第九章+海洋生物.ppt

教師 陳彥教育背景 湖南師范大學(xué) 生物學(xué)教育 學(xué)士 廈門大學(xué) 海洋動(dòng)物學(xué) 碩士 香港城市大學(xué) 海洋動(dòng)物生態(tài)學(xué) 博士 香港城市大學(xué) 博士后 上海海洋大學(xué)海洋學(xué)院 講師主講課程 海洋底棲動(dòng)物學(xué) 動(dòng)物行為概論辦公室 海洋樓A247電話 61900338Email yanchen 上海海洋大學(xué)海洋科學(xué)學(xué)院 海洋科學(xué)導(dǎo)論 第九章海洋生物 提供 環(huán)境制約 生活 生長 繁殖 時(shí)空分布 反饋影響 海洋占地球表面積的71 對(duì)于生命來說是一個(gè)巨大的生存空間 海洋是生命的搖籃 海洋生物與環(huán)境之間是一種既適應(yīng)又制約 又反饋的相輔相成的統(tǒng)一體 9 1海洋生物的環(huán)境分區(qū)9 2海洋生物多樣性9 3海洋生物生態(tài)類群及生物地理學(xué) 第九章海洋生物 9 4海洋生態(tài)系統(tǒng)9 5海洋環(huán)境中的若干生態(tài)學(xué)問題9 6海洋生物資源的開發(fā)利用 9 1海洋生物的環(huán)境分區(qū) 9 1 1水層部分 pelagicdivision 9 1 2底層部分 benthicdivision 9 1 3海洋環(huán)境分區(qū) 9 1 1水層部分 Pelagicdivision 一 水層環(huán)境的主要特征一 溫度二 鹽度三 深度二 海水運(yùn)動(dòng)的綜合效應(yīng)三 潮汐對(duì)海洋生物的影響 水溫會(huì)隨緯度 深度 季節(jié)的變化而變化 限定海洋生物的生存區(qū)域 物種豐度及其變動(dòng)的主要環(huán)境因素 一 水的溫度 watertemperature 生物地理分區(qū)熱帶 25 亞熱帶 15 溫帶 2或5 寒帶 2或5 溫度適應(yīng)生態(tài)類群暖水性暖水性溫水性冷水性 二 水的鹽度 salinity 影響動(dòng)物的分布窄鹽種類 分布在外海大洋 廣鹽種類 分布在海灣 河口 滲透壓平衡等滲適應(yīng) 低等動(dòng)物 或排鹽 高等動(dòng)物 提供生物鹽常量營養(yǎng)物質(zhì) N P 微量營養(yǎng)物質(zhì) Fe Mg Cu Zn B Si Mo Cl V Co 三 水的深度 waterdepth 流體靜壓力水深每增加10米 壓力就增加一個(gè)大氣壓 許多海洋動(dòng)物能耐受變化范圍很大的壓力 生活在海底的生物生命活動(dòng)比較緩慢 光照深度透光層 清澈海水200m 混濁海水30m 海岸帶 海洋高等植物 大型藻類 大洋帶 浮游植物 光和微生物 無光層 海洋動(dòng)物 微生物 二 海水運(yùn)動(dòng)的綜合效應(yīng) 極地上層冷水下沉 回流到赤道 補(bǔ)充熱帶大洋深處的含氧量 大陸沿岸流和大陸入海徑流對(duì)入海的陸源物質(zhì)的擴(kuò)散與轉(zhuǎn)運(yùn)起很大作用 上升的海流將富有營養(yǎng)物質(zhì)的深層海水輸送到海水表面 導(dǎo)致生物的極大豐富 如秘魯漁場(chǎng)的形成 三 潮汐對(duì)海洋生物的影響 潮間帶環(huán)境因素變化強(qiáng)烈 只有適應(yīng)能力極強(qiáng)的生物才能在此區(qū)帶內(nèi)生存 9 1 2底層部分 一 海底地形的影響海底地形非常復(fù)雜 對(duì)生物的影響各異 2008年在北冰洋海底發(fā)現(xiàn)400 熱泉噴涌 海底熱泉 形成適應(yīng)于高溫黑暗環(huán)境的獨(dú)特生物群落 生物遺體和有機(jī)沉淀物形成海洋底質(zhì)的表層 陸架海底沉積物 海洋生物遺體 浮游生物遺體 底棲動(dòng)物的骨骼或外殼 軟體動(dòng)物的貝殼 大洋海底沉積物 紅粘土 有機(jī)物含量 30 鈣質(zhì)軟泥 有機(jī)物含量 30 硅藻軟泥 有機(jī)物含量 30 二 海洋底質(zhì)類型的影響 不同海底類型形成不同的生態(tài)效應(yīng)區(qū)帶 生活著與其相適應(yīng)的生物群落 9 1 3海洋環(huán)境分區(qū) 海洋上層 海洋中層 海洋深層 海洋深淵層 海洋超深淵層 大洋區(qū) 淺海區(qū) 潮間帶 陸架海底 半深海底 深海海底 深淵海底 潮下帶 沿岸帶 高潮 低潮 9 2 1什么是生物多樣性9 2 2海洋生物多樣性的利用和保護(hù) 9 2海洋生物多樣性 9 2 1什么是生物多樣性 Biodiversity 一 遺傳多樣性二 物種多樣性三 生態(tài)系統(tǒng)多樣性 一 遺傳多樣性GeneticDiversity 生物多樣性的基礎(chǔ) 定義 遺傳信息的總和 同種生物的不同種群之間或同一種群不同個(gè)體的遺傳變異的總合 實(shí)質(zhì) 遺傳信息的多樣化 來源 DNA復(fù)制過程中隨機(jī)產(chǎn)生的變異 遺傳多樣性反映了物種進(jìn)化的潛力 二 物種多樣性SpeciesDiversity 生物多樣性的主要組成部分 物種Species 統(tǒng)一的繁殖群體 可分為多個(gè)種群 在自然條件下 種群間在生殖上隔離 物種多樣性Speciesdiversity 地球上生物種類的數(shù)量 估計(jì)存在物種 500萬 5000萬 已被記錄物種 140萬 物種的分類 林奈分類系統(tǒng) 界kingdom 門phylum 綱class 目order 科family 屬genus 種species 動(dòng)物界 脊椎動(dòng)物門 鳥綱 鶴形目 鶴科 鶴屬 丹頂鶴 門類繁多32個(gè)門 其中15個(gè)為特有門 結(jié)構(gòu)比較簡單原始 留存大量古老物種 文昌魚 中國鱟 鸚鵡螺 矛尾魚 海豆芽 海龜 海蛇 海洋動(dòng)物種類的特點(diǎn) 生物群落的生境類型1 近海群落coastalcommunity2 大洋群落deepseacommunity3 熱泉群落geothermalcommunity4 河口群落estuarinecommunity5 紅樹林群落mangroveforestcommunity6 珊瑚礁群落coralreefcommunity 三 生態(tài)系統(tǒng)多樣性EcosystemDiversity 最高層次的生物多樣性 海洋與陸地之間的過渡帶 潮間帶至大陸架邊緣內(nèi)側(cè) 環(huán)境變化較為強(qiáng)烈而復(fù)雜 溫度 鹽度 光照條件不穩(wěn)定 生物資源豐富 水域生產(chǎn)力高 80 漁獲產(chǎn)量 近海群落coastalcommunity 大陸架邊緣外側(cè)至深海 環(huán)境條件較穩(wěn)定 動(dòng)物種類豐富 上層水域 1000米 魚類 甲殼類等無脊椎動(dòng)物 深淵水域 10000米 ?？?多毛類 等足類等 大洋群落deepseacommunity 熱泉涌出海水含有豐富的硫化氫和硫酸鹽 初級(jí)生產(chǎn)為硫化細(xì)菌的化學(xué)合成 隨熱泉的長消而出沒 海底1700英尺深處的NW羅塔 1火山和 火山蝦 熱泉群落geothermalcommunity 淡水與海水生態(tài)系統(tǒng)間的交替區(qū)域 國家一級(jí)保護(hù)動(dòng)物中華鱘長江口放流活動(dòng) 河口群落estuarinecommunity 環(huán)境復(fù)雜 波動(dòng)大 生物多樣性相對(duì)較低 主要為海洋入侵種類 食物條件好 某些種群豐度很高 分布于熱帶 亞熱帶 適宜溫度在24 27 紅樹葉分解形成有機(jī)碎屑成為動(dòng)物餌料 形成以 腐屑食物鏈 為特征的生態(tài)功能結(jié)構(gòu) 紅樹林群落mangroveforestcommunity 分布于溫暖或熱帶淺海 適宜溫度25 是種類多樣性最高的生物群落 幾乎所有海洋生物的門類都有代表種類生活在珊瑚礁環(huán)境之中 珊瑚礁群落coralreefcommunity 9 2 2海洋生物多樣性的利用和保護(hù) 一 海洋生物多樣性的利用二 海洋生物多樣性面臨的威脅三 海洋生物多樣性的保護(hù) 一 海洋生物多樣性的利用 食物魚類 甲殼類 軟體動(dòng)物 藻類 醫(yī)藥材料已發(fā)現(xiàn)過千種有生理和藥理活性的化合物 工業(yè)材料蘇打 碘 丙酮溶劑 甘露醇 藻膠 幾丁質(zhì) 甲殼類外殼 建筑材料 珊瑚石 調(diào)節(jié)海洋環(huán)境和全球氣候海洋浮游植物吸收大氣中CO2 增加海洋生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng) 二 海洋生物多樣性面臨的威脅 人類活動(dòng)大大增加了環(huán)境變化的強(qiáng)度 速度 必然威脅到物種的生存 過度利用自然條件改變海洋污染外來物種的入侵全球氣候變化 1 過度利用 損害物種規(guī)模 引起物種遺傳上的變化 損害其遺傳多樣性 改變動(dòng)物間生態(tài)關(guān)系 導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的不穩(wěn)定 非有意捕捉種類 bycatch 填海 筑堤 挖沙 采礦 人為改變了局部海域的自然環(huán)境 2 自然條件改變 漁業(yè)拖網(wǎng) 破壞了生物活動(dòng)層 改變了物種結(jié)構(gòu)和生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)過程 內(nèi)陸江河斷流 喪失了陸源沉積物和營養(yǎng)物的供應(yīng) 填海而建成的香港新機(jī)場(chǎng) 三峽水庫 3 海洋污染 有毒物質(zhì)排放 重金屬 放射性核素 石油 殺蟲劑等 海水富營養(yǎng)化 導(dǎo)致赤潮的產(chǎn)生 造成海洋低氧或缺氧環(huán)境 固體廢棄物 纏繞 傷害海洋生物 被某些動(dòng)物吞食 海灘上一張被廢棄的椅子困住了一只海龜 一只海豹被一個(gè)垃圾罐套住了頭 擱淺在海灘上 4 外來物種的入侵 可能導(dǎo)致群落的災(zāi)難性變化 櫛水母入侵黑海 不受歡迎的客人 5 全球氣候變化 溫室效應(yīng)導(dǎo)致兩極冰川融化 海平面上升 從而導(dǎo)致全球海洋生態(tài)系統(tǒng)的重組 海岸帶生態(tài)系統(tǒng) 鹽沼 紅樹林 珊瑚礁 將受到極大影響 浮游生物的分布可能向兩極移動(dòng) 2007年8月格陵蘭島的冰川正在融化 三 海洋生物多樣性的保護(hù) 人類開發(fā)利用海洋生物資源應(yīng)該遵循可持續(xù)發(fā)展的原則利用政策控制過度的資源開發(fā)和利用 防止海洋環(huán)境污染 制定保護(hù)對(duì)策和行動(dòng)計(jì)劃 建立自然保護(hù)區(qū) 加強(qiáng)專業(yè)人才的培養(yǎng) 9 3 1海洋生物生態(tài)類群9 3 2生物地理學(xué)的基本概念及專門名詞 9 3海洋生物生態(tài)類群及生物地理學(xué) 9 3 1海洋生物生態(tài)類群 根據(jù)海洋生物生活習(xí)性 運(yùn)動(dòng)能力 所處海洋環(huán)境的不同 可以分為 一 海洋浮游生物 Plankton 二 海洋游泳生物 Nekton 三 海洋底棲生物 Benthos 一 海洋浮游生物 Plankton 特點(diǎn) 缺乏發(fā)達(dá)的運(yùn)動(dòng)器官 懸浮在水層中 絕大多數(shù)個(gè)體很小 需要顯微鏡觀察 種類繁多 數(shù)量大 分布廣 按照營養(yǎng)方式不同 分為 浮游植物 Phytoplankton 浮游動(dòng)物 Zooplankton 浮游植物 Phytoplankton 為自養(yǎng)性浮游生物 多為單細(xì)胞植物 能夠吸收光能和CO2進(jìn)行光和作用 是水域生態(tài)系統(tǒng)中主要生產(chǎn)者 分布在海洋的上層或透光帶 因?yàn)樾枰杖展?主要種類 光和細(xì)菌 藍(lán)藻 硅藻 自養(yǎng)甲藻 綠藻 金藻 黃藻 浮游動(dòng)物 Zooplankton 包括無脊椎動(dòng)物的大部分門類 以甲殼動(dòng)物的橈足類最為重要 橈足類copepod 甲殼類動(dòng)物的幼體 二 海洋游泳生物 Nekton 特點(diǎn) 有發(fā)達(dá)的運(yùn)動(dòng)器官 肌肉系統(tǒng) 神經(jīng)系統(tǒng)和視覺 分為4個(gè)類群 1 底棲性游泳動(dòng)物2 浮游性游泳動(dòng)物3 真游泳動(dòng)物4 陸緣游泳動(dòng)物 分布 從沿岸到數(shù)千米深處 特點(diǎn) 生活在海洋底層 游泳能力弱 儒艮D(zhuǎn)ugong 1 底棲性游泳動(dòng)物 代表動(dòng)物 灰鯨Graywhale Eschrichtiusrobustus 2 浮游性游泳動(dòng)物 分布 從沿岸至大洋 從水表層到深海 特點(diǎn) 運(yùn)動(dòng)能力較差 燈籠魚Myctophidae 代表動(dòng)物 星光魚Sternoptychidae 分布 從沿岸至大洋 從水表層到深海 特點(diǎn) 游泳能力強(qiáng) 速度快 并且可以持久運(yùn)動(dòng) 代表動(dòng)物 大王烏賊Architeuthidae 3 真游泳動(dòng)物 擬大須鯨Balaenopteraedeni 分布 主要局限于100米水層以內(nèi) 常出現(xiàn)于陸地邊緣 如淺灘 巖石 流冰等處 海龜Chelonioidea 企鵝Sphenisciformes 鰭腳動(dòng)物Pinnipedia 海牛Trichechus 4 陸緣游泳動(dòng)物 三 海洋底棲生物 Marinebenthos 特點(diǎn) 棲息在海底 潮間帶 淺海 深海海底 是海洋生物中種類最多的一個(gè)生態(tài)類群 按營養(yǎng)方式可以分為 1 海洋底棲植物2 海洋底棲動(dòng)物 1 海洋底棲植物 海帶Laminariajaponica 石莼Ulvapertusa 分布 透光的潮間帶和潮下帶 少數(shù)在潮上帶或附著在船底 海蘿Gloiopeltis 滸苔Enteromorpha 水云Ectocarpus 紅樹Rhizophora 為大型藻類或木本植物 2 海洋底棲動(dòng)物 底內(nèi)動(dòng)物 infauna 底上動(dòng)物 epifauna 游泳性底棲動(dòng)物 nectobenthos 海洋污著生物 污損生物 foulingorganisms 海洋鉆孔生物 boringorganisms 大型底棲生物 macrobenthos 小型底棲生物 meiobenthos 微型底棲生物 microbenthos 底內(nèi)動(dòng)物 infauna 埋棲 蛤類 梭子蟹 蟬蟹 穴居 美人蝦 多毛類 腸鰓類 底上動(dòng)物 epifauna 固著 附生 海綿動(dòng)物 苔蘚動(dòng)物 珊瑚蟲 水螅蟲 牡蠣 扇貝 金蛤 匍匐爬行 螺類 海星 寄居蟹 游泳性底棲動(dòng)物 nectobenthos 近底游動(dòng) 對(duì)蝦 鰈形魚 穴居多毛類 c Laniceconchilega d Lagiskoreni k Arenicolamarina l Hedistediversicolor a f g h i m 底內(nèi)動(dòng)物 infauna 底上動(dòng)物 epifauna 附生 b 固著 埋棲 固著貝類 a 藤壺Barnacles Balaniden 附生貝類 b 貽貝Bluemussels Mytilusedulis 爬行螺類 e 腹足類厚殼玉黍螺Littorinalittorea 埋棲雙殼類 f 縊蟶Ensisamericanus g 歐洲鳥尾蛤Cerastodermaedule h 淺溝蛤Scrobiculariaplana i 大海螂蛤Myaarenaria m 海白櫻蛤Macomabalthica 底上動(dòng)物 epifauna 固著附生 匍匐爬行 海鞘 貽貝 海星 寄居蟹 游泳性底棲動(dòng)物 nectobenthos 狹鱗庸鰈 Hippoglossusstenolepis 東方巨對(duì)蝦 Penaeusplebejus 海洋污著生物 污損生物 foulingorganisms 附著生長在水下設(shè)施表面 包括 牡蠣 藤壺 苔蟲 水螅 海鞘 某些藻類 穿孔穴居于木材或巖礁內(nèi) 包括 船蛆 海筍 蛀木水虱 團(tuán)水虱 海洋鉆孔生物 boringorganisms 大型底棲生物 macrobenthos 體長 1mm海綿 珊瑚 蝦 蟹 多毛類小型底棲生物 meiobenthos 體長 0 5 1mm線蟲 猛水蚤類 介形類 動(dòng)吻類微型底棲生物 microbenthos 體長 0 5mm原生動(dòng)物 細(xì)菌 9 3 2生物地理學(xué)的基本概念及專門名詞 生物地理學(xué) 研究生物在時(shí)間空間上分布的科學(xué) 一 生物區(qū)系與特征區(qū)域二 擴(kuò)散三 遷移四 分布中心五 分布區(qū)六 阻限 一 生物區(qū)系與特征區(qū)域生物區(qū)系 biota 某一地區(qū)內(nèi)各類生物的總合 特有種 endemicspecies 本地區(qū)特有 而其他地區(qū)沒有的種類 特有種區(qū)域 areaofendemism 特有種在該地區(qū)內(nèi)的分布范圍 特有種區(qū)域組 setofendemicareas 特有種在若干特有