海洋生態(tài)學(xué)第10章海岸帶與淺海生態(tài)系統(tǒng)(II)

1、第十章第十章 海岸帶與淺海生態(tài)系統(tǒng)（二）海岸帶與淺海生態(tài)系統(tǒng)（二）學(xué)習(xí)目的學(xué)習(xí)目的：u了解沿岸、淺海區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的一般特征；了解沿岸、淺海區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的一般特征；u掌握珊瑚礁、大型海藻場(chǎng)海草場(chǎng)、沿岸上升流區(qū)掌握珊瑚礁、大型海藻場(chǎng)海草場(chǎng)、沿岸上升流區(qū)以及大洋區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境、生物群落和能流、以及大洋區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境、生物群落和能流、物流基本特征；物流基本特征；第一節(jié)第一節(jié) 珊珊 瑚瑚 礁礁 圖10-19一、珊瑚的構(gòu)造一、珊瑚的構(gòu)造 珊瑚蟲(chóng)為腔腸動(dòng)物，與蟲(chóng)黃藻共生，多數(shù)具有碳酸鈣的骨架。 深水珊瑚沒(méi)有蟲(chóng)黃藻。二、珊瑚礁的形成二、珊瑚礁的形成珊瑚蟲(chóng)分泌碳酸鈣構(gòu)成珊瑚礁骨架，通過(guò)堆積、填充、膠結(jié)各種生物碎

2、屑，長(zhǎng)期積累而形成。三、造礁珊瑚生長(zhǎng)環(huán)境：三、造礁珊瑚生長(zhǎng)環(huán)境：溫度溫度：要求溫度在：要求溫度在20以上，年平均水溫以上，年平均水溫25左左 右，比右，比紅樹(shù)林要求更高。紅樹(shù)林要求更高。光照光照：只有充足的光線才能使共生藻類順利進(jìn)行光合作：只有充足的光線才能使共生藻類順利進(jìn)行光合作用以及促使碳酸鈣沉淀。用以及促使碳酸鈣沉淀。鹽度鹽度：真正海洋種類，狹鹽，：真正海洋種類，狹鹽，3235，低于，低于20超過(guò)超過(guò)1天即天即死亡。死亡。 水質(zhì)水質(zhì)：要求水質(zhì)清潔、水流暢通、沉積物少，渾濁會(huì)影：要求水質(zhì)清潔、水流暢通、沉積物少，渾濁會(huì)影響光合作用和窒息。河口區(qū)一般不出現(xiàn)?？亢Ｒ粋?cè)有波響光合作用和窒息。河口

3、區(qū)一般不出現(xiàn)?？亢Ｒ粋?cè)有波浪沖刷，生長(zhǎng)較好。浪沖刷，生長(zhǎng)較好。 基底基底：要求附著在巖石的基底上。：要求附著在巖石的基底上。四、珊瑚礁的類型和環(huán)礁的形成四、珊瑚礁的類型和環(huán)礁的形成 圖10-20 示珊瑚礁的類型五、珊瑚五、珊瑚藻類共生關(guān)系及其意義藻類共生關(guān)系及其意義 珊瑚礁生物群落是一個(gè)穩(wěn)定的、種類繁多的、適珊瑚礁生物群落是一個(gè)穩(wěn)定的、種類繁多的、適應(yīng)性良好的生物群落，它具有十分融洽的內(nèi)部共應(yīng)性良好的生物群落，它具有十分融洽的內(nèi)部共生關(guān)系。生關(guān)系。 1對(duì)動(dòng)物能量需求的意義對(duì)動(dòng)物能量需求的意義p 珊瑚蟲(chóng)靠觸手捕食往往不能滿足其能量需要，應(yīng)珊瑚蟲(chóng)靠觸手捕食往往不能滿足其能量需要，應(yīng)用示蹤方法用示蹤

4、方法 和電鏡觀察已經(jīng)證明，共生藻類和電鏡觀察已經(jīng)證明，共生藻類（蟲(chóng)黃藻）光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物質(zhì)可以直接轉(zhuǎn)（蟲(chóng)黃藻）光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物質(zhì)可以直接轉(zhuǎn)移到動(dòng)物組織中，提供能量。移到動(dòng)物組織中，提供能量。p14C示蹤，示蹤，50%初級(jí)產(chǎn)物在初級(jí)產(chǎn)物在24小時(shí)內(nèi)以類脂、蛋白小時(shí)內(nèi)以類脂、蛋白質(zhì)形式進(jìn)入珊瑚蟲(chóng)。質(zhì)形式進(jìn)入珊瑚蟲(chóng)。 p 珊瑚蟲(chóng)體內(nèi)最終來(lái)源于光合作用的能量比例可達(dá)珊瑚蟲(chóng)體內(nèi)最終來(lái)源于光合作用的能量比例可達(dá)5090%。 2補(bǔ)充植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的意義補(bǔ)充植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的意義 珊瑚蟲(chóng)代謝產(chǎn)物可直接被藻類利用。而且珊瑚蟲(chóng)捕食一部珊瑚蟲(chóng)代謝產(chǎn)物可直接被藻類利用。而且珊瑚蟲(chóng)捕食一部分小動(dòng)物及懸浮顆粒，從而是獲

5、得珊瑚和藻類都需要的稀分小動(dòng)物及懸浮顆粒，從而是獲得珊瑚和藻類都需要的稀有物質(zhì)（如磷）的途徑。這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在群落的植物和動(dòng)有物質(zhì)（如磷）的途徑。這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在群落的植物和動(dòng)物成分之間不斷進(jìn)行再循環(huán)，這種有效的再利用意味著盡物成分之間不斷進(jìn)行再循環(huán)，這種有效的再利用意味著盡管周?chē)械臓I(yíng)養(yǎng)鹽濃度很低，仍能保持高度的生產(chǎn)力。管周?chē)械臓I(yíng)養(yǎng)鹽濃度很低，仍能保持高度的生產(chǎn)力。 3對(duì)碳酸鈣沉積的意義對(duì)碳酸鈣沉積的意義 藻類光合作用吸收藻類光合作用吸收CO2，可明顯促進(jìn)碳酸鈣生成?？擅黠@促進(jìn)碳酸鈣生成。Ca2+HCO3- Ca（HCO3）2 CaCO3+ H2CO3 4、植物光合作用產(chǎn)生的、植物光合作用

6、產(chǎn)生的O2可供動(dòng)物呼吸需要?？晒﹦?dòng)物呼吸需要。 六、珊瑚礁生物群落多樣性六、珊瑚礁生物群落多樣性 珊瑚礁生物群落是珊瑚礁生物群落是“所有生物群落當(dāng)中最富有生物生產(chǎn)力的、分所有生物群落當(dāng)中最富有生物生產(chǎn)力的、分類上種類繁多的、美學(xué)上馳名于世的群落之一。類上種類繁多的、美學(xué)上馳名于世的群落之一?！?珊瑚蟲(chóng)是構(gòu)成珊瑚礁的基本結(jié)構(gòu)的主要生物。印度珊瑚蟲(chóng)是構(gòu)成珊瑚礁的基本結(jié)構(gòu)的主要生物。印度太平洋區(qū)太平洋區(qū)系共有造礁珊瑚系共有造礁珊瑚500種以上（其中大堡礁就有種以上（其中大堡礁就有350種左右）。種左右）。 在珊瑚礁生活的生物種類繁多，幾乎所有海洋生物的門(mén)類都有在珊瑚礁生活的生物種類繁多，幾乎所有海洋

7、生物的門(mén)類都有代表生活在礁中各種復(fù)雜的棲息空間。代表生活在礁中各種復(fù)雜的棲息空間。被譽(yù)為藍(lán)色沙漠中的綠洲，海洋中的熱帶雨林，成為無(wú)數(shù)海洋被譽(yù)為藍(lán)色沙漠中的綠洲，海洋中的熱帶雨林，成為無(wú)數(shù)海洋生物理想的棲息場(chǎng)所，其中已經(jīng)記錄世界海洋生物種類高達(dá)近生物理想的棲息場(chǎng)所，其中已經(jīng)記錄世界海洋生物種類高達(dá)近十萬(wàn)種，占已記錄的世界海洋生物種類的一半以上。在一個(gè)珊十萬(wàn)種，占已記錄的世界海洋生物種類的一半以上。在一個(gè)珊瑚礁區(qū)共同生活的魚(yú)類種數(shù)可高達(dá)瑚礁區(qū)共同生活的魚(yú)類種數(shù)可高達(dá)3000種。珊瑚礁區(qū)魚(yú)類的密種。珊瑚礁區(qū)魚(yú)類的密度大于大洋平均數(shù)的度大于大洋平均數(shù)的100倍。倍。七、生產(chǎn)力與能流特點(diǎn)七、生產(chǎn)力與能流

8、特點(diǎn) q 外海外海0.10.35；海草；海草11.0；蔗園；蔗園19.0；麥田；麥田5.0；珊瑚礁；珊瑚礁5.010.0（gC/m2d） q 珊瑚礁初級(jí)生產(chǎn)力范圍為珊瑚礁初級(jí)生產(chǎn)力范圍為1,5005,000 gC /（m2a），），這個(gè)數(shù)字這個(gè)數(shù)字表明它是代表自然生態(tài)系統(tǒng)的最高初級(jí)生產(chǎn)力水平。表明它是代表自然生態(tài)系統(tǒng)的最高初級(jí)生產(chǎn)力水平。 q 營(yíng)養(yǎng)鹽供應(yīng)主要是依靠系統(tǒng)內(nèi)的高效再循環(huán)機(jī)制營(yíng)養(yǎng)鹽供應(yīng)主要是依靠系統(tǒng)內(nèi)的高效再循環(huán)機(jī)制 q 初級(jí)生產(chǎn)者的的呼吸消耗占總初級(jí)生產(chǎn)的比例很高，因此凈初初級(jí)生產(chǎn)者的的呼吸消耗占總初級(jí)生產(chǎn)的比例很高，因此凈初級(jí)生產(chǎn)力就比預(yù)料的低，人類可持續(xù)利用量并不高。級(jí)生產(chǎn)力就

9、比預(yù)料的低，人類可持續(xù)利用量并不高。六、保護(hù)珊瑚礁的迫切性六、保護(hù)珊瑚礁的迫切性q 珊瑚礁為世界各地沿海地區(qū)的居民提供海洋水產(chǎn)品、海洋新藥珊瑚礁為世界各地沿海地區(qū)的居民提供海洋水產(chǎn)品、海洋新藥材、旅游休閑收益、抗御風(fēng)浪侵襲的海岸防護(hù)，成為地方和國(guó)材、旅游休閑收益、抗御風(fēng)浪侵襲的海岸防護(hù)，成為地方和國(guó)家經(jīng)濟(jì)的重要財(cái)富。家經(jīng)濟(jì)的重要財(cái)富。 目前全球珊瑚礁已受到嚴(yán)重破壞：目前全球珊瑚礁已受到嚴(yán)重破壞： 采挖礁塊燒制石灰采挖礁塊燒制石灰 采珊瑚、貝類以制造工藝品采珊瑚、貝類以制造工藝品 大量捕撈生物資源大量捕撈生物資源 全球氣候變暖引起珊瑚全球氣候變暖引起珊瑚“白化白化” 污染污染 據(jù)全球珊瑚礁監(jiān)測(cè)網(wǎng)

10、絡(luò)提交的據(jù)全球珊瑚礁監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)提交的2000年度報(bào)告表明：到年度報(bào)告表明：到2000年年底，全球總共損失珊瑚礁底，全球總共損失珊瑚礁27%，如果再不采取緊急保護(hù)措施，如果再不采取緊急保護(hù)措施，預(yù)計(jì)在未來(lái)的預(yù)計(jì)在未來(lái)的2至至10年和未來(lái)的年和未來(lái)的10至至30年里，世界上的珊瑚礁年里，世界上的珊瑚礁將分別損失將分別損失24%和和30%，到，到2030年，目前全球近年，目前全球近90%的珊瑚礁的珊瑚礁將消失，屆時(shí)后果將不堪設(shè)想。將消失，屆時(shí)后果將不堪設(shè)想。圖10-21 示白化珊瑚一、海藻場(chǎng)一、海藻場(chǎng) （一）海藻場(chǎng)的生境特征和分布（一）海藻場(chǎng)的生境特征和分布 冷溫帶的潮下帶冷溫帶的潮下帶硬質(zhì)底硬質(zhì)底上

11、生長(zhǎng)著大型褐藻類植物。上生長(zhǎng)著大型褐藻類植物。1底質(zhì)底質(zhì) 硬質(zhì)底部硬質(zhì)底部 2光線光線 清澈海區(qū)，藻場(chǎng)可延伸至清澈海區(qū)，藻場(chǎng)可延伸至2030 m深處。深處。3溫度溫度 僅分布在冷水區(qū)，暖溫帶和熱帶海區(qū)則不出現(xiàn)僅分布在冷水區(qū)，暖溫帶和熱帶海區(qū)則不出現(xiàn) 大型藻場(chǎng)。大型藻場(chǎng)。 （二）大型海藻植物的基本形態(tài)結(jié)構(gòu)（二）大型海藻植物的基本形態(tài)結(jié)構(gòu) 第二節(jié)第二節(jié) 海藻場(chǎng)和海草場(chǎng)海藻場(chǎng)和海草場(chǎng) 浮囊 藻柄 葉片 附著器 示一種海藻植物體的結(jié)構(gòu) 圖10-8 示大型海藻場(chǎng)（三）生物群落及其關(guān)鍵種（三）生物群落及其關(guān)鍵種 巨藻叢形成一復(fù)雜、特殊的三維地形，提供藻場(chǎng)生物巨藻叢形成一復(fù)雜、特殊的三維地形，提供藻場(chǎng)生物群

12、落的群落的“框架框架”，其巨大的葉片表面，為很多附著植物，其巨大的葉片表面，為很多附著植物和動(dòng)物提供生活空間，如葉片附生大量小型藻類、原和動(dòng)物提供生活空間，如葉片附生大量小型藻類、原生動(dòng)物和無(wú)脊椎動(dòng)物等，是生動(dòng)物和無(wú)脊椎動(dòng)物等，是海洋中的森林海洋中的森林。 海藻海藻海膽海膽海獺（龍蝦）海獺（龍蝦）（四）生產(chǎn)力和營(yíng)養(yǎng)關(guān)系（四）生產(chǎn)力和營(yíng)養(yǎng)關(guān)系 大型海藻是海洋中生長(zhǎng)最快的大型植物，在溫度和光照大型海藻是海洋中生長(zhǎng)最快的大型植物，在溫度和光照適宜的夏季，每日達(dá)到適宜的夏季，每日達(dá)到50-60cm的生長(zhǎng)速度。的生長(zhǎng)速度。 初級(jí)生產(chǎn)力大約介于初級(jí)生產(chǎn)力大約介于600 至至3,000 gC /（m2a）之

13、間。之間。 據(jù)估計(jì)只有據(jù)估計(jì)只有30的初級(jí)產(chǎn)量是通過(guò)直接攝食進(jìn)入食物網(wǎng)，的初級(jí)產(chǎn)量是通過(guò)直接攝食進(jìn)入食物網(wǎng)，其余其余70是通過(guò)碎屑或溶解有機(jī)質(zhì)進(jìn)入食物鏈的。是通過(guò)碎屑或溶解有機(jī)質(zhì)進(jìn)入食物鏈的。 大型海藻場(chǎng)的食物鏈以碎屑食物鏈為主。大型海藻場(chǎng)的食物鏈以碎屑食物鏈為主。一、海草場(chǎng)一、海草場(chǎng) （一）什么是海草（一）什么是海草 海草：生長(zhǎng)于近岸淺水區(qū)海草：生長(zhǎng)于近岸淺水區(qū)軟質(zhì)底軟質(zhì)底上的海洋被子植物。海上的海洋被子植物。海草的地下部分是網(wǎng)狀的跟及根莖系統(tǒng)，根莖水平草的地下部分是網(wǎng)狀的跟及根莖系統(tǒng)，根莖水平伸展連接各個(gè)植株。伸展連接各個(gè)植株。（二）海草的分布（二）海草的分布除南極外，海草在全球沿海地區(qū)均

14、有分布，面積占全球海洋面積的0.1%-0.2%。海草主要生活在鹽沼向海一側(cè)的潮間帶和潮下帶，除高緯度地區(qū)外，接近潮下帶的區(qū)域最為茂盛。水體較為混濁的溫帶地區(qū)，海草場(chǎng)的分布比熱帶和地中海區(qū)域要淺。多數(shù)海草擁有較大幅度的耐鹽能力，全海水區(qū)域及河口區(qū)均能生存。（三）生物群落及生產(chǎn)力（三）生物群落及生產(chǎn)力 海草場(chǎng)是一個(gè)高生產(chǎn)力系統(tǒng)，其生態(tài)系統(tǒng)擁有較多物種：浮游植物、原生動(dòng)物、線蟲(chóng)、水螅、螃蟹、魚(yú)類等數(shù)十種生物均棲息其中。 海草場(chǎng)是眾多生物的棲息地，是魚(yú)類重要的繁殖場(chǎng)。海草場(chǎng)起到固定海底軟質(zhì)基地、抵御風(fēng)浪對(duì)淺海海底的侵蝕，保護(hù)海岸；具有高效吸收利用淺海營(yíng)養(yǎng)鹽，減輕富營(yíng)養(yǎng)化的作用。 海草生物量隨緯度變化：

15、溫帶海區(qū)為500g干重/平米，熱帶海區(qū)為800-1000g干重/平米。 生產(chǎn)力也隨緯度變化。 小部分生產(chǎn)力進(jìn)入牧食食物鏈“海草海膽/海龜/海?！?，大部分生產(chǎn)力進(jìn)入碎屑食物鏈。第三節(jié)第三節(jié) 近岸上升流區(qū)近岸上升流區(qū) 一、上升流及上升流區(qū)生態(tài)特征概述一、上升流及上升流區(qū)生態(tài)特征概述 上升流（上升流（upwelling）是深層海水涌升到表層的過(guò)程是深層海水涌升到表層的過(guò)程 分布：近岸上升流和大洋上升流分布：近岸上升流和大洋上升流 成因：風(fēng)、流；地形成因：風(fēng)、流；地形 時(shí)間：季節(jié)性（風(fēng)生）和常年（地形）時(shí)間：季節(jié)性（風(fēng)生）和常年（地形） （一）上升流區(qū)的理化環(huán)境特征：兩高兩低（一）上升流區(qū)的理化環(huán)境特征：兩高兩低 1低溫低溫 2低溶氧低溶氧 3高營(yíng)養(yǎng)鹽高營(yíng)養(yǎng)鹽 4高鹽度、高密度高鹽度、高密度。 以上是確定上升流的存在與范圍變化的重要依據(jù)以上是確定上升流的存在與范圍變化的重要依據(jù) （二）上升流區(qū)生物的生態(tài)學(xué)特征（二）上升流區(qū)生