第二章海洋环境与生物适应.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,海 洋 生 物 学,第一章 绪论,第二章 海洋环境与生物适应,第三章 海洋生物的繁殖与发育（51-76）,第四章 海洋动物生理研究（77-86）,第五章 海藻引种驯化、种质保存及种质鉴定,第六章 海洋微生物,第七章 海洋浮游生物,第八章 海洋底栖生物,第九章 海洋游泳生物,第十章 捕捞对海洋生物资源的影响,第十一章 海水养殖与近岸环境的相互作用,第二章 海洋环境与生物适应,第一节 海洋环境,第二节 海洋生物的适应策略,第一节 海洋环境,一、海洋环境的类型和特性,二、海洋环境分区,三、海洋环境问题与保护,第一节 海洋环境,一、海洋环境的类型和特性,（一）基本知识,地球的面积：5.110,8,Km,2,海洋的面积：3.62 10,8,Km,2,海洋体积：13.7 10,8,Km,3,1、最大的海是位于,太平洋的珊瑚海,（Coral Sea），面积为4.7910,6,Km,2,。,2、最小的海是,马尔马拉,（Marmara），面积为1.1 10,4,Km,2,。,(四)海洋环境的自然属性,1.海水,盐度（salinity）,：溶解于1 kg海水中的无机盐总量（克数）。,尽管大洋海水的盐度是可变的，但其主要组分的含量比例却几乎是恒定的，不受生物和化学反应的显著影响，此即所谓“,Marcet”原则,，或称“,海水组成恒定性规律,”。,（1）海水中的溶解物质,2.1,海水中可溶解物余下的0.01是几种对海洋生物的生存、生长起决定意义的无机盐，其中包括磷酸盐、硝酸盐和二氧化硅，它们被称为,生物的常量营养物质,(macronutrients)。,海水中一些以痕量状态存在的元素(如铁、锰、钴和铜)对生命活动过程也很重要，例如铁是某些浮游植物生长的限制因子。,海洋盐度分布,远离海岸的大洋表层水盐度变化不大（3436），平均为35。,浅海区受大陆淡水影响，盐度较大洋的低，且波动范围也较大（2730）。,赤道（34.5）,副热带海区（36）,两极（34）,（2）海水的热学特性：,海水,热容量,和,蒸发潜能,很大，因此具有相当高的阻止温度大幅度突发性变化的能力。导热性很小，热量向周围扩散很慢，水域温度比较稳定。海洋为其中生物的生存及生命活动提供了一个,相对稳定的温度环境条件,。,（3）pH范围7.48.5，稍呈碱性，,对以碳酸钙为介质的生物比在中性介质中有利。,2.深度和光照,(1).深度,平均深度：3800m,最大深度：11034m 太平洋中菲律宾东部的马里亚纳海沟,光在海洋中的垂直分布和水平分布,海水中光的衰减及海水的透明度,因反射、海水吸收、悬浮与溶解物质的吸收与散射，光照强度迅速衰减。,(2)光 照,I,0,：海表面光强；,I,D,：深度,D,处光强；,K,：平均,消光(,衰减),系数,K,值大小与水体干净程度有关，一般近岸,K,1；多数浅海,K,0.1；大西洋马尾藻海,K,0.025,K,ln,I,0,ln,I,D,D,I,D,I,0,e,kD,1,透光层,，也称真光层（euphotic zone 或photic zone）：有足够的光可供植物光合作用，光合作用的量超过植物的呼吸消耗。,2,弱光层,（disphotic zone）：在透光层下方，植物在一年中的光合作用量少于其呼吸消耗，但光线足够动物对其产生反应。,3,无光层,（aphotic zone）,根据在垂直方向上的光照条件分为几个层次：,光在海洋中的水平分布,太阳辐射具有明显的纬度梯度：(太阳辐射强度与照射时间）,光照强度从赤道向高纬度地区逐渐减弱，而且夏季光照最强，冬季最弱。,低纬度地区短波光多，随纬度增加长波部分也增加。,日照时间：热带海区一天中白天与黑夜各约,12h,温带海区夏季光照时间超过,12h,冬季少于,12h,在极区，持续,6,个月的低能光照与,6,个月的黑暗交替。,3.温度,a、海水温度的水平和垂直分布,厄尔尼诺现象,海水的生物地理带（根据海水表面温度）,热带 25,亚热带 15,温带 5（北线），2（南线）,寒带 02或 5,不同纬度差异,海洋水温的垂直分布,图27,在开阔大洋表面混合层下，从200300m至1000m处，温度下降迅速，这一水层被称为,永久温跃层,（permanent thermocline）。,永久温跃层与表层较暖的低密度水和底层冷的高密度水之间的水密度变化是一致的，这一海水密度迅速变化，被称为,密度跃层,。,它作为一个屏障影响着水的垂直循环，同时还影响着对海洋生物产生作用的某些化学物质的垂直分布。温度和密度的急剧变化对海洋动物的垂直移动也有限制作用。,季节温跃层,（seasonal thermocline）：温带气候的夏季，在风力弱而太阳辐射强时，没有湍流混合使热量向下方移动，在近表层水中形成了热分层。,温度与海洋生物的地理分布与迁移,温度与海洋生物的地理分布,温度和降水是影响生物在地球表面分布的两个最重要的生态因子，两者的共同作用决定着生物群落在地球分布的总格局。,暖水种,：生长、生殖温度高于20,温水种,：420,冷水种,：低于4,冷温种（4-12,）,暖温种（12-20,）,热带种（高于25,）,亚热带种（20-25,）,寒带种（0,）,亚寒带种（0-4,）,两极同源和热带沉降,南北两半球中高纬度的生物在系统分类上表现有密切的关系，有相应的种、属、科存在，这些种类在热带海区消失。(,两极分布,bipolar distribution，,两极同源biopolarity,如：,曳鳃虫属,的尾曳鳃虫分布在北极-北温带海区，刺管曳鳃虫则栖息于南极-南温带海区),某些广盐性和广深性的冷水种，其分布可能从南北两半球高纬度的表层通过赤道区的深水层而成为一个连续的分布。,热带沉降,广温性,与,狭温性,海洋生物,温度的三基点：最高、最低和最适范围,最高温度（maximum temperature）：生物生命的温度上限。取决于蛋白质抵抗凝固能力，或酶的耐热性能。,最适温度（optium temperature）：广义的指生物能正常生活的温度范围，狭义的则指生命活动最旺盛时的温度，这很可能是一个较狭小的温度范围。,最低温度（minimum temperature）：及生物生命活动的温度下限，在此温度以下，生命即死亡。,（1）蛋白质凝固变性,（2）酶活性被破坏,（3）氧供应不足，排泄等功能失调,（4）神经系统麻痹等,1952 秘鲁西海岸向北寒流发生改变，水温升高56，沿岸的浮游生物和鱼类大批死亡。,高温致死原因：,低温致死原因：,（1）冰晶使原生质破裂,（2）细胞形成冰晶时，胞内电解质浓度改变，引起细胞渗透压变化，蛋白质变性,（3）脱水使蛋白质沉淀,（4）代谢失调,温度条件与海洋生物生命联系的几个主要问题,（1）温度与代谢的作用,通常，在适温范围内代谢作用是随温度的增高而加强。,Q,10,一般介于23之间,如一种虾5 时心率每分钟100，15 时200，则：,Q,10,=（200/100）=2,温度与新陈代谢速率的关系,温度系数,：（temperature coefficient,Q,10,）：体温每升高10 时新陈代谢速率的变化。,Q,10,体温,T,时的代谢速率,体温（,T,10,）时的代谢速率,（2）温度与海洋动物生殖,温度与生殖季节,温度与发育,温度与生长,温度的周期性变化对生长发育的意义,（2）温度与海洋动物生殖,温度与生殖季节,每一种动物都有一个明显的生殖季节。通常情况下，温带海洋动物主要生殖期是在春季，有时也会延续至夏季。,营养广温性但生殖狭温性则在热带冬季产卵，在温带夏季产卵。,（2）温度与海洋动物生殖,温度与发育,通常，在一定范围内温度高即会加速发育过程，而且发育速度的加快与温度的升高成正比。,生物学零度,（biological zero）：有机体必须在温度达到一定界限以上才开始发育，一般把这一界限称为生物学零度。,有效积温法则,：胚胎发育所必需的总热量基本上是一个常数，称为,热常数,，即指发育期的平均水温与发育所经过的天数或时数的乘积是一个常数。,K,=,N,(,T,-,C,),K,为热常数，即完成某一发育阶段所需的总热量；,N,为发育历期，即完成某一发育阶段所需天数或时数；,T,为发育的平均温度；,C,为生物学零度。,（2）温度与海洋动物生殖,温度与生长,高于或者低于一个适宜温度都要休眠。如食用牡蛎只在春季水温1011和秋季水温1416时成长。,低温条件下，生长速度的减慢与食物的缺乏有关。如：北极藤壶在221 蔓足伸出壳外的滤食频率随温度增加而增加，低于2则减少。,（2）温度与海洋动物生殖,温度的周期性变化对生长发育的意义,动物对食物的利用率不同，即使食物充足，冬季所需要的食物少于夏季，生长也缓慢。,温度的季节变化与生长的交替，引起动物结构的改变。如，动物的鳞片、耳石的年轮。,（3）温度与海洋动物个体大小及寿命,生活在冷水中的生物个体常比生活在暖水的同类生物的个体大。（南极：原索动物的长带海鞘长7m，巨型藻类8m；飞马哲水蚤、鱼类、原生动物的放射虫和沙壳织毛虫）,原因：1.水冷密度大；2.低温生长时间长,变温动物的寿命在低温条件下通常较长。,（4）温度与海洋生物体内钙质的积累,在高温下，钙在动植物体内的积累量远比低温时多。,冷水翼足类是裸体无壳；热带大砗磲壳2m体重可达200kg；珊瑚在20以上的海区。,（5）温度与海洋动物形态结构,鱼类的尾椎骨的数目和鳍条数目在冷水中明显增加，身体也增大。,低温环境动物体表附属器官缩小。,4.海水的运动,海水在水平方向的流动有,海流,和,潮流,两种。,海流：在一年中，其流向几乎是恒定的，流速流量则可以随季节变化。,潮流：其流速、流向在一天中有周期性改变。,海流分类：海流,按温度特征,可分为寒流和暖流。,寒流,：指水温低于流经海区水温的海流，通常是,从高纬度流向低纬度,（如千岛寒流），寒流一般低温低盐，透明度较小。,暖流,：指水温高于流经海区水温的海流，通常是,从低纬度流向高纬度,如（黑潮暖流），暖流一般高温高盐，透明度也较大。,海流有扩大海洋生物分布的作用,暖流可将南方喜热性动物带到较高纬度海区；而寒流则可将北方喜冷性动物带到较低纬度海区。,海流也有助于某些鱼类完成“被动洄游”。,在某些封闭海区，依靠海流的作用，从外地输入幼体来维持其独立的生物群。,例如，在北大西洋的藻海中，微弱的反气旋型环流形成一个半永久性的闭合系统，这里堆积了随着海流漂流而来的大量岸边固着植物的马尾藻，形成一个特殊的生物群。,海流与海洋生物生产力的关系,海水的辐散或辐聚关系到海洋表层浮游植物所需营养盐类能否得到补充。,表层的无机营养盐类（硝酸盐、磷酸盐等）含量很低，而这些营养盐却在深层大量积累。因此，凡是有海水涌升的海区，表层营养盐很丰富，浮游植物繁殖茂盛，浮游动物和鱼类等消费者也可获得丰盛的食物。,海洋中几个强大的暖流和寒流交汇的海区，多形成世界上良好的渔场。,影响气候,黑潮输送热量相当于每秒燃烧38000吨石油。,海流对海洋生物的作用,海洋中几个强大的暖流和寒流交汇的海区，多形成世界上良好的渔场。如太平洋的,北海道渔场,、大西洋的,纽芬兰渔场,和,北海渔场,。在中国海，台湾暖流和不同性质水系（如沿岸水、冷水团等）的交汇面，也都有良好的渔场，如,烟威渔场和舟山渔场,等。,海流与海洋生物生产力的关系,影响气候,暖流：增温增湿；寒流：降温去湿,波浪,；,波浸岸（开阔性）和保护岸（封闭或半封闭性）,波浸岩石岸（海藻少，矮小，不具宽阔的叶面)。,潮汐；,分类：一天一涨一落（平均24.8h）的正规和不正规,全日潮,；和一天两涨两落（平均12.4h）的正规和不正规,半日潮,。,平均海平面以8月份最高，1月份最低。,潮汐的升降高度以每月朔望后一日为最大，上下弦后一日为最小。,岩石岸边生物分布的分层：,海萝在潮间带较高的区域，海荞麦、藤壶、牡蛎、不同的螺类、笠贝和石鳌。,第一节 海洋环境,一、海洋环境的类型和特性,二、海洋环境分区,三、海洋环境问题与保护,世界大洋,2.1.2 世界大洋,太平洋（Pacific Ocean）,位于亚洲、大洋洲、美洲和南极洲之间的世界上最大、最深、边缘海和岛屿最多的大洋，形状近似于圆形。,2.1.2 世界大洋,大西洋（Atlantic Ocean）,位于欧洲、非洲、南极洲和南、北美洲之间的世界第二大洋，大致呈S形。英语大西洋（Atlantic）一词，源于希腊语词，意谓希腊神话中擎天巨神阿特拉斯(Atlas）之海。,2.1.2 世界大洋,印度洋（Indian Ocean）,位于亚洲、大洋洲、非洲和南极洲之间的世界第三大洋。印度洋在古代称为“厄立特里亚海”，包括属海的面积为7411.8万平方公里，约占世界海洋总面积的20%。印度洋的平均深度仅次于太平洋，位居第二。,2.1.2 世界大洋,北冰洋（Arctic Ocean）,位于亚洲、欧洲和北美洲之间，地球最北端，且面积最小、最浅的大洋。,四大洋的分界线,太平洋与大西洋 在德雷克海峡处，大致以通过南美洲南端合恩角的西经67经线为界。,太平洋与印度洋 北起马六甲海峡北口，沿苏门答腊岛西海岸、爪哇岛南海岸，经阿拉弗拉海、托宙斯海峡，再沿澳大利亚东海岸和通过塔斯马尼亚岛东南角的东经146经线至南极大陆。,大西洋与北冰洋 西起哈得孙湾东口，经戴维斯海峡、丹麦海峡、冰岛法罗岛海丘、威维尔一汤姆森海岭、设得兰群岛的马克尔弗拉格岛，到挪威西南沿海的塔斯德角一线。,大西洋与印度洋 自通过非洲大陆南端的厄加勒斯角至南极大陆的子午线（东经20）。,大西洋与北冰洋 的分界线为白令海峡。,2.1.3、中国海,1、渤海 2、黄海 3、东海 4、南海,渤海（,内陆海,）,中国大陆东部由辽东半岛与山东半岛所围绕的、近封闭的浅海；中国的内海。,具体位置在北纬3707410、东经 1173512110。辽东半岛南端老铁三角与山东半岛北岸蓬莱遥相对峙，像一双巨臂把渤海环抱起来，岸线所围的形态好似一个葫芦。渤海通过渤海海峡与黄海相通。渤海海峡口宽59 海里，有30多个岛屿，其中较大的有南长山岛、砣矶岛、钦岛和皇城岛等，总称庙岛群岛或庙岛列岛。渤海由北部辽东湾、西部渤海湾、南部莱州湾、中央浅海盆地和渤海海峡五部分组成。,黄海（,边缘海,）（大海洋生态系统,）,太平洋西部的一个边缘海，位于中国大陆与朝鲜半岛之间。黄海平均水深44米，海底平缓，为东亚大陆架的一部分。注入黄海的主要河流有鸭绿江、大同江、汉江、淮河等，主要沿海城市有大连、丹东、天津、汉城、青岛、烟台、连云港等。,大海洋生态系统的管理,20世纪80年代，美国海洋生物学家谢尔曼和海洋地理学家首先提出了,大海洋生态系统的概念,。其实质是,将一定的海域作为一个整体系统水平进行研究和管理的单元,。这一概念被具体确定为：,（）面积大于或等于20万km,2,的海域；,（）具有其本身的深度、海洋学和生产力特征；,（）其海洋生物种群具有适宜的繁殖、生长、摄食策略以及营养依赖关系；,（）受控于共同要素的作用，如污染、人类捕捞和海洋环境条件等。,大海洋生态系统是加强对,海洋生物资源保护和实行科学管理的一项新概念,。与此同时，它还涉及濒危物种的保护，避免因筑堤建坝和截流而造成经济动物产卵场的消失和洄游路线的改变。,因此，它得到了渔业学家、海洋地理学家、生态学家的支持，同时不少沿岸国家和国际有关组织也予以相应的重视。目前,全球已确认边界的大海洋生态系统有49个,，其中包括,中国的黄海,。黄海大海洋生态系统已于1994年与韩国共同开展海上调查研究。计划为期10年。预期目的是,增加对黄海生态系统结构和功能的认识，培养研究、保护和管理生态系统的人才，建立相应的监测系统，避免环境和资源的损害，保护生物多样性，奠定生物资源可持续利用的基础,。,东海（,边缘海,）,位于中国大陆与九州岛、琉球群岛和台湾岛之间的西太平洋边缘海。是,中国岛屿最多的海域,。亦称东中国海，是指中国东部长江的长江口外的大片海域，南接台湾海峡，北临黄海（以长江口北侧与韩国济州岛的连线为界），东临太平洋，以琉球群岛为界。濒临中国的沪、浙、闽、台4省市。东海的面积大约是70余万平方公里，平均水深在1000余米，多为水深200米以内的大陆架。最深处接近冲绳岛西侧（中琉界沟），约为2700米。盐度为31-32，东部为34。海水温度平均9.2。冬季南部水温在20以上。整个海区介于北纬23003310，东经11711 13100之间。,南海（,边缘海,）,南海是位于东南亚的陆缘海，被中国大陆、台湾本岛、菲律宾群岛、马来群岛及中印半岛所环绕，为西太平洋的一部分。中国汉代、南北朝时称为涨海、沸海。清代以后逐渐改称南海。南海海域面积有356万平方公里，其中有超过200个无人居住的岛屿和岩礁，这些岛礁被合称为南海诸岛。除了是主要的海上运输航线外，南海据信还蕴藏着丰富的石油和天然气。南海海域牵涉到许多国家的利益，是一个非常敏感的地区。,二、海洋环境分区,海洋环境的划分,水层及其环境特征,海洋环境的划分水层环境：从海水的表层到大洋的最大深度，即覆盖于海底之上的全部海域。,水底及其环境特征,水底环境：包括所有海底以及高潮时海浪所 能冲击到的全部区域。,海洋环境的主要分区,（一）水层部分（pelagic division）,（二）海底部分（benthic division）,洋中脊,图2-1,海岸带,大陆架,大陆坡,大陆隆,深海平原,深海沟,深 层,深渊层,超深渊层,大洋区分层,上层,（epipelagic zone）：0200m亦称有光带。,中层,（mesopelagic zone）：2001000m，有光透入但满足不了浮游植物光合作用需求。,深层,（bathypelagic zone）：10004000m。,深渊层,（abyssopelagic zone）：40006000m,超深渊层,（hadal pelagic zone）：6000m以下。,深层和深渊层统称无光带，或称黑暗带。,水底及其环境特征,潮上带,（supratidal zone）：高潮线以上。,潮间带,（intertidal zone）：有潮汐现象和受潮汐影响的区域。,大陆架,（continental shelf）：潮间带下限至水深200m。,大陆坡,（continental slope）：坡度变化较大。,大陆隆,（continental rise）：大陆坡下方，地形较缓约2000-5000m，主要是由沉积物堆积的海底。,深海平原,（bathyal plain）：平均水深3800m。,洋中脊,（mid-oceanic ridges）：向上延伸至水面下2000m。洋中岛的形式露出水面。,超深渊带,（hadal zone）：深渊带以下，超过10 000。,第一节 海洋环境,一、海洋环境的类型和特性,二、海洋环境分区,三、海洋环境问题与保护,三、海洋环境问题与保护,(一)海洋环境问题,1海洋环境问题的产生与发展,近半个世纪以来，世界上相继发生过多起环境污染造成的公害事件，如1953至1956年日本的水俣病事件（,汞,），1955至1972年的骨痛病事件（,镉,），1988年上海的甲肝事件（,毛蚶,）等。特别是近些年来，由“温室效应”引起全球变暖，将可能在本世纪使海平面升高，使居住在沿海的上亿人口受到威胁。南极上空臭氧空洞逐年加大，北极的臭氧层也在迅速被破坏，这将使对人类健康和生物构成危害的紫外线直射地球表面的强度增加。,2当前面临的主要生态环境问题,(1)海洋环境污染问题,2当前面临的主要生态环境问题,(2)海洋生物多样性下降和资源衰退问题,2当前面临的主要生态环境问题,（3）海洋生境破坏和生态失衡问题严重,（4）有害赤潮,（5）全球环境问题及效应问题,据估算，如果平流层臭氧减少25，浮游植物的初级生产力将下降10，这将导致水面附近的生物(鱼、贝类)减少35。,(二)海洋环境保护,1海洋环境保护的概念,海洋环境保护,就是利用现代环境科学和海洋环境科学的理论与方法，协调人类和海洋生态环境的关系，解决各种海洋环境问题，是保护、改善和创建可持续发展的海洋环境的一切人类活动的总称。,(二)海洋环境保护,2海洋环境保护的发展历程,第一个阶段“三废”（废气、废水、废渣）限制和治理阶段,。主要发生在20世纪50和60年代。一些国家不得不采取限制排污的措施，并对某些工业进行“三废”治理以减少污染。,第二个阶段综合防治阶段。,1972年6月，联合国在瑞典的斯德哥尔摩召开了人类环境会议，并通过了人类环境宣言。宣言指出，环境问题不仅仅是环境污染问题，还应包括生态环境的破坏问题；主张把环境与人口、资源和发展联系在一起，从整体上来解决环境问题；对于环境污染问题，也从单项治理发展到防治。,第三个阶段规划管理阶段。,80年代后,(二)海洋环境保护,3海洋环境保护研究的基本任务,1.,保护和改善环境质量,，防止因污染和其他人为活动引起的海洋环境质量的恶化和退化，保护和改善海洋生态系统的平衡，保护人体生命的安全和健康；,2.,合理开发和利用海洋资源,，保护自然资源，维护生物资源的生产能力，减少或消除养殖业的自身污染，使生产能力得以恢复和扩大再生产。,第二章 海洋环境与生物适应,第一节 海洋环境,第二节 海洋生物的适应策略,第二节 海洋生物的适应策略,一、海洋生物的生态类型,二、海洋生物的适应策略,三、人类活动影响下的生物适应性,一、海洋生物的生态类型,海洋生物根据运动方式、生活习性及其海洋生存环境划分的基本类群：,水层生物,底栖生物,浮游生物,游泳生物,底栖动物（,固着生物、周丛生物、底埋生物、穴居生物、爬行动物和钻蚀动物,）,底栖植物,海洋生物,1,微型底栖生物（,microbenthos,）：,可通过,0.05 mm,的种类，包括细菌、微型藻类（滨海带）、原生动物。,2.,小型底栖生物（,meiobenthos,）：,可被,0.05 0.5 mm,筛网截留的种类，通常由少数较大的原生动物（特别是有孔虫）以及线虫、介形类、涡虫类、腹毛类和猛水蚤类组,成，也包含有大型底栖动物（如多毛类、双壳类）的幼体。,3,大型底栖生物（,macrobenthos,）：,不能通过,0.5 mm,筛网的类别。除在滨海带之外，大型底栖生物都是动物。,（一）海洋底栖生物,根据个体大小划分的底栖类群,（二）海洋浮游生物,浮游生物（plankton）,:在水流运动的作用下，,被动,地飘浮在水层中,的生物群。,共同特点,是缺乏,发达,的运动器官，运动能力薄弱或完全没有运动能力，,只能随水流移动,。,浮游生物,1.按照营养方式：,浮游植物,（硅藻、甲藻、绿藻、蓝藻、光合细菌）和,浮游动物,（原生动物、腔肠动物、甲壳纲节肢动物、毛颚动物、背囊动物及其浮游的幼体等）。,微微型（,picoplankton,）：,2 m,微型（,nanoplankton,）：,220 m,小型（,microplankton,）：,20200 m,中型（,mesoplankton,）：,2002,000 m,大型（,macroplankton,）：,2,000 m20 mm,巨型（,megaplankton,）：,20 mm,可以统一为大型浮游生物。,2.按浮游生物的个体大小可分为,终生浮游生物（,holoplankton,）,阶段性浮游生物（,meroplankton,）,偶然性浮游生物（,tychoplankton,）,3.按浮游生活阶段在生活史中所占时期长短分,1.包括海洋鱼类、哺乳类(鲸、海豚、海豹、海牛)、爬行类(海蛇、海龟)、海鸟以及某些软体动物(乌贼)和一些虾类等。,2.适应机制：流线形体型、气鳔、增加脂类物质。,3.洄游（migration）：产卵洄游、索饵洄游、越冬洄游。,（三）海洋游泳生物,第二节 海洋生物的适应策略,一、海洋生物的生态类型,二、海洋生物的适应策略,三、人类活动影响下的生物适应性,（一）海洋浮游生物的适应性策略,1、减少超额体重的适应,增加体内水的含量,以求身体的相对密度接近于水的密度。水母（96.6%），箭虫和甲壳类。,浮游生物的,骨骼质量与成分的改变,。,浮游生物，有孔虫的,壳上有很多孔和开口,；,浮游生活的软体动物,贝壳退化或变薄而,同类底栖生物具有发达的壳。,浮游生活的甲壳类其甲壳中,含钙量特别少,。,身体,含较水轻的物质,以减少超额质量：马尾藻、管水母,（气囊）,；桡足类的哲水蚤（,油囊,）；产生与贮藏,脂肪,。,产生,黏液膜,以减少超额体重：硅藻。,有孔虫,（一）海洋浮游生物的适应性策略,2、增大体阻的方法：,以小的体积得到较大的相对面积以增加体阻,放射状突出物,。桡足类的长触角、尾叉、刺毛等结构。增大了体表面积。,以各种不同的体型来增加体阻,球形和鼓形,。鼎形虫，绿藻中的团藻。,盘状或碟状,。此体型使身体的相对面积增大，下沉时左右滑翔，延缓下沉。硅藻中的圆筛藻属，水母等。,针状或棍形,。横卧时阻力增加。硅藻中的根管藻属，箭虫,带状,。细胞平阔，很多个连在一起，增加体阻。硅藻中的斑条藻，环节动物。,（一）海洋浮游生物的适应性策略,3、主动的运动,依靠,纤毛或鞭毛,的摆动及,依靠肌肉的收缩和肢体的运动,产生微弱的“主动性运动”使生物体向前移动并可使生物保持悬浮状态。,纤毛或鞭毛,：原生动物、软体动物和蠕虫类,依靠肌肉的收缩,：水母类和被囊类,肢体的运动,：甲壳类中的枝角类、桡足类、磷虾和糠虾等。,（二）海洋游泳生物的适应性策略,2001 000 m的水层称海洋中水层，微弱的亮光使生活在这一水层的鱼的眼睛特别大或向外突起，或者自备发光器，如灯笼鱼、星光鱼等。,1 0004 000 m的水层称海洋深水层，这里一片黑暗，没有风浪冲击，该层生活的鱼类为适应黑暗环境，眼已退化变小，甚至成为盲鱼，大多数鱼类靠发光捕食猎物。食肉鱼类则居主要地位。,在10 000 m深的海底，静水压可达1 000多个大气压，生活在这里的动物身体有着特殊结构，表皮多孔而有渗透性，海水可直接渗入细胞里，以保持身体内外压力平衡。,（二）海洋游泳生物的适应性策略,在长期适应环境的进化过程中，绝大多数游泳生物都形成了统一的趋同体形，,流线型,是它们典型的形状，并且,体外能分泌大量黏液,，在体表形成一个黏液层，使身体润滑，减少与水的摩擦力，有助于游泳前进，又能使皮肤不透水，维持体内渗透压的恒定。,例如鳗鲡由海向河流洄游时，只有黏液层保持完整，才能适应水中盐度的突然变化，大麻哈鱼到淡水产卵时，黏液的分泌显著增加。同时黏液还能保护体表，使之不受细菌等外来物的侵袭。,（三）海洋底栖生物的适应性策略,1浅海底栖生物的适应策略,浅海底带理化环境条件差异大，并有显著的盐度梯度出现以及季节的和昼夜的波动，这一地带动物生活方式多样化，波浪和潮汐的作用非常重要。,狭窄的岩缝和岩石的底部,是很多种类躲避敌害和拍岸浪的地方，例如扁形动物、纽虫、环节动物等都杂居在这些地方，共同避敌。,活动性大的种类则具有吸附用的,吸肢和吸盘,，生活在沿岸的岩石、海藻之上，随着深度的增大和能够供作吸附用的固体物的减少，吸盘也就相应地减少了。,生活在裸露而又受波浪冲洗的那些岸边的软体动物，往往具有,结构比较坚硬的壳,。,（三）海洋底栖生物的适应性策略,2深海底栖生物的适应策略,深海的底栖生物多数是栖息在泥中的一些种类，它们以各种各样的方式,相当多的种类以延长的附肢来适应静止海水和最软的泥中的生活；,海绵和水螅虫则具有突出物、刺或根状结构作为附着和支持之用。,大多数的深海动物都缺少钙质的骨骼或骨骼非常脆薄。例如深海中的海胆与它们浅海底的厚壳亲缘种类来比较，其骨板较脆，而且也不连续。,第二节 海洋生物的适应策略,一、海洋生物的生态类型,二、海洋生物的适应策略,三、人类活动影响下的生物适应性,三、人类活动影响下的生物适应性,海洋污染带来的生物学效应,物种多样性变化,外来物种入侵,赤潮发生过程中赤潮生物的演替现象,（1）赤潮的定义,赤潮(Red tide)：是海洋中某些微小的浮游生物（浮游植物、原生动物或细菌）在一定条件下暴发性增殖和聚集，而引起海水变色的一种有害的生态异常现象。通常水体颜色因赤潮生物的数量、种类而呈红、黄、绿和褐色等。,赤潮的危害,赤潮是一种自然生态现象，相当一部分赤潮是无害的，它们自生自灭，然而，近年来赤潮频繁发生和规模不断扩大，其危害引起人们高度重视。,主要危害有：,A、赤潮生物大量繁殖，覆盖海面或附着在鱼、贝类的鳃上，使它们的呼吸器官难以正常发挥作用而造成呼吸困难甚至死亡；,B、赤潮生物在生长繁殖的代谢过程和死亡细胞被微生物分解的过程中大量消耗海水的溶解氧，使海水严重缺氧，海洋动物因缺氧而窒息死亡；,C、有些赤潮生物体内及其代谢产物含有生物毒素，引起海洋动物中毒或死亡；,D、居民通过摄食中毒的鱼、贝类而产生中毒。目前已知的赤潮毒素有麻痹性贝毒、神经性贝毒和泻痢性贝毒等三大类；,E、引起海洋异变，局部中断海洋食物链，使海域一度成为死海。,赤潮发生的原因,1.大量陆源有机物质进入海洋，生物可利用的氮、磷和碳等营养物质大量增加和聚集，从而造成海域富营养化，这就为赤潮生物大量迅速地繁殖提供了物质条件，这是赤潮形成的主要原因。,海域富营养化,的具体描述应为：无机氮超过0.2mg/L，磷超过0.1mg/L，生化需氧量（BOD）大于10mg，叶绿素a大于1.0g/mL。,2.当海域受到污染以后，铁、锰、铜和镁等重金属和维生素B,12,、甲氮杂苯、间二氮杂苯等有机化合物的含量迅速增加，促使赤潮生物在短时间内大量繁殖，这是赤潮发生的诱因，同时也是引发赤潮的重要环境因素之一。,例如海水中铁和锰的含量比正常情况高出1020倍时，赤潮生物可繁殖10倍。研究还表明在有足够氮盐的海水中，赤潮可以增殖2倍，若同时加入足够的磷盐可以增殖9倍，如再加入维生素B,12,时则可以增殖25倍。,3.赤潮的形成除了海域的富营养化和某些微量金属以及有机化合物以外，还与特定海域的气象和水文条件有关。,据已有研究结果表明，赤潮的发生与海区的,温度、盐度有关,。大多数赤潮发生在水温较高（23-28）、盐度较低(23-28%)的海区。,如在中国,南方海域的赤潮多发生在春季与夏季,相交之际，而在,北方沿海赤潮则多发生在7-10月份,。这与水温升高以及因雨季而引起的海区盐度降低相一致。因此，海区水温在短时间内急剧升高、水体表层温度的成层现象以及盐度迅速下降被认为是赤潮发生的重要环境条件。,作业：,1.海洋生物根据生活方式可以划分的基本类群有哪些？,2.海洋浮游生物为了能维持其浮游生活的适应方法主要是什么？,3.按个体大小划分浮游生物的生态类群包括哪几类？,4.大海洋生态系统的概念。,