海洋生态环境 主讲教师：庄 文 1 引言 从太空俯瞰，地球是蓝色的，就像一颗宝石漂浮在沉沉夜空 覆盖地球表面的辽阔水域在阳光作用下，形成宝石般的蓝色 2 主要内容 海洋的形成与海洋生物进化 海洋生物类群 现代海洋生态学 研究 的 发展史 海岸带与浅海生态系统 深海区、热液口区和极地海区 海洋污损生物防除 海洋灾害 海洋污染与 生物多样性保护 其中 5-6次课为海洋纪录片欣赏 3 • 如何获得学分？ 4 海洋的形成及海洋 生物的进化 5 海洋的形成 6 7 一、宇宙的形成 距今约 140亿年前，一个体积无限小，能量极大的奇点发生大爆炸，宇宙从此诞生（伽莫夫， 1948）物质粒子摆脱了能量的束缚，开始自发地排列起来形成现在的宇宙 二、太阳的形成 距近约 50亿年前，一快由气体和尘埃组成的巨大烟云在 万有引力 的重压下崩塌瓦解由于原子核发生熔化，使得云团中心处的温度变得非常高，密度也很大，太阳由此形成 8 三、地球的形成 太阳的引力开始对星云的其余部分产生吸引，随着 太阳的逐渐增大，引力越来越强，直到除了零星碎 片和部分气体，因为距离遥远和游移速度极快而保 持孤立外，其余都被控制，各布其位。
45亿年前，这 些粒子和气体凝聚在一起，各星球包括地球就形成了 地球形成初期，是一个炽热的火球，温度高达 5000℃ ，同时不断地经受数百万颗陨石的冲击 地球形成初期是一个炽热的火球 9 三、地球的形成 地球燃烧了 100万年后才逐渐冷却，质量较大的铁、镍等金属物质在地心处沉积下来，形成一个灼热的、直径 3000多公里的地核 质量较轻的矿物质则不断上升，形成厚约 3000多公里的地壳 地球形成的时间：一般认为是 46亿年 地球形成时间的证据：古老的矿物结晶体 -锆石，测定年代为 44亿年前 10 四、月亮的形成 年轻的地球与一个火星大小的、高速运动的星体发生碰撞，冲击力将地球表层掀掉一大块这块被剥离的熔岩状星体外壳溅落到太空中，绕着地球的轨道飞行 10亿年后才被地球引力揉成一个小星球，即为月球 证据 ：在月球上发现地球的星体残片以及其他来自地球的物质 11 五、海洋的形成 地球形成初期，火山活动持续不断，底下熔融的岩浆从地表爆发出来，释放出 CO2、 N2、 CH4、 H2和水蒸汽，此为地球的脱气作用 约 40亿年前，大气层中以水蒸气、 CO2为主，随着地球的继续冷却，聚集在大气中的水蒸气转化为一场持续几百万年的滂沱大雨，加上带有冰的彗星不断地落在地球上。
水蒸气的冷凝及冰的融化形成液态水，水累积在低洼地带，形成海洋 12 五、海洋的形成 海洋形成时间： 40亿年前 13 海洋的划分 14 （一）基本知识 地球的面积： 5.1× 108Km2 海洋的面积： 3.62 × 108Km2 平均深度： 3800m 最大深度： 11034m 海洋体积： 1.37 × 109Km3 15 16 （二）海与洋的区别 海 洋 海是洋的边缘部分，隶属各大洋，以海峡或岛屿与洋相通或相隔，面积较小，约占海洋总面积的 11％ 是地球上连续咸水水体的主体部分，面积辽阔，远离大陆 离大陆近，深度较浅，一般在2000m 以内 水体深，一般在 2000m 以上 不具有独立的潮波系统和潮流系统 具有独立的潮波系统和潮流系统 水文状况受大陆影响，各种环境因子变化剧烈，并有明显的季节变化 水文状况不受或很少受到大陆的影响，相对比较稳定 沉积物多为陆相沉积 沉积物多为海相沉积 17 最大的珊瑚海 （英语： Coral Sea），又称所罗门海，是世界上最大和最深的海，面积 479万 1千平方公里，位于太平洋西南部，平均深度 2243米，最深处新赫布里海沟深达 9175米，世界最大的珊瑚礁 —— 大堡礁也位于珊瑚海；上有珊瑚海群岛。
西侧是 澳大利亚 ；东侧是新 喀里多尼亚岛和瓦努阿图 ；东北为 所罗门群岛 ；北为 新几内亚 因第二次世界大战的美日珊瑚海海战而闻名世界 18 最小的海是马尔马拉（ Marmara），马尔马拉海东西长 270千米，南北宽约 70千米，面积为 1.1万平方千米马尔马拉海，只相当于我国的 4.5个太湖那么大，是世界上最小的海海岸陡峭，平均深度 183米，最深处达 1355米马尔马拉海位于亚洲小亚细亚半岛和欧洲的巴尔干半岛之间，是欧亚大陆之间断层下陷而形成的内海 19 （三）海的分类 根据所处位置 ，可以分为： 边缘海、陆间海、内陆海、海湾、海峡等 边缘海：靠近大陆边缘的海，它以岛屿、群岛或 半岛与大洋相隔黄海、东海和南海 内陆海：深入大陆的海成为内陆海渤海、波斯 湾、红海、黑海和波罗的海 20 中国海 1、渤海 2、黄海 3、东海 4、南海 21 中国海及相邻海域 22 海水中的溶解物质 23 （二）海洋环境的划分 水层环境：从海水的表层到大洋的最大深度， 即覆盖于海底之上的全部海域 水底环境：包括所有海底以及高潮时海浪所 能冲击到的全部区域。
24 水层环境 水平方向划分 近海带（ neritic）：又称沿岸区和近岸区 大洋区（ oceanic）：又称远洋区，占世界海洋 的大部分 近海带与大洋区在水层垂直方向的界限通常是在 200m等深线处此处一般是大陆架的边缘，同时大体上相当于水层环境中真光带和无光带的界限 25 1、近海带特点： （ 1）盐度变化幅度较大，一般盐度低于大洋； （ 2）环境的理化因素具有季节性和突然性的变化； （ 3）由于受大陆径流的影响，营养元素和有机物质丰富； （ 4）生物种类和生物量大，生物多为广温性和广盐性； （ 5）是许多经济生物的产卵场、索饵场和栖息地 26 2、大洋区环境特点 （ 1）空间广阔，垂直幅度大； （ 2）透明度大，呈现深蓝色； （ 3）化学成分稳定，盐度较高，营养成分较低； （ 4） 生物种类和生物密度低； （ 5）理化性质在空间和时间上的变化不大 27 3、大洋区分层 上层（ epipelagic zone）： 0~200m，亦称有光带 中层（ mesopelagic zone）： 200~1000m，有光透入但满足不了浮游植物光合作用需求。
深层（ bathypelagic zone）： 1000~4000m 深渊层（ abyssopelagic zone）： 4000~6000m 超深渊层（ hadal pelagic zone）： 6000m以下 深层和深渊层统称无光带，或称黑暗带 28 2、深海海底的环境特点 光线极微弱或完全无光；部分海底温度终 年很低（ -1~5℃ ），无季节变化，但在热液喷 口的海底水温变化急剧；海水很少垂直循环， 仅微弱的水平流动；没有光合作用植物生长， 但有化能合成细菌作为生产者，因此生活着不 少种类的底栖生物 29 吞噬鳗 鮟鱇鱼 深海龙鱼 30 海洋沉积物 1、海洋沉积物的来源及其类型 海洋沉积物是通过物理的、化学的和生物沉积作用过程所形成的海底沉积物的总称 （ 1）海洋沉积物来源： 来自陆地岩石风化和剥蚀所形成的砂、粉沙和黏土；生物作用和化学作用所形成的各种沉积物；火山碎屑；海洋裂谷溢发来自地幔内部的物质；宇宙尘埃等 31 （ 2）海洋沉积物的类型： A、按深度划分 近岸沉积物（ 0~200m）；深海沉积物（ 1000~ 4000m）；深渊沉积物（ 4000~6000m）和超深 渊沉积物（ 6000m至深海海底）。
32 B、按沉积物的来源 大陆边缘沉积（岸滨及陆架沉积、陆坡及陆裾沉积） 深海沉积 (红黏土软泥、钙质软泥、硅质软泥 ) 33 大洋地形与地貌 34 • 洋底组成包括地壳和上地幔 –地壳 ：沉积岩层、玄武岩层、大洋层 –上地幔 ：上层为刚硬的岩石层 下层为柔软的软流层（板块运动的基础） 35 1 大陆架 自然的大陆架， 是大陆沿岸土地在海面下向海洋的延伸，可以说是被海水所覆盖的大陆海水深度一般不超出 200米，海床的坡度很小，一般不超过 1/10度 法律上的大陆架， 大陆架是一国陆地领土在海水下的自然延伸 36 2 大陆坡 • 大陆坡介于大陆架和大洋底之间，是联系海陆的桥梁，分布在水深 200米到 2000米的海底 37 3 大陆隆 • 介于大陆坡末端与深海平原之间的缓坡地带有的文献曾称为大陆基中国有些学者将其作为大陆坡的一个二级海底地貌单元 38 4 边缘海沟 • 指的是海底呈长条形，深度很大 ( 一般超过 6000米 ) ，位于板块分界处的负地形单元 39 5 岛弧 大陆板块与大洋板块碰撞，大陆板块受挤上拱隆起形成弧状的长串岛屿。
岛弧 40 6 弧后盆地 在岛弧与大陆之间以及岛弧与岛弧之间的海域称为边缘海，其中的深水盆地往往具有洋壳结构，深达 数千米因位 于岛弧后方 (即陆侧 )，又 叫弧后盆地 41 7 大洋盆地 • 又称深海盆地大洋中特别平坦的部分地壳厚度 6～ 8公里左右，属大洋型地壳 42 9 洋中脊 • 又称中央海岭，是指贯穿世界四大洋、成因相同、特征相似的海底山脉系列 • 它全长 6.5× 104km，顶部水深大都在 2～ 3km，高出盆底 1～ 3km，有的露出海面成为岛屿，宽数百至数千千米不等，面积占洋底面积的 32.8％，是世界上规模最巨大的环球山系 • 在印度洋和大西洋中脊轴部，一般有中央裂谷 • 垂直于洋中脊，有转换断层和海槽 43 大西洋中脊的峰是锯齿形的，分布在大西洋中间，大致与东西两岸平行，呈“ S”形纵贯南北 印度洋中脊也大致位于大洋中部，但歧分三支，呈“入”字型展布 在太平洋内，因中脊偏居东侧且边坡平缓，呈倒“ L”字型展布，故称东太平洋海隆 44 大西洋底地貌 大洋中脊 （中央裂谷和转换断层） 转换断层 45 海洋生命的起源与进化 46 47 35亿年前，原始海洋中有了原始生命 —古细菌 ，地球上的生命从此迈进生机勃勃、充满艰辛的生物进化时代。
“道生一，一生二、二生三、三生万物 （庄子） 迄今地球上生存过的生物可能多达 10亿种，现存却只有 870多万种，只不过是生命长河的沧海一粟 48 49 原始生命 古细菌 经过漫长的演化，发展为 真细菌 ，至今广泛分布在地球上，代代相传细菌为单细胞生物，个体微小，需放大1000倍左右 方可看到 球菌 螺旋菌 杆菌 50 距今 35亿年前，原始细菌可能诞生于海底热泉喷口，利用热能 （化学能） 维持生命所需，直接摄取原始海洋中的营养物质久而久之，其发展必然受到限制，面临生存压力 51 困境之一 细菌如何解决能源和营养危机？ “穷则变，变则通，通则久 《 易经 》 “地球上能够生存下来的物种，并不是最强壮的，也不是最聪明的，而是对环境变化作出快速反应的”物竞天择，适者生存 （达尔文） “赢者通吃” 52 为了在浩瀚的原始海洋中更。