淡水漁業(yè)生態(tài)知識(shí)

1、淡水漁業(yè)生態(tài)知識(shí)淡水生態(tài)學(xué)是生態(tài)學(xué)的主要分支學(xué)科之一，它是研究?jī)?nèi)陸水體中生物與環(huán)境之間相互關(guān)系的科學(xué)。和生態(tài)學(xué)的其它分支學(xué)科一樣，淡水生態(tài)學(xué)的研究對(duì)象包括生物個(gè)體、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)。 淡水生態(tài)學(xué)的基本任務(wù)是，通過(guò)對(duì)淡水生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能的研究，闡明其物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)，以及演替和平衡的規(guī)律，為加強(qiáng)內(nèi)陸水體的水質(zhì)管理，防治水體污染或富營(yíng)養(yǎng)化，以及合理開發(fā)和利用淡水生物資源提供科學(xué)依據(jù)。 一、發(fā)展簡(jiǎn)史 內(nèi)陸水體包括江河、湖泊、水庫(kù)、沼澤、池塘等，具有廣泛的地理分布和各種不同的規(guī)模，其總面積大約占地球表面積的0.5%。這些水體不僅是人類生活與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水的主要來(lái)源，而且在航運(yùn)、發(fā)電、漁業(yè)等方

2、面給人類帶來(lái)了許多利益。同時(shí)，內(nèi)陸水體作為生物圈的組成部分，對(duì)調(diào)節(jié)全球氣候，維持自然環(huán)境的穩(wěn)定性起著重要的作用。 1、我國(guó)淡水漁業(yè)生態(tài)的歷史漁業(yè)資源的利用是人類了解淡水水體的開始我國(guó)從殷商時(shí)代起開始池塘養(yǎng)魚是世界上淡水養(yǎng)殖最早的國(guó)家。我國(guó)勞動(dòng)人民成功地選育出青、草、鰱、鳙四大經(jīng)濟(jì)魚類品種公元前460年范蠡的“養(yǎng)魚經(jīng)”是世界上第一部養(yǎng)魚著作。 “癸辛雜識(shí)”、 “本草綱目” “農(nóng)政全書” 都記載了有關(guān)淡水生態(tài)的基本知識(shí)。2、世界發(fā)展簡(jiǎn)況 19世紀(jì)中葉，由于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要，內(nèi)陸水體開始被人們確定為一個(gè)研究領(lǐng)域。 瑞士的Forel、德國(guó)的Mobius、Hensen和美國(guó)的 Birge Forbe

3、s、 Kofoid 、Whipple等，都是早期開展內(nèi)陸水體研究的學(xué)者。 Forel首次提出“湖沼學(xué)”（Limnology）（ 1869年），并把它作為內(nèi)陸水體的地質(zhì)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)的綜合性科來(lái)研究。 生物學(xué)研究部分謂之“淡水生物學(xué)” Haeckel （德國(guó)，1866）首次提出“生態(tài)學(xué)”（oikologie）一詞，以表達(dá)生物與環(huán)境之間的關(guān)系。其后，從事淡水或其它領(lǐng)域研究的學(xué)者，Mobius (1877)、Forbes（1887）、Schroter（1896）等，在實(shí)際工作中深入地考察了這種關(guān)系，并先后提出了許多重要的生態(tài)學(xué)概念。 所有這些學(xué)者的研究成果和學(xué)術(shù)觀點(diǎn)都為生態(tài)學(xué)的建立奠定了基

4、礎(chǔ)。 20世紀(jì)初，生態(tài)學(xué)已是一門初具規(guī)模的科學(xué)，以分類和形態(tài)描述為基礎(chǔ)的淡水生物學(xué)，在發(fā)展過(guò)程中不斷充實(shí)生態(tài)學(xué)的內(nèi)容，并逐步從生物個(gè)體的研究推進(jìn)到種群和群落的研究Tansley（1935）“生態(tài)系統(tǒng)”（ecosystem） Thienemann(1939)“生物系統(tǒng)”（biosystem）lindemann（1912）“營(yíng)養(yǎng)動(dòng)態(tài)”（trophic- dynamic）、Cy（1942）“生物地理群落” 二十世紀(jì)中期以后，生態(tài)學(xué)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。在繼續(xù)進(jìn)行種群和群落研究的同時(shí)，逐漸把注意力集中到作為一個(gè)功能單元的生態(tài)系統(tǒng)。 人類的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)造成了水體嚴(yán)重污染或富營(yíng)養(yǎng)化，更加注重視并廣泛開展了生

5、態(tài)系統(tǒng)的研究。 特點(diǎn)是，生態(tài)學(xué)與系統(tǒng)論、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等門學(xué)科相結(jié)合，采用現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)工具和技術(shù)，并結(jié)合野外觀測(cè)和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)對(duì)復(fù)雜的生態(tài)學(xué)過(guò)程進(jìn)行定量分析。應(yīng)用系統(tǒng)分析方法來(lái)建立生態(tài)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，以預(yù)測(cè)生態(tài)系統(tǒng)及其組成部分的動(dòng)態(tài)行為，已建立了許多湖泊、水庫(kù)、河流等的水動(dòng)力學(xué)、生態(tài)學(xué)模型，尤其是關(guān)于營(yíng)養(yǎng)物循環(huán)和初級(jí)生產(chǎn)過(guò)程的模型已在水質(zhì)管理實(shí)踐中得到了應(yīng)用。 二、淡水生態(tài)系統(tǒng) 淡水生態(tài)系統(tǒng)是指一定水域內(nèi)所有的生物（即生物群落）與它們的理化環(huán)境相互作用，通過(guò)物質(zhì)和能量共同構(gòu)成的具有一定結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一體。 淡水生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，不僅依靜水棲息地與流水棲息地而有不同的特征，而且同一類型的各種棲息地之間往

6、往也有明顯的差別。 生態(tài)系統(tǒng)非生物成分:氣候條件（溫度、光照及其它物 理因素） 參加物質(zhì)循環(huán)的無(wú)機(jī)物質(zhì)（C、 N、P、CO2、H2O等） 聯(lián)系生物和非生物的有機(jī)化合物 （蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂類、 腐殖質(zhì)等）生物成分： 生產(chǎn)者（主要指浮游植物和水生 高等植物） 大型消費(fèi)者（包括浮游動(dòng)物、底 棲動(dòng)物、魚類等） 微型消費(fèi)者（細(xì)菌和真菌） 淡水漁業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生物成分通常分布在系統(tǒng)的不同層次，它們之間主要是以食物鏈（網(wǎng)）的形式相互聯(lián)系的。在生態(tài)系統(tǒng)的代謝過(guò)程中，綠色植物以日光為能源由無(wú)機(jī)物質(zhì)合成有機(jī)物質(zhì)供消費(fèi)者利用，其食物潛能沿著不同的食物鏈逐級(jí)傳遞；死亡有機(jī)物質(zhì)則被微型消費(fèi)者分解，結(jié)果釋放出可被綠色

7、植物重新利用的無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)物。 生態(tài)系統(tǒng)中不斷地進(jìn)行著營(yíng)養(yǎng)物在環(huán)境與生物之間的往復(fù)循環(huán)，以及能量從日光到生物的單向流動(dòng)。物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)是生態(tài)系統(tǒng)最重要的功能，而生物生產(chǎn)力是生態(tài)系統(tǒng)的這兩大功能的綜合表征。 對(duì)內(nèi)陸淡水水域來(lái)說(shuō)，從貧營(yíng)養(yǎng)到富營(yíng)養(yǎng)和由水體到陸地，是其發(fā)育或演替的基本模式。生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)育，一方面起因于系統(tǒng)內(nèi)生物成分的活動(dòng)，另一方面受地質(zhì)學(xué)力量及其它外部因素的影響。在經(jīng)過(guò)一定發(fā)育階段的生態(tài)系統(tǒng)中，各生物成分之間、群落與環(huán)境之間、以及結(jié)構(gòu)與功能之間的相互關(guān)系處于相對(duì)穩(wěn)定和協(xié)調(diào)，以致可以通過(guò)信息反饋來(lái)維持自身的動(dòng)態(tài)平衡。 內(nèi)陸淡水生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是有限度的，其平衡狀態(tài)往往因強(qiáng)度過(guò)大的

8、外來(lái)干擾而遭到破壞。近十多年來(lái)，淡水水體的污染或富營(yíng)養(yǎng)化，都是人為因素所造成的自然生態(tài)平衡失調(diào)的嚴(yán)重后果。 三、淡水環(huán)境 水是地球上廣泛分布的物質(zhì)之一。據(jù)估計(jì)，地球上的水量共約137108立方公里，其中97.6%的水積蓄在在海洋，余下分布在兩極冰冠、冰川、地下、內(nèi)陸水體、土壤和大氣中。內(nèi)陸水體的水量?jī)H占地球總水量的0.016%，其中淡水水體的水量占55%，鹽湖和內(nèi)陸海的水量占45%。地球各部分的水量分布，是通過(guò)降水、逕流和蒸發(fā)所構(gòu)成的水循環(huán)而維持相對(duì)穩(wěn)定的，內(nèi)陸水體在這一循環(huán)過(guò)程中起著重要的作用。 內(nèi) 靜水水體：湖泊、水庫(kù)、 陸 池塘和沼澤 水 體 流水水體：泉、溪流及 江河。 內(nèi)陸水體具有多

9、種多樣的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成，因此生物的環(huán)境條件是極為復(fù)雜的。在淡水生態(tài)學(xué)研究中，水環(huán)境的溫度、光照（決定于透明度）、水流（尤其是在河流中）、溶解氣體（氧和二氧化碳）、營(yíng)養(yǎng)鹽類（主要是磷酸鹽和N的化合物）等，通常被認(rèn)為是最重要的和應(yīng)當(dāng)測(cè)定的限制因素。 1、湖泊 湖泊是一類重要的靜水水體，地球上可利用的淡水大部分貯存在湖泊中。世界湖泊主要分布在北半球的溫帶的近北極地區(qū)，除了少數(shù)湖泊具有很大的面積（如蘇必利爾湖、維爾多利亞湖）或深度（如貝加爾湖、坦噶尼喀湖）之外，大多數(shù)都是規(guī)模較小的湖泊。按照湖盆的成因，湖泊可分為許多類型，如構(gòu)造湖、冰川湖、火山湖、山崩湖、溶解湖、河成湖、風(fēng)成湖、海灣湖等。不同類

10、型的湖泊具有不同的底質(zhì)的形態(tài)特征，而這些特征直接關(guān)系到湖泊的理化環(huán)境。 沿巖帶 湖 敞水帶 泊 深水帶 沿岸帶是指靠近湖岸的淺水區(qū)，日光可以透射到水底，一般為水生高等植物所占據(jù)。沿岸帶以外從水面到光有效透射深度，即補(bǔ)償深度為止的水層區(qū)是敞水帶，該深度處的光合作用正好與呼吸作用平衡，其光照強(qiáng)度通常為飽和光強(qiáng)度的1%。由于沿岸帶和敞水帶的下限都是以光有效透射深度為基準(zhǔn)的，這兩個(gè)區(qū)域常常合稱為總透光層或光亮帶。敞水帶以下的區(qū)域是深水帶。 湖泊的理化狀況 湖泊中溫度（熱）、溶解氣體和營(yíng)養(yǎng)鹽類的空間分布主要取決于湖水的運(yùn)動(dòng)，由于引起湖水運(yùn)動(dòng)的主要因素（風(fēng)；水的密度差）直接受氣候影響，因此溫度及其它成分在

11、空間分布上的季節(jié)變化具有明顯的地理特征。 在溫帶地區(qū)，夏季的風(fēng)力只能引起湖泊上層的水循環(huán)（湍流混合），致使湖中（除淺水湖泊外）出現(xiàn)溫度隨深度依次下降的正分層現(xiàn)象。按照湖中的溫度梯度，可將湖水分為湖上層、溫躍層和湖下層，其中溫躍層具有溫度隨深度急劇下降（溫度通常每米可下降1）的特點(diǎn)。在冬季湖面結(jié)冰的情況下，由于冰層阻止了湖中熱量的進(jìn)一步散失，結(jié)果出現(xiàn)湖下層溫度高于湖上層逆分層現(xiàn)象。春季和秋季分別是湖泊吸熱和放熱的時(shí)期，在強(qiáng)大的湍流混合和水密度差所引起的對(duì)流混合的作用下，湖泊的上下水層發(fā)生循環(huán)（翻轉(zhuǎn)）而處于同溫狀態(tài)。 湖泊中溶解氣體和營(yíng)養(yǎng)鹽類的分布亦有明顯的季節(jié)變化，并且伴隨湖泊的熱分層而存在氧分

12、層現(xiàn)象。在溫帶湖泊夏季熱分層期間，湖中的溫躍層往往位于補(bǔ)償深度之下，以致造成下層的氧供應(yīng)完全斷絕而陷于缺氧狀態(tài)，這種情況在富營(yíng)養(yǎng)湖泊中更為嚴(yán)重。 湖泊的化學(xué)組成和營(yíng)養(yǎng)狀況 根據(jù)湖泊的湖盆及其流域的地理和地貌特征，以及湖泊的發(fā)育過(guò)程而有很大的差別。根據(jù)目前廣泛采用的分類方法，世界湖泊大體上可以按照兩個(gè)范疇來(lái)考慮：一是以生產(chǎn)力為依據(jù)的正常湖泊的貧營(yíng)養(yǎng)富營(yíng)養(yǎng)系列，二是具有異?；瘜W(xué)性質(zhì)的特殊湖泊類型。湖泊的生產(chǎn)力或“肥力”取決于外源營(yíng)養(yǎng)物、地質(zhì)年齡和深度，大多數(shù)湖泊都可以按照初級(jí)生產(chǎn)力予以分類。 貧營(yíng)養(yǎng)湖泊具有較大的深度，營(yíng)養(yǎng)物含量和初級(jí)生產(chǎn)力都很低，處于地質(zhì)學(xué)上的年青階段。相反，富營(yíng)養(yǎng)湖泊的深度較小

13、，營(yíng)養(yǎng)物含量和初級(jí)生產(chǎn)力都很高，并且經(jīng)歷了較長(zhǎng)的地質(zhì)年代。因此，在比較水色、透明色、底質(zhì)、溶解氧、PH、無(wú)機(jī)和有機(jī)物含量，以及生物的組成和多度時(shí)，典型的貧營(yíng)養(yǎng)湖泊與富營(yíng)養(yǎng)湖泊往往是完全不同的。在貧營(yíng)養(yǎng)富營(yíng)養(yǎng)系列中，按照給定指標(biāo)的梯度，可以劃分出許多中間型湖泊 2、水庫(kù) 水庫(kù)是調(diào)節(jié)逕流、改善河流航行條件、利用水力和供水等目的而修建的，通常被稱為人工湖泊。水庫(kù)的貯水量在內(nèi)陸水體中已占有相當(dāng)?shù)谋戎亍Ｋ畮?kù)的環(huán)境條件與天然湖泊有許多相似之處，上述有關(guān)天然湖泊的生境劃分和營(yíng)養(yǎng)分類基本上適用于水庫(kù)。水庫(kù)的特點(diǎn)是水位不穩(wěn)定和混濁度大，以致生物生產(chǎn)力往往低于天然湖泊。 水庫(kù)的熱量、氧氣和營(yíng)養(yǎng)物收支依其排水方式而

14、有很大的差別。如果水閘設(shè)在水壩底部，那么排出的就是溫度低、營(yíng)養(yǎng)物豐富和氧氣貧乏的水，而溫度高、營(yíng)養(yǎng)物缺乏和氧氣充足的水留在水庫(kù)中。反之，從水庫(kù)表面排水，其結(jié)果則與天然湖泊相同。 3、池塘 池塘是一類小型靜水水體，水體中的理化條件較為一致。有一部分池塘是自然形成的（天然池塘），池的水量變動(dòng)較大，有些池塘一年中部分時(shí)間是干涸的。但是目前數(shù)量最多的是為了水產(chǎn)養(yǎng)殖而修筑的人工池塘。大多數(shù)池塘都肥沃，尤其是作為漁業(yè)水體的池塘，往往進(jìn)行人工施肥和投餌，因此常有較高的生產(chǎn)力。 4、河流 河流的貯水量大約占內(nèi)陸水體總水量的0.5，亦是地球上水循環(huán)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。同靜水水體比較，河流棲息地的首要特征是具有連續(xù)的

15、水流，這在很大程度上決定著河流中許多理化成份和小型生物分布。河水的流速?zèng)Q定于河床的坡降、深度、寬度和粗糙度，并且在很大程度上受排水量的影響。 大多數(shù)河流中有機(jī)物質(zhì)主要來(lái)自陸地和鄰近的靜水水體，尤其是處于森林地帶和肥沃平原的河流接受的外源物質(zhì)更多。河流深度小，與空氣接觸面大，水不停的運(yùn)動(dòng)和混合，河流中的溶解氧通常比較充足，并且?guī)缀鯖](méi)有熱分層或化學(xué)分層現(xiàn)象。但是，由于河流排水量的季節(jié)變動(dòng)大，不同河段流量的顯著差異，外源物質(zhì)輸入的不確定性，河流的化學(xué)組成往往隨時(shí)間和距離而有很大的變化。同時(shí)，河流往往被看作是有效的廢物處理系統(tǒng)，因而容易遭受有毒物質(zhì)污染。 5、泉 泉是地球上數(shù)量很少的一類小型水體，具有

16、相對(duì)穩(wěn)定的溫度、流速和化學(xué)組成。常見的幾種較為重要的泉是：溫泉（含鹽量通常很高），硬水泉（分布于石灰石地區(qū)）和軟水泉（水從頁(yè)巖、沙石和水晶巖滲出）。泉流的理化條件固然隨著流向下游而發(fā)生變化，但是任一給定點(diǎn)的理化條件是比較穩(wěn)定的。泉流中具有生物群落結(jié)構(gòu)和代謝的穩(wěn)定性。 四、淡水生物群落 生活在淡水枉息地的各類生物分布在不同的空間層次和占據(jù)著各自的生態(tài)位，彼此之間存在著復(fù)雜的相互關(guān)系，這些生物種群的集合體，被稱為生物群落。在生態(tài)學(xué)研究中，淡水生物群落主要是指一個(gè)水體或生境中生物種群的集合體，但也采用一些規(guī)模較小的群落單元，如浮游生物群落、底棲生物群落、周叢生物群落等。（一）淡水生物的生態(tài)類別 生產(chǎn)

17、者淡水生物 大型消費(fèi)者 微型消費(fèi)者 （依生態(tài)功能或占據(jù)的營(yíng)養(yǎng)級(jí)）生產(chǎn)者 生產(chǎn)者（自養(yǎng)生物）主要指能進(jìn)行光合作用的各種植物，包括浮游植物、水生高等植物和著生藻類，其次是一些光合細(xì)菌和化學(xué)自養(yǎng)細(xì)菌。 大型消費(fèi)者 大型消費(fèi)者（吞食性異養(yǎng)生物）是指吃其它生物或有機(jī)碎屑的動(dòng)物，主要有浮游動(dòng)物、底棲動(dòng)物和各種魚類。這些動(dòng)物處于各個(gè)消費(fèi)級(jí)。包括初級(jí)消費(fèi)者（草食性動(dòng)物）、次級(jí)消費(fèi)者（初級(jí)肉食性動(dòng)物）、三級(jí)消費(fèi)者（次級(jí)肉食性動(dòng)物）等。 微型消費(fèi)者 微型消費(fèi)者（腐食性異養(yǎng)生物或分解者）主要指細(xì)菌和真菌，它們能分解死亡的有機(jī)物質(zhì)（即動(dòng)植物尸體），吸收某些分解產(chǎn)物和釋放可被生產(chǎn)者利用的無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)物，同時(shí)釋放某些可供其它

18、生物作為能源的有機(jī)物質(zhì)，或者是對(duì)其它生物有抑制或刺激作用的有機(jī)物質(zhì)。 浮游生物 自游生物 淡水生物 底棲生物 周叢生物 漂浮生物 （依生活方式或生活習(xí)性） 浮游生物是借助于水的浮力營(yíng)浮游生活的生物，包括浮游植物與浮游動(dòng)物。常見的浮游植物有硅藻、綠藻和藍(lán)藻，浮游動(dòng)物則以枝角類、橈足類、輪蟲和原生動(dòng)物為主，這類生物的個(gè)體一般都很小，通常缺乏主動(dòng)游泳能力，其運(yùn)動(dòng)在不同程度上依賴于水流。 自游生物是運(yùn)動(dòng)能力很強(qiáng)的一類大型動(dòng)物，往往能進(jìn)行長(zhǎng)距離的游泳或克服較急的水流，包括魚類、兩棲類、大型游泳昆蟲等。 底棲生物是固著或隨著在水底或者生活在沉積物種的生物，包括底生植物和底棲動(dòng)物，前者有水生高等植物和著生藻

19、類，后者如環(huán)節(jié)動(dòng)物、節(jié)肢動(dòng)物、軟體動(dòng)物等。 周叢生物是生長(zhǎng)在淹沒(méi)于水中的各種基質(zhì)（如沉水植物，木樁、石頭等）表面的生物群，主要包括著生藻類、原生動(dòng)物和輪蟲。 漂浮生物是生活在水表面的生物，常見有幾種水生高等植物和水生昆蟲。 （二）靜水生物群落 1、沿岸帶群落：沿岸帶的生產(chǎn)者主要包括底生植物和各種藻類，其次是漂浮植物。底生植物的分布通常有明顯的水平成帶現(xiàn)象，即從岸邊到深處隨著水深的變化而出現(xiàn)三個(gè)不同的植物帶 （1）挺水植物帶植物的莖葉高出水面，主要包括蘆葦、蒲草、菰、蓮等。 （2）浮葉植物帶植物的葉浮在水面，主要有菱、睡蓮等； （3）沉水植物帶植物體完成沉沒(méi)在水下，主要種類為眼子菜科植物，其次有

20、苦草、黑藻、聚草等。 藻類主要包括硅藻、綠藻和藍(lán)藻，除了一部分絲狀藻類和著生藻類依附于底生植物外，大部分藻類都是浮游性的，底生植物的分布主要決定于水層的透明度，其生長(zhǎng)情況常與浮游藻類的生長(zhǎng)呈負(fù)相關(guān)。在富營(yíng)養(yǎng)化水體中，由于藍(lán)藻水華嚴(yán)重阻礙了光的透射，底生植物往往瀕于滅絕。漂浮植物主要有浮萍、滿江紅、水浮蓮等，在水面平靜的地方（如池塘和湖灣）常有大量分布 沿岸帶的消費(fèi)者生物周叢生物有螺類、某些昆蟲、原生動(dòng)物、輪蟲、各種蠕蟲、苔蘚蟲、水螅等。底棲動(dòng)物以多種昆蟲幼蟲、環(huán)節(jié)動(dòng)物（寡毛類）和軟體動(dòng)物（螺、蚌）占優(yōu)勢(shì)。浮游動(dòng)物有大型的枝角類、橈足類的某些種類、介形類和輪蟲。漂浮動(dòng)物僅見有幾種水面昆蟲，如旋

21、、水黽。自游生物有多種昆蟲、兩棲類（蛙）、爬行類（龜、蛇）和各種魚類。魚類是來(lái)往于沿岸帶與敞水帶之間的動(dòng)物，它們常以沿岸帶作為覓食和繁殖的場(chǎng)所 2、敞水帶群落 生產(chǎn)者包括浮游植物和一些浮游自養(yǎng)菌。浮游植物主要有甲藻、硅藻、綠藻和藍(lán)藻，大多數(shù)種類的個(gè)體都都小，但具有相當(dāng)高的生產(chǎn)力。 消費(fèi)者主要包括浮游動(dòng)物和各種魚類。浮游動(dòng)物通常以橈足類、枝角類和輪蟲占首要地位，與沿岸帶的那些種類有明顯區(qū)別。魚類通常與沿岸帶的相同 五、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)循環(huán) 淡水生態(tài)系統(tǒng)作為生物圈的一個(gè)組成部分，一方面與大氣保持著連續(xù)的氣體交換，另一方面通過(guò)逕流與陸地、農(nóng)田和相鄰的水體存在著廣泛的聯(lián)系。因此，淡水生態(tài)系統(tǒng)中的營(yíng)養(yǎng)物處于經(jīng)常

22、的變動(dòng)狀態(tài)，其輸入與輸出關(guān)系依水體的類型、形態(tài)結(jié)構(gòu)和地理分布而有很大的差別。對(duì)于大多數(shù)靜水水體來(lái)講，由于排出的是營(yíng)養(yǎng)物貧乏的的表面水，以致營(yíng)養(yǎng)物的輸出明顯地小于輸入，從而使水體有向富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)展的趨勢(shì)。 循環(huán)的基本過(guò)程是：綠色植物以日光為能源，由無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)物合成有機(jī)物質(zhì)供消費(fèi)者利用，同時(shí)通過(guò)生物的呼吸和死亡有機(jī)物質(zhì)的分解，使?fàn)I養(yǎng)物重新釋放出來(lái)。在生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)和能量代謝中，有機(jī)物質(zhì)的生產(chǎn)與分解是兩個(gè)對(duì)立而又協(xié)調(diào)的過(guò)程；正是由于它們之間的相互作用和反饋控制，系統(tǒng)內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)物循環(huán)才得以連續(xù)進(jìn)行。但是從營(yíng)養(yǎng)物再生的角度來(lái)看，死亡的有機(jī)物質(zhì)的分解無(wú)疑是營(yíng)養(yǎng)物循環(huán)過(guò)程中更重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。 在淡水生態(tài)系統(tǒng)中，營(yíng)

23、養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán)過(guò)程不是均衡的，而是存在著營(yíng)養(yǎng)物的吸收與釋放的周期變化。經(jīng)32p示蹤試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，湖泊中大部分的磷或者存在于生物體內(nèi)，或者被結(jié)合在沉積物中，而水中的溶解磷至多只有10%，因此，沉積物中營(yíng)養(yǎng)物的釋放率，在很大的程度上反映了營(yíng)養(yǎng)物循環(huán)的速度。由于不同水體的形態(tài)結(jié)構(gòu)和理化狀況不同，沉積物中營(yíng)養(yǎng)物的釋放率往往有很大的差別。 小型淺水湖泊沉積物中的磷的周轉(zhuǎn)時(shí)間都比較短，并且湖中往往出現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)物的“短路代謝”（Short-circuit metabolism），以致通常具有較高的生產(chǎn)力。根據(jù)水體中物質(zhì)循環(huán)的規(guī)律，努力使系統(tǒng)中的營(yíng)養(yǎng)物得到充分的循環(huán)和利用，顯然是提高漁業(yè)水體生產(chǎn)力一項(xiàng)重要措施。我國(guó)從上

24、世紀(jì)九十年代推廣的生態(tài)漁業(yè)，對(duì)于調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)物循環(huán)的過(guò)程，充分利用自然資源和維護(hù)自然生態(tài)平衡，已取得了良好的效果。六、能量流動(dòng) 異養(yǎng)生物是依賴于自養(yǎng)生物而維持生活的，在系統(tǒng)系統(tǒng)中，綠色植物所固定的日光能，以食物形式供消費(fèi)者利用所構(gòu)成的單向傳遞，通常稱之為能量流動(dòng)。生態(tài)系統(tǒng)作為一類開放系統(tǒng)，和生物體一樣具有基本的熱力學(xué)特征，即能形成的維持高度的有序或低熵狀態(tài)。低熵狀態(tài)是通過(guò)不斷使高效能量（如光或食物）降解為低效能量（如熱）而達(dá)到的。 綠色植物通過(guò)光合作用生產(chǎn)有機(jī)物質(zhì)，以及消費(fèi)者對(duì)這些物質(zhì)的利用和貯存，是生態(tài)系統(tǒng)中連續(xù)進(jìn)行的生產(chǎn)過(guò)程。水體生物生產(chǎn)力，就是指水生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)和貯存有機(jī)物質(zhì)的速率，以初級(jí)生

25、產(chǎn)量和次級(jí)生產(chǎn)量指標(biāo)。初級(jí)生產(chǎn)量是指一定時(shí)間和空間內(nèi)生產(chǎn)者合成有機(jī)物質(zhì)的量。次級(jí)生產(chǎn)量是指一定時(shí)間和空間內(nèi)消費(fèi)者（包括死亡的個(gè)體在內(nèi)）的生物量（所有生物個(gè)體的總重量）之增長(zhǎng)量。 淡水生態(tài)系統(tǒng)中的初級(jí)生產(chǎn)力，決定于水體的營(yíng)養(yǎng)狀況、光照強(qiáng)度及其它環(huán)境條件，其生產(chǎn)力水平依水體的類型、地理分布和發(fā)育年齡而有很大的差別。調(diào)查結(jié)果，世界湖泊的毛初級(jí)生產(chǎn)力變動(dòng)在500千卡/米2/年（北極湖）10000千卡/米2/年（某些熱帶湖泊）。河流生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)力比較低，除了某些泉流之外，通常很少超過(guò)1000千卡/米2/年。據(jù)估計(jì)，世界湖泊與河流的總凈初級(jí)生產(chǎn)量為0.61016千卡/年，占生物圈總凈初級(jí)生產(chǎn)量的0.

26、82%，平均凈初級(jí)生產(chǎn)力為2250千卡/米2/年。 綠色植物所提供的食物能，是通過(guò)生物的食物關(guān)系所構(gòu)成的特定線路，即食物鏈而進(jìn)行傳遞的，每一條食物鏈由一定數(shù)量的環(huán)節(jié)組成，最短的包括兩個(gè)環(huán)節(jié)，而最長(zhǎng)的通常也不超過(guò)45個(gè)環(huán)節(jié)。食物鏈愈短，或者距食物鏈的起點(diǎn)愈近。生物可利用的能量就愈多。食物鏈分為兩類：牧食食物鏈 綠色植物 草食性動(dòng)物 肉類性 動(dòng)物；碎屑食物蓮 死亡有機(jī)物質(zhì) 分解者 碎屑食 性動(dòng)物 捕食者。 在生物群落中，不同食物鏈上相應(yīng)的環(huán)節(jié)代表著同一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，位于同一營(yíng)養(yǎng)級(jí)上的生物是通過(guò)相同的步驟從植物獲得能量的。 第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)（生產(chǎn)者級(jí)） 綠色植物 第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)（初級(jí)消費(fèi)級(jí)）草食性動(dòng)物 第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)（

27、次級(jí)消費(fèi)級(jí)）初級(jí)肉食性動(dòng)物 第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)（第三消費(fèi)級(jí)）次級(jí)肉食性動(dòng)物 就實(shí)際攝入的食物來(lái)說(shuō)，某一種群可能占據(jù)一個(gè)或多個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。通過(guò)一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量流等于該級(jí)生物同化量，即該級(jí)生物的生產(chǎn)量與呼吸量之和。 淡水生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)，通過(guò)牧食食物鏈和碎屑食物鏈共同實(shí)現(xiàn)。在不同的水體中，兩類能量線路所起的作用有明顯差別。一般大型湖泊和水庫(kù)中以牧食食物鏈為主，而碎屑食物鏈在水生高等植物繁茂的水體中起主導(dǎo)作用。這類水體中，90%的初級(jí)生產(chǎn)量是通過(guò)碎屑線路被利用的。水體中的碎屑，除了來(lái)自死亡的動(dòng)植物體之外，草食性動(dòng)物排糞是另一個(gè)重要來(lái)源。碎屑消費(fèi)者指以碎屑食物為小型無(wú)脊椎動(dòng)物，但它們所利用的能量主要來(lái)自附著于碎

28、屑的微生物。 能量沿食物鏈傳遞的過(guò)程中，大部分能量被降解為熱而散失，一小部分能量則被消費(fèi)者用以合成新的原生質(zhì)，從而作為潛能貯存下來(lái)。能量傳遞的效率，可作食物鏈前后傳遞點(diǎn)上的能量流之間的百分比來(lái)表示，這些比率通常稱之為“生態(tài)效率”。太陽(yáng)入射能轉(zhuǎn)化為毛初級(jí)生產(chǎn)量 0.4%生產(chǎn)者級(jí)的能量同化效率（PG/L）營(yíng)養(yǎng)級(jí)間的生產(chǎn)效率（Pt/Pt-1） 10-20% 能量沿食物鏈傳遞的過(guò)程中，每通過(guò)一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)大約有80-90%的能量損失。這主要?dú)w因于生物機(jī)體的呼吸損耗，其次是動(dòng)物對(duì)餌料的利用不完全所造成的。因此，當(dāng)依次以各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)上的能量流來(lái)描繪群落的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)從生產(chǎn)者級(jí)到終端消費(fèi)者級(jí)急劇瘦削的金字

29、塔形態(tài)。 食物鏈原理對(duì)漁業(yè)生產(chǎn)有重要的指導(dǎo)意義。漁業(yè)生產(chǎn)的基本目標(biāo)，是充分利用水體的餌料生物資源，最大限度地提高漁產(chǎn)量。在生產(chǎn)中采取合理措施，來(lái)調(diào)節(jié)水體的生產(chǎn)過(guò)程，使系統(tǒng)中的能源物質(zhì)盡可能轉(zhuǎn)化為魚產(chǎn)品。 （1）多放養(yǎng)食物鏈短的魚類，以有效地利用生產(chǎn)者所固定的能量；（2）控制兇猛魚類種群的發(fā)展以減少能量多環(huán)節(jié)傳遞所造成的損失和對(duì)放養(yǎng)魚類的危害；（3）注意天然雜食性魚類的繁殖保護(hù)，并適當(dāng)增加碎屑食性魚類的放養(yǎng)量，以提高水體中碎屑資源的利用率。 七、演替與平衡 生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)育，即通常所講的生態(tài)演替，是指一定區(qū)域內(nèi)連續(xù)進(jìn)行的前一群落被后一群落所替代的變化和發(fā)展過(guò)程。演替起因于系統(tǒng)內(nèi)生物對(duì)環(huán)境的改變、外

30、來(lái)種的入侵等生物學(xué)過(guò)程，或者起因于氣候變遷、土壤侵蝕、河流泛濫、環(huán)境污染等外部力量，或者是由這兩方面的因素共同作用的結(jié)果。 淡水生態(tài)系統(tǒng)發(fā)育的基本模式 貧營(yíng)養(yǎng) 富營(yíng)養(yǎng) 由水體 陸地 湖泊形成初期，營(yíng)養(yǎng)物含量極低，常常僅有一些浮游生物。由于外源物質(zhì)的輸入，湖中有機(jī)物質(zhì)含量增高，并出現(xiàn)沿岸沉積物。于是，水生高等植物慢慢發(fā)展起來(lái)，水生昆蟲、環(huán)節(jié)動(dòng)物、魚類等多種動(dòng)物陸續(xù)遷入。隨著時(shí)間的推移，水底沉積物不斷增加，致使沿岸植物逐漸向湖心發(fā)展。因此，湖泊逐漸由深變淺和由大變小，直致整個(gè)水體最后完全消失。 生態(tài)系統(tǒng)發(fā)育基本趨向（1）物種的多樣性逐步增大（2）生物由R型種占優(yōu)勢(shì)過(guò)渡到 k型種占優(yōu)勢(shì) （3）無(wú)機(jī)營(yíng)

31、養(yǎng)物由以外源的為主到以內(nèi)源為主，營(yíng)養(yǎng)物循環(huán)由開放式變?yōu)榉忾]式 （4）群落代謝中，食物鏈由直線變?yōu)榫W(wǎng)狀，由牧食食物鏈為主過(guò)渡到以碎屑食物鏈為主（5）系統(tǒng)的穩(wěn)定性不斷增加 生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)育過(guò)程表明，生態(tài)系統(tǒng)是朝著由不穩(wěn)定到穩(wěn)定的方向發(fā)展的，經(jīng)過(guò)一定的發(fā)育階段之后，生態(tài)系統(tǒng)的各種成分之間，以及結(jié)構(gòu)與功能之間的相互關(guān)系達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定和協(xié)調(diào)，并且在一定強(qiáng)度的外來(lái)干擾下能通過(guò)自我調(diào)節(jié)恢復(fù)穩(wěn)定狀態(tài)，這就是生態(tài)平衡。生態(tài)平衡是就生態(tài)系統(tǒng)的整體性而言的，并不排除局部范圍內(nèi)存在某種不平衡的可能性。同時(shí)，生態(tài)平衡又不是靜止不變的，而是隨著群落發(fā)育過(guò)程的推移，將不斷以新的平衡代替舊的平衡，因此生態(tài)平衡實(shí)際上一種動(dòng)態(tài)平衡。 淡水生態(tài)系統(tǒng)天然的控制系統(tǒng)，其自我調(diào)節(jié)能力依賴于正反饋與負(fù)反饋之間的相互作用。在淡水生態(tài)系統(tǒng)中，許多反饋線路存在于生物與生物和生物與環(huán)境之間，通過(guò)反饋使種群大小維持在一定的限度內(nèi)。當(dāng)某種兇猛魚或浮游植物種群增長(zhǎng)得過(guò)大，以致使其食物或營(yíng)養(yǎng)物供應(yīng)不能滿足時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)大量的自然死亡，種群繁殖率下降，結(jié)果使種群數(shù)量?jī)A向于減少。 生態(tài)系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)物的貯存與釋放，有機(jī)物質(zhì)的生產(chǎn)與分解，以及物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)都是由一定的反饋機(jī)制來(lái)協(xié)調(diào)的。此外，生態(tài)系統(tǒng)中的“外分泌”物質(zhì)，對(duì)于各生物成分之間的協(xié)調(diào)也起著一定的作用。正是通過(guò)這些天然的控制，生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能才得以協(xié)調(diào)和補(bǔ)償，從而使整個(gè)