250c2.4mm

哲水蚤：北极5.5mm温带2.8mm

（七）温度与寿命

在一左T范畴内，T增大，寿命缩短。

总之，动物个体在适温范畴内，温度升高，代谢加快、生长、发育增快，同步性成熟提

早，生殖量减少，繁殖率增长，个体变小，寿命缩短。

七、温度与季节变异（态）

（-）概念

同一种生物在一年不同季节（或者是通过了若干世代后），任形态上发生周期性变化，这

种变化就叫季节变异（态）或周期变态（异九如枝角类浮现头盔、长刺、长角等，僧帽潘头

盔、象昴浊第一触角加长；角甲藻2个角甲（冬季）一3个角甲（夏季）等。

（-）季节变异特点

1'这种变异不是一代而是由几代来完毕，中间通过了许多中间类型。

2、冬型一夏型，这个过程时间短（2-3周），容易变，如长出头盔：而夏型一冬型，这个过程

长，可达几种月。

3、北方近极和极地水体，水温变化小，不易浮现季节变异。

（三）季节变异因素

1'温度是重要因素：水温不同水比重、粘度不同。如僧帽潘：10C头部钝圆；12℃15%

突出形成头盔：13℃33%:INC87%;16℃所有突出。

2、食物丰欠限度：如僧帽潘，食物充分时，头部突出较高（类似骆驼）。

3、水涡流：生长在涡流水体中僧帽浊往往头盔特别发达。

（四）生物学意义

1、增大体阻，增长浮力（因夏天水密度小、浮力小）。

2、作为稳立器，即类似舵作用，有助于水生生物保持在一立水层里。

3、防御敌害：避免其他动物吞食。

第三节溶解盐类及有机物和水生生物关系

一、溶解盐类与水生生物关系

（-）按盐度划分水体

1'淡水水体

0.01-0.5%。，普通淡水湖、库、池塘、河流均属于此类型，含各种离子（如Ca=

K\Na\Cl\HCO「、CO广等）较少，生物种类较多，普通为高渗性和狭盐性种类。

2、半咸水水体（盐水水体）

0.5—16%。，内陆咸水湖，如青海湖12.2%,边沿海，河、海口区，含盐量变化大，生物种

类复杂，有淡水中耐高盐种类，也有海水中耐低盐种类，普通为恒渗性和广盐性种类。

3、海水水体

16-47%。，普通为33-38%），均值为35%。,环境稳泄，生物种类多，普通为低渗压性和

变渗（压）性动物。

4、超盐水水体

47-300%。，大多为沙漠干旱地区内陆无排水咸水湖泊，如加拿大Manilon湖盐度为

120%。。生物构成少，角某些特殊种类，如水蝇、叶足类等。

（二）淡水水体盐类构成

构成成分（%）淡水海水

氯化物5.28&64

硫酸盐9.910.80

碳酸盐60j0.34

N、P、Si、有机物24.80.22

（三）水生生物耐盐性

狭盐性生物：只能生活在含盐疑比较稳立水体中种类，如某些纯淡水或纯海水种类。

广盐性生物：可以生活在含盐量变化比较大水体中，即可以从淡水到海洋，也可以从海水

到淡水，因它们具备较完善渗入调节机制，如某些半咸水水体，多数为广盐性种类。

（四）影响水生生物耐盐性变化因素

1、与生活环境关于：

同一种类若生活在盐度变化大环境下，则耐款性变化大：盐类构成不同，耐盐性亦不同。

2、耐盐度随年龄而增大：

普通成体耐高盐，幼体耐低盐（河蟹、鳗翰等泪游性除外）。

3、驯化可以提高耐盐性：

如逐渐升高盐度。

4、温度升高，耐盐度下降，即耐低盐：

如异色沙蚕0℃2%。5℃l%o20*C0.59%,

（五）营养盐类与水生生物

营养盐类分为常量元素，如：N、P、K、Si、Ca、Mg等；微量元素，如Cu、Zn、Co、

Fc、B等。

1'N

①来源及存在形式：

动植物（有机物）分解、固氮蓝藻固氮。氮以NM+、NOT、NOT三种形式存在（总氮）。

普通水体：NHfVO.lmg/1（污水中可达10mg/l）,NO2<0.lmg/l,NO3<0.5nig/lo

②作用：

构成蛋白质重要成分，N局限性抑制植物生长。N对叶绿素形成关于，N局限性限左叶绿

素形成。

浮游植物运用N时受pH条件限制，三态N（总N）藻类都能运用，普通状况藻类一方而

运用氨态N（NHf），也同步运用NOy,而对NO?-运用最差。

浮游植物繁殖也影响N含量，特别是固N蓝藻大量繁殖后，表层水中N含量低、变化大，

低层则多、变化小（藻类尸体沉积下去）。

2、P

①来源：

有机物分解，外来水体带人。

②存在形式：

溶解无机磷（POF、HPO4AH2PO4-）.溶解有机P、悬浮颗粒P,这些合称总P。水中

N、P比：淡水N:P=10—15:1,海水N:P=7:lo

③P作用：

P含量很少，但很重要，缺P则限制藻类生长。

（A）构成机体重要成分，是蛋白质重要成分：对动物来说，对脑和神经系统很重要。

（B）P可以增进固N细菌结合N,同步增进N硝化作用，即P可以促N。

（C）各种藻类对P需要量不同，普通状况是蓝藻、绿藻需P量较高，硅藻次之，金藻最

低。

(D)不同浮游植物对P现泄受到N肥种类限制。

(E)限泄因子邙艮制因素)：普通水体特别是较肥池塘中容易缺P,P缺少就限制了对N吸

取作用。“磷化肥养鱼”。“要想鱼儿长得快，请用磷酸二氢钙”。

3、K

水体对K规左不高，即普通水体不缺K。

K重要是使植物形成分生组织和幼嫩组织，K与糖类形成和运送关于。对动物可以增强神

经和肌肉活动性能，但过多中毒，使心脏活动受抑制死亡，若K在2OO-3OOmg/l则钩虾即死

亡。

4、Na

Na在动物体内比K多，在植物体内比K少。

Na也是维持神经和肌肉正常兴奋，同步调行渗入压和酸碱平衡(人类Na哆易患高血压，高

血压排Na+能力差，故少食盐)。某些蓝藻对Na规泄高，在40mg/l时，蓝藻大量繁殖形成

“水华”

5、Ca

植物细胞壁、动物外壳形成需要Ca,硅藻、蓝藻对Ca规左高，绿藻规龙低。Ca含量诋时，

绿藻多。大多数贝类需要较高Ca,50%软体动物规左Ca含量不不大于20mg/L

6'Mg

形成叶绿素重要成分，需要量低：对动物血液循环和神经功能起抑制作用，多了中毒。

7、Si

硅藻细胞壁重要成分；力物什骼、外壳。当Sivlmg/1硅藻数量下降，当Si>40mg/l时，硅漠

照样生长，对绿藻有抑制作用。

8、Fe

叶绿素重要成分，缺Fc植物叶子发黄：Fc是动物血液血红素重要成分。

9、Mn、Zn>Co、Cu、B

都是微量元素，对生物生长有刺激作用，但不能多，多了中毒。许多重金属在水中含量过

高导致水污染。

（六）依照水中营养来划分水体生产性能

1、贫营养型湖

大而深湖，溶解盐类少，N、P少，生产性能低。磷酸盐<3—15mg/l、氨盐V2-15mg/k硝酸

StV5—50mg/l（日本:N<0.15mg/l,P<0.02mg/l）0

浮游生物种类多、数量少，重要是硅藻、金藻多，沿岸带水生高等植物较少，底栖切物较

多。水中溶氧丰富（底层亦丰富），水色蓝绿色（接近天然纯净水），SD>5m,pH6.5-7.5o2、

富营养型湖

小而浅湖，溶解盐类多，N、P含量高，生产性能高，磷酸盐>3-15mg/l、氨盐〉2—15mg/L硝

酸盐>5—50mg/l（日本：N>0.15mg/LP>0.02mg/I）a

蓝藻、鞭毛藻、轮虫、底栖动物、水生高等植物等都较丰富，优势种明显，即种类少、数量

多。表层氧气往往过饱和，但底层缺氧（表层浮游植物、水生植物多，底层动植物尸体多、腐殖

质较多）八湖水颜色黄绿色7口<50!（浮游植物多），PH6.59,中性或偏微碱性c

3、腐殖质营养湖

N含量高，P很少，N>0.15mg/l,P<0.005mg/I（基本测不出），水中鼓藻较多，浮游动物、

底栖动物都很少，水中溶氧少，水色为褐色，SD<5m,水偏酸pH5-6.5。

二、水生生物渗入作用和渗入涮节

（-）水盐代谢

当生物体液与外界环境盐度不同步，可引起生物脱水或充水，既而引起体内离子浓度变化，

从而破坏正常生理功能。有机体（生物）为了执行正常代谢，就必要防止脱水和充水来保持化学

成分稳左性，这就需要通过渗入调肖和体液中盐分扩散作用调节来维持平衡，这就称为水盐代

谢。它涉及有被动互换（扩散）和积极互换（富集）。

（二）渗入作用

以细胞膜作为渗入膜来进行渗入（单细胞生物），而多细胞生物除此之外还在细胞和胞外

液（涉及血管系统、体腔和间隙内液）之间进行渗入。渗入作用靠渗入压大小，渗入压高低惯用

冰点减少数来表达（△℃）,此外有时还用渗摩（Osmol/L）、大气压（Pa）等来表达：

IOsmol/LA1.86A*CIA*CA0.538Osmol/LlOsmol/L=22.4Pa

如人体液冰点减少数为一0.56汽，其渗入压即为0.56ZVC。

（三）按生物与环境渗入压关系划分动物

1、变渗动物：体液盐度随环境变化而变化，无完善渗入调石机制，不需要调肖渗入压。绝

大多数海洋无脊椎动物属于此类（棘皮、环节、腔肠动物和某些软件鱼类）。

2、恒渗动物：自身体液保持一稳定盐度，有稳左渗入压，不随环境变化而变化体液盐度，

因它有完善渗入调肖机制（分高渗和低渗）。

（四）渗入调节机制

1'选取有利环境

当盐度发生变化时，许多生物通过移劫，使自己处在渗入压稳定环境中。如海洋表层放射

虫（原生生物），当下大雨后，就到深层里去“

2'长出不透水体壁（渗入隔离）

如鳞片、某些几丁质外皮、甲壳等。如蟹，当环境盐度变化时，紧闭其外壳。双壳类软体

动物紧闭双壳以保证渗入隔离。

3、加强排泄系统功能

如草履虫伸缩泡活动，盆度小（淡水）伸缩泡大；椎实螺肾变化，淡水中大、咸水中小；淡

水龙虾触角腺比海产大、且肾管长，加强排水。

4、%水、排盐、吸盐、排尿、食物补充等

淡水鱼类属高渗压性，排出大量稀尿，通过鲤吸盐（蛇体壁吸盐，虾、蟹触角腺吸盐、肾

管可以从尿中吸盐）：食物补充。海水鱼进入淡水同淡水鱼。海水硬丹鱼类低渗性，大量喝

水、鲍泌盐细胞排盐。淡水鱼进入海水同海水鱼。

三、盐度与水生生物

（一）盐度与个体大小

高盐度、个体大：低盐度个体小。

如紫贻贝盐度L5%。长111mm,5—2%。21mm。

（二）盐度与生殖

盐度减少，生殖率下降，卵数减少，但卵大。

如小长臂虾淡：20—25个卵C1.3—6.4mm

海：100~^50个C0.7—0.8mm

淡水鱼卵大卵数少，而海水鱼相反。

（三）盐度与种类变化

盐度I、种类I，但盐度太高（如超盐水体），也使种类数量I。

四、离子颉顾作用和协同作用

（-）颉顾作用

在咸水湖中添加”使其浓度100mg/l时，一种钩虾呼吸强度开始减少，K+增长至200-

300mg/l时，则麻痹而逐渐死亡。但是增长Ca?+可减轻K+毒性，如果Ca?+达至9620mg/l时，

虽然K，320mg/I也对钩虾没有毒性。可见Ca?+能减轻或中和K+毒性，这种现象称为离子颉顽

作用。Mg2+、ZQ+均有毒性，但两者混合后可成为无毒溶液。各种盐类混合后解除了毒性溶

液叫“平衡液”，海水就是一种平衡液，而内陆咸水则不是。

（二）协同作用

两种溶液（离子）混合后产生毒性等于或不不大于同浓度两种溶液（离子）毒性之和，叫

协同作用。Ci浊和ZlP］协同作用明显。如用O.O25mg/lCu2++LOmg/IZn2+混合硫酸盐（SO?-）

溶液比单独0.2mg/ICu2+ftl8mg/lZn2+能更快使碧美鱼致死。阴离子中CO./-和OR有协同作用，

如碱度对白缱幼鱼毒性随pH升高而加强。

五、水中溶解有机物与水生生物关系

（一）来源

水生动植物尸体分解一一内生有机物：

陆生动植物尸体被雨水带入一一外生有机物。

（二）形式与含量

有机物有三种形式：固态、胶状、溶解状。

含呈：：海水Img/L淡水：瘦水5mg/I,肥水IOmg/L

（三）有机物对水生生物作用

1、作为鱼和某些无脊椎动物食物来源（可直接作为饵料）；

2、作为营养物质（营养盐类）来源：

3、有辅助藻类生长作用：如人工培养藻类，若按N、P、K等营养元素配比无机盐，而没

有有机物，藻类普通生长不好。

4、过量有机物抑制浮游植物生长，腐败水质：

5、作为养鱼鱼池肥水指标：最佳COD（有机耗氧量）为30-40mgO2/l,COD达50-

lOOmgOz/L则易浮头泛塘，水质腐败，及时换水。

第四节溶解气体与水生生物关系

一、D.O与水生生物关系

（一）水中D.0来源

1、光合伙用产生02

2、大气中02溶于水

(-)D.O消耗

1'呼吸作用：

动植物、微生物等呼吸作用。

，，水呼吸”一一水中细菌、浮游植物、浮游动物等小型生物呼吸耗02。在养殖水体如池塘

中“水呼吸”占耗02比例较大。如哈尔滨鱼池：“水呼吸”占45%,鱼呼吸34%,底质耗02占

21%。而无锡：“水呼吸”占71%,鱼呼吸20%,底质耗02a9%。

2、溢出（挥发）

3、有机物分解

（三）影响因素

1、水T2、盐度3、藻类及其他生物多少4、有机物含量

（四）嫌气性和好气性生物

1、嫌气性生物

在缺02或无02状况下能正常生活生物，重要是细菌和某些寄生虫。

兼性嫌气性生物：任生命活动中不需要02,但有某些02也能生活，如纤维性细菌。

专性嫌气性生物：只能生活在无02环境下，有02反而不好，如淤泥中某些细菌和某些原

生劫物。

2、好气性生物

生命活动一左要有02存杵，又叫需02性生物，依照范畴分：广氧性生物一一能忍受环境氧

气条件变化幅度较大生物，如英勇剑水条。狭氧性生物则相反，又可分高狭氧性生物和低狭氧

性生物。

（五）水生生物呼吸类型

1、皮肤呼吸

扩散性呼吸，依托体表与水接触而互换气体，重要是某些低等无脊椎动物。

2、鲤呼吸

身体外部某一某些突出形成鲍，有片状、羽状、细线状等，鱼类和某些水蚯蚓急软体动物等，

如头鲤蚓、尾鲤蚓、管盘虫等。

3、气管呼吸和肺呼吸

某些水生昆虫用气管呼吸，水生哺乳类用肺呼吸。

（六）呼吸强度和呼吸系数

1'呼吸强度

有机体单位体重在单位时间内消耗氧气量，称为呼吸强度，又称为耗氧率，它表达生物

代谢强度（代谢活动强、呼吸强度大）。单位：mgO2/g.h或gOVkg.hc

2、影响呼吸强度因素

①内因：

A、个体大小：普通状况下，个体大呼吸强度小（即耗氧率小，但耗氧量也许大），如剑水

2050mgOVg.h,而河蚌2.47mg02/g.h。再如四膜虫只有苴履虫几十分之一，但呼吸强度

较草履虫大20倍以上。

B、年龄：年龄大呼吸强度小，如家鱼鱼苗：耗氧率（呼吸强度）3.09mgO2/g.h,鱼种：0.33-0.64mg

Oz/g.h,2+鱼0.21mgOz/g.h>

C'活动性大小：活动性大动物呼吸强度大，即生活在流水中呼吸强度大。

D、营养状况：饱食时〉饥饿时。

E、早&性别：早。

②外因：

A、含氧量（D.O）:有动物D.O越高，呼吸强度越大（成正比），如大型潘D.OVlmg/1,苴耗

氧量只有正常1/6。有则在相称大D.O范畴内保持着稳泄呼吸强度，即具备呼吸调节。

B、水温：T上升，呼吸强度增长。温度每升高1（TC,代谢强度增长2-3倍。如豌鱼：15.4℃

时，0.14mgO2/g.h,27.7℃时为0.33mgOz/g.h。

C、盐度:一立范畴内，盐度增高，呼吸强度增长，超过一左范畴盐度f,呼吸强度反而J°

D、离子成分：如Ca2j可增强单齿螺和一种钩虾耗氧率。

E、水流：流水水流越大耗氧率越大。如栉虾在急流中耗氧率比在缓流中增大1.7倍。

3、呼吸系数

有机体呼吸时，排出CO?量比上消耗02量，R-Q二CO2/O2。普通在0.6-1之间*兼性嫌

气性生物R-Q可以不不大于1。R-Q反映了水生生物体内生化反映过程，在一左限度上反映

了代谢质量。

（七）水中D.0与水生生物呼吸关系

1'临界氧量

当水中含氧量降到一左界限时，动物对02吸取率发生了明显变化，而不能维持正常呼吸作

用，这时含02量称为临界氧呈：。

2、呼吸调节及方式

由于水中含02量变化，动物产生了对环境变化适应方式，即称呼吸调节。凋肖方式如下：

①减少呼吸强度：如大型涣降至D.O=lmg/I时>苴呼吸强度只有本来1/6。

②增长呼吸次数：如白辘18C,水中D.O4.4mg/l,呼吸次数38次/分，当D.0降至0.14mg/l,呼吸

次数增长75次/分。

③增长血红蛋白（血红素）含量：如耙大型潘自低氧水中逐渐移入高D.O水中，可看到潘体

色由红一粉红一无色现象；普通上午可见池塘边上潘类呈红色，因上午D.0少，涣类增长血红

素，提高与02亲和力。

④变化呼吸方式：如上升到水而进行呼吸，即浮头（可运用空气中02）

⑤运用辅助呼吸器官：如某些耐低氧鱼类：黄鳞口咽腔粘膜、乌鳗够鱼鲍上器官、鳗鱼皮肤、

泥争秋后肠。

3、窒息现象

缺02能引起动物大虽:死亡现象称为窒息现象。

窒息点：临界氧量如下，引起生物死亡点称为窒息点。如开增氧机防止鱼泛塘。冬天打冰

眼防I上鱼窒息。

4、过呈：。2危害

过呈：。2会使鱼或英他动物血液中02过饱和，形成气泡，制止血液流动——气泡病。气

泡病有时是N2导致。

二、CO2与水生生物关系

(-)CO2来源

1、水生生物呼吸

2、有机物分解

3、地下水带入

4、空气中C0?溶入

(-)CO2消耗

1'水生植物光合伙用：

2、挥发

(三)CO2存在形式

水中含量是空气中几十倍至100倍。如COz占空气0.03%,而海水中CO2含量为47ml/l,

是空气150倍。

存在形式:游离：CO2、H2CO3;结合形式：HCOS\CO32\

(四)CO2在水体中生态作用

1、缓冲作用

CO2+H2O+CaCO3=Ca(HCCh)2调节酸碱平衡。

2、植物碳原

光合伙用需要CO?。

3、对动物影响

co”,麻醉、致死。各种动物对CO2忍受限度不同，如在co?饱和溶液中，镖水虽仅12s即死

亡,长刺潘10—15S,周毛虫15min,而草履虫可达20h以上。

过量CO?鱼浮头，若CO2含量达30mg〃,虽然溶氧3-4mg/l,鱼照样浮头。因CO?增多，

pHI,鱼类血液中血红蛋白结合了CO?,血液pHI,代谢活动I，引起死亡。

4、对水生生物外壳及秤骼形成有影响

如在高温、高盐度下，CO2易挥发。

CO2（+H2O+CaCO31=Ca（HCO3）2

平衡向左，易形成CaCQT沉淀，因此某些珊瑚只能在热带海水中形成。

5、对水生生物导向有作用

如CO?增长，使剑水虽背旋光性转为趋旋光性。

6、膨响水生动物发育

CO2过多，发育减慢。

三、H2s.CH,NH3、N2等与水生生物关系

（一）？1£与水生生物关系

HzS为水底含硫有机物质在缺氧条件下分解产物，普通池堵、湖泊中以夏季为多，特别是

都市污水中多，有强烈恶愁，

1、来源：①蛋白质分解；②含硫泉（矿）：③水中硫酸盐还原。

2、危害：①对大多数生物具备很强毒性，会使鱼等大量死亡：②在H?S含量不高状况下，有

些生物仍能生存，如某些摇蚊幼虫、双壳类、多毛类等，它们能分泌粘液制止H?S扩散到洞穴

内水中去，因而能维持正常生活，但H?S多时，则不能生活。某些湖底或海底缺少底栖动物，

HQ存在是重要因素之一。

（二）CH4

1'来源：水底植物残体纤维素分解生成物之一。

2、对水生生物影响：有人以为有毒。但沼气（CHJ过多则无疑为环境不良标志，且大疑气泡

上升时，常带走大量氧气，这对水生生物呼吸是不利。

（三）NH3

1、来源及变化

来源：①含氮有机物分解中间产物：②硝酸盐、亚硝酸盐在反硝化细菌作用下产生；③某些

光合细菌和蓝藻进行固氮时产生。2N2+6H20-*4NH3+302O

变化：NH,-艮。=NHT+OH-

2、对水生生物影响

①NH「可作为水生植物N营养盐，无毒。

②NH,毒性较大

A、引起鱼鲤组织过度增生：

B、皮肤中粘液细胞充血：

C、血液成分变化和红血球受破坏；

D、抗病力下降，生长受抑制：

E、引起死亡。

③毒性受pH影响较大

pH越高，NFL越多危害越大。

3、解除氨中毒办法（见P34-35）

①运用微生物净化（氧化塘法、活性污泥法、生物过滤法）

②种植水生高等植物

③哺育藻类

④杀火水彖

⑤换注新水

⑥投放沸石（孔状铝硅酸盐）

（四）N2

N2可觉得固氮细菌和某些蓝藻直接运用，对水生生物影响不大，但N2过多会使鱼得气

泡病。

第五节其他非生物环境因子生态作用

一、水中pH

（・）水体pH值

淡水4—1。,海水pH稳8—8.5

内陆水体分：pH<5酸性水体沼泽、腐殖质水体

pH>10碱性水体内陆咸水湖

6WpH£9中性水体普通水库、湖泊、河流、池塘

（二）影响水体pH值因素

1、游离CO2多少，多pHl

2、碳酸盐和碳酸氢盐多少，多pHt

3、生物生活过程（重要因素）：如光合伙用、呼吸作用、分解作用等。

（三）pH对水生生物影响

1'生物与pH变化关系

①狭酸碱性生物，如哲水条6.5-8.5

②广酸碱性生物，如大红摇蚊幼虫2-12

2、pH对水生生物生长、发行影响

①代谢

pH过高、过低都影响其代谢»影响窒息点。如鲤鱼：Ph7.4-5.5,则耗氧率从0.24-

0.27mg/g.h-0.16-0.26mg/g.h,每次呼吸所吸取氧气约减低1/3-2/3。同等D.O状况下，pH低，鱼

更易泛塘。

②繁殖

如刚毛藻，pH降至7.2-7.4时，停止细胞分裂繁殖而形成游动抱子。

③pH对盐类代谢和渗入作用也有影响

碱性条件下，某些水生生物可减少对水中盐类代谢作用和渗入作用；酸性状况下同样。

（四）pH值变化

1'昼夜变化

白天pH高，下午最高；晚上低，黎明前最低。

2、垂直变化

水表层pH高，底层低：表层pH变化大，底层变化小，

3、水平变化

沿岸区pH较高，中心区较低。

4、季节变化

冬季pH低，夏季高。

二、水流与水生生物关系

（-）流速不能太大

太大冲走某些自游生物、固着生物，不利于生长。镖水杀只能生活在0.2-0.3cm/秒微流

水状态下；鲤鱼、鲍鱼VI—2m/秒。缓流有助于水生生物扩大其分布范畴（0.1-0.5m/秒）。

（-）水流速度膨响生物构成

如水库，当流速在5cm/s时，硅藻占优势；V4cm/s,蓝藻占优势。沉水植物茎柔软，适应一

泄流速流水。

有些底栖动物在流水中身体变成扁平甚至有吸盘。

（三）水流影响生殖过程

如泪游及半泪游性鱼类，水流刺激英成熟、产卵；水流太大影响挠足类交配、生殖，如长

江水流。

（四）水流可变化水体环境

间接影响：如水