海洋生态学课件一

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1、 海海 洋洋 生生 态态 学学Marine EcologyMarine Ecology第一章第一章 绪论绪论一、生态学的定义、研究对象和研究内容二、生态学的分支学科和交叉学科三、海洋生态学四、海洋生态学的研究进展一、 生态学的定义、研究对象和 研究内容（一）定义1869年，德国科学家赫克尔首先提出“生态 学(ecology) ” 这一名词。“住所或栖息地的科学”。1945年，苏联生态学家克什卡洛夫认为生态 学是研究生物对环境适应性的科学。1954年，澳大利亚生态学家安德列澳斯认为 生态学是研究生物分布和丰度的科学。1971年，美国的生态学家奥德姆认为生态 学是研究生态系统的结构和功能的科学。1

2、992年，德国生态学家里斯把生态学概括 为“人类生存的科学”。中国著名的生态学家马世骏认为：生态学 是研究生物与环境之间相互关系及其作用机制 的科学。不同学者对生态学下的定义实际上反映了 生态学发展史中不同阶段的研究重点的差异。一般定义：生态学（ecology）是研究生物有机体与 其栖息地环境之间相互关系的科学。现代生态学定义：研究生物生存条件、生物及群体与环境相 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。（二）生态学的研究对象与研究内容Odum(1971)用组织层次或称为“生物学谱”的概念 来表示生态学的研究对象。组织层次的谱（仿Odum 197

3、1）生态学研究的主要对象是生物的种群（即 同种生物的自然集合），因为种群是生物在自然 界中存在的具体形式。物种与其生存环境（生物 的和非生物的）的相互关系只有通过种群才能具 体表现出来。生物群落和生态系统也是生态学研 究的主要对象。种群内个体的组织和联系以及种群与环 境（这里也包括同一群落中的其他种群）相互 关系的研究，才真正构成了生态学研究的主要 内容，而生物群落和生态系统的研究是这一研 究的自然推广（延伸），也是生态学研究的主 要课题。二、生态学的分支学科和交叉学科1、根据环境和栖息地的类型：淡水生态学(Freshwater Ecology)陆地生态学(Terrestrial Ecolog

4、y)海洋生态学(Marine Ecology)岛屿生态学(Island Ecology & Island Biogeography) 2、根据研究对象的分类学类群划分： 植物生态学（plant ecology） 动物生态学（animal ecology）微生物生态学（microbial ecology）3、根据研究对象的组织水平划分：分子生态学（Molecular Ecology）进化生态学（Evolutionary Ecology）个体生态学（Autecology）或生理生态学 （Physiological Ecology ）种群生态学（Population Ecology）群落生态学（Co

5、mmunity Ecology）生态系统生态学（Ecosystem Ecology）景观生态学（Landscape Ecology）全球生态学（Global Ecology）4、根据研究性质划分 ：理论生态学（theory ecology）应用生态学（applied ecology）资源生态学、污染生态学、农业生态学 和渔业生态学等等。5、相关边缘学科：数学生态学（mathematical ecology）化学生态学（chemical ecology）物理生态学（physical ecology）经济生态学（economical ecology）三、海洋生态学海洋生态学是研究海洋生物的生活方式

6、 的科学。海洋环境与陆地和淡水环境有着很大 的不同，海洋生物的生活方式既表现有一 半生物共同的规律，同时也表现出有它们 所特有的特点。海洋生态学主要是研究海洋生物的繁殖、 存活、数量和分布、其目的对海洋生物资源的 开发可持续利用以及控制与管理提供科学依据 。海洋生态学的研究程序：（）各种生存条件对生物的作用；（）生物对生存条件的适应；（）两者相互作用所产生的结果，也就是生 物种群的组成数量变动和分布。海洋生态学的理论基础：1、有机体与环境的统一性在生物种群和生物群 落形成历史过程中的表现；2、有机体与环境之间的关系是相对的，环境因 素的意义和作用是由有机体与该环境因素的特殊 关系决定的；3、在

7、有机体与环境因素之间的相互关系中，其 中有一种是主要的，起决定作用的，而其它的则 处于次要地位；4、主导环境因素的变化，各种环境因素的重要 性与作用在不同条件下和不同时间是会有变化的 ；5、生物与环境因素矛盾的主要方面的转化；6、任何适应都是相对的，也就是说，任何适应 都有起局限性和不适应性。四、海洋生态学的研究进展（一）海洋生态学的形成与发展、18世纪初，一些科学家开始进行零星的海洋 调查。、18世纪末至19世纪末是海洋生态学发展的初 始阶段。、20世纪初至50年代是海洋生态学发展的第二阶 段，其主要特点是在大量定性研究的基础上开展定 量研究。、20世纪60年代以来，随着过度利用海洋资源，

8、大量 污染物倾泻入海以及人为对海洋环境造成的 严重破坏；同时人类尚未充分认识的海洋也处在危 急之中。由此推动了海洋生态学的迅速发展，海洋 生态学围绕着全球面临的重大生态课题进行了空前 规模的研究。（二）海洋生态学的重大研究成果1、海洋初级生产力总量的研究。2、微型和超微型浮游生物的研究。3、海洋新生产力研究。4、海洋生态系统食物链、食物网的研究。5、海洋微型生物食物环研究。6、大海洋生态系统研究。7、全球海洋生态系统动力学研究。8、生物泵及海洋对大气二氧化碳含量的调节作 用的研究。9、热液喷口和冷渗口特殊生物群落的研究。10、保护海洋生物多样性的研究与实践。第二章 生态学基本知识生态学研究内容

9、分子生态学(Molecular Ecology)进化生态学(Evolutionary Ecology)个体生态学(Autecology)或生理生态学 (Physiological Ecology)种群生态学(Population Ecology)群落生态学(Community Ecology)生态系统生态学(Ecosystem Ecology)景观生态学(Landscape Ecology)全球生态学(Global Ecology)第一部分 种群生态学种群（population）源于拉丁文“populus”。种群生态学研究的主要内容是种群数量的空 间分布和数量动态。探索濒危动植物物种灭绝的影响

10、因素和过程 ，以扩大和增大我们对物种当前和未来命运的认 识与了解，同样是种群生态学研究的主要内容。主要内容第一节 种群的概念与种群统计学基本参数 第二节 种群的数量变动与生态对策 第三节 种群的衰退与灭绝第一节 种群的概念与种群统学 基本参数一、种群的概念 二、种群密度与阿利氏规律 三、种群的年龄结构和性比 四、出生率和死亡率 五、种群内禀增长率一、种群的概念（一）种群的定义特定时间内栖息于特定空间的同种生物 的集合群。种群内部的个体可自由交配繁衍 后代，从而与其他地区的种群在形态上和生 态特征上彼此存在一定的差异。种群是生态系统中生物群落的基本组成 单位。1、种群不是许多同种个体一般的堆集，

11、而是具 有一定程度自我调节机制的有机单元。种群较 之个体，已经是生命组织层次的一个新水平。2、种群与个体的差别还表现在种群具有个体所 没有的属性，这些属性包括出生率、死亡率、 年龄分布、性比、种内社群结构，等等。3、有些种内关系对某一特定个体来说是不利的 ，而对整个种群来说是有利的。（二）自然种群基本特征 1、空间分布特征：种群有一定分布范围，其中 有各种环境资源条件。 2、数量分布特征：种群有一定的数量变动规律 。 3、遗传特征：种群是一个基因库，种群通过交 换遗传因子而促进种群的繁荣。我国近海大黄鱼分为三个地理种群：岱衢族：分布在南海南部和东海北部沿岸浅海的鱼群。闽-粤东族：分布在东海南部

12、和南海西北部沿岸浅海的鱼群。硇州族：分布在南海东北部珠江口以西到琼州海峡以东沿岸浅海的鱼群。各个地理种群内部个体可以充分杂交，从而与邻近地区的种群在形态上和生态特征上彼此存在一定的差异。各个种群具有独立的洄游路线，并在一定水域产卵、索饵、和越冬。（三）种群的群体特征1、种群占有一定的空间。2、种群有一定的发展过程生长、分化、衰老 和死亡。3、种群有一定的组成与结构，性别比例、年龄结 构等，并经常处于动态之中。4、种群有一定的数量变动规律种群调节。5、种群具有一些与种群生态学有关的遗传学特征 ，如适应能力、生殖适应性和持续能力等。二、种群密度与阿利氏规律（一）种群的密度（population d

13、ensity）1、 种群密度定义：指单位面积或单位体积内有机体的数量。 因为组成种群的个体数量是随时间进程而变化 的，因此，这里所指的数量通常是即时数量（ instantaneous quantity）。迁入出生率种群数量死亡率迁出增 加增 加减 少减 少决定种群数量的基本过程2、海洋生物种群数量统计主要方法：（1）所有个体直接计数；（2）各阶段（不同年龄）与各个类别（不同性别）的直接计数；（3）连续纪录，已知种群数量，观察其变化 ；（4）取样调查方法；（5）标志方法，适用于鱼类种群的数量统计 。标志方法假定水域中某种鱼类的个体数为N，其中 标志鱼类个体数为M，再捕鱼数为n，再捕鱼 中标志个体

14、为m，即：N: M= n : mN = Mn /m水域中某种鱼类个体数被称为彼得逊指 数（Peterson Index）。通常m越大，所得N 越可靠。（二）阿利氏规律（Allees law)阿利氏规律：种群密度过疏或过密对种群的生存与发展都是不利的，每一种生物种群都有自己的的最适密度。 阿利氏规律的意义：阿利氏规律对于濒危灭绝的珍稀动物的保 护有指导意义。因此要保护这些珍稀动物，首 先要保证其具有一定的密度，若数量过小或密 度过低，就可能导致保护失败。（三）种群的空间分布模式随机分布：种群内个体在分布空间内的一种无规则的分布模式。规则分布：亦称均匀分布，个体在种群领域中的各个点上都有分布，个体

15、间距离相同。成群分布：在分布空间内个体分布式成群的或块状分布，即种群在领域的某一点上有很高的出现频率。（四）集群现象及其生态学意义1、集群现象：自然种群在空间分布上往往形成或大或小的群，它是种群利用空间的一种形式。例如，许多海洋鱼类在产卵、觅食、越冬洄游时表现出明显的集群现象，鱼群的形状、大小因种而异。 2、集群现象的有利生态学意义（1）集群有利于个体交配与繁殖。（2）集群对种群内各个体间起着很大的互助作 用，当鱼类遇到外来袭击者时，可能立即结 群进行防卫，往往只有离群的个体才被凶猛 的袭击者所捕食。（3）群体的集群索饵也显示出有利的作用，当 鱼群中一部分遇到较好的食物环境时，会停 留在这个区

16、域，其余部分也将以更快的速度 围绕这一地区环游，以便都能获得较好的食 物。（4）在游动时可形成有利于游泳的动力学条件 ，比单独行动时减低阻力，游泳的效率最高。（5）集群可能改变环境的化学性质，已有研究 证明，鱼类在集群条件下比营个体生活时对有 毒物质的抵御能力更强，这可能与集群分泌黏 液和其他物质以分解或中和毒物有关。3、集群现象的不利生态学意义（1）目标大，有造成大量被捕食的危险。（2）具有争食和食物限制的不利影响。4、浮游生物的斑状分布也是一种集群现象：（1）大的斑状分布可能与局部海区的海水物理混合过程产生丰富营养水进入透光层有关（赤潮现象） 。（2）小尺度斑状分布可能与水团的内部某些区域的温、盐变化以及营养盐分布的不均匀有关。三、种群的年龄结构和性比（一）种群的年龄结构（age structure of population）年龄结构：是指种群中各年龄期个体百分比，即各年龄级的相对比率，称年龄级比（age ratio）或称年龄分布（aged