海岸带与浅海生态系统-厦门大学海洋与地球学院课件.ppt

1、厦门大学精品课程之海洋生态学厦门大学精品课程之海洋生态学第十章第十章 海岸带与浅海生态系统（二）海岸带与浅海生态系统（二）厦门大学精品课程之海洋生态学厦门大学精品课程之海洋生态学第一节第一节 珊珊 瑚瑚 礁礁 厦门大学精品课程之海洋生态学厦门大学精品课程之海洋生态学一、珊瑚礁的分布及其生境特征一、珊瑚礁的分布及其生境特征1、分布：分布：在南北两半球在南北两半球20等温线范围内，一般在热带海岸等温线范围内，一般在热带海岸v我国分布从台湾海峡南部至南海我国分布从台湾海峡南部至南海v由生物作用产生碳酸钙沉积而成由生物作用产生碳酸钙沉积而成v珊瑚虫、石灰红藻属和绿藻的仙掌藻属共同组成，珊瑚虫、石灰红藻

2、属和绿藻的仙掌藻属共同组成，所以实际上是珊瑚所以实际上是珊瑚藻礁藻礁 2、造礁珊瑚造礁珊瑚 和和非造礁珊瑚非造礁珊瑚 区别：区别：有无共生藻；有无共生藻；深度；深度；分布分布厦门大学精品课程之海洋生态学厦门大学精品课程之海洋生态学v温度温度：要求温度在要求温度在20以上，年平均水温以上，年平均水温25左左 右，右，比红树林要求更高。比红树林要求更高。v光照光照：只有充足的光线才能使共生藻类顺利进行光合只有充足的光线才能使共生藻类顺利进行光合作用以及促使碳酸钙沉淀。作用以及促使碳酸钙沉淀。v盐度盐度：真正海洋种类，狭盐，真正海洋种类，狭盐，3235，低于，低于20超过超过1天天即死亡。即死亡。v

3、水质水质：要求水质清洁、水流畅通、沉积物少，浑浊会要求水质清洁、水流畅通、沉积物少，浑浊会影响光合作用和窒息。河口区一般不出现。靠海一侧有影响光合作用和窒息。河口区一般不出现。靠海一侧有波浪冲刷，生长较好。波浪冲刷，生长较好。v基底基底：要求附着在岩石的基底上。要求附着在岩石的基底上。3、造礁珊瑚生长环境、造礁珊瑚生长环境厦门大学精品课程之海洋生态学厦门大学精品课程之海洋生态学v珊瑚礁生物群落是一个稳定的、种类繁多的、适应性良好的生物群珊瑚礁生物群落是一个稳定的、种类繁多的、适应性良好的生物群落，它具有十分融洽的内部共生关系。落，它具有十分融洽的内部共生关系。1对动物能量需求的意义对动物能量需

4、求的意义p珊瑚虫靠触手捕食往往不能满足其能量需要，应用示踪方法珊瑚虫靠触手捕食往往不能满足其能量需要，应用示踪方法 和电镜观察已和电镜观察已经证明，共生藻类（虫黄藻）光合作用产生的有机物质可以直接转移到动经证明，共生藻类（虫黄藻）光合作用产生的有机物质可以直接转移到动物组织中，提供能量。物组织中，提供能量。p14C示踪，示踪，50%初级产物在初级产物在24小时内以类脂、蛋白质形式进入珊瑚虫。小时内以类脂、蛋白质形式进入珊瑚虫。p珊瑚虫体内最终来源于光合作用的能量比例可达珊瑚虫体内最终来源于光合作用的能量比例可达5090%。二、珊瑚二、珊瑚藻类共生关系及其意义藻类共生关系及其意义厦门大学精品课程

5、之海洋生态学厦门大学精品课程之海洋生态学2补充植物营养物质的意义补充植物营养物质的意义 v珊瑚虫代谢产物可直接被藻类利用。而且珊瑚虫捕食一部分小动珊瑚虫代谢产物可直接被藻类利用。而且珊瑚虫捕食一部分小动物及悬浮颗粒，从而是获得珊瑚和藻类都需要的稀有物质（如磷）物及悬浮颗粒，从而是获得珊瑚和藻类都需要的稀有物质（如磷）的途径。这些营养物质在群落的植物和动物成分之间不断进行再的途径。这些营养物质在群落的植物和动物成分之间不断进行再循环，这种有效的再利用意味着尽管周围水中的营养盐浓度很低，循环，这种有效的再利用意味着尽管周围水中的营养盐浓度很低，仍能保持高度的生产力。仍能保持高度的生产力。3对碳酸钙

6、沉积的意义对碳酸钙沉积的意义 v藻类光合作用吸收藻类光合作用吸收CO2，可明显促进碳酸钙生成。，可明显促进碳酸钙生成。vCa2+HCO3-Ca（HCO3）2 CaCO3+H2CO3 4、植物光合作用产生的、植物光合作用产生的O2可供动物呼吸需要。可供动物呼吸需要。二、珊瑚二、珊瑚藻类共生关系及其意义（藻类共生关系及其意义（cont.）厦门大学精品课程之海洋生态学厦门大学精品课程之海洋生态学v珊瑚礁生物群落是珊瑚礁生物群落是“所有生物群落当中最富有生物生产力的、分类上种类所有生物群落当中最富有生物生产力的、分类上种类繁多的、美学上驰名于世的群落之一。繁多的、美学上驰名于世的群落之一。”v珊瑚虫是

7、构成珊瑚礁的基本结构的主要生物。印度珊瑚虫是构成珊瑚礁的基本结构的主要生物。印度太平洋区系共有造礁太平洋区系共有造礁珊瑚珊瑚500种以上（其中大堡礁就有种以上（其中大堡礁就有350种左右）。种左右）。v在珊瑚礁生活的生物种类繁多，几乎所有海洋生物的门类都有代表生活在在珊瑚礁生活的生物种类繁多，几乎所有海洋生物的门类都有代表生活在礁中各种复杂的栖息空间。礁中各种复杂的栖息空间。v被誉为蓝色沙漠中的绿洲，海洋中的热带雨林，成为无数海洋生物理想的被誉为蓝色沙漠中的绿洲，海洋中的热带雨林，成为无数海洋生物理想的栖息场所，其中已经记录世界海洋生物种类高达近十万种，占已记录的世栖息场所，其中已经记录世界海

8、洋生物种类高达近十万种，占已记录的世界海洋生物种类的一半以上。在一个珊瑚礁区共同生活的鱼类种数可高达界海洋生物种类的一半以上。在一个珊瑚礁区共同生活的鱼类种数可高达3000种。珊瑚礁区鱼类的密度大于大洋平均数的种。珊瑚礁区鱼类的密度大于大洋平均数的100倍。倍。三、珊瑚礁生物群落多样性三、珊瑚礁生物群落多样性厦门大学精品课程之海洋生态学厦门大学精品课程之海洋生态学q外海外海0.10.35；海草；海草11.0；蔗园；蔗园19.0；麦田；麦田5.0；珊瑚礁；珊瑚礁5.010.0（gC/m2d）q珊瑚礁初级生产力范围为珊瑚礁初级生产力范围为1,5005,000 gC/（m2a），这个数字），这个数字

9、表明它是代表自然生态系统的最高初级生产力水平。表明它是代表自然生态系统的最高初级生产力水平。q营养盐供应主要是依靠系统内的高效再循环机制营养盐供应主要是依靠系统内的高效再循环机制 q初级生产者的的呼吸消耗占总初级生产的比例很高，因此净初级初级生产者的的呼吸消耗占总初级生产的比例很高，因此净初级生产力就比预料的低，人类可持续利用量并不高。生产力就比预料的低，人类可持续利用量并不高。四、生产力与能流特点四、生产力与能流特点厦门大学精品课程之海洋生态学厦门大学精品课程之海洋生态学第二节第二节 海藻场和海草场海藻场和海草场 一、海藻场一、海藻场（一）海藻场的生境特征和分布（一）海藻场的生境特征和分布

10、冷温带的潮下带硬质底上生长着大型褐藻类植物，与潮间带岩岸群落相连接，冷温带的潮下带硬质底上生长着大型褐藻类植物，与潮间带岩岸群落相连接，形成独特的一类生态系统，称之为海藻场，也称海藻床（形成独特的一类生态系统，称之为海藻场，也称海藻床（kelp beds）v 底质底质 硬质底部硬质底部 v 光线光线 清澈海区，藻场可延伸至清澈海区，藻场可延伸至2030 m深处。深处。v 温度温度 仅分布在冷水区，暖温带和热带海区则不出现大型藻场。仅分布在冷水区，暖温带和热带海区则不出现大型藻场。厦门大学精品课程之海洋生态学厦门大学精品课程之海洋生态学海藻场的地理分布海藻场的地理分布（关注夏季（关注夏季20C等

11、温线等温线）厦门大学精品课程之海洋生态学厦门大学精品课程之海洋生态学（二）大型海藻植物的基本形态结构（二）大型海藻植物的基本形态结构厦门大学精品课程之海洋生态学厦门大学精品课程之海洋生态学（三）生物群落及其关键种（三）生物群落及其关键种 巨藻丛形成一复杂、特殊的三维地形，提供藻场生物群落的巨藻丛形成一复杂、特殊的三维地形，提供藻场生物群落的“框框架架”，其巨大的叶片表面，为很多附着植物和动物提供生活空间，其巨大的叶片表面，为很多附着植物和动物提供生活空间，如叶片附生大量小型藻类、原生动物和无脊椎动物等，是如叶片附生大量小型藻类、原生动物和无脊椎动物等，是海洋中的海洋中的森林森林。（四）生产力和

12、营养关系（四）生产力和营养关系 初级生产力大约介于初级生产力大约介于600 至至3,000 gC/（m2a）之间。）之间。据估计只有据估计只有10的初级产量是通过直接摄食进入食物网，其余的初级产量是通过直接摄食进入食物网，其余90是通过碎屑或溶解有机质进入食物链的。是通过碎屑或溶解有机质进入食物链的。厦门大学精品课程之海洋生态学厦门大学精品课程之海洋生态学海獭是冷温带巨藻场关键种（例）海獭是冷温带巨藻场关键种（例）厦门大学精品课程之海洋生态学厦门大学精品课程之海洋生态学（一）海草组成和分布（一）海草组成和分布 q有根开花植物有根开花植物q如热带的泰莱菜如热带的泰莱菜q暖温带的大叶藻（大叶草）暖

13、温带的大叶藻（大叶草）q生活在盐沼向海一侧的潮间生活在盐沼向海一侧的潮间 带和潮下带带和潮下带630 m深处深处（二）海草场生物群落组成和生产力（二）海草场生物群落组成和生产力 q生物种类：大量附着生物（附生植物、原生动物及无脊椎动物）生物种类：大量附着生物（附生植物、原生动物及无脊椎动物）q生产力很高。生产力很高。二、海草场二、海草场海草海草 与与 海草场海草场 厦门大学精品课程之海洋生态学厦门大学精品课程之海洋生态学（三）海草场的生态作用（三）海草场的生态作用v附着生物重要的附着底物附着生物重要的附着底物v浅海区重要的生产者，为浅海许多生物提供食物资源浅海区重要的生产者，为浅海许多生物提供

14、食物资源v海草的根及地下茎可起稳定软底质的作用，抵御风暴对底质的破坏。海草的根及地下茎可起稳定软底质的作用，抵御风暴对底质的破坏。v对很多底栖生物，尤其是许多经济种类有掩护作用。对很多底栖生物，尤其是许多经济种类有掩护作用。v加速沉积使海床面上升，最后可能使其漂浮的叶子到达表面，缓冲加速沉积使海床面上升，最后可能使其漂浮的叶子到达表面，缓冲波浪，形成较平静的水环境。波浪，形成较平静的水环境。v叶子有遮蔽作用，避免下层受阳光直射和水分流失。叶子有遮蔽作用，避免下层受阳光直射和水分流失。v改善水质改善水质 厦门大学精品课程之海洋生态学厦门大学精品课程之海洋生态学第三节第三节 浅海陆架区浅海陆架区

15、一、主要环境特征一、主要环境特征（一）浅海环境特征（一）浅海环境特征v光照、温度和盐度光照、温度和盐度 盐度、温度和光照的变化也比外海的大，这些变化的程度从近岸向外海盐度、温度和光照的变化也比外海的大，这些变化的程度从近岸向外海方向逐渐减弱。方向逐渐减弱。v潮汐、波浪和流潮汐、波浪和流v沿岸、浅海区的海流通常包括沿岸流和受大洋流系侧支的影响。由于营沿岸、浅海区的海流通常包括沿岸流和受大洋流系侧支的影响。由于营养物质供应充足，常形成重要的渔场。养物质供应充足，常形成重要的渔场。v锋面锋面 两个性质明显不同的水体在一个线条分明的边界上相遇时，其汇合的区两个性质明显不同的水体在一个线条分明的边界上相

16、遇时，其汇合的区域就称为锋面。浅海区存在多种锋面系统，包括陆架坡折锋面、上升流域就称为锋面。浅海区存在多种锋面系统，包括陆架坡折锋面、上升流锋面、河口羽状锋面等。锋面的形成对水体有重要的生态学影响，锋面锋面、河口羽状锋面等。锋面的形成对水体有重要的生态学影响，锋面系统有较高的生产力水平。系统有较高的生产力水平。厦门大学精品课程之海洋生态学厦门大学精品课程之海洋生态学（二）海底生境类型（二）海底生境类型 v硬质底硬质底 包括基岩、巨砾和卵石，通常出现在底层流、波浪和冰川作用等物理过程包括基岩、巨砾和卵石，通常出现在底层流、波浪和冰川作用等物理过程较显著的区域，为固着生物提供了可靠的固定场所。较显

17、著的区域，为固着生物提供了可靠的固定场所。v软质底软质底 软质底（砂砾、砂和泥）是大陆架海底的主要生境类型，其分布与海底的软质底（砂砾、砂和泥）是大陆架海底的主要生境类型，其分布与海底的水动力过程和地形密切相关。不仅为生活在海底表层的生物创造了适宜的水动力过程和地形密切相关。不仅为生活在海底表层的生物创造了适宜的栖息场所，也给穴居生物提供了理想家园。栖息场所，也给穴居生物提供了理想家园。v生物礁生物礁 生物礁（生物礁（biogenic reefs）是由具有造礁能力的生物聚集而形成的一种礁体）是由具有造礁能力的生物聚集而形成的一种礁体结构。由造礁生物聚集而成，或通过生物、有机和无机物质共同累积而

18、成。结构。由造礁生物聚集而成，或通过生物、有机和无机物质共同累积而成。生物礁的形成通常以一两种造礁生物为主，这些具有造礁能力的生物包括生物礁的形成通常以一两种造礁生物为主，这些具有造礁能力的生物包括双壳类（如牡蛎、贻贝）、多毛类、珊蝴、苔藓虫和海绵等。空间异质性双壳类（如牡蛎、贻贝）、多毛类、珊蝴、苔藓虫和海绵等。空间异质性高，成为许多幼鱼和甲壳类的产卵和抚育场所。高，成为许多幼鱼和甲壳类的产卵和抚育场所。厦门大学精品课程之海洋生态学厦门大学精品课程之海洋生态学 1浮游生物：浮游生物：（1）浮游植物浮游植物：硅藻和甲藻是主要类别。硅藻和甲藻是主要类别。微型的自养生物也是微型的自养生物也是 很重

19、要的类群。很重要的类群。（2）浮游动物浮游动物：种类繁多：种类繁多 季节性浮游动物：底栖生物和很多游泳生物的幼体。季节性浮游动物：底栖生物和很多游泳生物的幼体。终生浮游动物：主要是桡足类、磷虾类等甲壳动物，此外有孔虫、终生浮游动物：主要是桡足类、磷虾类等甲壳动物，此外有孔虫、放射虫、纤毛虫及水母类也常见。放射虫、纤毛虫及水母类也常见。二、生物群落的特点二、生物群落的特点厦门大学精品课程之海洋生态学厦门大学精品课程之海洋生态学季节性浮游动物（浮游幼虫）季节性浮游动物（浮游幼虫）厦门大学精品课程之海洋生态学厦门大学精品课程之海洋生态学2底栖生物底栖生物：潮间带尤为重要：潮间带尤为重要 植物植物：底

20、栖硅藻：底栖硅藻&大型海藻大型海藻 底栖动物底栖动物：几乎包括各个门：几乎包括各个门 类的代表，种类组成与底质类的代表，种类组成与底质 类型有密切关系。类型有密切关系。3游泳生物游泳生物：种类多，数量大。主要是各种类多，数量大。主要是各 种鱼类，世界主要渔场几乎全部位于大陆架或大陆架附近。种鱼类，世界主要渔场几乎全部位于大陆架或大陆架附近。按按FAO于于1967年统计，占世界海洋鱼类总产量一半的年统计，占世界海洋鱼类总产量一半的6种鱼依种鱼依次是：鳀鱼、大西洋鲱、大西洋普鳕、鲭鱼、阿拉斯加狭鳕和南非次是：鳀鱼、大西洋鲱、大西洋普鳕、鲭鱼、阿拉斯加狭鳕和南非沙丁鱼。沙丁鱼。厦门大学精品课程之海洋

21、生态学厦门大学精品课程之海洋生态学三、生物量与生产力三、生物量与生产力v初级生产力水平高初级生产力水平高v生物资源丰富生物资源丰富v平均食物链较短平均食物链较短v终级产量较大洋区高得多世界主要渔场几乎全部位于大终级产量较大洋区高得多世界主要渔场几乎全部位于大陆架浅海区或大陆架附近陆架浅海区或大陆架附近v大部分大陆架海域底栖生物完全靠水层和沿岸输入的碎大部分大陆架海域底栖生物完全靠水层和沿岸输入的碎屑物质而维持屑物质而维持 v底栖生物以及水层或底层鱼类的生产力也较高底栖生物以及水层或底层鱼类的生产力也较高v海鸟或哺乳类多海鸟或哺乳类多厦门大学精品课程之海洋生态学厦门大学精品课程之海洋生态学第四节

22、第四节 近岸上升流区近岸上升流区 一、上升流及上升流区生态特征概述一、上升流及上升流区生态特征概述 v上升流（上升流（upwelling）是深层海水涌升到表层的过程）是深层海水涌升到表层的过程 v分布：近岸上升流和大洋上升流分布：近岸上升流和大洋上升流 v成因：由特定的风场、海岸线或海底地形等特殊条件所引起成因：由特定的风场、海岸线或海底地形等特殊条件所引起v时间：季节性（风生）和常年（地形）时间：季节性（风生）和常年（地形）（一）上升流区的理化环境特征：两高两低（一）上升流区的理化环境特征：两高两低 n低温低温 n低溶氧低溶氧n高营养盐高营养盐n高盐度、高密度高盐度、高密度n以上是确定上升流

23、的存在与范围变化的重要依据以上是确定上升流的存在与范围变化的重要依据 厦门大学精品课程之海洋生态学厦门大学精品课程之海洋生态学（二）上升流区生物的生态学特征（二）上升流区生物的生态学特征v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较大v浮游动物中冷水性种类和数量比例增加浮游动物中冷水性种类和数量比例增加v群落多样性相对较低群落多样性相对较低v食物链环节较少食物链环节较少v游泳生物（主要是鱼类）生命周期较短，偏向于游泳生物（主要是鱼类）生命周期较短，偏向于r选择的类型选择的类型厦门大学精品课程之海洋生态学厦门大学精品课程之海洋生态学闽南闽南台湾浅滩渔场上升流（例）台湾浅滩渔场上升流（例）