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、大型海藻場海草場、沿岸上升流區(qū)掌握珊瑚礁、大型海藻場海草場、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 珊瑚蟲為腔腸動物，與蟲黃藻共生，多數(shù)具有碳酸鈣的骨架。 深水珊瑚沒有蟲黃藻。二、珊瑚礁的形成二、珊瑚礁的形成珊瑚蟲分泌碳酸鈣構(gòu)成珊瑚礁骨架，通過堆積、填充、膠結(jié)各種生物碎

2、屑，長期積累而形成。三、造礁珊瑚生長環(huán)境：三、造礁珊瑚生長環(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，比紅樹林要求更高。紅樹林要求更高。光照光照：只有充足的光線才能使共生藻類順利進行光合作：只有充足的光線才能使共生藻類順利進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超過超過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，渾濁會影：要求水質(zhì)清潔、水流暢通、沉積物少，渾濁會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)。靠海一側(cè)有波浪沖刷，生長較好。浪沖刷，生長較好。 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穩(wěn)定的、種類繁多的、適珊瑚礁生物群落是一個穩(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對動物能量需求的意義對動物能量需求的意義p 珊瑚蟲靠觸手捕食往往不能滿足其能量需要，應(yīng)珊瑚蟲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（蟲黃藻）光合作用產(chǎn)生的有機物質(zhì)可以直接轉(zhuǎn)（蟲黃藻）光合作用產(chǎn)生的有機物質(zhì)可以直接轉(zhuǎn)移到動物組織中，提供能量。移到動物組織中，提供能量。p14C示蹤，示蹤，50%初級產(chǎn)物在初級產(chǎn)物在24小時內(nèi)以類脂、蛋白小時內(nèi)以類脂、蛋白質(zhì)形式進入珊瑚蟲。質(zhì)形式進入珊瑚蟲。 p 珊瑚蟲體內(nèi)最終來源于光合作用的能量比例可達珊瑚蟲體內(nèi)最終來源于光合作用的能量比例可達5090%。 2補充植物營養(yǎng)物質(zhì)的意義補充植物營養(yǎng)物質(zhì)的意義 珊瑚蟲代謝產(chǎn)物可直接被藻類利用。而且珊瑚蟲捕食一部珊瑚蟲代謝產(chǎn)物可直接被藻類利用。而且珊瑚蟲捕食一部分小動物及懸浮顆粒，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。這些營養(yǎng)物質(zhì)在群落的植物和動有物質(zhì)（如磷）的途徑。這些營養(yǎng)物質(zhì)在群落的植物和動物成分之間不斷進行再循環(huán)，這種有效的再利用意味著盡物成分之間不斷進行再循環(huán)，這種有效的再利用意味著盡管周圍水中的營養(yǎng)鹽濃度很低，仍能保持高度的生產(chǎn)力。管周圍水中的營養(yǎng)鹽濃度很低，仍能保持高度的生產(chǎn)力。 3對碳酸鈣沉積的意義對碳酸鈣沉積的意義 藻類光合作用吸收藻類光合作用吸收CO2，可明顯促進碳酸鈣生成。可明顯促進碳酸鈣生成。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可供動物呼吸需要?？晒﹦游锖粑枰?。 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?！?珊瑚蟲是構(gòu)成珊瑚礁的基本結(jié)構(gòu)的主要生物。印度珊瑚蟲是構(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。被譽為藍色沙漠中的綠洲，海洋中的熱帶雨林，成為無數(shù)海洋被譽為藍色沙漠中的綠洲，海洋中的熱帶雨林，成為無數(shù)海洋生物理想的棲息場所，其中已經(jīng)記錄世界海洋生物種類高達近生物理想的棲息場所，其中已經(jīng)記錄世界海洋生物種類高達近十萬種，占已記錄的世界海洋生物種類的一半以上。在一個珊十萬種，占已記錄的世界海洋生物種類的一半以上。在一個珊瑚礁區(qū)共同生活的魚類種數(shù)可高達瑚礁區(qū)共同生活的魚類種數(shù)可高達3000種。珊瑚礁區(qū)魚類的密種。珊瑚礁區(qū)魚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)力與能流特點七、生產(chǎn)力與能流

8、特點 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 珊瑚礁初級生產(chǎn)力范圍為珊瑚礁初級生產(chǎn)力范圍為1,5005,000 gC /（m2a），），這個數(shù)字這個數(shù)字表明它是代表自然生態(tài)系統(tǒng)的最高初級生產(chǎn)力水平。表明它是代表自然生態(tài)系統(tǒng)的最高初級生產(chǎn)力水平。 q 營養(yǎng)鹽供應(yīng)主要是依靠系統(tǒng)內(nèi)的高效再循環(huán)機制營養(yǎng)鹽供應(yīng)主要是依靠系統(tǒng)內(nèi)的高效再循環(huán)機制 q 初級生產(chǎn)者的的呼吸消耗占總初級生產(chǎn)的比例很高，因此凈初初級生產(chǎn)者的的呼吸消耗占總初級生產(chǎn)的比例很高，因此凈初級生產(chǎn)力就比預(yù)料的低，人類可持續(xù)利用量并不高。級生產(chǎn)力就

9、比預(yù)料的低，人類可持續(xù)利用量并不高。六、保護珊瑚礁的迫切性六、保護珊瑚礁的迫切性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，成為地方和國材、旅游休閑收益、抗御風(fēng)浪侵襲的海岸防護，成為地方和國家經(jīng)濟的重要財富。家經(jīng)濟的重要財富。 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)測網(wǎng)

10、絡(luò)提交的據(jù)全球珊瑚礁監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)提交的2000年度報告表明：到年度報告表明：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措施，如果再不采取緊急保護措施，預(yù)計在未來的預(yù)計在未來的2至至10年和未來的年和未來的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，屆時后果將不堪設(shè)想。將消失，屆時后果將不堪設(shè)想。圖10-21 示白化珊瑚一、海藻場一、海藻場 （一）海藻場的生境特征和分布（一）海藻場的生境特征和分布 冷溫帶的潮下帶冷溫帶的潮下帶硬質(zhì)底硬質(zhì)底上

11、生長著大型褐藻類植物。上生長著大型褐藻類植物。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)，藻場可延伸至清澈海區(qū)，藻場可延伸至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。大型藻場。 （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) 海藻場和海草場海藻場和海草場 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（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，提供藻場生物巨藻叢形成一復(fù)雜、特殊的三維地形，提供藻場生物群

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物提供生活空間，如葉片附生大量小型藻類、原和動物提供生活空間，如葉片附生大量小型藻類、原生動物和無脊椎動物等，是生動物和無脊椎動物等，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)力和營養(yǎng)關(guān)系（四）生產(chǎn)力和營養(yǎng)關(guān)系 大型海藻是海洋中生長最快的大型植物，在溫度和光照大型海藻是海洋中生長最快的大型植物，在溫度和光照適宜的夏季，每日達到適宜的夏季，每日達到50-60cm的生長速度。的生長速度。 初級生產(chǎn)力大約介于初級生產(chǎn)力大約介于600 至至3,000 gC /（m2a）之

13、間。之間。 據(jù)估計只有據(jù)估計只有30的初級產(chǎn)量是通過直接攝食進入食物網(wǎng)，的初級產(chǎn)量是通過直接攝食進入食物網(wǎng)，其余其余70是通過碎屑或溶解有機質(zhì)進入食物鏈的。是通過碎屑或溶解有機質(zhì)進入食物鏈的。 大型海藻場的食物鏈以碎屑食物鏈為主。大型海藻場的食物鏈以碎屑食物鏈為主。一、海草場一、海草場 （一）什么是海草（一）什么是海草 海草：生長于近岸淺水區(qū)海草：生長于近岸淺水區(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植株。伸展連接各個植株。（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 海草場是一個高生產(chǎn)力系統(tǒng)，其生態(tài)系統(tǒng)擁有較多物種：浮游植物、原生動物、線蟲、水螅、螃蟹、魚類等數(shù)十種生物均棲息其中。 海草場是眾多生物的棲息地，是魚類重要的繁殖場。海草場起到固定海底軟質(zhì)基地、抵御風(fēng)浪對淺海海底的侵蝕，保護海岸；具有高效吸收利用淺海營養(yǎng)鹽，減輕富營養(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)力進入牧食食物鏈“海草海膽/海龜/海牛”，大部分生產(chǎn)力進入碎屑食物鏈。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程是深層海水涌升到表層的過程 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 時間：季節(jié)性（風(fēng)生）和常年（地形）時間：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高營養(yǎng)鹽高營養(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