养殖水域生态学笔记.doc

养殖水域生态学（Aquatic Ecology for Aquaculture）绪论一、 生态学的内容、任务（一） 生态学（ecology）定义 生态学是研究有机体（生物）和其环境之间的互相关系的科学。它属于生物学。生物学的研究向着微观和宏观两个方向发展：1、个体系统器官组织细胞细胞器亚细胞器分子； 2、个体种群群落生态系生物圈太阳系（宇观世界）。（二） 生态学分类个体生态学（autecology）：重要研究生物的个体发育和系统发育与环境的互相关系。种群生态学（population ecology）：重要研究同种个体组成的种群与环境的互相关系。群落生态学（community ecology）：重要研究由多种种群组成的群落的结构与功能、形成和发展等方面与环境间的互相关系。生态系统生态学（ecosystem ecology）：重要研究由群落与其周边理化环境构成的生态系统的结构与功能、系统的平衡与调控机制等。 生态学也可按研究的生物类别分为植物生态学、动物生态学、藻类生态学、鱼类生态学；按栖息地的特点分为陆地生态学、海洋生态学、淡水生态学；此外可分为数学生态学、化学生态学、经济生态学、进化生态学、资源生态学、农业生态学、渔业生态学、污染生态学、放射生态学等等。（三） 水域生态学基本概念1、 水域生态学定义水域生态学作为生态学的重要分支学科之一，重要是研究内陆水中生物与其环境之间互相关系的科学。研究对象涉及个体、种群、群落和系统。2、 养殖水域生态学任务通过对内陆水体生态系统的结构和功能的研究，阐明其能量流动和物质循环的特点及生态系统演替和平衡规律，为合理开发和运用内陆水生生物资源、挖掘生物生产潜力以及加强水质管理防止水质污染等方面提供科学依据。二、 水域生态学的产生、发展和现状20世纪以来，水生生物学从形态分类逐步向生态方向发展。20世纪50年代更注重生态系统的研究，1964年成立“淡水群落生物生产力组”重要研究淡水生态系统中生产力的现状、潜力和展望以及人类对环境变化适应等。1980年出版了淡水生态系统的功能一书，告一段落。1985年召开“水产养殖中的腐质系统”国际会议，1987年召开“大湖的功能和结构特点”国际学术会议，这些都推动了水域生态学的发展。当前发展趋势：1、 从静态的结构研究到动态的功能研究；2、 从描述现状的定性到预报未来的定量研究；3、 野外调查和室内实验相结合；4、 宏观研究和微观研究相结合；5、 生物学与地理、化学、物理和数学互相渗透；6、 运用自动化测试、计算机和遥感技术等现代化实验手段；7、 开展国际协作。三、 我国在养殖水域生态学方面的研究和成就1、 以渔业运用为目的进行了湖泊、水库的渔业基础和渔业资源调查，如我省1985年完毕了长江和淮河两大水系的调查；2、 对重要淡水鱼类和其它生物的个体和种群生态作了大量调研和实验研究；3、 对一些重点湖泊水库进行了较全面系统的湖沼学和生态学调查及渔业增产实验；4、 开展了全国或地区性湖泊水库的营养分类、富营养化状况及其防治；5、 开展养鱼池塘生态学和高产机理的研究，如高产池塘水质状况、浮游生物和初级生产力的特点等；6、 开展了内陆咸水湖调查及运用的研究，如卤虫资源；7、 其它方面：如鱼类、虾蟹类生物能量学的研究，大型水利工程的生态和环境的影响，水体污染的生物监测等。四、 生物与环境的一般规律（一） 环境因子涉及：1、 非生物因子：即水中的一些理化因子，如光、温度、水流、溶解盐类、溶解气体、pH、水中悬浮物、溶解有机质等等。2、 生物因子：同种或异种的其它生物（动植物及微生物）。3、 人为因子：人类活动的影响。（二） 生物对环境的适应 生态幅（ecological valance）：生物（有机物）可以生存的环境变化幅度称为该物种的生态幅。具有广生态幅的种类称为广生种，反之称为狭生种。 物种生活的环境变化越剧烈，其生态幅就越大，如广温性和广盐性一些种类。 生物对环境的适应可分为生理适应、生化适应、形态适应、行为适应和其它一些适应。通常各种适应是互相联系和互相促进的。 假如环境发生变化，生物尽也许迁移到适宜的环境中去，或是改变代谢强度甚至代谢性质，以适应新的环境，否则就不能生存，即“适者生存”。 物种的生态幅是一个范围，其中有一个最适度（最适条件），生物在保证自身代谢特点下消耗最少能量时的生活条件，称为最适度（最适条件）。最适度是指保证所有生理机能的最适条件，而非保证某一功能的最适条件。 物种的生态幅和最适度不是恒定的，而是随年龄和其它条件的变化而改变。（三） 环境对生物的影响 环境变化可影响生物。变化幅度过大生物不能适应。某一环境因素有其变化速度，假如变化不快，生物较易适应，如斑点叉尾鮰慢慢降温在3时还可摄食，反之急速变化则难以适应。急速变化形成某种压力，温度急变引起的叫“温压”，盐度叫“盐压”（环境胁迫）。 环境因素的变化有周期性和非周期性的，周期性变化导致物种形成特有的生物学周期、种群数量变动形式和其它特性；非周期性变化影响物种的分布和数量。 环境因素中生物因素与某一生物密度的关系密切，而非生物因素的影响通常与密度无关或关系较小，但有时也有显着的关系。五、 谢尔福得（Shelford，1913）定律及其补充定律（一）谢尔福得（Shelford）定律（耐受性定律）：任何一个环境因子在数量或质量上的局限性和过多，即当其接近或到达某种生物的耐受限度时，都会使这种种群衰退或不能生存。这一定律不仅注意到因子量的过少，也注意到因子量过多的限制作用。（二）补充定律：1、最小因子定律只能在能量注入和流出处在平衡的稳定状态下才合用。2、必须考虑到因子间的互相作用和替代作用。3、当某一环境因子不是处在最适度时，生物对其它因子的耐性限度也许减少，生物自身在繁殖期以及卵、胚胎和幼体阶段对环境因子的耐性限度也明显减少。4、种群和群落在一定限度内能适应环境条件的变化并且改变着环境条件，减弱某些因子的限制作用，因此许多广生性生物常形成地区性的生态型（ecotype）。不同生态类群对环境因子的耐性限度和最适度都也许有较大差异。如黄河鲤和淮河鲤。六、 水圈及分区（一） 水圈 地球上有生命存在的部分称为生物圈（biosphere）。生物圈是地球表面所有生物以及与其互相作用的非生物环境的总和。生物圈涉及气圈、岩圈和水圈，淡水水体根据水的运动和容积大小可分为下列几类： 1、流水主体 泉：由地下流出的，容积很小的水体。 溪涧：由若干泉水汇合或由静水水体流出的水量小、流程较短的水体。 河流：水量较大，流程较长的流水水体。2、 静水水体 湖：面积较大、水较深，中央部分通常没有大型植物丛生。 池：面积较小、水较浅，大型植物可蔓延整个水区。 沼泽：水浅而面积宽敞，挺水植物常耸伸整个水面。3、 半流水体水库：人工水体，与湖泊相似，相对静止或半流水水体，水很深（几米至上百米），水草少底栖动物少，水质比湖泊瘦、鱼产量低。又分： 山谷型水库：山谷间、落差大，水深10m以上，如花凉亭水库。 平原型水库：丘陵地带、落差小，水较浅、似湖泊，如董铺水库。（二） 水体结构分区 水体划分为水底区和水层区（重要针对大型深水湖泊）1、 水底区从水边开始，沿着水底到达湖泊的最低部位。 沿岸带：最重要。从岸边开始沿着水底到达沉水植物分布的下限。这一带的深度按水的SD不同而不同，一般68m（浅湖34m）。其特点：水位变化大，溶氧丰富，水温变化大，光照条件好，营养物质丰富，是鱼类产卵和栖息场合。 亚沿岸带：沿岸带和深底带的过渡带，一般没有大型植物生长，有些湖泊这一带为贝壳所堆积。 深底带：亚沿岸带以下的所有湖盆，沉积物（如淤泥）多，无植物，动物的种类也很少。2、 水层区湖盆以上有水的区域。 沿岸区：沿岸带以上的浅水部分。 湖心区：除沿岸区以外的开阔部分。第一章 非生物环境因子与水生生物关系第一节 光与水生生物关系一、 水体中的光（一） 光谱组成 波长：可见光760400纳米（红外线、红橙黄绿蓝青紫、紫外线）（二） 光的意义1、 给地球表面带来了光亮和热量，是一切生命能量的来源。2、 影响植物的光合作用和色素的形成，也影响水生植物的数量与分布。3、 对动物的数量、分布、行为产生很大影响。（三） 水体中光的来源 重要是太阳光、另有星光、月光、发光生物。（四） 光在水体中的辐射能 有变化，决定于光到达水面的强度大小。受纬度、大气状况、季节等影响。（五） 水色和SD1、 水色：指进入水体的光线被吸取以后，剩下的再散射的光，即体现水色。一般红外线、紫外线和波长长的红、橙光线易被吸取，而青色蓝色易散射，从而表现出天然洁净的水是蓝色，如蓝色的大海。2、 SD：光线到达水体的深度或水的透光限度，SD大小受水中悬浮物（浮游生物、泥砂等）、水色影响。SD（m） 悬浮物（mg/l） SD（m） 水色1 2.3 29.2 蓝色4 0.9 1.51.8 绿色15 0.45 此外，SD与季节有关，夏季SD小、冬季大。SD测定用Secchi disic（塞奇板）。二、 光与水生植物的关系（一） 光合作用 光合作用强度取决于光照的强度和光的性质（波长），光被运用的是植物自身颜色的补色光。如红光是绿藻的补色光，因此它生活在水的上层（上层重要吸取红光）。 光合作用强度单位用CO2mg/dm2.h。即每平方分米每小时吸取CO2毫克数。 在一定范围内，光照强度增长光合作用速度加快，但超过一定限度则不再增长，甚至反而减弱直至停止。（二） 水生植物对光的适应性 红、橙、黄光经常在水表层被吸取了，但底层植物能进行光合作用，其适应方式：1、产生辅助色素：如胡萝卜素、类胡萝卜素、藻红素等能吸取短波光如蓝光、紫光等。2、增长叶绿素含量：如礁膜藻在底层叶绿素是表层的2倍。3、色素在体内分布位置不同：如硅藻在表层其色素在细胞的中间，而到了底层则在细胞的周边，从而来增长与光线的接触面。（三） 补偿点、补偿深度 光合作用产生的氧气等于呼吸作用消耗的氧气，这时的光照强度（照度）叫补偿点。补偿点所在的深度叫补偿深度。光照强度一般用Lx（勒克斯）表达，Lx1蜡烛1米时光强。如菹草20，补偿点为128Lx。 在补偿点（深度）的植物只能生存不能生长繁殖，从而限制了植物向深层分布；随着T的减少，补偿点减小（如水绵20，补偿点为174Lx；5，补偿点为27Lx），补偿深度增长。一般补偿深度=SD2倍（1.52.5倍）（经验公式）。（四） 光与水生植物垂直分布 喜光的分布在表层，表层的植物分布较多。一般蓝藻常集中分布在最上层，而绿藻大部分分布在水的上层，硅藻较蓝绿藻为深。垂直分布于SD有关：SD大分布深，如在海洋可分布100m深，SD小，分布浅，如池塘及小型湖泊，分布12m。（五） 浮游植物的昼夜变化 许多鱼类易消化的浮游植物上午上升，下午至水表层，然后开始下降，夜里至水深层，如团藻、空球藻、实球藻、膝口藻等。所以池塘水色常出现“朝红夕绿”，下午水的SD比上午小。三、 光与水生动物的关系（一） 光与水生动物体色 体色与光照有关，因不同光照对色素细胞有影响，一般在清水中体色浅（色素细胞收缩），浊水中体色深（如鱼类）。（二） 光影响水生动物生长、发育与繁殖 如低额溞、大型溞在人工培养下，需要光照才干生长发育。有时不需要光照，如大麻哈鱼产卵埋入泥底，不见光才干发育；而狗鱼只能在光亮的白天产卵，光照刺激其产卵。河蚌需要光照才干吐出勾介幼虫；椎实螺必需天天光照达13.5h以上才干繁殖；四大家鱼繁殖季节在春夏季也与光照时间较长有关。（三） 光与动物行为1、 趋光性：向着光源方向运动，如枝角类的大眼水溞、蚤状溞及桡足类表现为趋旋光性。2、 背光性：向着光源相反方向运动，如桡足类幼体、长刺溞等。3、 影响趋光性和背光性的因素与光照强度有关：在0.11000Lx内尼罗罗非鱼的趋光性随照度的增长而增强，并在101000Lx间达成最大值。光谱性质：光谱的不同部分对动物行为的影响也也许不同。雌雄性别：一般雌多表现趋光、雄性背光。年龄：多数幼体趋光，成体背光。与生理状况有关：如摇蚊幼虫出现血红色（血红素），证明代谢作用强、背光；未出现血红色趋光。大型溞心跳300次/分背光、200次/分趋光。T；低T趋光、高T背光。pH、D.o、盐类、碱度、硬度等水化因子有关。（四） 浮游动物昼夜垂直移动现象 与浮游植物同样，浮游动物亦有昼夜变化：白天当光线较强时，大多数浮游动物则躲进较深的水层，而夜晚则上升到水的表层，随着光线的昼夜交替，浮游动物每昼夜往返运动一次，这种现象即浮游动物昼夜垂直移动。一般SD大，移动范围大，如英勇剑水蚤时间 1014时 1617时 1819时 22时 次日5时分布深度 40m 20m 开始向上移动 510m 向下移动 此外，除与SD有关外，移动速度和幅度依不同种类而不同。产生的因素：动物自身的趋光性、背光性；向地性和背地性；食物因素：如鱼食浮游动物，浮游动物下沉鱼亦下沉；规避敌害：白天下沉到深层，规避敌害和紫外线；生物节律。第二节 温度与水生生物关系一、 水体中热量来源与温度（一） 来源：1、 太阳：特别是波长长的光，能量大。2、 地球内热3、 生物发酵 其中以太阳能为主。（二） 热量与T 一般吸热升T，放热降T，也有热量增长而T不升，但状态发生变化。二、 水生生物的极限温度与最适温度（一） 最高T 生命T的上限称为最高T，超过上限，出现热昏迷或死亡（蛋白质凝固）。（二） 最低T 生命T的下限称为最低T，超过下限，组织脱水（冰点）、死亡。（三） 最适T 能正常进行代谢、生长、繁殖，一切生命活动都很旺盛。三、 水生生物对极限温度的适应（一） 驯化适应（生理上的） 如组织脱水，体液增长浓度，减少冰点，防止组织结冰，保证动物不死亡。如食蚊虫下限T10，但慢慢降驯化可适应3。（二） 外界条件的影响 如光照、pH、D.o、营养等，如金藻门中有一棕鞭藻，其上限T为35，但只要改变培养液成分浓度，如加点维生素B12、某些AA、Fe2+、Zn2+、Mn2+等，从而可使它的上限T明显提高。（三） 产生保护性的构造 产生孢子、冬芽、鳞芽（菹草）、休眠囊、蛹、甲壳等。（四） 冬眠、夏眠 T低，代谢机能减低，停止进食，进入休眠，称冬眠；高T、干燥或缺氧，出现休眠，称为夏眠。（五） 温度性迁移（栖） 一些运动性水生生物，在T过高或过低时，尽也许的离开不良环境，这种迁移称为温度性迁移（栖）。四、 按温度把湖泊分类型瑞士的佛列耳等按T情况把湖泊分为三类，每一类又分为三型。（一） 热带湖 表面水T全年在4以上。第一型：底层水温常年保持在4上下，冬季也许有一次垂直混合，但通常是没有的。第二型：底层水温常年保持在4上下，冬季有一次垂直混合。第三型：底层水温与表层水温相近，常年进行着水层的垂直混合。（二） 温带湖 表面水T在4上下变化着。第一型：底层水温常年保持4，春季和秋季也许各有一次垂直混合，但通常是没有的。第二型：底层水温在4附近变化，春季和秋季各有一次垂直混合。第三型：底层水温与表层水温相近，除结冰期外经常进行垂直混合。（三） 极地湖 表面水T全年不超过4。第一型：底层水温常年保持4，夏季也许有一次垂直混合，但通常是没有的。第二型：底层水温在4附近变化，夏季有一次垂直混合。第三型：底层水温与表层水温相近，除结冰期外经常进行垂直混合。 上述湖泊分型与深度有关，第一型和第二型是水较深的湖，第三型是浅湖。我国大多数大型湖泊，如五大淡水湖均属温带湖第三型。较深的湖，如镜泊湖、青海湖及北方一些深水水库属于温带湖第二型。五、 广温性和狭温性生物（一） 广温性生物 能忍受T变化的范围大（2030），如大型溞可生活在130水体中，豆螺235。（二） 狭温性生物 T变化范围不超过10，如穴居真剑水溞在610之间。1、冷水狭温种：生活在15以下，如柱型薄皮溞在北极。2、温水狭温种：T在1525之间。3、暖水狭温种：25以上，如镰角秀体溞生活在广东以南。六、 温度对水生生物的代谢、生长、繁殖、发育、死亡的影响（一） 温度与代谢1、 在适温范围内，T增长，代谢强度增长范霍夫（VantHoff）定律：温度每升高10，（动物）代谢速率增长23倍。R1 、R2分别表达时间T1和T2前后的耗氧率。Q10=23倍代谢速率用耗氧率来表达：单位mgO2/g.h 或gO2/kg.h。2、 超过适温范围代谢速率减少（二） 温度与繁殖1、 随T的增长，性成熟提早如蚤状溞： T 7 10 20 性成熟时间 14.8天 7.8天 5.4天2、 T与生殖季节如鱼类产卵必须在一定温度以上开始产卵。在北方夏季产卵的鱼类，在南方春天即可产卵。3、 T与产卵量（繁殖量）在一定的T范围内（适温范围内），T升高，产卵量下降。4、 T与繁殖率在一定的T范围内（适温范围内），T升高，繁殖率增长。 如大型溞： T 16 20 25 10天产卵次数 2.7次 4.5 7.7（三） 温度与发育 生物学零度生物（有机体）必须在达成一定的界线以上的温度才开始发育，这个界线温度就称为生物学零度。如大麻哈鱼5.6，鲟鱼7.2，萼花臂尾轮虫78。在生物学零度以上，随着T增长发育加快，但超过适温范围发育减慢，甚至死亡。（四） 变温对生长发育的影响 在适当的变温范围内，对水生生物的生长、发育有促进作用。因素：适当的变温可使水生生物提高对能量的运用率。（五）温度对生长影响 在适温范围内，T上升生长加快，T下降生长减慢。（六）温度与个体大小 温度低、个体大，温度高、个体小。如东北虎比华南虎大。 如蚤状溞：体长 7 2.9mm 25 2.4mm 哲水蚤： 北极 5.5mm 温带 2.8mm(七)温度与寿命 在一定T范围内，T增大，寿命缩短。 总之，动物个体在适温范围内，温度升高，代谢加快、生长、发育增快，同时性成熟提早，生殖量减少，繁殖率增长，个体变小，寿命缩短。七、 温度与季节变异（态）（一） 概念 同一种生物在一年不同季节（或者是通过了若干世代后），在形态上发生周期性的变化，这种变化就叫季节变异（态）或周期变态（异）。如枝角类出现头盔、长刺、长角等，僧帽溞的头盔、象鼻溞第一触角加长；角甲藻2个角甲（冬季）3个角甲（夏季）等。（二） 季节变异的特点1、 这种变异不是一代而是由几代来完毕的，中间通过了许多中间类型。2、 冬型夏型，这个过程时间短（23周），容易变，如长出头盔；而夏型冬型，这个过程长，可达几个月。3、 北方近极和极地水体，水温变化小，不易出现季节变异。（三） 季节变异的因素1、 温度是重要因素：水温不同水的比重、粘度不同。如僧帽溞：10 头部钝圆；12 15%突出形成头盔；13 33%；14 87%；16 所有突出。2、 食物丰欠限度：如僧帽溞，食物充足时，头部突出较高（类似骆驼）。3、 水的涡流：生长在涡流水体中的僧帽溞往往头盔特别发达。（四） 生物学意义1、 增大体阻，增长浮力（因夏天水密度小、浮力小）。2、 作为稳定器，即类似舵的作用，有助于水生生物保持在一定的水层里。3、 防御敌害：避免其它动物吞食。第三节 溶解盐类及有机物和水生生物关系一、 溶解盐类与水生生物关系（一） 按盐度划分水体1、 淡水水体0.010.5，一般的淡水湖、库、池塘、河流均属于此类型，含各种离子（如Ca2+、Mg2+、K+、Na+、Cl-、HCO3-、CO32-等）较少，生物种类较多，一般为高渗性和狭盐性种类。2、 半咸水水体（盐水水体） 0.516，内陆咸水湖，如青海湖12.2，边沿海，河、海口区，含盐量变化大，生物种类复杂，有淡水中的耐高盐种类，也有海水中耐低盐的种类，一般为恒渗性和广盐性种类。3、 海水水体 1647，一般为3338，均值为35，环境稳定，生物种类多，一般为低渗压性的和变渗（压）性动物。4、 超盐水水体 47300，大多为沙漠干旱地区的内陆无排水的咸水湖泊，如加拿大的Maniton湖盐度为120。生物组成少，有一些特殊的种类，如水蝇、叶足类等。（二） 淡水水体的盐类组成组成成分（%） 淡水 海水氯化物 5.2 88.64硫酸盐 9.9 10.80碳酸盐 60.1 0.34N、P、Si、有机物 24.8 0.22（三） 水生生物的耐盐性 狭盐性生物：只能生活在含盐量比较稳定的水体中的种类，如一些纯淡水或纯海水种类。 广盐性生物：可以生活在含盐量变化比较大的水体中，即可以从淡水到海洋，也可以从海水到淡水，因它们具有较完善的渗透调节机制，如一些半咸水水体的，多数为广盐性种类。（四） 影响水生生物的耐盐性变化因素1、 与生活环境有关：同一种类若生活在盐度变化大的环境下，则耐盐性变化大；盐类组成不同，耐盐性亦不同。2、 耐盐度随年龄而增大：一般成体耐高盐，幼体耐低盐（河蟹、鳗鲡等洄游性除外）。3、 驯化可以提高耐盐性：如逐渐升高盐度。4、 温度升高，耐盐度下降，即耐低盐：如异色沙蚕 0 2 5 1 20 0.59（五） 营养盐类与水生生物 营养盐类分为常量元素，如：N、P、K、Si、Ca、Mg等；微量元素，如Cu、Zn、Co、Fe、B等。1、 N 来源及存在形式：动植物（有机物）分解、固氮蓝藻固氮。氮以NH4+、NO2-、NO3-三种形式存在（总氮）。一般水体：NH4+0.1mg/l（污水中可达10 mg/l）， NO2-0.1mg/l， NO3-0.5mg/l。 作用：组成蛋白质的重要成分，N局限性克制植物的生长。N对叶绿素形成有关，N局限性限定叶绿素的形成。 浮游植物运用N时受pH条件限制，三态N（总N）藻类都能运用，一般情况藻类一方面运用氨态N（ NH4+），也同时运用NO3-，而对NO2-运用最差。 浮游植物的繁殖也影响N的含量，特别是固N蓝藻大量繁殖后，表层水中N的含量低、变化大，低层则多、变化小（藻类尸体沉积下去）。2、 P 来源：有机物分解，外来水体带入。 存在形式：溶解无机磷（PO43-、HPO42-、H2PO4-）、溶解有机P、悬浮颗粒P，这些合称总P。水中N、P比：淡水NP=10151，海水NP=71。 P的作用：P的含量很少，但很重要，缺P则限制藻类生长。（A） 构成机体重要成分，是蛋白质的重要成分；对动物来说，对脑和神经系统很重要。（B） P可以促进固N细菌结合N，同时促进N的硝化作用，即P可以促N。（C） 各种藻类对P的需要量不同，一般情况是蓝藻、绿藻需P量较高，硅藻次之，金藻最低。（D） 不同浮游植物对P的规定受到N肥种类限制。（E） 限定因子（限制因素）；一般水体特别是较肥的池塘中容易缺P，P的缺少就限制了对N的吸取作用。“磷化肥养鱼”。“要想鱼儿长得快，请用磷酸二氢钙”。3、 K水体对K规定不高，即一般水体不缺K。 K重要是使植物形成分生组织和幼嫩组织，K与糖类形成和运送有关。对动物可以增强神经和肌肉活动性能，但过多中毒，使心脏活动受克制死亡，若K在200300mg/l则钩虾即死亡。4、 NaNa在动物体内比K多，在植物体内比K少。Na也是维持神经和肌肉正常兴奋的，同时调节渗透压和酸碱平衡（人类Na+多易患高血压，高血压排Na+能力差，故少食盐）。某些蓝藻对Na规定高，在40mg/l时，蓝藻大量繁殖形成“水华”5、 Ca植物细胞壁、动物外壳形成需要Ca，硅藻、蓝藻对Ca规定高，绿藻规定低。Ca含量低时，绿藻多。大多数贝类需要较高的Ca，50%软体动物规定Ca含量大于20mg/l。6、 Mg形成叶绿素的重要成分，需要量低；对动物血液循环和神经功能起克制作用，多了中毒。7、 Si硅藻细胞壁重要成分；动物骨骼、外壳。当Si1mg/l 硅藻数量下降，当Si40mg/l时，硅藻照样生长，对绿藻有克制作用。8、Fe叶绿素重要成分，缺Fe植物叶子发黄；Fe是动物血液血红素的重要成分。9、Mn、Zn、Co、Cu、B 都是微量元素，对生物生长有刺激作用，但不能多，多了中毒。许多重金属在水中含量过高导致水污染。（六） 根据水中的营养来划分水体生产性能1、 贫营养型湖大而深的湖，溶解盐类少，N、P少，生产性能低。磷酸盐315mg/l、氨盐215mg/l、硝酸盐550mg/l（日本：N0.15mg/l, P0.02mg/l）。浮游生物种类多、数量少，重要是硅藻、金藻多，沿岸带水生高等植物较少，底栖动物较多。水中溶氧丰富（底层亦丰富），水色蓝绿色（接近天然纯净水），SD5m，pH6.57.5。2、 富营养型湖小而浅的湖，溶解盐类多，N、P含量高，生产性能高。磷酸盐315mg/l、氨盐215mg/l、硝酸盐550mg/l（日本：N0.15mg/l, P0.02mg/l）。蓝藻、鞭毛藻、轮虫、底栖动物、水生高等植物等都较丰富，优势种明显，即种类少、数量多。表层氧气往往过饱和，但底层缺氧（表层浮游植物、水生植物多，底层动植物尸体多、腐殖质较多）。湖水的颜色黄绿色，SD5m（浮游植物多），pH6.59，中性或偏微碱性。3、 腐殖质营养湖N含量高，P很少，N0.15mg/l, P0.005mg/l（基本测不出），水中鼓藻较多，浮游动物、底栖动物都很少，水中溶氧少，水色为褐色，SD5m，水偏酸pH56.5。二、 水生生物的渗透作用和渗透调节（一） 水盐代谢 当生物体液与外界环境盐度不同时，可引起生物的脱水或充水，既而引起体内的离子浓度变化，从而破坏正常的生理功能。有机体（生物）为了执行正常的代谢，就必须防止脱水和充水来保持化学成分的稳定性，这就需要通过渗透调节和体液中盐分扩散作用调节来维持平衡，这就称为水盐代谢。它涉及有被动互换（扩散）和积极互换（富集）。（二） 渗透作用以细胞膜作为渗透膜来进行渗透的（单细胞生物），而多细胞生物除此之外还在细胞和胞外液（涉及血管系统、体腔和间隙内液）之间进行渗透。渗透作用靠渗透压的大小，渗透压的高低常用冰点的减少数来表达（），此外有时还用渗摩（Osmol/L）、大气压（Pa）等来表达：1 Osmol/L 1.86 10.538Osmol/L 1Osmol/L=22.4 Pa如人的体液冰点减少数为0.56，其渗透压即为0.56。（三） 按生物与环境渗透压的关系划分动物1、 变渗动物：体液的盐度随环境变化而变化，无完善的渗透调节机制，不需要调节渗透压。绝大多数海洋无脊椎动物属于此类（棘皮、环节、腔肠动物和某些软骨鱼类）。2、 恒渗动物：自身体液保持一稳定的盐度，有稳定的渗透压，不随环境变化而改变体液盐度，因它有完善的渗透调节机制（分高渗和低渗）。（四） 渗透调节机制1、 选择有利的环境当盐度发生变化时，许多生物通过移动，使自己处在渗透压稳定的环境中。如海洋表层的放射虫（原生生物），当下大雨后，就到深层里去。2、 长出不透水的体壁（渗透隔离）如鳞片、一些几丁质外皮、甲壳等。如蟹，当环境盐度变化时，紧闭其外壳。双壳类软体动物紧闭双壳以保证渗透隔离。3、 加强排泄系统功能如草履虫的伸缩泡活动，盐度小（淡水）伸缩泡大；椎实螺肾的变化，淡水中大、咸水中小；淡水龙虾触角腺比海产的大、且肾管长，加强排水。4、 喝水、排盐、吸盐、排尿、食物补充等淡水鱼类属高渗压性，排出大量稀尿，通过鳃吸盐（蛙体壁吸盐，虾、蟹触角腺吸盐、肾管可以从尿中吸盐）；食物补充。海水鱼进入淡水同淡水鱼。海水硬骨鱼类低渗性，大量喝水、鳃泌盐细胞排盐。淡水鱼进入海水同海水鱼。三、 盐度与水生生物（一） 盐度与个体大小 高盐度、个体大；低盐度个体小。 如紫贻贝 盐度1.5 长111mm， 52 21mm。（二） 盐度与生殖 盐度减少，生殖率下降，卵数减少，但卵大。 如小长臂虾 淡：2025个卵 1.36.4mm 海；100450个 0.70.8mm 淡水鱼卵大卵数少，而海水鱼相反。（三） 盐度与种类变化 盐度、种类，但盐度太高（如超盐水体），也使种类数量。四、 离子的颉颃作用和协同作用（一） 颉颃作用 在咸水湖中添加K+使其浓度100mg/l时，一种钩虾的呼吸强度开始减少，K+增长至200300mg/l时，则麻痹而逐渐死亡。但是增长Ca2+可减轻K+的毒性，假如Ca2+达成620mg/l时，即使K+320mg/l也对钩虾没有毒性。可见Ca2+能减轻或中和K+的毒性，这种现象称为离子的颉颃作用。Mg2+、Zn2+均有毒性，但两者混合后可成为无毒溶液。各种盐类混合后解除了毒性的溶液叫“平衡液”，海水就是一种平衡液，而内陆咸水则不是。（二） 协同作用 两种溶液（离子）混合后产生的毒性等于或大于同浓度两种溶液（离子）毒性之和，叫协同作用。Cu2+和Zn2+协同作用明显。如用0.025mg/lCu2+1.0mg/lZn2+混合的硫酸盐（SO42-）溶液比单独0. 2mg/lCu2+和8mg/lZn2+能更快的使碧美鱼致死。阴离子中CO32-和OH-有协同作用，如碱度对白鲢幼鱼的毒性随pH的升高而加强。五、 水中溶解有机物与水生生物关系（一） 来源 水生动植物尸体分解内生有机物； 陆生动植物尸体被雨水带入外生有机物。（二） 形式与含量 有机物有三种形式：固态、胶状、溶解状。 含量：海水 1mg/l。 淡水：瘦水5mg/l，肥水10mg/l。（三） 有机物对水生生物的作用1、 作为鱼和一些无脊椎动物的食物来源（可直接作为饵料）；2、 作为营养物质（营养盐类）的来源；3、 有辅助藻类生长的作用：如人工培养藻类，若按N、P、K等营养元素配比无机盐，而没有有机物，藻类一般生长不好。4、 过量的有机物克制浮游植物生长，腐败水质；5、 作为养鱼鱼池的肥水指标：最佳COD（有机耗氧量）为 3040mgO2/l，COD达50100mgO2/l，则易浮头泛塘，水质腐败，及时换水。第四节 溶解气体与水生生物关系一、D.O与水生生物的关系（一）水中D.O的来源1、光合作用产生的O22、大气中O2溶于水（二）D.O消耗1、呼吸作用： 动植物、微生物等呼吸作用。 “水呼吸”水中细菌、浮游植物、浮游动物等小型生物呼吸耗O2。在养殖水体如池塘中“水呼吸”占耗O2的比例较大。如哈尔滨鱼池：“水呼吸”占45%，鱼呼吸34%，底质耗O2占21%。而无锡：“水呼吸”占71%，鱼呼吸20%，底质耗O2占9%。2、溢出（挥发）3、有机物分解（三）影响因素1、水T 2、盐度 3、藻类及其它生物多少 4、有机物含量（四）嫌气性和好气性生物1、嫌气性生物 在缺O2或无O2的情况下能正常生活的生物，重要是细菌和一些寄生虫。 兼性嫌气性生物：在生命活动中不需要O2，但有一些O2也能生活，如纤维性细菌。 专性嫌气性生物：只能生活在无O2环境下，有O2反而不好，如淤泥中某些细菌和某些原生动物。2、好气性生物 生命活动一定要有O2的存在，又叫需O2性生物，根据范围分：广氧性生物能忍受环境氧气条件变化幅度较大的生物，如英勇剑水蚤。狭氧性生物则相反，又可分高狭氧性生物和低狭氧性生物。（五）水生生物的呼吸类型1、皮肤呼吸 扩散性呼吸，依靠体表与水接触而互换气体，重要是一些低等无脊椎动物。2、鳃呼吸 身体外部某一部分突出形成鳃，有片状、羽状、细线状等，鱼类和一些水蚯蚓急软体动物等，如头鳃蚓、尾鳃蚓、管盘虫等。3、气管呼吸和肺呼吸 一些水生昆虫用气管呼吸，水生哺乳类用肺呼吸。（六）呼吸强度和呼吸系数1、呼吸强度 有机体单位体重在单位时间内消耗氧气的量，称为呼吸强度，又称为耗氧率，它表达生物的代谢强度（代谢活动强、呼吸强度大）。单位：mg O2/g.h或g O2/kg.h。2、影响呼吸强度因素内因：A、个体大小：一般情况下，个体大呼吸强度小（即耗氧率小，但耗氧量也许大），如剑水蚤2050mg O2/g.h，而河蚌2.47mg O2/g.h。再如四膜虫只有草履虫的几十分之一，但呼吸强度较草履虫大20倍以上。B、年龄：年龄大的呼吸强度小，如家鱼鱼苗：耗氧率（呼吸强度）3.09mg O2/g.h，鱼种：0.330.64mg O2/g.h，2+鱼0.21mg O2/g.h。C、活动性大小：活动性大的动物呼吸强度大，即生活在流水中的呼吸强度大。D、营养状况：饱食时饥饿时。E、性别：。外因：A、