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第六章第六章大型水生植物大型水生植物 大型水生植物（大型水生植物（aquatic macrophyteaquatic macrophyte）是除）是除小型藻类以外所有水生植物类群，按其生活型普小型藻类以外所有水生植物类群，按其生活型普通分为：湿生植物、挺水植物、浮叶植物和沉水通分为：湿生植物、挺水植物、浮叶植物和沉水植物。植物。第1页第1页 一、一、水生植物主要生态学特点水生植物主要生态学特点（一）概念（一）概念 1、水生植物：生理上依附于水环境、至少部分生殖周期发生、水生植物：生理上依附于水环境、至少部分生殖周期发生 在水中或水表面在水中或水表面，是生态学范围上类群。，是生态学范围上类群。2、构成：、构成：非维管束植物非维管束植物 低档维管束植物低档维管束植物 高级维管束植物高级维管束植物 3、生活型：生活型：是长期适应相同环境而在外貌上产生适应趋是长期适应相同环境而在外貌上产生适应趋 同类型同类型 包括：包括：湿生植物、挺水植物、浮叶植物、沉水植物湿生植物、挺水植物、浮叶植物、沉水植物 漂浮植物漂浮植物第2页第2页湿生植物鸭趾草湿生植物鸭趾草挺水植物石菖蒲挺水植物石菖蒲漂浮植物浮萍漂浮植物浮萍沉水植物金鱼藻沉水植物金鱼藻第3页第3页（二）水生植物分布（二）水生植物分布 1、植物带分布：自沿岸向深水区作同心圆式分布、植物带分布：自沿岸向深水区作同心圆式分布 依次为：湿生植物依次为：湿生植物 挺水植物挺水植物 浮叶植物浮叶植物 沉水植物沉水植物（三）水生植物在生态系统物质循环和能量流动中地位（三）水生植物在生态系统物质循环和能量流动中地位 1、生产力水平、生产力水平 2、矿质营养代谢、矿质营养代谢（四）水生植物生活周期（四）水生植物生活周期 1、长度：、长度：一年生或多年生一年生或多年生 2、生长曲线：从萌发到生物量高峰阶段，生物量改变呈、生长曲线：从萌发到生物量高峰阶段，生物量改变呈 S型曲线型曲线 3、繁殖：以无性生殖为主，产生休眠体、繁殖：以无性生殖为主，产生休眠体第4页第4页水生植物生长曲线水生植物生长曲线第5页第5页（六）长江中下游地域湖泊和水生植物特点（六）长江中下游地域湖泊和水生植物特点（五）水生植物演替五）水生植物演替 1、原生演替、原生演替 结果：水生植物和水体消失结果：水生植物和水体消失 2、逆向演替：也叫退化，起点能够是演替任意一个阶段、逆向演替：也叫退化，起点能够是演替任意一个阶段，结果：植被结构趋于简化结果：植被结构趋于简化 原因：环境压力增长原因：环境压力增长 藻类藻类 沉水植被沉水植被 浮叶植被浮叶植被 挺水植被挺水植被 沼生植被沼生植被 陆生植被陆生植被第6页第6页二、二、沉水植物对水环境适应沉水植物对水环境适应 （一）沉水植物光合作用对水环境适应（一）沉水植物光合作用对水环境适应（acclimation)1 1、分布最大深度和光合产量：由水下辐射强度决定、分布最大深度和光合产量：由水下辐射强度决定 2 2、光合作用代谢类型：以、光合作用代谢类型：以C C3 3类似型为主类似型为主 3 3、能积极利用环境中、能积极利用环境中HCOHCO3 3-（二）沉水植物矿质营养代谢对水环境适应（二）沉水植物矿质营养代谢对水环境适应 1 1、根和营养体都有吸取矿质营养能力、根和营养体都有吸取矿质营养能力 根吸取：根吸取：N、P、Fe、Mn 和微量元素和微量元素 地上部分吸取：地上部分吸取：Mg、Na、K、SO4和和Cl（三）沉水植物资源分派环境对策（三）沉水植物资源分派环境对策第7页第7页三、三、沉水植物对生态系统过程影响沉水植物对生态系统过程影响（一）对物理环境影响（一）对物理环境影响（二）对生物地球化学过程影响（二）对生物地球化学过程影响 1、提升水体氧化程度、提升水体氧化程度 2、对无机碳和、对无机碳和PH值影响强烈值影响强烈 3、影响磷循环、影响磷循环（三）对水生态系统演替影响（三）对水生态系统演替影响 沉水植物在高营养水平水生态系统中首先发生演替沉水植物在高营养水平水生态系统中首先发生演替（四）对水体生物群落影响（四）对水体生物群落影响第8页第8页四、环境原因对沉水植被影响（一）理化环境影响 光强：决定其生产力以及在底质不同深度定位 温度：决定萌发、生长量和最大生长 矿质元素：限制其生长（二）底质结构影响 影响沉水植物生长、根系发生和对矿质营养获 取能力以及植物密度和生物量（三）渔业影响 渔业强度较高造成植被退化（四）藻类影响第9页第9页五、沉五、沉水植物消长调整水植物消长调整 （一）调整因子和评价（一）调整因子和评价 光照是调整沉水植物主要原因，温度属不易调整光照是调整沉水植物主要原因，温度属不易调整 自然现象，底质结构由地域地理学特性决定自然现象，底质结构由地域地理学特性决定（二）维持沉水植物在富营养化水体中优势（二）维持沉水植物在富营养化水体中优势（三）机械性治理对沉水植物损伤（三）机械性治理对沉水植物损伤 1、牧食：能增进沉水植物在富营养化湖泊中演替和牧食：能增进沉水植物在富营养化湖泊中演替和 衰竭衰竭 2、收获：是惯用控制沉水植物收获：是惯用控制沉水植物“杂草杂草”办法，对冠办法，对冠 层型植物光合作用克制效果明显层型植物光合作用克制效果明显（四）富营养化水体中沉水植物恢复（四）富营养化水体中沉水植物恢复第10页第10页 第七章第七章底栖动物底栖动物 底栖底栖动动物（物（zoobenthoszoobenthos或或benthic animalbenthic animal）是指生活史所有或大部分是指生活史所有或大部分时间时间生活于水体底部水生活于水体底部水生生动动物群，它物群，它们们是水生是水生态态系系统统一个主要构成部分。一个主要构成部分。底栖底栖动动物是物是鱼类鱼类等等经济经济水生生物天然水生生物天然饵饵料，而有料，而有些底栖些底栖动动物（如物（如虾虾、蟹等）本身就含有很高、蟹等）本身就含有很高经济经济价价值值，另外，底栖，另外，底栖动动物常作物常作为环为环境境监测监测生物指生物指标标，因此因此对对底栖底栖动动物研究在物研究在渔业渔业和和环环境科学中均含有境科学中均含有主要意主要意义义。第11页第11页一、一、基本概念基本概念 1 1、底栖动物：、底栖动物：指生活史所有或大部分时间生活于水体底指生活史所有或大部分时间生活于水体底 部水生动物群。部水生动物群。2 2、分类：、分类：依据起源分：原生底栖动物、次生底栖动物依据起源分：原生底栖动物、次生底栖动物 依据在沉积物中所栖息位置分：底内动物、底上动物依据在沉积物中所栖息位置分：底内动物、底上动物 二、二、底栖动物习见类群底栖动物习见类群 （一）（一）原生动物门（原生动物门（protozoa）有孔虫（肉足纲）钟虫（纤毛虫纲）第12页第12页（二）（二）海绵动物门海绵动物门(Spongia)(Spongia)：是最原始多细胞动物是最原始多细胞动物 比如：毛壶、各种海绵比如：毛壶、各种海绵（三）刺胞动物门（三）刺胞动物门（Cnidaria):Cnidaria):即即腔肠动物门腔肠动物门 比如：水螅、珊瑚虫、海葵比如：水螅、珊瑚虫、海葵群体海绵群体海绵 水螅水螅珊瑚虫珊瑚虫 海葵海葵 第13页第13页（四）扁形动物门（四）扁形动物门（Platyhelminthes）背腹扁平、背腹扁平、两侧对称、有中胚层、两侧对称、有中胚层、原肾管排泄系统原肾管排泄系统 比如：真涡虫、微口虫比如：真涡虫、微口虫（五）线虫动物门（五）线虫动物门（Nematoda）身体长圆筒形，又称为圆虫。两侧对称，不分节。身体长圆筒形，又称为圆虫。两侧对称，不分节。比如：矛线虫比如：矛线虫（六）环节动物门（六）环节动物门（Annelida）身体同律分节、运动器官是刚毛或疣足身体同律分节、运动器官是刚毛或疣足 比如：比如：颤蚓科、颤蚓科、沙蚕科、小头虫科沙蚕科、小头虫科第14页第14页（七）软体动物门（七）软体动物门（Mollusca）身体普通分为头、足和内脏团三部分。足是运动身体普通分为头、足和内脏团三部分。足是运动 器官具外套膜和贝壳。下列为海产种类：器官具外套膜和贝壳。下列为海产种类：裸鳃动物（腹足纲）裸鳃动物（腹足纲）海螺海螺（腹足纲）（腹足纲）扇贝扇贝（瓣鳃纲）（瓣鳃纲）鹦鹉螺（头足纲）鹦鹉螺（头足纲）石鳖（多板纲）石鳖（多板纲）第15页第15页（八）节肢动物门（八）节肢动物门（Arthropoda）身体异律分节普通分为头、胸、腹三部分，具身体异律分节普通分为头、胸、腹三部分，具 几丁质外骨骼，有分节附肢几丁质外骨骼，有分节附肢.海产种图例海产种图例海蜘蛛海蜘蛛 海蟹海蟹 寄居蟹寄居蟹第16页第16页三、三、底栖动物生活类型底栖动物生活类型 生活类型：生活类型：各种底栖动物按照各自空间生态位特点各种底栖动物按照各自空间生态位特点形成形成一定分布格局，称为生活类型。一定分布格局，称为生活类型。依据生活类型将底栖动物分为四类：依据生活类型将底栖动物分为四类：1 1、固着动物：比如、固着动物：比如淡水壳菜、海百合、石鳖淡水壳菜、海百合、石鳖 2 2、穴居动物：例、穴居动物：例如线虫、颤蚓科寡毛类，沙蚕、双壳类如线虫、颤蚓科寡毛类，沙蚕、双壳类 软体动物软体动物 3 3、攀爬动物：、攀爬动物：一些螺类、甲壳类蟹和鳌虾、淡水线虫一些螺类、甲壳类蟹和鳌虾、淡水线虫 及仙女虫科。及仙女虫科。4 4、钻蚀动物：、钻蚀动物：多见于海洋生物。如船蛆多见于海洋生物。如船蛆第17页第17页四、四、功效摄食类群功效摄食类群（一）定义：依据摄食对象和办法差别对水生动物进（一）定义：依据摄食对象和办法差别对水生动物进 行一项生态分类。行一项生态分类。（二）分类（二）分类 撕食者撕食者 如蟹类；如蟹类；搜集者搜集者 刮食者刮食者 如鲍鱼、笠贝、螺类和仙女虫类等；如鲍鱼、笠贝、螺类和仙女虫类等；捕食者捕食者 如头足纲鹦鹉螺，环节动物中沙蚕等。如头足纲鹦鹉螺，环节动物中沙蚕等。过滤搜集者，如双壳类扇贝、贻贝过滤搜集者，如双壳类扇贝、贻贝 直接搜集者，如双胃线虫直接搜集者，如双胃线虫第18页第18页五、生活史及化性五、生活史及化性（一）生殖方式（一）生殖方式 1、无性生殖无性生殖 2、有性生殖有性生殖（二）幼体发育（二）幼体发育出芽生殖出芽生殖 体壁突起体壁突起 芽体芽体 新个体新个体芽裂生殖芽裂生殖 组织增生组织增生 芽裂芽裂 新个体新个体断裂生殖断裂生殖 虫体虫体 断裂片断断裂片断 新个体新个体直接发育直接发育间接发育间接发育完全变态：卵幼虫蛹成虫完全变态：卵幼虫蛹成虫不完全变态不完全变态第19页第19页（三）化性（三）化性 1.概念：指某类动物在单位时间（通常为一周年）概念：指某类动物在单位时间（通常为一周年）内出现世代数。内出现世代数。一年一世代种为一化种，一年多世代者通称一年一世代种为一化种，一年多世代者通称 为多化种，多见于昆虫。世代时间达到或超出两为多化种，多见于昆虫。世代时间达到或超出两 年种类则可称为二年生或三年生。年种类则可称为二年生或三年生。2.研究意义：是研究动物生活史主要参数研究意义：是研究动物生活史主要参数，也，也 是测定动物生产量时所必须掌握内容。是测定动物生产量时所必须掌握内容。第20页第20页六、六、周年生产量周年生产量 七、七、底栖动物与环境关系底栖动物与环境关系（一）物理原因（一）物理原因 1.底质底质 分为岩石、砾石、粗砂、细砂、粘土和淤泥。分为岩石、砾石、粗砂、细砂、粘土和淤泥。2.流速流速 对底栖动物现存量和种类构成影响较大。对底栖动物现存量和种类构成影响较大。3.水深水深（二）营养元素（二）营养元素 总氮、总磷和有机物增长底栖动物将以一定总氮、总磷和有机物增长底栖动物将以一定 百分比增长，其中磷对底栖动物是最主要限制原因。百分比增长，其中磷对底栖动物是最主要限制原因。（三）（三）水草水草 动物密度和生物量与水草关系，主要取决于动物密度和生物量与水草关系，主要取决于 各类动物生活习性。各类动物生活习性。第21页第21页八、底栖动物在不同性质水体中种类数量 分布（一）湖泊 盐度较高湖泊底栖动物种类较贫乏 深水湖泊底栖动物种类极少 淡水湖泊底栖动物种类较多（二）河流 底栖动物占优势是一腐败碎屑为营养寡 毛类（三）水库 底栖动物种类普通较少，主要是寡毛类和 昆虫。第22页第22页九、底栖动物生态学功效九、底栖动物生态学功效（一）、在物质循环中作用（一）、在物质循环中作用 底栖动物群是水生态系统主要构成部分，是食底栖动物群是水生态系统主要构成部分，是食 物链主要环节物链主要环节（二）、在生态系统能量流动中作用（二）、在生态系统能量流动中作用 沉积物动物群是海洋生态系统中次级生产者，沉积物动物群是海洋生态系统中次级生产者，构成了海洋生态系统中底栖亚系统，实行着能构成了海洋生态系统中底栖亚系统，实行着能 流调整。流调整。（三）、对沉积物移动和稳定性影响（三）、对沉积物移动和稳定性影响 在下列几方面改变沉积物质量：生物扰动；有机在下列几方面改变沉积物质量：生物扰动；有机 物耗竭；结合剂产生，如贝壳和粘液；生物沉物耗竭；结合剂产生，如贝壳和粘液；生物沉 降；厌氧性沉积物氧化作用。降；厌氧性沉积物氧化作用。第23页第23页十、十、底栖动物在渔业和环境生物监测上价值底栖动物在渔业和环境生物监测上价值 （一）渔业经济价值及渔产潜力估算（一）渔业经济价值及渔产潜力估算 F=BF=B（P/B-1P/B-1）*C C F F：鱼产量：鱼产量 P P：底栖动物生产量；：底栖动物生产量；B B：底栖动物现存量：底栖动物现存量 C C：天然条件下，底栖动物对鱼转化效率：天然条件下，底栖动物对鱼转化效率（二）在环境生物监测上利用（二）在环境生物监测上利用第24页第24页第八章第八章周丛生物周丛生物 周丛生物（周丛生物（Aufwuchs和和Periphyton）是指生）是指生活在基质上有机体。周丛生物群落在水生态系统活在基质上有机体。周丛生物群落在水生态系统中含有特殊主要作用，从水体生产力角度来看，中含有特殊主要作用，从水体生产力角度来看，它们是经济动物如鱼、虾、螺、蚌等饵料；在整它们是经济动物如鱼、虾、螺、蚌等饵料；在整个水体初级生产量中，周丛藻类产量有时可占相个水体初级生产量中，周丛藻类产量有时可占相称大百分比，甚至可超出浮游植物初级产量；另称大百分比，甚至可超出浮游植物初级产量；另外，周丛生物与环境保护工作、工业和国防建设外，周丛生物与环境保护工作、工业和国防建设都有着密切关系。都有着密切关系。第25页第25页一、周丛生物定义和划分 生长在浸没于水中各种基质表面上有机体集合群。真周丛生物：以根足、柄等固着于基质上伪周丛生物：真周丛生物上游动、爬行或次生性着生有机体依据基质不同附植附动附木附石第26页第26页二、周丛藻类生态二、周丛藻类生态（一）周丛藻类在物质循环中作用（一）周丛藻类在物质循环中作用高等水生植物高等水生植物附植藻类附植藻类附植细菌附植细菌O2，CO2，Si，P有机物有机物释放有机物释放有机物CO2，B12等生长因子等生长因子释放有机物释放有机物CO2，B12等生长因子等生长因子高等水生植物、附植藻类和附植细高等水生植物、附植藻类和附植细菌之间新陈代谢关系菌之间新陈代谢关系第27页第27页（二）周丛藻类初级生产（二）周丛藻类初级生产 影响周丛藻类初级生产因子主要有地点、季节、影响周丛藻类初级生产因子主要有地点、季节、深度、基质和纬度等深度、基质和纬度等保安湖各湖区水生维管束植物、周丛藻类、浮游藻类年净生产量比较保安湖各湖区水生维管束植物、周丛藻类、浮游藻类年净生产量比较第28页第28页三、三、周丛原生动物生态周丛原生动物生态 v周丛原生动物单位面积上数量变动较有规律，低周丛原生动物单位面积上数量变动较有规律，低 温时出现高峰。温时出现高峰。v周丛原生动物与水体中原生动物种类构成大不周丛原生动物与水体中原生动物种类构成大不 相同，武汉东湖研究表明相同，武汉东湖研究表明175种周丛原生动物种周丛原生动物 只有只有27种出现在水体中；种出现在水体中；第29页第29页四、四、其它周丛无脊椎动物生态其它周丛无脊椎动物生态 包括轮虫、枝角类和桡足类等包括轮虫、枝角类和桡足类等v与高等水生植物缔合在一起，不会常离开水生与高等水生植物缔合在一起，不会常离开水生 植物；植物；v固着在水生植物、沉积物或其它基质上。固着在水生植物、沉积物或其它基质上。v在水生植物之间游动；在水生植物之间游动；依据习性分为三类依据习性分为三类第30页第30页第九章第九章鱼类鱼类 和其它类群相比，鱼类在水生态系统中位置独和其它类群相比，鱼类在水生态系统中位置独特。普通情况下，鱼类是水生态系统中顶极群落，特。普通情况下，鱼类是水生态系统中顶极群落，是大多数情况下渔获对象。鱼类类群各种多样，互是大多数情况下渔获对象。鱼类类群各种多样，互相之间关系复杂。在环境因子影响下，鱼类会产生相之间关系复杂。在环境因子影响下，鱼类会产生各种适应性改变。同时，作为顶极群落鱼类对其它各种适应性改变。同时，作为顶极群落鱼类对其它类群存在和丰度有着主要作用。类群存在和丰度有着主要作用。第31页第31页一、一、鱼类主要类群鱼类主要类群（一）世界鱼类现实状况（一）世界鱼类现实状况 鱼类是脊椎动物中最富有多样性类群，已经描述鱼类是脊椎动物中最富有多样性类群，已经描述 鱼类有效物种有鱼类有效物种有24618种，占整个地球上脊椎动物物种种，占整个地球上脊椎动物物种 数二分之一以上数二分之一以上,其中其中40%鱼类物种生活于淡水。鱼类物种生活于淡水。（二）我国淡水鱼类现实状况（二）我国淡水鱼类现实状况 我国有淡水鱼类近我国有淡水鱼类近1000种，分布十分广泛，且含有很种，分布十分广泛，且含有很 多特有鱼类。多特有鱼类。第32页第32页二、二、鱼类摄食鱼类摄食（一）鱼类食性（一）鱼类食性 1、营养类型：草食性、动物食性、杂食性、碎屑食性营养类型：草食性、动物食性、杂食性、碎屑食性 2、影响因子：个体发育、食物构成改变、季节性改变影响因子：个体发育、食物构成改变、季节性改变（二）鱼类摄食节律（二）鱼类摄食节律 昼夜节律昼夜节律 季节节律：温度改变造成摄食活动改变季节节律：温度改变造成摄食活动改变 饱食节律：吃饱后摄食有间歇时期饱食节律：吃饱后摄食有间歇时期第33页第33页（三）鱼类摄食强度（三）鱼类摄食强度1、食物充塞度、食物充塞度 充塞系数：充塞系数：K=（Wf/Wb）x100或或1000 K为充塞指数，为充塞指数，Wf为食物团重量，为食物团重量，Wb为鱼体重为鱼体重2、日粮：每日进食食物量、日粮：每日进食食物量3、摄食量与体重关系、摄食量与体重关系 C=aWb C为摄食量，为摄食量，a、b常数常数，Wb为鱼体重为鱼体重第34页第34页（四）影响鱼类摄食因子（四）影响鱼类摄食因子 1、食物丰度、食物丰度 食物密度增长，摄食频率加快食物密度增长，摄食频率加快 2、个体间竞争、个体间竞争 集群时，摄食快集群时，摄食快 3、捕食者影响、捕食者影响 捕食者存在，摄食减少捕食者存在，摄食减少 4、饥饿影响、饥饿影响 饥饿后摄食量增长饥饿后摄食量增长 5、温度影响、温度影响 存在一最适温度存在一最适温度 6、生理情况影响、生理情况影响第35页第35页三、三、鱼类能量学鱼类能量学（一）能量在体内分派普通模式（一）能量在体内分派普通模式原则代谢原则代谢 Rs 食物能食物能C排粪能排粪能F 吸取能吸取能A 排尿能排尿能U 同化能同化能A 特殊动力作用特殊动力作用Rd活动耗活动耗能能Ra生长生长P鱼类能量分派模式图鱼类能量分派模式图第36页第36页（二）能量分派各组份（二）能量分派各组份 1、排粪、排粪 吸取率吸取率AE=100（C-F）/C 2、排泄、排泄 同化率同化率AE=100（C-F-U）/C 3、代谢能、代谢能 原则代谢原则代谢 Rs=aWb 特殊动力作用特殊动力作用Rd 活动耗能活动耗能 LgRa=a+bV 总代谢能总代谢能R=Rd+Rs+Ra（三）能量分派研究实际结果（三）能量分派研究实际结果（四）影响能量分派因子（四）影响能量分派因子 主要是温度主要是温度 第37页第37页四、四、鱼类年龄与生长鱼类年龄与生长（一）鱼类年龄（一）鱼类年龄 1、测定办法：体长频率法、骨质结构法、测定办法：体长频率法、骨质结构法 2、表示办法、表示办法 年轮数年轮数 比如：0+为1龄鱼，鳞片上没有年轮。1+为2龄鱼，鳞片上有1个年轮。（二）鱼类生长（二）鱼类生长（三）影响鱼类生长因子（三）影响鱼类生长因子 外部因子外部因子 包括食物、温度、溶氧、盐度、包括食物、温度、溶氧、盐度、pH、集群作用、集群作用 内部因子内部因子 包括遗传原因、个体大小、内源性调整包括遗传原因、个体大小、内源性调整第38页第38页 五、五、鱼类繁殖鱼类繁殖（一）鱼类繁殖方式（一）鱼类繁殖方式 1.繁殖类型繁殖类型 依据幼体产出形式分为：卵生、卵胎生、胎生依据幼体产出形式分为：卵生、卵胎生、胎生 2.性腺发育性腺发育 3.繁殖力：普通指产卵前雌鱼卵巢所怀成熟卵粒数繁殖力：普通指产卵前雌鱼卵巢所怀成熟卵粒数 4.繁殖策略繁殖策略 包括最早性成熟年龄和大小、繁殖季节、次数、产卵场包括最早性成熟年龄和大小、繁殖季节、次数、产卵场 及繁殖行为及繁殖行为第39页第39页六、六、鱼类洄游鱼类洄游（一）洄游概念（一）洄游概念 1、定义：、定义：洄游是一个有一定方向、一定距离和一定期间洄游是一个有一定方向、一定距离和一定期间 变换栖息场合运动。这种运动通常是集群、变换栖息场合运动。这种运动通常是集群、有规律、有周期性，并含有遗传特性。有规律、有周期性，并含有遗传特性。索饵洄游、越冬洄游、产卵洄游索饵洄游、越冬洄游、产卵洄游 海洋性洄游、溯河洄游、降河洄游、江河洄游海洋性洄游、溯河洄游、降河洄游、江河洄游（二）洄游起因（二）洄游起因（三）洄游定向机制（三）洄游定向机制 依托嗅觉定位、太阳、地磁场和水流水温定位依托嗅觉定位、太阳、地磁场和水流水温定位2、分类：、分类：第40页第40页 七、七、鱼类在水生态系统中特殊功效作用鱼类在水生态系统中特殊功效作用（一）下行效应：逆着生态金字塔方向，高营养级类群（一）下行效应：逆着生态金字塔方向，高营养级类群 通过对低营养级类群控制而对整个生通过对低营养级类群控制而对整个生 态系统结构与功效产生影响。态系统结构与功效产生影响。鱼类通过摄食、排泄以及、分解以及伴随排泄与分鱼类通过摄食、排泄以及、分解以及伴随排泄与分 解洄游等过程对水体理化特性及水生态系统结解洄游等过程对水体理化特性及水生态系统结 构与功效产生影响。构与功效产生影响。第41页第41页第十章水污染生物学问题 人类能利用淡水不到地球总储水量1%,但随着工农业生产发展和人们生活水平提高，人类对淡水消耗量却日益增长，同时，也增长了水域污染程度。水生生物学在水源保护中具有特殊作用，一般水生生物终身生活在水中，与水环境之间关系十分密切。水体受到污染时，生活在水中水生生物首先受害，重则全体覆灭，轻则使敏感种类消失，耐污种类增长，物种多样性下降，群落结构和功能发生变化。另一方面，水生生物，特别是微生物，具有分解转化污染物能力，在它们作用下，水质可逐步得到改善，这也是水质生物监测、评价和生物处理基本依据。第42页第42页（一）水资源现实状况（一）水资源现实状况（二）污染与胁迫（二）污染与胁迫 2、水污染定义：指任何带进水体物质能使水生生物多样性、水污染定义：指任何带进水体物质能使水生生物多样性 指数下降，以致破坏接受系统中生命平衡状态。指数下降，以致破坏接受系统中生命平衡状态。1、胁迫胁迫天然胁迫天然胁迫人为胁迫人为胁迫正常环境因子改变正常环境因子改变人为原因引起胁迫，如有毒化学物、营人为原因引起胁迫，如有毒化学物、营养物富集养物富集一、一、水水污污染及其染及其对对水生生物影响水生生物影响第43页第43页惰性悬浮物惰性悬浮物无机还原化合物无机还原化合物无机还原化合物无机还原化合物有机废水有机废水有毒物质酸、碱、重金属、有毒物质酸、碱、重金属、酚、放射物质酚、放射物质热废水热废水炼油废水炼油废水（三）、（三）、废水主要类型废水主要类型第44页第44页（四）污染物对水生生物影响（四）污染物对水生生物影响v生物种类减少生物种类减少v影响光合、呼吸、生殖以及致畸、致突变等影响光合、呼吸、生殖以及致畸、致突变等v有毒物质生物放大有毒物质生物放大（五）生物净化（五）生物净化污染物质污染物质生物体生物体无害物质无害物质吸附吸附氧化氧化还原还原分解分解吸取吸取第45页第45页二、二、化学化学污污染物在水体中生物降解染物在水体中生物降解 和生物和生物积积累累 （一）生物降解（一）生物降解 生物对有机物质破坏和矿化过程生物对有机物质破坏和矿化过程微生物降解：起主要作用，几乎所有有机物都能微生物降解：起主要作用，几乎所有有机物都能 被微生物降解；被微生物降解；水生生物降解：藻类、水生植物对有机物、重金水生生物降解：藻类、水生植物对有机物、重金 属等也有较强吸取利用能力。属等也有较强吸取利用能力。第46页第46页水生植物水生植物水生植物水生植物能净化有毒有害物质茨藻、黑藻茨藻、黑藻茨藻、黑藻茨藻、黑藻有机物、砷有机物、砷有机物、砷有机物、砷浮萍、菱角浮萍、菱角浮萍、菱角浮萍、菱角有机物、镉有机物、镉有机物、镉有机物、镉香蒲香蒲香蒲香蒲有机物、氮、磷有机物、氮、磷有机物、氮、磷有机物、氮、磷凤眼莲凤眼莲凤眼莲凤眼莲氮、磷、锌、氧化物、酚、铬氮、磷、锌、氧化物、酚、铬氮、磷、锌、氧化物、酚、铬氮、磷、锌、氧化物、酚、铬水葱水葱水葱水葱氮、磷、酚、有机物氮、磷、酚、有机物氮、磷、酚、有机物氮、磷、酚、有机物芦苇芦苇芦苇芦苇有机物、氮、磷、砷有机物、氮、磷、砷有机物、氮、磷、砷有机物、氮、磷、砷菖蒲菖蒲菖蒲菖蒲细菌和大肠杆菌细菌和大肠杆菌细菌和大肠杆菌细菌和大肠杆菌部分水生植物能净化有毒有害物质部分水生植物能净化有毒有害物质第47页第47页（二）生物积累（二）生物积累 污染物在生物体中浓度比水环境中高污染物在生物体中浓度比水环境中高生物浓缩生物浓缩生物体生物体污染物污染物吸取吸取吸取吸取生物放大生物放大营养级营养级I营养级营养级II营养级营养级III污染物污染物第48页第48页三、三、水水污污染生物染生物处处理理 （一）生物处理基本原理（一）生物处理基本原理 基于水体自净作用，用人工条件加以强化。基于水体自净作用，用人工条件加以强化。（二）废水生物处理办法（二）废水生物处理办法v 好氧处理好氧处理活性淤泥法：工业废水中投加粪便水，在曝气池中活性淤泥法：工业废水中投加粪便水，在曝气池中 培养。培养。生物滤池和生物转盘法：池子装有填料，废水从覆生物滤池和生物转盘法：池子装有填料，废水从覆 盖有生物粘膜填料中渗入而过。盖有生物粘膜填料中渗入而过。第49页第49页v 厌氧处理厌氧处理 在厌氧消化池中，厌氧菌发酵，可产生沼气。在厌氧消化池中，厌氧菌发酵，可产生沼气。v 氧化塘处理氧化塘处理 废水经适当处理后排入天然池塘，所需氧气来自表废水经适当处理后排入天然池塘，所需氧气来自表 面自然曝气和藻类光合作用产氧。面自然曝气和藻类光合作用产氧。v 酶法处理酶法处理 采用固定化酶技术；属三级处理。采用固定化酶技术；属三级处理。第50页第50页四、四、生物学监测生物学监测 （一）用生态学办法进行生物学监测（一）用生态学办法进行生物学监测 批示种阶段：难以分清受天然条件排斥还是受污染物批示种阶段：难以分清受天然条件排斥还是受污染物 压迫排斥。压迫排斥。群落结构阶段群落结构阶段 多样性指数多样性指数困难在于准确判别种类困难在于准确判别种类 异养性指数异养性指数对生物群落进行生化分析得出对生物群落进行生化分析得出 群落结构改变不是总能和生态系统中其它改变联系。群落结构改变不是总能和生态系统中其它改变联系。群落功效阶段群落功效阶段 对环境反应比较一致，可得出统计学上比较可对环境反应比较一致，可得出统计学上比较可 靠数据。靠数据。第51页第51页（二）用毒理学方法进行生物学监测 急性毒性试验：24、48、96小时内不同浓度毒物相对 致死性。LC50:一定时间内对种群中50%个体产生致死效应浓度。慢性毒性试验：测试毒物长久低浓度引发长久效应。生物积累试验：对慢性毒性试验补充。q 生物传感器生物传感器组织组织细胞细胞细胞器细胞器核酸核酸蛋白蛋白信号转换信号转换信号感受器信号感受器 信号转换器信号转换器终端终端电或光信号电或光信号生物传感器生物传感器污染物污染物第52页第52页（三）公害评价（三）公害评价 扫描试验扫描试验 Tiers 预报试验预报试验 验证试验验证试验v 生物效应浓度大大高于环境浓度，通过部分生物效应浓度大大高于环境浓度，通过部分Tiers试验就试验就 可正确裁决；可正确裁决；v 生物效应浓度稍高于环境浓度，需通过整个生物效应浓度稍高于环境浓度，需通过整个Tiers试验；试验；v 环境浓度高于生物效应浓度，该化学品应严禁进入环境。环境浓度高于生物效应浓度，该化学品应严禁进入环境。第53页第53页五、五、水体富营养化问题水体富营养化问题 （一）富营养化主要原因（一）富营养化主要原因 主线原因是营养物质增长，主要为主线原因是营养物质增长，主要为P、N、C、微量、微量 元素和维生素。元素和维生素。营养物起源营养物起源 地表径流（土壤和农业）地表径流（土壤和农业）畜牧业和渔业畜牧业和渔业城乡人口（生活污水）城乡人口（生活污水）工矿公司（工业废水）工矿公司（工业废水）大气降水大气降水地下水地下水第54页第54页（二）富营养化监测和评价（二）富营养化监测和评价 美国环境保护局原则美国环境保护局原则贫营养贫营养中营养中营养富营养富营养总磷总磷(mg/m(mg/m3 3)102020叶绿素叶绿素a a (mg/m(mg/m3 3)41010透明度透明度 (m)(m)3.73.72.0-3.72.0-3.72.0808010-8010-80101，世代生物量增长；，世代生物量增长；Kt1，世代生物量下降；，世代生物量下降；Kt=1，世代生物量达最高点。，世代生物量达最高点。第66页第66页 v Hardy-Weinberg定律定律v 复合等位基因频率复合等位基因频率v 迁移对基因频率影响迁移对基因频率影响v 选择对基因频率影响选择对基因频率影响v 遗传漂变对基因频率影响遗传漂变对基因频率影响四、四、种群遗传种群遗传第67页第67页五、五、合理渔业管理合理渔业管理 （一）天然渔业管理（一）天然渔业管理（二）引种移植对野生种群影响（二）引种移植对野生种群影响 引入种群也许对原有乡土种群遗传结构带来引入种群也许对原有乡土种群遗传结构带来 不利影响。不利影响。（三）繁殖场管理（三）繁殖场管理 近交和繁殖基础群近交和繁殖基础群 良种繁殖良种繁殖 增殖放流繁殖场增殖放流繁殖场 养殖群体也许给乡土种群造成影响养殖群体也许给乡土种群造成影响第68页第68页第十二章第十二章 水生生物资源与保护水生生物资源与保护 水生生物水生生物资资源包括两部分，一部分是源包括两部分，一部分是渔业产渔业产品，品，某种程度上它属于一个量某种程度上它属于一个量资资源，另一部分是水体生源，另一部分是水体生物物种物物种资资源，即生物多源，即生物多样样性性资资源。因此，水生生物源。因此，水生生物资资源含源含义义是水体中是水体中鱼鱼、虾虾、贝贝、藻等各、藻等各类类群生物物群生物物种，和它种，和它们们生物量（生物量（渔业产渔业产品）品）资资源。人源。人类对渔业类对渔业资资源主要源主要侧侧重于管理，而重于管理，而对对生物多生物多样样性性资资源源则则主要主要侧侧重于保重于保护护。第69页第69页一、一、概概论论 （一）资源（一）资源1、定义：是一定期间、一定空间条件下能产生经济价值以提升人、定义：是一定期间、一定空间条件下能产生经济价值以提升人 类当前及未来福利自然环境原因和条件。类当前及未来福利自然环境原因和条件。2、分类：、分类：（二）水生生物资源含义（二）水生生物资源含义 水产品水产品 或称渔业产品或称渔业产品 水体生物物种资源水体生物物种资源 即生物多样性资源即生物多样性资源 非枯竭自然资源非枯竭自然资源 如太阳能、风能、潮汐能等如太阳能、风能、潮汐能等可枯竭自然资源可枯竭自然资源 可更新自然资源可更新自然资源 如土地、生物资源如土地、生物资源 非更新自然资源非更新自然资源 如化石燃料、生物物种如化石燃料、生物物种 第70页第70页二、二、渔业资渔业资源管理源管理 （一）基本概念（一）基本概念 1 1、定义、定义 2 2、特点、特点:a.a.新旧更替和本身调整能力新旧更替和本身调整能力 b.b.游动性游动性 c.c.波动性波动性 d.d.生产潜力较低生产潜力较低 e.e.产量有限性产量有限性（二）渔业资源管理模型（二）渔业资源管理模型 1 1、普通产量模型、普通产量模型 B=Db/dt=rB(BB=Db/dt=rB(B-B)/B-B)/B B B为种群生物量增长，为种群生物量增长，r r为内凛增长率，要保持种群为内凛增长率，要保持种群 稳定是产量稳定是产量 Y=BY=B 2 2、动态库模型、动态库模型 第71页第71页（三）渔业资源管理目的（三）渔业资源管理目的 1、MSY理论：最大经济利润理论理论：最大经济利润理论 2、OSY最佳连续产量理论最佳连续产量理论（四）渔业资源现实状况评估（四）渔业资源现实状况评估 1、渔业发展阶段、渔业发展阶段 开发不足、增长阶段、过渡开发、管理阶段开发不足、增长阶段、过渡开发、管理阶段 2、渔业利用现实状况评估、渔业利用现实状况评估 对捕捞强度进行调整，观测产量改变，能够推对捕捞强度进行调整，观测产量改变，能够推 测资源开发觉实状况测资源开发觉实状况减轻捕捞率减轻捕捞率产量上升产量上升 过去过度捕捞过去过度捕捞产量下降产量下降 过去开发不足过去开发不足第72页第72页三、三、淡水生淡水生态态系系统统生物多生物多样样性性问题问题 （一）生物多样性概念（一）生物多样性概念 1.定义定义 指各种生命形式资源，是生物及其与环境形成生指各种生命形式资源，是生物及其与环境形成生 态复合体以及与此相关各种生态过程总和态复合体以及与此相关各种生态过程总和。2.生物多样性层次生物多样性层次 遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性（二）我国淡水生态系统中生物多样性问题（二）我国淡水生态系统中生物多样性问题 1.现实状况现实状况 2.破坏程度破坏程度第73页第73页四、四、水生生物水生生物资资源与保源与保护护 （一）保护生物学基本原理（一）保护生物学基本原理 1 1、基础理论是岛屿生物地理学基础理论是岛屿生物地理学 2 2、物种数与栖息地面积关系物种数与栖息地面积关系 S=CAS=CAZ Z S S 为物种数，为物种数，A A 为岛屿面积为岛屿面积,C,C、Z Z为常数为常数 3 3、物种平衡影响因子物种平衡影响因子 面积效应面积效应 面积大，物种数多面积大，物种数多 距离效应距离效应 岛屿陆地距离越远，物种数越少岛屿陆地距离越远，物种数越少 4 4、设计自然保护区几点原则设计自然保护区几点原则第74页第74页（二）水生生物资源保护（二）水生生物资源保护 1.天然渔业对象数量保护天然渔业对象数量保护 2.养殖种类种质资源保护养殖种类种质资源保护 3.谨慎引种驯化谨慎引种驯化 4.保护保护栖息地，建立保护区栖息地，建立保护区第75页第75页（三）生物入侵（三）生物入侵 1 1、生物入侵：是指某种生物从外地自然传入或人为引种后生物入侵：是指某种生物从外地自然传入或人为引种后 成为野生状态，并对当地生态系统造成一定危害现象。成为野生状态，并对当地生态系统造成一定危害现象。2 2、外来物种：、外来物种：在某个生态系统中本来没有这个物种，通过在某个生态系统中本来没有这个物种，通过 人为故意或者无意从其它生态系统中引入到这个生态人为故意或者无意从其它生态系统中引入到这个生态 系统中。系统中。3、水生生物入侵种实例：、水生