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）和其环境之间的相互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、个体一系统一器官一组织一细胞一细胞器一亚细 胞器一分子……；2、个体一种群一群落一生态系一生物圈一太阳系（宇观世界）……二） 生态学分类个体生态学（autecology）：主要研究生物的个体发育和系统发育与环境的相互关系种群生态学（population ecology）：主要研究同种个体组成的种群与环境的相互关系 群落生态学（community ecology）：主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相互关系生态系统生态学（ecosystem ecology）：主要研究由群落与其周围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……；另外可分为数学 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主要分支学科之一，主要是研究内陆水中生物与其环境之间相 互关系的科学研究对象包括个体、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，为合理开发和利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”主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、 以渔业利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 年完成了长江和淮河两大水系的调查；2、对主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试验；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利用的研究，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） 环境因子包括：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）能够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 通常各种适应是相互联系和相互促进的如果环境发生变化，生物尽可能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），生物在保证本身代谢特点下 消耗最少能量时的生活条件，称为最适度（最适条件）最适度是指保证全部生理机能的最 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，如果 变化不快，生物较易适应，如斑点叉尾鮰慢慢降温在3°C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征；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不足和过多，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于平衡的稳定状态下才适用2、 必须考虑到因子间的相互作用和替代作用3、当某一环境因子不是处于最适度时，生物对其它因子的耐性限度可能降低，生物本身在 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降低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可能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）生物圈是地球表面全部生物以及与其 相互作用的非生物环境的总和生物圈包括气圈、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① 泉：由地下流出的，容积很小的水体。
② 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③ 河流：水量较大，流程较长的流水水体2、 静水水体① 湖：面积较大、水较深，中央部分通常没有大型植物丛生② 池：面积较小、水较浅，大型植物可蔓延整个水区③ 沼泽：水浅而面积宽大，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：① 山谷型水库：山谷间、落差大，水深 10m 以上，如花凉亭水库② 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（主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① 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6—8m （浅湖3—4m）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所② 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③ 深底带：亚沿岸带以下的全部湖盆，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① 沿岸区：沿岸带以上的浅水部分② 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760——400 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 主要是太阳光、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收以后，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、橙光线易被吸收，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程度，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12.32—9.2蓝色40.91.5—1.8绿色150.45另外，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），光被利用的是植物本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（上层主要吸收红光）光合作用强度单位用CO2mg/dm2.h即每平方分米每小时吸收CO2毫克数 在一定范围内，光照强度增加光合作用速度加快，但超过一定限度则不再增加，甚至反 而减弱直至停止二） 水生植物对光的适应性 红、橙、黄光常常在水表层被吸收了，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、藻红素等能吸收短波光如蓝光、紫光等2、 增加叶绿素含量：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 周围，从而来增加与光线的接触面三） 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）表示，Lx—1蜡烛1米时光强 如菹草20°C，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 的降低，补偿点减小（如水绵20C，补偿点为174Lx； 5C,补偿点为27Lx）,补偿深度增 加。
一般补偿深度=SDX2倍（1.5—2.5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1—2m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，需要光照才能生长发育有时不需要光。