水生生態(tài)系統(tǒng)

水生生態(tài)系統(tǒng)水生生物群落與水環(huán)境構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)01基本介紹葉綠素法分類特點(diǎn)目錄030204基本信息水生生態(tài)系統(tǒng)就是指水生生物群落與水環(huán)境構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)。水生生態(tài)系統(tǒng)在人類的生活環(huán)境中起著十分重要的作用。一方面，它在維持全球物質(zhì)循環(huán)和水循環(huán)中具有重要的作用；另一方面，它還承擔(dān)著水源地、動(dòng)力源、交通運(yùn)輸、污染凈化場所等功能?；窘榻B基本介紹水生生態(tài)系統(tǒng)就是指水生生物群落與水環(huán)境構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)。水生生態(tài)系統(tǒng)在人類的生活環(huán)境中起著十分重要的作用。一方面，它在維持全球物質(zhì)循環(huán)和水循環(huán)中具有重要的作用；另一方面，它還承擔(dān)著水源地、動(dòng)力源、交通運(yùn)輸、污染凈化場所等功能。分類海洋生態(tài)系統(tǒng)濕地生態(tài)系統(tǒng)淡水生態(tài)系統(tǒng)分類海洋生態(tài)系統(tǒng)海洋生態(tài)系統(tǒng)是生物圈內(nèi)面積最大、層次最豐富的生態(tài)系統(tǒng)。全球海洋總面積3.6×10km2，占全球面積的70.8%，全球海洋總儲(chǔ)水量約1.34×10km3，占全球總儲(chǔ)水量的96.5%。海洋平均含鹽度32‰～38‰，鹽類中以氯化物為主要成分。

海洋生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者，主要包括海岸帶高大而常綠的紅樹林、大小不一的藻類及大量的浮游植物，它們生活在淺海幾米到幾十米的深處，在海洋生態(tài)系統(tǒng)中占有非常重要的地位，是海洋生產(chǎn)力的基礎(chǔ)，也是海洋生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的最主要的環(huán)節(jié)。消費(fèi)者包括海洋中所有動(dòng)物，一級(jí)消費(fèi)者有甲殼類和橈足類，其他消費(fèi)者包括海洋魚類、哺乳類、爬行類、海鳥以及某些軟體動(dòng)物(烏賊)和一些蝦類等。由于海水深度的不同，水體的物理、化學(xué)性質(zhì)的差異，影響著生物種類和數(shù)量的分布，因此，海洋生態(tài)系統(tǒng)又可分為3個(gè)亞系統(tǒng)類型。海岸帶或潮間帶是海陸之間的群落交錯(cuò)區(qū)，其特點(diǎn)是有周期性的潮汐，此帶營養(yǎng)物質(zhì)受陸地輸入的影響而較為豐富，生產(chǎn)力高。淺海帶主要是大陸架部分，此帶的營養(yǎng)物質(zhì)，也因陸地輸入而較為豐富。浮游植物是主要生產(chǎn)者。我國的渤海、黃海、東海及南海的大陸架部分屬淺海區(qū)域。生產(chǎn)力較高，常見的經(jīng)濟(jì)動(dòng)物有對(duì)蝦、毛蝦、墨魚、帶魚、大小黃魚等。淡水生態(tài)系統(tǒng)淡水生態(tài)系統(tǒng)通常是互相隔離的，它包括大多數(shù)江河、湖泊、池塘和水庫等。水體中含鹽度在0.001%～0.05%之間，鹽類中以碳酸鹽為主。淡水水域中物理化學(xué)因素極其復(fù)雜，水域間的差異也很大，深度超過100m的湖很少，全世界水深超過1000m的只有貝加爾湖和坦噶尼喀湖。全球淡水水域總面積為4500×10km2，僅占地球總面積的0.5%，水的來源主要靠降水補(bǔ)給。但它是人類利用時(shí)間最長、利用率最高的一類水域。淡水生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者，包括體積極小的浮游植物，如硅藻、綠藻和藍(lán)藻等；水面生活的大型水生植物，如紫背浮萍、水浮蓮及鳳眼蓮等；岸邊植物如蘆葦和香蒲等。以這些植物為食的枝角類、橈足類和草食性魚類是一級(jí)消費(fèi)者，以植食性動(dòng)物為食的肉食性動(dòng)物為二級(jí)及二級(jí)以上消費(fèi)者，如青魚、狗魚等。根據(jù)水的流動(dòng)性，還可以把淡水生態(tài)系統(tǒng)分為流動(dòng)水域和靜水水域生態(tài)類型。流水生態(tài)系統(tǒng)包括江河、溪流。一般情況下，河流上游流速快，下游流速較緩慢。在河的源頭，多達(dá)99%的能量由河外供應(yīng)。到下游后，河水流速漸緩，深度增加，對(duì)外界的依賴性減少。急流生態(tài)系統(tǒng)中水的含氧量高，水底沒有污泥，棲息在那里的生物多附著在巖石表面或隱藏于石下，以防止被水沖走。緩流生態(tài)系統(tǒng)的水底多淤泥，底層易缺氧，浮游動(dòng)物多，底棲種類多埋于底質(zhì)之中。靜水生態(tài)系統(tǒng)包括是陸地上的淡水湖泊、池塘和水庫。湖泊生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)典型的靜水生態(tài)系統(tǒng)。任何一個(gè)湖泊生態(tài)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上都可分為3個(gè)層次：沿岸帶、表水層和深水層。濕地生態(tài)系統(tǒng)濕地是指不論其為天然或人工、長久或暫時(shí)的沼澤地、泥炭地或水域地帶，帶有或靜止或流動(dòng)，或淡水、半咸水或咸水水體者，包括低潮時(shí)水深不超過6m的水域，是介于陸地和水生環(huán)境之間的過渡區(qū)域。由于水陸相互作用形成了獨(dú)特的生態(tài)系統(tǒng)類型，兼有兩種生態(tài)系統(tǒng)的某些特征，廣泛分布于世界各地。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界共有濕地8.56×10km2，占陸地面積的6.4%(不包括海濱濕地)，其中，以熱帶比例最高，占濕地總面積的30.28%，寒帶占29.89%，亞熱帶占25.06%，亞寒帶占11.89%。濕地生態(tài)系統(tǒng)主要包括湖泊濕地、沼澤濕地和海濱濕地3種類型，被一些科學(xué)家稱為“地球之腎”。葉綠素法原理儀器與材料實(shí)驗(yàn)步驟結(jié)果計(jì)算葉綠素法原理葉綠素(chlorophyll)是一類與光合作用有關(guān)的最重要的色素，包括葉綠素a、b、c、d、f以及原葉綠素和細(xì)菌葉綠素等

。高等植物主要有葉綠素a和葉綠素b兩種，均不溶于水，可溶于有機(jī)溶劑，如乙醇、丙酮及乙醚等。葉綠素a呈藍(lán)綠色，而葉綠素b呈黃綠色。在一定的光照強(qiáng)度下，葉綠素a的含量與光合作用強(qiáng)度之間存在密切關(guān)系，因此，可用分光光度法測定葉綠素a的含量作為判斷水生生態(tài)系統(tǒng)初級(jí)生產(chǎn)力大小的指標(biāo)，也可用于水體富營養(yǎng)化水平的評(píng)價(jià)，是水質(zhì)檢測的常規(guī)項(xiàng)目。儀器與材料采水器，抽濾器，離心機(jī)，透明度盤，研缽，乙酸纖維濾膜(孔徑0.80μm、0.45μm)，濾紙，玻璃棒，分光光度計(jì)，離心機(jī)，漏斗，90%丙酮，碳酸鎂粉末，石英砂。實(shí)驗(yàn)步驟用透明度盤測定水體透光深度，確定采樣水深。用采水器取適量水樣，加少量碳酸鎂粉，放于暗處，迅速帶回實(shí)驗(yàn)室測定。在抽濾器上裝好乙酸纖維濾膜，先用0.80μm，再用0.45μm光面在下，粗糙面在上。向抽濾器中倒入500mL的水樣進(jìn)行抽濾，抽濾時(shí)負(fù)壓應(yīng)不大于50kPa，抽完后，繼續(xù)抽1～2min，以減少濾膜上的水分。將載有浮游植物樣品的濾膜放入研缽中，加入少量碳酸鎂粉末和少量石英砂及2～3mL90%丙酮，充分研磨，提取葉綠素a。將研磨后的勻漿物移入離心管中，用離心機(jī)(3000r/min)離心10min。將上清液移入10mL的容量瓶中。再用2～3mL90%丙酮，繼續(xù)研磨提取，離心10min，并將上清液轉(zhuǎn)入容量瓶中。重復(fù)1～2次后，在用90%丙酮定容為10mL，搖勻。將定容好的提取液在分光光度計(jì)上，用1cm光程的比色皿，以90%丙酮作空白，分別讀取750nm、663nm、645nm、630nm波長的吸光度，其中，750nm的光密度用作校正樣品的渾濁度，而663nm、645nm、630nm吸光度則用以測定葉綠素a。結(jié)果計(jì)算葉綠素a含量的計(jì)算式中：D——吸光度；V1——提取液定容后的體積(V1=10mL)；V——抽濾水樣體積(V=0.5L)；δ——比色皿光程(δ=10mm)。初級(jí)生產(chǎn)力的估算表層水(1m以內(nèi))中浮游植物的潛在生產(chǎn)力(Ps)根據(jù)表層水葉綠素A的含量計(jì)算：Ps[mg/(m3?h)]=1000Ca?Q式中Ca——表層葉綠素a的含量(mg/m3)；Q——同化系數(shù)(mgC/mgChla·h)，表層水的同化系數(shù)為3.7。特點(diǎn)特點(diǎn)水體為水生生物的繁衍生息提供了基本的場所，各種生物通過物質(zhì)流和能量流相互并維持生命，形成了水生生態(tài)系統(tǒng)(aquaticecosystem)。其構(gòu)成要素有生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者和非生物類物質(zhì)四類。非生物類物質(zhì)是指水、氧氣、二氧化碳、氮和磷營養(yǎng)物質(zhì)等作為生物生長原料的無機(jī)物質(zhì)以及生物排泄物和死體等有機(jī)物質(zhì)。生產(chǎn)者是指利用光能或無機(jī)物，合成有機(jī)細(xì)胞物質(zhì)的生物，稱為一級(jí)生產(chǎn)者。水環(huán)境中有代表性的生產(chǎn)者是光合自養(yǎng)型的藻類及部分水生植物。另外。利用氧化能的化學(xué)合成自養(yǎng)型硝化細(xì)菌也屬于生產(chǎn)者范疇。消費(fèi)者是以生產(chǎn)者產(chǎn)生的有機(jī)物為食料的異養(yǎng)型生物，稱為捕食者。浮游生物、魚類、哺乳類動(dòng)物等是典型的消費(fèi)者，其中直接捕食生產(chǎn)者的稱為一級(jí)消費(fèi)者，捕食一級(jí)消費(fèi)者的稱為二級(jí)消費(fèi)者，依此類推。分解者都是異養(yǎng)型生物，如細(xì)菌、真菌、放線菌及原生動(dòng)物和一些小型無脊椎動(dòng)物。它們分解生物死體和排泄物，使之成為簡單的無機(jī)物質(zhì)，供生產(chǎn)者再利用。上述表明，維持生命所必需的物質(zhì)是在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)往復(fù)利用的。一般來講，水體中的生物大致劃分為脊椎動(dòng)物、底棲生物、浮游生物和水生高等植物四大生態(tài)類群。它們各自組成水生生態(tài)系統(tǒng)十分重要的生命單元