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文本内容:
绪论
1、生态学可定义为“研究生物生存条件、生物及其群体与生物环境相互作用的过程及其规律的科学;其目的是指导人与生物圈(即自然、资源与环境)的协调发展”
2、生态学的三方面是有优先研究的领域全球变化、生物多样化、可持续的生态系统
3、现代海洋学的研究进展
(1)18世纪末至19世纪初
(2)20世纪初至50年代
(3)20世纪60年代以来第一章
1、生态系统是指在一定的空间内生物的成分和非生物的成分通过物质循环和能量流动互相作用、互相依存构成的一个具有自动调节机制的生态学功能单位
23、食物链(foodchain)是指生物之间通过食与被食形成一环套一环的链状营养关系第二章
1、按浮游生物的个体大小可分为⑴微微型(picoplankton)<2µm⑵微型(nanoplankton)2~20µm⑶小型(microplankton)20~200µm⑷中型(mesoplankton)200~2000µm⑸大型(macroplankton)2000µm~20mm⑹巨型(megaplankton)>20mm第三章
1、环境泛指生物周围存在的一切事物;或某一特定生物体或生物群体以外的空间及直接、间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和生态因子环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素如温度、湿度、食物和其他相关生物等
2、生态因子作用特征
①综合性
②非等价性
③阶段性
④不可替代性和可补偿性
⑤直接性和间接性
3、任何接近或超过某种生物的耐受极限而阻碍其生存、生长、繁殖或扩散的因素,就叫做限制因子(limitingfactors)
4、利比希最小因子定律(LiebigsLawofMinimum)“植物的生长取决于处在最小量状况的必需物质”两个辅助原理
(1)利比希定律只在严格的稳定条件下,即能量和物质的流入和流出处于平衡的情况下才适用
(2)应用利比希定律时还应注意到因子的互相影响问题
5、生态学上通常使用一些名次来表示耐受性的相对程度分布广而能栖居于多种环境条件、具有宽广生态幅的生物称为广适性生物;与此相反的是,属于狭生态幅的生物,通常对范围狭窄的环境条件具有极强的适应能力,但却丧失了在其他条件下的生存能力
6、根据在垂直方向上的光照条件分为几个层次透光层,也称真光层(euphoticzone或photiczone)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弱光层(disphoticzone)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无光层(aphoticzone)在弱光层的下方直到大洋海底的水层,除了生物发光外,没有从上方透入的有生物学意义的光线
7、生物只能在一个相对狭窄的温度范围内生活,不同生物所能忍受的温度范围不同,而海洋生物对温度的耐受幅度比陆地或淡水生物小得多大多数海洋生物的生命适合温度是接近最大耐受温度界限(温度上限)的,而安全因素在温度下限这一侧的耐受能力比在上限一侧大也就是说,低温对生命发的破坏作用在某些方面不如高温
8、溶解氧(O2)来源空气溶解与植物光合作用消耗海洋生物呼吸、有机物质分解、还原性无机物氧化垂直变化表层海水由于光合作用旺盛及混合作用明显,通常处于饱和状态;透光层下方缺乏光合作用的氧气补充,溶解氧含量逐渐下降,在某一深度出现最小含氧层;之后,氧含量并不随深度的增加而连续下降,而是又开始上升(下层潜流着从极区表层下沉而来的低温富氧的水团,加上大洋深层生物量较少,呼吸和分解作用耗氧较少)第四章
1、种群指特定时间内栖息于特定空间的同种生物的集合群
2、自然种群三个基本特征空间特征、数量特征、遗传特征第五章
1.种间食物关系:捕食广义的捕食同类相食
2.动物食性的基本类型:1.按照食物的性质植食性动物、肉食性动物、食碎屑动物、腐食性动物2.按取食方式滤食性动物、捕食性(或掠食性)动物、啮食性(或啃食性)动物、食沉积物动物
2.1捕食者和被捕食者的关系
(1)、捕食者对被食者的种群数量能起重大的影响
(2)被食者影响捕食者的种群数量(3)、辩证关系
①捕食者调节被食者种群的动态,防止被食者种群的剧烈波动
②当捕食者是捕食被食者中那些体弱或有病的个体时,不仅对被食者的繁殖和增长并无损害,反而可提高被食者的种群素质
③广食性种类有利于被食者的共存(4)、进化与共存捕食者和被捕食者的协同进化,互为选择性因素,协同进化的结果是捕食者对被捕食者的有害因素“负作用”越来越小,两者共存于一个环境之中有时两者甚至形成难以分离的相对稳定系统,或者说互为生存条件
2.2高斯假说(Gause’shypothesis)或竞争排斥原理(Principleofcompetitiveexclusion),即亲缘关系接近的、具有同样习性或生活方式的物种不可能长期在同一地区生活,即完全的竞争者不能共存,因为它们的生态位没有差别
3.1生物群落是在一定时间内生活在一定地理区域或自然生境里的各种生物种群所组成的一个集合体
3.2生物群落特征
(1)群落在外界条件保持相对稳定的情况下,以相对稳定的组成出现
(2)群落种类组成也只有相对稳定性
4.1群落交错区不同生物群落之间往往有过渡地带称为群落交错区
4.2边缘效应:交错区可具有较多的生物种类和种群密度,称为边缘效应
4.3交错区特点
(1)新形成的交错区稳定性较差,而形成已久的交错区稳定性较高
(2)环境改变速率快,对生态变化的敏感性高,在抵抗外界干扰、维持系统稳定以及资源竞争等方面都具有脆弱性5.1优势种群落中数量和生物量所占比例最多的一个或几个物种,也是反映群落特征的种类如果把优势种去除,群落将失去原来的特征,同时将导致群落性质和环境的改变
5.2关键种关键种是对群落的组成结构和物种多样性具有决定性作用的物种,而这种作用对于其丰度而言是非常不成比例如果关键种消失了,则可导致其他一些物种的丧失或被另一些物种所取代,整个群落结构就改变了
5.3冗余种在一特定功能群中,起次要或冗余作用的种类当从群落中被去除时,由于它的功能作用可被其他物种所代替而不会对群落的结构、功能产生太大的影响
6.1生态位:是指一种生物在群落中(或生态系统中)的功能或作用,生态位不仅说明生物居住的场所(占据的空间),而且也要说明它吃什么、被什么动物所吃、它们的活动时间、与其它生物的关系以及它对群落发生影响的一切方面就是说生态位是某一物种的个体与环境(包括非生物的和生物的环境)之间特定关系的总和
6.2生态位与种间竞争的关系1基础生态位与实际生态位生物群落中某一物种所栖息的理论上潜在最大空间,即没有种间竞争的生态位,称为基础生态位实际占有的生态空间,就称为实际生态位
(2)种间竞争与生态位分化同一生境中不同种生物共同利用某一种环境资源时,就因生态位重叠而产生种间竞争,竞争的激烈程度与生态位重叠的程度及参与竞争的种类数有关
(3)三种基本情况
(1)生态位完全重叠,结果可能是竞争力强的将竞争力弱的种类排除;
(2)两个种的生态位只有部分重叠,各自还占有一部分无竞争的生态位空间,在这种状况下两个种可能共存,但竞争优势种终将占有那部分重叠的生态位空间;
(3)两个种的生态位基本不重叠,这种情况很可能是已经回避竞争的结果7共生现象的类别共栖互利寄生偏害原始合作互抗中性现象寄生(parasitism)特殊捕食关系寄生生活的营养条件较自由生活的祖先优越,寄生一般不引起寄主死亡蒹性寄生(小杆线虫有时侵入人体,主要生活于土壤);专性寄生;终寄主寄生者进行有性繁殖;中间寄主无性繁殖;类寄生(parasitoidism)引起寄主死亡,如寄生蜂;重寄生寄生昆虫又被其他寄生昆虫所寄生海洋动物之间的寄生现象蔓足类寄生在蟹的腹部深海常见同种鱼的雄体寄生于雌体
8.群落的生态演替
1.生态演替指在一定的区域内,群落随时间而变化,由一种类型转变为另一种类型的生态过程
2.演替的类型与基本过程
(1)按演替的起始条件可分为原生演替和次生演替
(2)按控制演替的主导因素可分为自源演替和异源演替
(3)按群落代谢特征可分为自养性演替和异养性演替
3.演替的基本过程
(1)生物入侵,定居和繁殖
(2)竞争第
六、
七、八章
1.总初级生产力是指光合作用中生产的有机碳总量
2.净初级生产力总初级生产力扣除生产者呼吸消耗后其余的产量★
3.海洋初级生产力的测定
(一)14C示踪法原理把一定量的放射性14C碳酸盐或碳酸氢盐加入已知二氧化碳总量的海水样品中,经过一定时间的培养后,测定浮游植物细胞内有机14C的含量,从而计算光合作用的速率优点准确性高,所得结果接近于净产量的数值缺点技术性强(吸附、污染)、危险
(二)叶绿素荧光法测定原理根据植物细胞内叶绿素含量和光合作用产量之间存在一定的相关性,从而根据叶绿素和同化系数来计算海洋初级生产力优点大大减轻工作量与费用,不必每个测站采用14C法
(三)黑白瓶测氧法
(四)水色遥感扫描法
4.影响海洋初级生产力的因素光(光合作用随光照强度的升高而显著增加,但达到光饱和值后,随光强升高而逐渐降低)和营养盐
5.补偿深度海洋初级生产者的光合作用生产量与其本身的代谢消耗达到平衡,净生产为零,此水深称为补偿深度
6.新生产力由新N源支持的那部分初级生产力
7.再生N或称再循环N,主要是NH4+-N,新N,主要是NO3--N
8.再生生产力由再生N源支持的那部分初级生产力
9.经典食物链包括牧食食物链和碎食食物链★
10.大洋食物链(6个营养级)微型浮游植物(小型鞭毛藻)-小型浮游动物(原生动物)-大型浮游动物(桡足类)-巨型浮游动物(毛颚动物、磷虾)-食浮游动物的鱼类(灯笼鱼、竹荚鱼)-食鱼的动物(金枪鱼、鱿鱼)★
11.沿岸、大陆架食物链(4个营养级)小型浮游植物(硅藻、甲藻)-大型浮游动物(桡足类)-食浮游动物的鱼类(鲱鱼)-食鱼的鱼类(鲑鱼、鲨鱼);小型浮游植物(硅藻、甲藻)-底栖植食者(蛤、蚌)-底栖肉食者(鳕鱼)★
12.上升流区食物链(3个营养级)大型浮游植物(链状硅藻)-食浮游生物的鱼类(鳀鱼)或巨型浮游动物(大型磷虾)-食浮游生物的鲸(须鲸)
13.微型生物食物网的基本结构
1.微微型浮游动物(
0.2~2微米)
2.微型浮游动物(2~20微米)
3.小型浮游动物(20~200微米)★
14.微型生物食物环在海洋生态系统能流、物流中的重要作用
(一)在能流过程中的作用1.通过微型生物食物环使溶解有机物和微微型自养生物进入海洋的经典食物链2.微微型和微型自养生物的初级生产构成海洋初级生产力的最重要部分3.微型和小型浮游动物是海洋生态系统能流的重要中间环节
(二)在物质循环中的作用
1.营养物质在微型生物食物环中的更新很快
2.微型生物食物环的消费者所产生的微细有机碎屑可长时间的滞留在真光层水体中,使大部分营养物质可以在真光层内矿化与再循环,这对维持真光层的营养物质供应和稳定初级生产水平有很重要的意义
3.微型生物食物环产生的小颗粒在细菌作用下形成的微小有机凝聚体中有丰富的溶解有机物、细菌和微型异养生物,是营养物质快速循环的活性中心
15.粒径谱若把粒度级按一定的对数级数排序,这种生物量在对数粒级上的分布就称为粒径谱
16.生态效率一个特定营养级获取的能量与向该营养级输入的能量之比.
17.分解作用有机物质存储一定的潜能,通过分解者生物的作用逐渐降解,颗粒有机物逐渐腐解为溶解有机物,复杂的有机物逐渐分解为较简单的有机物,最终转化变成无机物质;同时能量也可以以热的形式逐渐散失,这个过程就叫分解作用
18.有机物质的分解过程
(1)沥滤阶段
(2)分解阶段
(3)耐蚀阶段★
19.分解作用的意义
①促使营养物质循环,维持平衡;
②维持大气氧气与二氧化碳浓度比例;
③分解过程中产生的有机颗粒物为食碎屑的各种生物提供食物来源,对维持生态系统物种多样性有重要意义;
④陆地改善土壤物理性状,改造地球表面惰性物质
20.氮循环
(一)海水中可溶性氮的化学形态及其相互转化
(二)植物对氮的吸收与无机氮再生
(三)海洋生态系统氮的补充与损失21.海洋生态系统的磷循环损失捕捞、沉积补充陆源、岩石风化
22.海水中DMS的去向:
(1)光化学氧化海洋表层DMS可通过光氧化形成SO42-;
(2)向大气排放
(3)微生物降解DMS可通过细菌消化降解最后也形成SO42-
23.海水中DMS的产生过程:海藻摄取环境中的硫合成半胱氨酸、胱氨酸或直接合成高半胱氨酸;经高半胱氨酸进一步合成蛋氨酸蛋氨酸经脱氨和甲基化作用形成二甲基硫丙酸(DMSP),这是DMS的前体DMSP再经酶分解就产生DMS和丙烯酸
24.DMS与气候的关系:DMS进入大气后,主要被OH自由基氧化生成非海盐硫酸盐(NSS-SO42-)和甲基磺酸盐(MSA)这些化合物容易吸收水分,可以充当云的凝结核(CCN)形成更多的云层,从而增加太阳辐射的云反射,使地球表面温度降低,这是与温室效应相反的过程第九章
1、岩岸潮间带最显著的特征,就是在退潮时可以看到生物有明显的垂直状分布现象,如果坡度较缓,则主要变现为水平分带相邻两个带的生物可以通过颜色和形态的差异加以区分
2、沙滩环境特征沙具有退潮后对抗温度、盐度剧烈变化,保持水分,避免阳光直射等特点1粒径大小小颗粒保水性较好,较易挖掘细沙比粗沙更适宜栖息颗粒越粗生物越大,细颗粒时以穴居种为主,粗颗粒以游走性动物为主2波浪冲刷影响地形,对颗粒大小也有筛选作用沙粒在波浪作用下可以移动,不稳定性,不利于固着和底上种类生活,而在底层较多受遮蔽的沙滩生物也较丰富3)含氧量沙滩沉积物的通气性较泥滩的好,某些动物构建洞穴与栖管可促进氧交换4)沙滩的有机质含量比泥滩低得多
3、红树泛指一群生长于热带及亚热带沿海潮间带泥质湿地的乔木或灌木
(一)生境特征1.温度分布中心年平均水温约为24~27℃2.底质细质冲积土,pH值常在5以下往往在河口附近3.地貌多分布于隐蔽的堆积海岸4.盐度红树生物都不同程度具有耐盐特性;不同种类有相应的分带模式5.潮汐潮汐及潮差决定潮水淹没时间,的强烈作用这个水交换过程可以输出部分物质(包括有机碎屑、代谢废物),也可输入营养物质
(二)适应机制1.根系环境是细泥、缺氧,根分布广而浅,生有表面根、支柱根或板状根、气生根等,有助于呼吸和抵抗风浪冲击的固着作用2.胎生种子在母树上即发芽,没有明显的休眠期3.旱生结构与抗盐适应热带海岸云量大、气温高、海水盐度也高,生理干旱环境
(1)叶片的旱生结构(表皮组织有厚膜且角质化、厚革质);
(2)叶片具高渗透压;
(3)树皮富含丹宁(抗腐蚀性),幼苗表面的单宁可防止动物摄食;4)拒盐或泌盐适应,通过非代谢超滤作用从盐水中分离出淡水;通过盐腺系统将盐分分泌出叶片表面之外
4、珊瑚礁是石珊瑚目的动物形成的一种结构,是指造礁石珊瑚群体死后其遗骸构成的岩体(颜色由共生藻类体现出来,分泌CaCO3)
5、珊瑚礁可分为岸礁,堡礁,环礁
6、上升流(upwelling)是深层海水涌升到表层的过程,根据上升流在海洋中分布可分为近岸上升流和大洋上升流一)上升流区的理化环境特征两高两低1.低温2.低溶氧3.高营养盐4.高盐度、高密度以上是确定上升流的存在与范围变化的重要依据主要生态特征包括1.高的浮游植物生物量和初级生产力,单细胞浮游植物的粒径相对较大;2.浮游动物中冷水性种类和数量比例增加;3.群落多样性较低;4.食物链环节较少;5.游泳生物(主要是鱼类)生命周期较短,偏向于r―选择的类型
十一、二章
1、深海动物的适应机制1)对黑暗的适应许多深海动物通过发光器产生它们自己的光线2)对食物稀少的适应广食性,很大的口、尖锐的牙齿和可高度伸展的颌骨,背鳍上有发光器官3)对种群稀少的适应“补雄”4)对高压的适应多数深海动物缺少钙质骨骼,多数鱼类没有鳔5)对柔软底质的适应长的附肢,丰富的刺、柄和其它的支持方式
2、热液口特殊的动物组成1)个体很大、身体结构很特殊的动物,多数是新种2)有一特殊的内部器官,称为营养体,其中含有大量共生细菌,这些细菌的重量可占蠕虫个体干重的60%
3、化学合成生产
4、持续生产量模型(P282)是一种描述渔业产量、捕捞力量与种群剩余量部分之间的关系的数据模型
5、过度捕捞的概念对资源种群的捕捞,死亡率超过其生长率,从而降低种群产生最大持续产量长期能力的行为或现象
6、生长型过度捕捞鱼类尚未长到合理大小就被捕捞,从而限制了鱼群产生单位补充最大产量的能力最终导致总产量下降的现象
7、补充型过度捕捞由于对亲体的捕捞压力过大,导致资源种群的繁殖能力下降从而造成补充量不足的现象
8、生态系统过度捕捞过度捕捞是生态系统的平衡被改变,大型捕食者的数量减少,小型饵料鱼的数量增加导致生态系统中的物种像小型物种发展平均营养级降低的现象
9、所谓持续产量就是生态环境基本稳定条件下,每年从该种群资源中捕捞一定数量而不影响资源继续保持在某一特定水平上,这种渔获量就成为持续产量或平衡渔获量。