水生生物學養(yǎng)殖水域生態(tài)學

關(guān)于水生生物學養(yǎng)殖水域生態(tài)學第1頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)

水生動物的次級生產(chǎn)

在單位時間內(nèi)由于動物和微生物的生長和繁殖而增加的生物量或所貯存的能量即為次級產(chǎn)量。在水體生物生產(chǎn)過程中，具有重大意義的次級產(chǎn)量是細菌、浮游動物、底棲動物和魚類

第2頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月食物必須具備的兩個條件水生動物必須以現(xiàn)成有機質(zhì)為食物，其食物包括藻類、大型植物、微生物、動物和腐屑。食物必須具備的兩個條件：

(1）在化學成分上有全面的營養(yǎng)價值，一種食物的營養(yǎng)價值不足可由另一種食物加以補充；（2）易于獲得，并且動物體內(nèi)又具有相應的消化酶能加以消化和吸收。食物能量=維持生命過程(呼吸、血液循環(huán)、運動、消化食物、排泄等)+體質(zhì)的積累。第3頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月外源性營養(yǎng)和內(nèi)源性營養(yǎng)（1）外源性營養(yǎng)：動物必須從外界獲得有機質(zhì)為營養(yǎng)，在絕大多數(shù)情形下如此。（2）內(nèi)源性營養(yǎng)：以本體內(nèi)部的有機質(zhì)或共生的藻類所產(chǎn)生的有機質(zhì)為營養(yǎng)，在特殊情況下如此。如魚類越冬期和產(chǎn)卵洄游期即以內(nèi)源性營養(yǎng)為主，各種動物當缺乏食物處于饑餓狀態(tài)時也進行內(nèi)源性營養(yǎng)。內(nèi)源性營養(yǎng)只是在特殊環(huán)境下的適應方式，并且必須以外源營養(yǎng)中得到的物質(zhì)為基礎(chǔ)。因此動物主要的和基本的營養(yǎng)方式還是外源性營養(yǎng)。第4頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月動物耐饑餓能力各種動物對饑餓的忍受能力是很不同的，有些種類在饑餓情況下可活幾個月甚至幾年之久，有的則只能活幾個小時。間斷性取食的動物較經(jīng)常性攝食的更耐饑餓，如蛭類(Pontobdellamurlcata)在沒有食物情況下可活800d，幽蚊幼蟲可活150d，枝角類則幾小時就餓死。有機體貯存營養(yǎng)物質(zhì)越多越耐餓，如鯉魚的含脂量從0.15%增到4.25%，越冬期耐餓能力從141d增到191d。溫度越高，動物越不耐饑餓，如櫛蝦在溫度10～14℃時可耐120～150d，15～18℃時僅耐70～90d。第5頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月補償生長由于自然界捕食者和獵物結(jié)構(gòu)與功能的多樣性，及其空間和季節(jié)分布以及生態(tài)因子的易變性，大多數(shù)動物會遭受饑餓或營養(yǎng)缺乏，即是動物肌體生長發(fā)育的脅迫，其中最明顯的現(xiàn)象之一是饑餓引起的生長停滯或負增長，當脅迫條件改善或消失，動物表現(xiàn)出一個快速的爆發(fā)性的生長，被稱為補償生長（compensatorygrowth)。補償生長是高等動物經(jīng)受一段時間環(huán)境脅迫后，回復到正常環(huán)境一段時間內(nèi)出現(xiàn)的超長生長現(xiàn)象。它普遍發(fā)生在貝類、甲殼類、魚類、鳥類和哺乳類等。第6頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月判斷食物的數(shù)量和水生動物的營養(yǎng)條件的幾個概念（1）餌料資源：水體中存在的能作為食物的所有動物、植物和微生物和腐質(zhì)稱為餌料資源。（2）餌料基礎(chǔ)：水體餌料資源中能作為某動物食物的那一部分稱為該動物的餌料基礎(chǔ)，如仔魚的餌料基礎(chǔ)主要為浮游動物，濾食性枝角類和輪蟲的餌料基礎(chǔ)為細菌、藻類和腐質(zhì)等。（3）供餌力：餌料基礎(chǔ)中實際被動物利用的那一部分。（4）餌料保證度：食物數(shù)量和動物種群需要量的對比。

第7頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月(一)食性和食物的選擇性

水生動物的食性可按取食方法、食物成分、取食水區(qū)、食譜廣狹和在營養(yǎng)作用的不同而進行劃分。水生動物對食物通常是具有一定程度的選擇能力。目前存在的餌料、飼料，食物，食料四個相近的概念，以用餌料為好。第8頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月水產(chǎn)餌料生物的價值-藻類和動物水生動物的餌料基礎(chǔ)是指藻類和高等植物，動物，細菌和真菌。溶解有機質(zhì)和腐屑四大類。

藻類：從生態(tài)系統(tǒng)看，藻類是水體的最重要的餌料資源。是大多數(shù)水生動物的基礎(chǔ)餌料，而高等植物的作用較小，少數(shù)動物食之，如草魚、櫛蝦等。藻類營養(yǎng)豐富，富含蛋白質(zhì)、脂肪、糖等營養(yǎng)物質(zhì)，而且富含維生素等，所以其餌料意義重大。

動物：以動物為食的淡水動物也較多，如纖毛蟲，晶囊輪蟲，疣毛輪蟲，劍水藻，薄皮蚤及許多魚類等。動物性餌料的營養(yǎng)豐富，在氨基酸組成上更接捕食者。甲殼類特別是水蚤營養(yǎng)價值較全面，是養(yǎng)魚業(yè)的良好餌料。

第9頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）食性按季節(jié)而改變自然環(huán)境條件的季節(jié)性變化，也能促進動物的食性發(fā)生相應的季節(jié)變化。低緯度地區(qū)不明顯，而在高緯度地區(qū)，氣候和食物蘊藏量的季節(jié)性變化顯著，于是動物的食性發(fā)生明顯的季節(jié)變化。如黑龍江白鰱，春秋兩季以腐質(zhì)為主要食物，夏季卻以浮游植物為主要食物。姥鯊在春夏季食浮游生物，鰓耙細長，冬季進入深水層，取食底棲動物，鰓耙脫落。動物食性的季節(jié)變化原因主要是食物蘊藏量的波動和食物的可獲得性。動物對這兩種變化的適應不只是改變食性，而且還以其他方式來適應，如越冬前的肥育、貯脂、冬眠、貯藏食物、遷徙和洄游等。此外動物一般在食物豐富的季節(jié)繁殖。第10頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月10%轉(zhuǎn)化律群落中第一營養(yǎng)級(Λ1)的能量傳遞效率就是以前所指的光能利用率，一般不超過1%～5%。

次級生產(chǎn)的能量傳遞效率林捷曼(Lindenan，1942)首先提出一個10%轉(zhuǎn)化規(guī)律，即從一個營養(yǎng)級到下一個營養(yǎng)級能量平均只有10%可以傳遞下去。Slobodkin(1959,1962)在實驗控制條件下研究三個營養(yǎng)級的食物鏈的能量傳遞，得出5%～15%的變化幅度，平均也是10%。據(jù)Богоров(1965)計算，世界海洋浮游植物年產(chǎn)量約5.500億t，浮游動物年產(chǎn)量約530億t，也近于10%轉(zhuǎn)化律。

第11頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月10%只是大樣品的平均值或趨勢，實際幅度按具體條件可能有較大變化。一個營養(yǎng)級中消費者的種數(shù)越多，則轉(zhuǎn)化率越高。因為某一種動物無論其數(shù)量多大，由于本身攝食適應性的限制，不能充分利用前一營養(yǎng)級的食物，而另一種動物則常常能利用剩余的食物。能量在群落中的傳遞效率通常有沿著營養(yǎng)級向上增加的趨勢。因為以動物性食物為食時，食物中碳和氮的比率及其他生物化學特性都和攝食者本身的需要更接近，因而利用率較高。

第12頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)原蘇聯(lián)10個湖泊和兩個水庫的統(tǒng)計(表9—28)，在生長期中第二營養(yǎng)級(Λ2)的產(chǎn)量和初級產(chǎn)量(Λ1)之比，除一個腐殖質(zhì)型的圓湖和兩個水庫由于外源性有機質(zhì)很多比值較高(17.2%～43.0%)以外，其余九個湖泊為4.3%～16.2%，平均為10.3%。第三營養(yǎng)級產(chǎn)量和第二營養(yǎng)級產(chǎn)量之比為3.0%～37.6%，平均為15.8%。這些數(shù)字既表明不同水體中能量轉(zhuǎn)化效率差別很大，也說明了總的趨勢是10%～20%并且沿著營養(yǎng)級向上增加。

第13頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月浮游動物對浮游植物產(chǎn)量的轉(zhuǎn)化率高于同營養(yǎng)級的底棲動物。植食性浮游動物對浮游植物毛產(chǎn)量平均轉(zhuǎn)化7.1%，對凈產(chǎn)量的轉(zhuǎn)化率應該近于10%。肉食性浮游動物對初級毛產(chǎn)量的轉(zhuǎn)化率平均1.2%，約相當于植食性浮游動物能量的17%，植食性底棲動物對初級毛產(chǎn)量的轉(zhuǎn)化率平均2.3%，對凈產(chǎn)量的轉(zhuǎn)化率應在3%左右。肉食性底棲動物對初級毛產(chǎn)量的轉(zhuǎn)化率僅0.3%，約相當于植食性底棲動物能量的13%。這些平均值再次表明10%轉(zhuǎn)化律是有道理的。

第14頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月腐質(zhì)鏈的能量轉(zhuǎn)化率關(guān)于腐質(zhì)鏈的能量轉(zhuǎn)化率，還研究得不多。一般按能量每經(jīng)一個營養(yǎng)級只剩下10%的原理估計，初級產(chǎn)量沿腐屑鏈的傳遞效率是很低的。如1000J的初級產(chǎn)量經(jīng)過細菌、原生動物到較大形動物后，只剩下10J。但是營養(yǎng)級間10%轉(zhuǎn)化率實際上是針對牧食鏈的，并且即使牧食鏈中從生產(chǎn)者到消費者間的能量轉(zhuǎn)化率也是在小于10%到大于40%之間變化著。根據(jù)室內(nèi)試驗，某些微生物對有機質(zhì)的K1常超過50%，原生動物、纖毛蟲的K1平均約35%(Хлебович

，1979)，浮游動物K1值也常達20%～30%。按此計算，1000J的初級產(chǎn)量經(jīng)腐屑鏈到較大型動物不是剩下10J，而是30～50J左右。如果細菌直接被枝角類等濾食，那么轉(zhuǎn)化率也接近于10%。當然，這只是實驗條件下的特殊情況。

第15頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)營養(yǎng)級間能量損耗情況，可以估算一下次級生產(chǎn)過程中牧食鏈能量轉(zhuǎn)化效率的最大限度。假定在最佳條件下，前一營養(yǎng)級的成員全部可以供作食物(無效能等于零)，餌料基礎(chǔ)90%為后一營養(yǎng)級所利用，食物的吸收率達到90%，同化的能量中60%用于增重，那么能量的轉(zhuǎn)化效率為：0.9×0.9×0.6=0.49可見，即使在最好的條件下，牧食鏈級間能量的傳遞也不過50%，而實際上則很難超過30%。

第16頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月復習思考題1.試述餌料資源，餌料基礎(chǔ)，供餌力和餌料保證度這幾個概念的含意和相互間的聯(lián)系。2.怎樣劃分水生動物的食性?3.水生動物對食物的選擇性是由那兩種特性組成的，用什么公式來表示選擇指數(shù)?4.何謂日糧?日糧受那些因素影響?5.食物的同化效率取決于那些因素?6.食物的同化速率概念在水生動物營養(yǎng)學研究中有何特殊意義?它取決于那些因素?7.從生物能量學觀點，代謝分為哪幾類?各類代謝之間以及與總代謝有何關(guān)系?8.生長效率因那些因子的影響而變化?對各因子的作用詳加分析。9.浮游動物及其各大類的生物量、生產(chǎn)量、P/B系數(shù)分布狀態(tài)如何?10.底棲動物及其各大類的生物量、生產(chǎn)量、P/B系數(shù)分布狀況如何?11.淡水生態(tài)系的能流和能量效率的特點和規(guī)律如何?第17頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月參考題目--11.甲殼動物（……）補償生長研究進展。2.某生態(tài)因子(……)對某魚(……)、某蝦(……)、某藻（……）、某貝（……）的存活生長、攝食和能量收支的影響。3.試述全球變化對水域生態(tài)系統(tǒng)的影響。4.試論放養(yǎng)魚類對水庫富營養(yǎng)化的影響。5.引進種(……)的