群落交错区的国际生态群落研究中心意义

生态学习题(四)_百度文库
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生态学习题(四)
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何谓群落交错区和边缘效应,它们在理论上和实践上有什么意义?
何谓群落交错区和边缘效应,它们在理论上和实践上有什么意义?
群落交错区:又称生态交错区或生态过渡带,是两个或多个群落之间(或生态地带之间)的过渡区域.边缘效应:群落中物种的数目及一些种群的密度往往比相邻的群落大的现象. 意义:理论上和实践上都可以可用于有利于人类发展的各种研究.比如:人类活动正大范围地改变着自然环境,形成许多交错带,如城市的发展、工矿的建设、土地的开发均使原有景观的界面发生变化.这些新的交错带可看做半渗透界面,它可以控制不同系统之间能量、物质与信息的流通.因此,有人提出要重点研究生态系统边界对生物多样性、能流、物质流及信息流的影响,生态交错带对全球性气候、土地利用、污染物的反应及敏感性,以及在变化的环境中怎样对生态交错带加以管理.海洋生态系统的分布.特点.作用_作业帮
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海洋生态系统的分布.特点.作用
海洋生态系统的分布.特点.作用
由于海水中生活条件的特殊,海洋中生物种类的成分与陆地成分迥然不同.就植物而言,陆地植物以种子植物占绝对优势,而海洋植物中却以孢子植物占优势.海洋中的孢子植物主要是各种藻类.由于水生环境的均一性,海洋植物的生态类型比较单纯,群落结构也比较简单.多数海洋植物是浮游的或漂浮的.但有一些固着于水底,或是附生的.海洋植物区系的地理分布也服从地带性规律.与陆地植物区系不同的是寒冷的海域区系成分较为丰富,热带海洋中种属反而比较贫乏,这一点与陆地植物区系恰好相反.海洋生物群落也像湖泊群落一样分为若干带:1.潮间带 (intertidal) 或沿岸带 (1ittoralzone) 即与陆地相接的地区.虽然该带内的生物几乎都是海洋生物,但那里实际上是海陆之间的群落交错区,其特点是有周期性的潮汐.生活在潮间带的生物除要防止海浪冲击外,还要经受温度和水淹与暴露的急剧变化,发展出许多有趣的形态和生理适应.潮间带的底栖生物又因底质为沙质、岩石和淤泥分化为不同类型.2.浅海带或亚沿岸带 (neritic 或 sublittoralzone) 包括从几米深到200米左右的大陆架范围,世界主要经济渔场几乎都位于大陆架和大陆架附近,这里具有丰富多样的鱼类.3.浅海带以下沿大陆坡之上为半深海带 (bathylzone) ,而海洋底部的大部分地区为深海带 (abyssalzone) 深海带的环境条件稳定,无光,温度在0~4℃ 左右,海水的化学组成也比较稳定,底土是软的和粘泥的,压力很大(水深每增10m,压力即增加101.325kPa) .食物条件苛刻,全靠上层的食物颗粒下沉,因为深海中没有进行光合作用的植物.由于无光,深海动物视觉器官多退化,或者具发光的器官,也有的眼极大,位于长柄末端,对微弱的光有感觉能力.适应高压的特征如薄而透孔的皮肤,没有坚固骨骼和有力肌肉.4.大洋带 (pelagiczone) 从沿岸带往开阔大洋,深至日光能透入的最深界限.大洋区面积很大,但水环境相当一致,惟有水温变化,尤其是暖流与寒流的分布.大洋缺乏动物隐蔽所,但动物保护色明显.红树林、珊瑚礁、马尾藻海都属于海洋中特殊的生物群落类型.河口湾是大陆水系进入海洋的特殊生态系统,由于许多河口湾是人类海陆交通要地,受人类活动干扰甚深,也易于出现赤潮,河口湾生态学是一个重要研究领域.第一章生态系统及其功能概论 1 生态系统:指一定时间和空间范围内,生物(一个或多个生物群落)与非生物环境通过能量流动和物质循环所形成的一个相互 联系,相互作用并具有自动调节机制的自然整体。 2 生产者(自养生物) :包括所有绿色植物,它们具有光和色素,能利用太阳能进行光合作用,将 CO2,H2O 和无机营养盐类合成碳 水化合物、脂肪、蛋白质、核酸等有机物用于本身的生产,此外,还有包括光合细菌
合化能合成细菌。 3 食物链:生物之间通过食与被食形成一环套一环的链状营养关系。 4 营养阶层(营养级) :食物链上每一个环节。 5 牧食食物链(植食食物链) :通常从活体植物开始,然后是草食动物、一级肉食动物、二级肉食动物等。 6 碎屑食物链:从动植物死亡尸体分解物开始。 8 生态效率:在能量流动过程中,能量的利用效率。 9 生物地化循环:生态系统之间各种物质或元素的输入和输出以及它们在大气圈、水圈、土壤圈、岩石圈之间的交换。 10 反馈机制:生态系统用来实现其自我调控以维持相对的稳态的方法。 反馈:系统的输出反过来又决定其输出。 正反馈:系统中的部分输出通过一定路线又变成输入,起促进和加强作用。 负反馈:输出反过来起消弱合减低输入的作用。 11 生态平衡:输入和输出在较长的时间趋于相等,系统的结构与功能长期处于稳定的状态(这时动植物的种类和数量也保持相对 稳定,环境的生产潜力得以充分发挥能流途径畅通)在外来干扰下能通过调节恢复到原处的稳定状态。 12 补加能量:指除太阳直接辐射的能量外,其他能减少生态系统内部的自我维持消耗,从而增加可转化为生产力的任何能量。 14 Gaia 假说:是一个(在生物圈水平上的)控制论系统,可以说明生物与环境在生物圈规模上相互作用的稳态。 15 生态阈限:只有在某一限度内可以自我调节自然界或人类施加的干扰,这个限度就叫做“生态阈限” 消费者:指不能从无机物制造有机物的动物,它们直接或间接依靠生产者制造的有机物为生,所以称为异养生物。 分解者:也属异养生物,主要包括细菌、真菌、放线菌、原生动物等微小动物,它们在生态系统中连续地进行着分解作用。 食物网:生态系统中许多食物链纵横交错,形成网状营养结构,称为食物网。 林德曼效率: 在每一个生态系统中,从绿色植物开始,能量沿着捕食食物链或营养转移流动时,每经过一个环节或营养级数量都要 大大减少,最后只有少部分能量留存下来用于生长,形成动物的组织。美国学者林德曼在研究淡水湖泊生态系统的能量流动时发 现,在次级生产过程中,后一营养级所获得的能量大约只有前一营养级能量的 10%,大约 90%的能量损失掉了,这就是著名的百 分之十定律。 周转率: 生产量与平均生物量的比率 2 生态系统有哪些基本组分?它们各自执行什么功能? 答:生态系统的基本组成成分包括非生物和生物两部分。 非生物成分是生态系统的生命支持者,它提供生态系统中各种生物活动的栖息场所,具备生物生存所必须的物质条件,也是生命 的源泉。 生物部分是执行生态系统功能的主体。可分为以下几类: 生产者:能利用太阳能进行光合作用,制造的有机物是地球上一切生物的食物来源,在生态系统中得能量流动和物质循环中居首要 地位。 消费者:它们之间或者间接的依靠生产者制造的有机物为食,通过对生产者的摄食、同化和吸收过程,起着对初级生产者的加工 和本身再生产的作用。 分解者:在生态系统中连续的进行着与光合作用相反的分解作用。 3 生态系统的能量是怎么流动的?有什么特点? 答:生态系统的能量流动过程是能量通过营养级不断消耗的过程。其特点如下: (1)生产者(绿色植物)对太阳能利用率很低,只有 1%左右。 (2)能量流动为不可逆的单向流动。 (3)流动中能量因热散失而逐渐减少,且各营养层次自身的呼吸所耗用的能量都在其总产量的一半以上,而各级的生产量则 至多只有总产量的一小半。 (4)各级消费者之间能量的利用率平均为 10%。 1 (5)只有当生态系统生产的能量与消耗的能量平衡的,生态系统的结构与功能才能保持动态的平衡。 4 生态系统的物质是怎样循环的?有什么特点? 答:生态系统的物质循环通过生态系统中生物有机体和环境之间进行循环。生命所需的各种元素和物质以无机形态被植物吸收, 转变为生物体中各种有机物质,并通过食物链在营养级之间传递、转化。当生物死亡后,有机物质被各种分解者分解回到环境中, 然后再一次被植物吸收,重新进入食物链。生态系统的营养物质来源于地球并被生物多次利用,在生态系统中不断循环,或从一 个生态系统转移到另外一个生态系统。物质循环的特点:1、全球性;2、往复循环;3、反复利用。 5 生态系统是怎样实现自我稳态的? 答:生态系统通过负反馈机制实现自我调控以维持相对的稳态。负反馈能够使生态系统趋于平衡或稳态。生态系统中的反馈现象 十分复杂,既表现在生物组分与环境之间,也表现于生物各组分之间和结构与功能之间。在一个生态系统中,当被捕食者动物数 量很多时,捕食者动物因获得充足食物而大量发展;捕食者数量增多后,被捕食者数量又减少;接着,捕食者动物由于得不到足 够食物,数量自然减少。二者互为因果,彼此消长,维持着个体数量的大致平衡。这仅是以两个种群数量的相互制约关系的简单 例子。说明在无外力干扰下,反馈机制和自我调节的作用,而实际情况要复杂得多。所以当生态系统受到外界干扰破坏时,只要 不过分严重,一般都可通过自我调节使系统得到修复,维持其稳定与平衡。 生态系统的自我调节能力是有限度的。当外界压力很大,使系统的变化超过了自我调节能力的限度即“生态阈限”时,它的 自我调节能力随之下降,以至消失。此时,系统结构被破坏,功能受阻,以致整个系统受到伤害甚至崩溃,此即通常所说的生态 平衡失调。 7 何谓生态系统服务?生态系统服务有哪些基本特征? 答:由自然生态系统在其生态运转过程中所产生的物质及其所维持的生活环境对人类产生的服务功能就被称为生态系统服务。其 基本特征: (1) (2) (3) 生态系统服务是客观存在的。 生态系统服务是生态系统的自然属性。 自然生态系统在进化发展过程中,生物多样性越来越丰富。第二章海洋环境与海洋生物生态类群浮游生物:指在水流的运动的作用下,被动得漂浮在水层中的生物群。 底栖生物:是由生活在海洋基底表面或沉积物中的各种生物所组成。 游泳生物:是具有发达的运动器官、游泳能力很强的一类大型动物。 污损生物:过去也称周从生物、固着生物或附着生物,系指附着在船底、浮标和一切人工设施上的动植物或微生物的总称。 1 为什么说海洋是地球上最大的生态单位? 联系海洋主要分区说明海洋在纬度、深度和从近岸到大洋三大环境梯度特征? 答:纬度梯度主要表现为赤道向两极的太阳辐射强度逐渐减弱,季节差异逐渐增大,每日光照持续时间不同,从而直接影响光合 作用的季节差异和不同纬度海区的温跃层模式;深度梯度主要由于光照时间只能透入海水的表层,其下方只有微弱的光甚至无光 世界。同时温度也有明显的垂直变化,表层因太阳辐射而温度升高,底层温度低而且恒定,压力也随深度的而不断增加,有机食 物在深层很稀少。在水平方向上,从沿海到向外延伸到开阔大洋的梯度主要涉及深度、营养物含量和海水混合的作用的变化,也 包括其他环境因素的波动呈现从沿岸向外海减弱的变化。 2 海水的溶解性、透光性、流动性以及 PH 缓冲性能对海洋生物有何重大意义? 答:(1)海洋的溶解性具有很强的溶解性,浮游植物进行光合作用所需的 N、 P 等无机盐都以适合与有植物吸收的形式存在于海水 中,便于浮游植物吸收。 (2)海水具有透光性,光线可以投入一定的深度,为浮游植物光合作用提供必须得光照条件。 (3)海水的流动性可以扩大生物分布的范围。 (4)海水的组分稳定,缓冲性能好,能够使 PH 维持在一定的范围内,能够使生物有一个稳定的生活环境。 4 简述海洋浮游生物的共同特点及其在海洋生态系统中的作用? 答:它们的共同特点是缺乏发达的运动器官,运动能力弱或者完全没有运动能力,只能随水流移动,具有多种多样适应富有生活 的结构。浮游生物的数量多、分布广,是海洋生产力的基础,也是海洋生态系统能量流动和物质循环的主要环节。浮游植物光合 作用的产物基本上要通过浮游动物这个环节才能被其他动物所利用。浮游动物通过摄食影响或控制生产力,同时其种群动态变化 2 又可能影响许多鱼类和其他动物资源群体的生物量。 5 按个体大小可将浮游生物划分为哪些类别?这样划分的类别有何重要生态学意义? 答:按个体的大小浮游生物可以分为以下几种类型: (1)微微型浮游生物:<2μm (2)微型 (3)小型 (4)中型 (5)大型 (6)巨型 :2―20μm :20―200μm :200―2000μm :2000μm―20 L :>20 L 意义:这种大小等级划分往往包含相应的摄食者―被食者的营养关系。7 结合底栖生物的生活方式浅谈海洋底栖生物种类繁多的原因? 答:生活在江河湖海底部的动植物。按生活方式,分为营固着生活的、底埋生活的、水底爬行的、钻蚀生活的,底层游 泳的等类型。海底的各种生境多样复杂 ,因而生活在海底表面沉积物这的各种底栖生物的种类组成及所代表的门类都比浮游生物和游泳生物丰富的多。第三章海洋主要生态因子及其对生物的作用1 生态学上环境概念与环境科学里环境概念最大的差异在于主体不同。 2 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。 3 生境:具体的个体和群体生活地段上的生态环境,包括生物本身对环境的影响。 生态环境:所有生态因子构成生物的生态环境。 4 限制因子:在所有这些生态因子中,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。 6 利比希“最小因子定律” :一种生物必须有不可缺少的物质供其生长和繁殖,这些基本的必需物质随种类和不同情况而异。当生 物所能利用的量紧密地接近多需要的最低值时,就对其生长和繁殖起限制作用,成为限制因子,这就是利比希“最小因子定律” 。 8 谢尔福德耐受性定律:如果某一因子的量增加或降低到接近或超过这个限度,生物的生长和发育就受到影响,甚至死亡。生物 只能在耐受限度所规定的生态环境中生存,这种最大量和最小量限制作用的概念就称“谢尔福德耐受性定律” 。 7 耐受限度:生物对各种环境因子的适应有一个生态学上的最小量和最大量,它们之间的幅度称“耐受限度” 。 9 透明度:指用一直径 30CM 的白色圆盘,垂直的放入海水中,直到刚刚看不见时的深度为止,这个深度叫透明度。 10 透光层(真光层) :有足够的光可供植物进行光合作用,其光合作用的量超过植物的呼吸消耗。 11 厄尔尼诺现象:是指赤道太平洋东部表层水温异常升高(有时竟比常年高 5―6 度)的现象。厄尔尼诺每隔 2―10 年发生一次, 但间隔时间和每次出现的持续时间都不确定。 12 永久性温跃层在低纬度海区,季节性温跃层在中纬度海区,高纬度海区没温跃层。 13 两极同源(两级分布):南北两半球中高纬度的生物在系统分类上表现有密切的关系,有相应的种、属、科存在,这些种类在热 带海区消失。 14 热带沉降:某些广盐性和广深性的冷水种,其分布可能从南北西半球高纬度的表层通过赤道区的深水层而成为一个连续的分布 (赤道深层的水温相当于高纬度表层水温) 15 生物学零度:有机体必须在温度达到一定界限以上,才能开始发育和生长,这一界限称为生物学零度。 16 有效积温法则(热常数) :指发育期的平均水温(有效温度)与发育所经过的天数或时数的乘积是一个常数,这一常数因种类 不同而有所差异。 K(热常数)=N(T-C) N(天数)T(平均温度)C(起点温度) 17 盐度:当碳酸盐全部转化为氧化物,溴和碘以为氯所取代,所有有机物均已完全氧化时,1kg 海水中所含全部可溶性无机物的 总质量(g) 。简单定义为:溶解 1kg 海水中的无机盐总质量(g) 。 18 海水组成恒定性规律(Marcet 原则) :大洋海水的盐度是可变的,但其主要组成的含量比例却几乎是恒定的,不受生物和化学 反应的显著影响。 生态幅: 耐受限度表示某种生物对于环境改变有一定的适应能力,环境因素对生物发生影响的范围成为生态幅。 3 1.什么叫环境和生态因子? 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.何谓限制因子?说明利比希最小因子定律和谢尔福德耐受性定律的主要内容。 1.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 2.. 利比希最小因子定律(Liebig's Law of Minimum) : “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 3.谢尔福德耐性定律:生物的存在与繁殖,要依赖于某种综合环境因子的存在,只要其中一项因子的量或质不足或过多,超过某 种生物的耐性极限或生态幅,则使该物种不能生存,甚至灭绝。 一般说来,一种生物的耐受范围越广,对某一特定点的适应能力也就越低。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。 3.如何用辩证和统一的观点来理解生物与环境的关系? 生物只能生活和适应与于特定的环境中,环境条件决定着生物的分布和数量特征;生物的活动也在一定范围内和一定程度上影响 环境。生态学强调有机体与生物的统一性,一方面,生物不断地从环境中吸取对它适于的物质以创造其本身和维持生命活动所需 要的能量而得以生长繁殖;另一方面,生命活动的产物又被释放回外界环境中去,从而直接影响周围环境的理化性质。 从长期的角度看,地球上出现生命以后,本身在有机体的影响下发生了根本的变化,促进了生物多样性的发展,也改变了生物圈 并使其复杂化,即环境条件的多样性增加了。这种多样性也要求生物对其适应,因此也成为动植物进一步发展的条件。有机体类 型多样性的扩大,要求产生种的特殊性,以便按不同方式来利用周围环境的物种共同生存发展。因此,丰富多彩的生物界是生物 与环境相互作用.共同演化的结果 4.简述光在海洋中的分布规律及其主要生态作用. 海水中的光照强度随深度增加而递减,光的强度和照射时间有纬度梯度和季节周期,除两极外地其他地区有昼夜交替现象。强度 从赤道向高纬度地区逐渐减弱,夏季强,冬季弱,低纬短波光多,随纬度的增加长波部分也增加。从日照时间上看,除赤道附近 昼夜时间整年都基本一样外,其他维度上只有春风和秋风时昼夜时间大致相等。 生态作用:1.海洋植物在光合作用中捕获光能,并将其转变为碳水化合物存储化学能,是海洋生物能量的最初来源。2.光照使水 温维持在一定得范围内。3.光是影响昼夜垂直移动的最重要的生态因子 6.简述海水温度的水平和垂直分布规律及其主要生态作用 1.水平分布规律:自低纬向高纬度递减 垂直分布规律:1.低纬海区:表层海水温度较高,密度较小,其下方出现温跃层(温度随深度增加急剧下降) ,其上方为热成层(相 当均匀的高温水层) ,温跃层的下方水温低,温度变化不明显。 中纬海区:夏季水温增高,接近表面形成一个暂时的季节性温跃层,冬季,上述温跃层消失,对流混合可延伸至几百米。在其下 限的下方有一个永久性的但温度变化较不明显的温跃层。 高纬海区:课本 p55 第二自然段, 2.主要生态作用:1.温度影响海洋生物的地理分布和迁移 2. 在适宜温度范围内,温度促进新陈代谢 3.温度影响着生物的生长.生殖和发育 8.说明海洋中盐度分布及其生态作用 1.海洋盐度分布 远离海岸的大洋表层水盐度变化不大(34~37) ,平均为 35,浅海区受大陆淡水影响,盐度较大洋的低,且波动范围也较大 (27~30) 。尽管大洋海水的盐度是可变的,但其主要组分的含量比例却几乎是恒定的,不受生物和化学反应的显著影响,此即所 谓 Marcet ”原则 ,或称“海水组成恒定性规律” 。 4 2.生态作用 (一)盐度与海洋生物的渗透压 海洋动物可分为渗压随变动物(贻贝、海胆)与低渗压动物。渗压随变动物:体液与海水渗透压相等或相近;低渗压动物:大部 分海洋硬骨鱼类经常通过鳃(盐细胞)把多余的盐排出体外或减少尿的排出量或提高尿液的浓度等方式来实现体液与周围介质的 渗透调节。 低盐环境下鳃主动吸收离子,排出量大而稀的尿液。 洄游鱼类:内分泌调节改变离子泵方向 (二)盐度与海洋生物的分布(狭盐性生物与广盐性生物) (三)不同盐度海区物种数量的差异 盐度的降低和变动,通常伴随着物种数目的减少,海洋动物区系在生态学上的重要特点,是以狭盐性变渗压种类为主的。 第四章生态系统中的生物种群与动态种群:在一定的时间和空间范围内,由同种个体组成的个体群称为种群。 生命表:把观测到的种群中不同年龄个体的存活和死亡数编制成表,称为生命表 种群密度:单位面积或容积中种群的个体数目。 存活曲线:依据生命表中种群在不同年龄的存活数绘制的曲线称为存活曲线。 生态对策:生物在生存斗争中获得的生存对策,称为生态对策,或生活史对策。1.种群就是指特定时间内栖息于特定空间的同种生物的集合体。 2.每一种生物种群都有自己的最适的种群密度,这就是阿利氏规律。 3.在特定环境条件下种群的出生率称为实际出生率或生态出生率。 4.种群在实际环境下的死亡率称为生态死亡率。 5.生命表是用来分析种群死亡过程的有用工具。 (生命表:表征种群个年龄组存活,死亡以及种群数量变动的数据表。 ) 6.根据生命表可作存活曲线,存活曲线是以年龄(相对年龄,即平均寿命的百分比)为横坐标,存活的相对数为纵坐标构成的曲线。 7.当种群处于最适条件下,种群的瞬时增长率称为内禀增长率。 8.一个理想种群在无限环境下每经过一个世代(或一个单位时间)的增长倍数,称为周限增长率。 9.一个环境资源能容纳的最大种群值称为环境负载能力(通常用 K 表示) 。 10.逻辑斯蹄方程是用来描述“S”型增长模式的。微分形式 dN/dt=Rn((K-N)/K)。 11.r 选择的这类生物课称为 r 对策者。 其生境不稳定, 种群超过环境负载量不致造成进化上的不良后果, 它们必须尽可能利用资源, 参加繁殖,充分发挥内禀增长率。这类动物通常是出生率高,寿命短,个体小,常常缺乏保护后代的机制。子代死亡率高,具 较强的扩散能力,适应于多变的栖息生境。(K 的与之相反)。K 对策者(海洋哺乳类)把较多的能量用于逃避死亡和提高竞争能 力,r 对策者(浮游动植物,甲壳类)把较多能量用于繁殖。 12.种群调节就是指物种变动过程中趋向恢复到其平均密度的机制(非密度制约因素跟密度‘) 13.非密度制约:这类因素对种群的影响程度与种群本生的密度无关,即其作用的强度是独立于种群密度之外的,在任何密度下, 种群总是有一个固定的百分数受到影响或被杀死。 密度制约:这类因素的作用强度随种群密度而变动,当种群达到一定大小时,某些与密度有关的因素就会发生作用,而且种群受 到影响部分的比例也与种群大小有关。 14. 生态对策(生活史对策) :生活所特有的生活史特征是该生物种类在进化过程中,适应于特定环境所形成的一系列生物学特征 的设计,生物所特有的这种生活史特征就称生态对策。 15.环境变化、统计变化和遗传因子的共同效应使得由一个因素引起的种群数量下降反过来又加剧其他因素的敏感性,产生旋涡效 应,加速种群走向灭亡,称为灭绝旋涡。 16. 种群数量变动受哪些种群参数的影响,影响自然种群数量变动的主要外界因素是什么? 种群数量变动取决于出生和死亡、迁入和迁出四种过程,也即生死与迁移,如果还考虑生物量的变动,则须加入生长因素。 17. 种群逻辑斯谛增长模型的假设条件是在无限的环境下。 集合种群:就是在一定的时间内具有相互作用的局域种群的集合,即由局域种群之间通过某种程度的个体迁移、扩散而相互联系 的区域种群。5 1.什么是种群?种群有哪些与个体特征不同的群体特征? 1.种群(居群、繁群、 Population):指特定时间内栖息于特定空间的同种生物的集合群。种群内部的个体可以自由交配繁衍后代, 从而与邻近地区的种群在形态和生态特征上彼此存在一定差异。种群是物种在自然界中存在的基本单位,也是生物群落基本组成 单位。 2.自然种群三个基本特征: 空间特征、数量特征、遗传特征(详见 P67) 2.什么叫阿利氏规律?种群的集群现象有何生态学意义? 1.阿利氏规律:种群密度过疏和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最适密度。 2.集群现象(schooling)及其生态学意义 有利:繁殖 、防卫 、索饵 、提高游泳效率、改变环境化学性质以抵抗有毒物质,若形成社会结构,自我调节及生存能力更 强。 不利:种内竞争、大量被捕食 成因:水动力条件、温盐及营养盐含量变化等等。 4.种群逻辑斯谛增长模型的假设条件是什么?为什么说该模型描述了种群密度与增长率之间存在的负反馈机制? 逻辑斯谛方程有一个隐含假设:负反馈立刻起效应种群密度上升而引起种群增长率下降的这种自我调节能力往往不是立即就起作 用的,负反馈信息的传递和调节机制生效都需要一段时间。这种时滞在高等动物(生活史越长,时滞越明显)更为普遍,可相隔 一代以上。 种群数量继续增加时,物种内竞争将越来越激烈 5.r-对策者与 K-对策者的生活史类型有哪些差别?举例说明种群生活史类型的多样化.表 4 .5 rC 选 择 ( 机 会 种 , o p p o rt u n is t ic s p ecies) 气 候 多变,难以预测,不确定 小 快 早 多 多 高 可变,常<K 值 低 高,非密度制约 短 ( < 1a) 高 海 洋 rC 选 择 和 K C 选 择 的 生 活 史 比 较 ( 转 引 自 La l l i & P a rs o n s, 1 9 9 7 ) KC 选 择 ( 平 衡 种 , eq u ilib riu m s p ecies) 稳定,可预测,较确定 大 慢 迟 少 少 低 相对稳定,接近 K 值 高 低,密度制约 长 ( > 1a) 低成体大小 生 长 率 性成熟时间 繁殖周期 幼体数量 扩散能力 种群大小 竞争能力 死 亡 率 生命周期 水 层 /底 栖 的 比 率8.什么叫集合种群?研究集合种群对生物保护有何重要意义? 1、集合种群,也叫复合种群、联种群,指局域种群通过某种程度的个体迁移而连接在一起的区域种群。 域 2.与研究一般种群不同,研究集合种群主要是为了知道它是否会走向灭绝或还能维持生存多少时间。主要意义在于预测,并对濒 危动物的保护及害虫防治、 景观管理和自然保护有重要使用价值。 对具有多个局域种群的害虫应在足够大的防治范围内同时进行, 对面临生境破碎化的濒危种类应注意维持迁移通道.建立一个大保护区与几个小保护区的争论与集合种群理论有关。 第五章、生物群落的组成结构、种间关系和生态演替 1 种间竞争:是生物群落中物种关系的一种形式,是指两个或更多物种的种群对同一种资源(如空间、食物与营养物质等等)的争 夺。 2.高斯假说:即亲缘关系越近的、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 们的生态位没有区别。高斯假说的两个例外:一,由于环境因素强烈的作用,种群被抑制在一个低密度水平上。二,因环境不断 6 通常着眼于较大的区 地发生变动,竞争的结果不能达到一定的平衡(即在能够充分利用环境的可能性之前,环境已经变化了) 。 3. 生态位(ecological niche)是指一个种群在生态系统中,在时间空间上所占据的位Z及其与相关种群之间的功能关系 与作用。 7.某一物种所栖息的理论上最大空间,即没有中间竞争的种生态位,称为基础生态位。但实际上很少有一个物种能全部占据基础生 态位。当有竞争者时,必定使该物种只占据基础生态位的一部分,这一部分实际占有的生态空间,称为实际生态位。 8.两种不同生物种之间的各种组合关系总称为共生现象。 9.共栖是两种生物生活在一起,彼此之间一方受益、另一方并不受害的一种组合关系。 10.互利是两种生物的个体联系在一起而相互受益、相互依存的关系。 11.共生现象的类型:共栖,互利,寄生,偏害,原始合作。 12.捕食者和被食者的辩证关系:捕食者和被食者(包括寄生者和宿主)的相互关系是很复杂的。捕食者不仅吞食被食者,同时对 被食者的种群调节也起重要作用。反之,被食者的种群数量变化对捕食者也有影响(即食物丰歉) 。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。生物群落:指在一定的时间内生活在一定的地理区域或自然生境的各种生物种群所组成的一个集合体。 生态演替是指在一定的区域内,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。建群种:对群落的构建与稳定起着主导与决定作用的种。 与优势种的关系:建群种也是优势种,优势种不一定是建群种 优势种:只有少数种或种的集群,由于它们的数目、大小、或活动性起着控制群落特征的作用。 关键中:不是生物量占优势,而是对群落的组成结构和物种多样性(包括系统稳定性方面)具有决定性作用的物种。不同生物群落之间的过渡地带称为群落交错区。 交错区可能具有较多的生物种类和种群密度,称为边缘效应。 到达最后的稳定系统的群落叫做顶级群落。单元顶极说 (monoclimax theory)美国生态学家 Cowles, H.C.& F.E.Clements 认为任何一个具体地区,演替终点决定于该地的气候,称为气候顶极群落。Clements 认为,在同一气候区内,无论演替初期的条件多么不同,植被总是趋向于减轻极端情况而朝向顶极方向发展,从而使得生境适合于更多的生物生 长。2、多元顶极说 (polyclimax theory)英国的 A.E.Tansley(1954)提出:若一个群落在某种生境中基本稳定,能自行繁殖并结束其演替过程,就可看作顶极群落。除气候顶极之外,还可有土壤极、地形顶极、火烧顶极等。抗性:或称抵抗力,指群落或生态系统受到干扰后产生变化的大小,即衡量受外界干扰而保持原来状态的能力。 弹性:或称恢复力,指群落或生态系统受到干扰后回复原来状态的能力。 梁概念:即群落内某个种群因突发原因而衰退或消失,将有其他相似的种群来填补。 相似系数:根据物种的重量、数量等数量指标比较两个群落或取样的相似程度的变量。 干扰:意为平静的中断或正常过程的打扰或妨碍,它是自然界的普遍现象 岛屿效应:岛屿的面积越大,生物种数就越多, 。通常认为这是由于面积越大, ,生境复杂性程度就越高,可以 有更多的物种生活,这种规律叫岛屿效应。1、什么叫生物群落?试举例说明群落的基本特征? 生物群落是指在特定时间生活于一定地理区域或生境中的所有生物种群组成的集合体,群落中的生物在种间保持着各种形式 的联系,并且共同参与对环境的反应。群落的基本特征: (1)具有一定得外貌(尤其陆生群落) (2)具有一定得种类组成(种类 组成是区别不同群落的首要特征) (3)具有一定得群落结构(4)形成群落环境(5)不同物种之间的相互影响(6)具有一定得动 态特征(包括季节动态,年际动态,演替和演化) (7)具有一定得分布范围(8)群落具有边界特征2、怎样认识群落交错区和边缘效应? 7 在两个不同群落交界的区域,称为群落交错区。群落交错区实际上是一个过渡地带,例如在森林和草原之间的过渡带, 两者互相镶嵌着出现。 由于群落交错区的环境条件比较复杂,其植物种类也往往更加丰富多样,从而也能更多的为动物提供 营巢、隐蔽和摄食的条件。因而在群落交错区中既可有相隔群落的生物种类,又可有交错区特有的生物种类。这种在群落交错区 中生物种类增加和某些种类密度加大的现象,叫做边缘效应。边缘效应类似于生物学中的杂种优势,其形成需要一定条件,如两 个相邻生物群落的渗透力大致相似,两类环境或两种生物群落所造成的过渡地带需相对稳定,相邻生物群落各自具有一定的均一 面积或群落内只有较小面积的分割,具有两个群落交错的生物类群等。边缘效应的形成需要较长的时间,是协同进化的产物。 3、如何理解捕食者与被食者之间的辩证关系?4、简述生态位的概念及其与种间竞争的关系 生态位(Ecological niche) ,又称小生境、生态区位、生态栖位或是生态龛位,生态位是一个物种所处的环境以及其 本身生活习性的总称。每个物种都有自己独特的生态位,借以跟其他物种作出区别。生态位包括该物种觅食的地点,食物的种类 和大小,还有其每日的和季节性的生物节律。 生态位分两个层次: 基本生态位:是生态位空间的一部分,一个物种有在其中生存的可能。这个基本生态位是由物种的变异和适应能力决定的, 而并非其地理因素。或者说基本生态位是实验室条件下的生态位,里面不存在捕食者和竞争。 现实生态位:是基本生态位的一部分,但考虑到生物因素和它们之间的相互作用。或者说是自然界中真实存在的生态位。 5、共生现象有哪些主要类型?共生有什么生态意义?偏利共生:两个物种间存在着共生关系,但仅对一方有利,对另一方无害也无利为偏利共生。如?以其头顶上的吸盘固着 在鲨鱼腹部,可以免费做长途旅行,这仅对?有利 互利共生:对双方均有利为互利共生,例如牛胃中的瘤胃内具有密度很高的细菌(每毫升胃内容物个)和原生动 物(105~106个) 。瘤胃为它们提供生存场所,而它们能分解纤维素和纤维二糖,合成维生素,对牛也有利。 6、影响群落结构的因素 1.生物因素: 竞争:如果竞争的结果引起种间的生态位的分化,将使群落中物种多样性增加。 捕食:如果捕食者喜食的是群落中的优势种,则捕食可以提高多样性,如捕食者喜食的是竞争上占劣势的种类,则捕食 会降低多样性。 2.干扰:在陆地生物群落中,干扰往往会使群落形成断层(gap) ,断层对于群落物种多样性的维持和持续发展,起了一个很 重要的作用。不同程度的干扰,对群落的物种多样性的影响是不同的,Conell 等提出的中等干扰说(intermediate disturbance hypothesis)认为,群落在中等程度的干扰水平能维持高多样性。其理由是:①在一次干扰后少数先锋种入侵断层,如果干扰频 繁,则先锋种不能发展到演替中期,使多样性较低;②如果干扰间隔时间长,使演替能够发展到顶级期,则多样性也不很高;③ 只有在中等程度的干扰,才能使群落多样性维持最高水平,它允许更多物种入侵和定居。 3.空间异质性: 环境的空间异质性:环境的空间异质性愈高,群落多样性也愈高。 8 植物群落的空间异质性:植物群落的层次和结构越复杂,群落多样性也就越高。如森林群落的层次越多,越复杂,群落 中鸟类的多样性就会越多。群落演替的含义 随时间的推移,生物群落内一些物种消失,另一些物种侵入,群落组成及其环境向一定方向产生有顺序的发展变化,称为群 落的演替。演替是群落长期变化累积的结果,主要标志是群落在物种组成上发生质的变化,即优势种或全部物种的变化。群落演 替即由一种类型转变为另一种类型的顺序过程,或者说在一定区域内一个群落被另一个群落所替代的过程。群落演替的概念包括 以下几点基本含义: ① 群落演替是一个具有一定方向、一定规律、随时间的变化而变化的有序过程,所以往往能够预测群落的演替过程。 ② 群落演替是由于生物和环境之间反复的相互作用,在时间和空间上不可逆的变化过程。虽然物理环境在一定程度上决定了 演替的类型、方向和速度,但是演替的发展由群落本身控制着,并且正是群落的演替极大地改变了物理环境。 ③ 群落演替是一个漫长但并非永无休止的过程,当群落演替到与环境处于平衡状态时,就以相对稳定的群落为发展的顶点。 2、生物群落的物种多样性有何地理分布上的规律? 答:物种多样性有明显的地理差异,热带生物群落的种类多样性程度高,北方还去群落的物种组成较简单,深海多样性水平也很 高。多样性指数可用来描述群落的物种丰度以及各种类数量比例(均匀度) 。 3、如何理解群落的多样性和群落群落稳定性的关系? 答: (1)群落的物种多样性或复杂性与群落的稳定性有关。一个群落的种类越多,其中各种生物的关系越错综复杂,群落就越稳 定;(2)物种多样性与稳定性之间没有这么简单的关系; (3)一个物种多样性水平高的群落,其系统的结构可能较为完善,但是不 能因此而推论,认为这个系统必然比多样性底的系统有更强的抗干扰能力; (4)物种多样性高的群落弹性不一定大,抗性不一定 强,稳定性也就不一定高。 4、试分析影响群落结构的因素。 答:很多因素对形成群落结构有影响:广食性捕食者和狭食性捕食者作用的结果都可能影响群落的种类组成,而关键种对维持群 落结构的稳定性有重要的作用;种间竞争可能通过生态位分化使更多的物种共存;空间异质性程度高的生境有更高的物种多样性; 各种不同的干扰以及干扰的程度和频率都会影响群落的结构,中等程度的干扰时维持群落物种多样性的重要因素。此外,岛屿的 群落结构及其稳定性与岛屿的面积大小、距离大陆的远近有直接关系。 5、何谓群落的生态演替?群落演替有哪些类型? 答: (1)是一定地域的,一个群落次序(顺序)代替另一个群落的过程。 (2)按演替的起始条件分:原生演替和次生演替;按控制演替的主导因素分:自源演替和异源演替;按群落代谢特征分:自养性 演替和异养性演替。 6、什么是演替顶级?你对演替顶级理论有何认识? 答:任何一类演替都经过迁移、定居、群聚、竞争、反应、稳定 6 个阶段。到达稳定阶段的群落,就是和当地气候条件保持协调 和平衡的群落,这是演替的终点,这个终点就称为演替顶极。 1、单元顶极论―clements F.E.为代表 (1)演替就是在地表上同一地段顺序出现各种不同生物群落的时间过程。任何一类演替都经过迁移、定居、群聚、竞争、反应、 稳定 6 个阶段。到达稳定阶段的群落,就是和当地气候条件保持协调和平衡的群落,这是演替的终点,这个终点就称为演替顶极。 在某一地段上从先锋群落到顶极群落按顺序发育着的那些群落;都可以称作演替系列群落。 (2)在同一气候区内,无论演替初期的条件多么不同,植被总是趋向于减轻极端情况而朝向顶极方向发展,从而使得生境适合 于更多的生物生长。无论水生型的生境,还是旱生型的生境,最终都趋向于中生型的生境,并均会发展成为一个相对稳定的气候 顶极。 (3)在一个气候区内,除了气候顶极之外,还会出现一些由于地形/土壤或人为等因素所决定的稳定群落。 1)亚顶极是达到气候顶极以前的一个相当稳定的演替阶段。 2)偏途顶极也称为干扰顶极:是由一种强烈而频繁的干扰因素所引起的相对稳定的群落。 3)前顶极也称为预顶极:在一个特定气候区域内,由于局部气候条件差(热/干燥)而产生的稳定群落。 4)超顶极也称后顶极。在一个特定的气候区域内,由于局部气候比较适宜而产生的较优越气候区的顶极。 无论哪种形式的前顶极,按照 Clements 的观点,如果给予时间的话,都可能发展成为气候顶极。 9 (4)关于演替的方向,Clements 认为,在自然状态下,演替总是向前发展的,即进展演替,而不可能是后退的逆行演替。 2、多元顶极论―以 TansleyA.G.为代表 (1) (2) 如果一个群落在某种生境中基本稳定,能自行繁殖并结束它的演替过程,就可以看作顶极群落。 在一个气候区域内,群落演替的最终结果,不一定都汇集于一个共同的气候顶极终点。除了气候顶极之外,还可有土 壤顶极,地形顶极,火烧顶极,动物顶级;同时还可存在一些复合型的顶极,如地形―土壤顶极和火烧―动物顶极等 等。一般在地带性生境上是气候顶极,在别的生境上可能是其他类型的顶极。 (3) 一个植物群落只要在某一种或几种环境因子的作用下在较长时间内保持稳定状态,它和环境之间达到了较好的协调, 都可认为是顶极群落。 7、单元顶极论与多元顶极论的异同点 答:相同点: (1)都承认顶级群落是经过单向变化而达到稳定状态的群落(2)都认为顶级群落在时间上的变化和空间上的分布 都是和生境向适应的。 不同点:单元顶级论认为,只有气候才是演替的决定因素,其他因素都是第二位的,但可以阻止群落向气候顶级发展,认为在 一个气候区域内,所有群落都有趋同性发展,最终形成气候顶级。多元顶级论认为,除气候外的其他因素也可以决定顶级的行成, 并且不认为多有群落最后都趋于一个顶级。 8、生态演替过程中群落的组成结构和功能有哪些变化? 答:生态演替过程中,群落的结构与功能同时发生有规律的变化。结构方面的变化主要有:演替初期,生物种类多表现出 r 选择生 活史类型的特征,随着演替进程,逐渐增加 K 选择生活史特征的比例。内部共生关系也从不发达向较发达转变。在功能方面,随 着演替的进行,最重要的指标是生产量与呼吸量比率从大于 1(或小于 1)发展到接近于 1.相应的,群落净生产量则从高到低,能 流渠道从线状到网状,碎屑食物链的重要性大为增加。营养物质循环从初期的开放性转向后期的相对封闭性。 9、两种演替观 答: (1)经典的演替观: (1)每一演替阶段的群落明显不同于下一阶段的群落; (2)前一阶段群落中物种的活动促进了下一阶段 物种的建立。 (2)个体论演替观:Egler F.E.1952 年提出初始物种组成是决定群落演替系列中后来优势种假说。 当代的演替观强调个体生活 史特征、物种对策以及各种干扰对总体的作用。3 种可检验的模型:促进模型、抑制模型、忍耐模型。 第六章 海洋初级生产力 1 就整个海洋来说,主要生产者是浮游植物。 2 现存量(生物量) :指某一特定时间,某一空间范围内存有的有机物的量(B) ,即个体数量乘以个体平均质量。 3 同化指数(同化系数) :单位 ch/a 在单位时间内合成的有机碳量,其单位为 mgc/(mgcla*h) 4 Redfield 比值:C:N:P=106:16:1 5 临界深度:指在这个深度上方整个水柱浮游植物的光合作用总量等于其呼吸消耗的总量,或者说在这个深度之上,平均光强等 于补偿光强。 6 生产力:生物通过同化作用生产(或积累)有机物的能力。 初级生产力:即自养生物通过光合作用或化学合成制造有机物的速率。 次级生产力:即除生产者外的各级消费者直接或间接利用已经生产的有机物经同化吸收、转化为自身物质(表现为生产与繁殖) 的速率,也即消费者能量储蓄率。 群落净生产力:指在生产季节或一年的研究期间,未被异常者消耗的有机物质的储藏率。 群落净生产力=净初级生产力-异养呼吸消耗 7 影响海洋初级生产力的因素:光、营养盐、铁、温度、垂直混合和临界深度、牧食作用。 8 补偿深度:在某一深度层,植物 24h 中光合作用所生产的有机物质全部为维持其生命代谢消耗所平衡了,没有净生产量(P=R) 补偿深度处的光强称为补偿光强。再生生产力:由再生 N 源支持的那部分初级生产力。 新生产力:由新 N 源支持的那部分初级生产力。 输出生产力:向底部的碳输出。、 比: f f=Pn/PG*100%, 即新生产力除以总初级生产力。 颗粒态营养元素下沉出真光层之前的循环次数 (r) f 比的关系: (1-f) 与 r= /f 10 2、影响海洋初级生产力的因素:光、营养盐、铁、温度、垂直混合和临界深度、牧食作用。 3、分析不同纬度海区初级生产力的季节分布特征及其原因。 答: (1)中纬度海区初级生产力的季节变化属于双周型,包括春、秋季两个高峰。原因:冬季,虽有深层水带来的丰富营养盐, 但水温低,光照条件差,初级生产力全年最低值;春季,日照增加,水温上升,又有大量冬季留下的营养盐,初级生产力很高, 夏季,水温升高,形成季节性温跃层,深层水难以上升,营养盐被大量消耗,初级生产力下降,秋季,水温下降,光照减弱,季 节性温跃层消失,对流混合深度增加,表层营养盐重新得到补充,初级生产力回升。 (2)高纬度海区初级生产力的年波动呈单周型,在夏季出现一个高峰。原因:表层水温整年都较低,季节变化不明显光照条件是 影响初级生产力的主要因素。 (3)低纬度海区有持续的生产力,但很少出现峰值。原因:整个海区几乎是连续的夏季条件,表层始终保持高的水温,光照条件 也很好。由于存在强大的恒定温跃层,表层海水中的营养盐短缺,生产力收到抑制,但整年持续进行。 4、现在对海洋初级生产力总量估计比过去高得多的主要原因: (1)很多研究表明,海洋初级生产的产品不仅以颗粒有机碳的形式 存在,还有相当部分(5%-50%)是直接以溶解有机碳的形式释放到水中,这种光合作用过程中释放的 DOC 被称为 PDOC,目前 用 14C 法, 只测定初级生产者 POC, 而漏掉了 PDOC (溶解有机碳) 这部分 PDOC 可通过自由生活的异养微生物再次转化为 POC, 。 从而使这部分有机碳可进入较高层次营养级。 (2)近几年在海洋中发现的那些非常小的原核和真核超微自养浮游生物在海洋初级 生产中占有极重要的地位,有时候它们对初级生产力的贡献高达 60%。 6、铁是哪些海区浮游植物生长繁殖的限制性元素?说明海洋中铁的主要来源,它在海洋透光层中的供应特点与 N、P 营养盐有什 么差别? 答:在南太平洋部分海区和赤道的广阔海区(赤道太平洋)成为限制性元素。Fe 不像 NO3-、PO4-那样可以从底层向上层输送, 而是依靠另外的途径补充。在近岸区,Fe 可由陆源补充,一般不会成为初级生产力的经常性限制因子。在大洋表层,浮游植物生 长繁殖所需要的 Fe 主要依靠大气灰尘沉降到海面来补充,有些大洋区,这种补充量很少的。 7、为什么说海洋新生产力水平与海洋净吸收大气 CO2 的数量有直接关系? 答:海洋是地球上最大的碳库,海洋中碳的生物地球化学循环对全球的碳循环起重要的作用。海水与大气界面的 CO2 含量处于平 衡状态而新生产力的水平反映了海洋透光层静吸收大气 CO2 的能力,凡是新生产力高的海区,海水吸收大气 CO2 的量越多。因 此,可以通过新生产力的水平及其时空分布来估计海洋对缓解全球温室效应的能力。 8、为什么说某海区的新生产力可作为估计海区可持续渔获量的依据? 答:由于新生产力是总生产力中维持真光层生物群落平衡的基础上向真光层之外输出的生产力,也是估计物质和能力向系统外静 输出量的依据。这部分静输出量并不影响群落原有的平衡状态,相反的却是维持群落原有的生态平衡状态所必须的。因此,输出 生产力高的沿岸区,浮游植物生物量高,同时又最大的底栖生物种群和最大的生物量迁移。所以新生产力是估计海洋水层渔业持 续产量的基础,新生产力高的上升流区和沿岸区可供人类捕捞的经济鱼类的产量也高。 2、为什么沿岸浅海区含有高的初级生产力水平? 岩岸、浅海区(包括潮间带至大陆架边缘的水体和海底)是海洋中生产力很高、与人类关系最为密切的海域。潮间带各种理化因子 复杂多变,生境最主要特点是更替地暴露于空气和淹没于水中。自潮下带向外海延伸,水文、理化因子变化梯度逐渐减小。三大 功能类群组成有一定的特点,浮游植物个体相对较大;多数底栖动物产生浮游性幼体,生物分布的分带现象明显。游泳生物以鲱 科鱼类最为重要,世界渔业大部分捕获量是少数几种生活于浅海区的种类。沿岸、浅海区也是受人类干扰最严重的海区。 5、影响海洋初级生产力的因素 影响海洋初级生产力的因素主要是光照条件和营养盐含量以及与之相关的其他水文条件。光是初级生产的基本条件,根据光合作 用速率与光强的关系,很多海区(特别是热带海区)最表层的光强对初级生产有抑制作用,最大初级生产力水平的水层在表层稍下 方。在某一深度,一天中光合作用量与植物的呼吸作用量相等时,这个深度就是补偿深度,补偿深度上方的水层才有净生产。对 于高纬度海区而言,光是影响其生产力季节分布的最重要因素。 6、海洋中有哪些 HNLC 海区?说明这些海区的特征以及浮游植物种类组成上与一般富营养海区的差别。 答:新生产力水平低的富营养水域(即硝酸盐含量高而叶绿素浓度低的海域,简称“HNLC”海域) ,包括部分南大洋、赤道太平洋 区和东北太平洋中亚北极区,其表层的 NO3-含量几乎与沿岸上升流区相当,但是其新生产力水平和 f 比等均比沿岸上升流区低得 多, 只是略高于贫营养水域, 这与该海域缺 Fe 有关。 对于典型的富营养和贫营养海区, 决定新生产力水平的主要因素是真光层 NO3的含量,而在某些营养盐供应充足而新生产力水平低的海区,则应该考虑 Fe 的供应。 第七章:海洋食物网与能流分析 11 2 粒径谱: 粒度级按一定得对数级数排序,这种生物量在对数粒上的分布就称为粒径谱,一粒径谱为横坐标,生物量为纵坐标。 3 生物量谱:以生物量谱代替粒径谱能更准确反映不用粒级成员能量的关系;采用双对数坐标,横坐标为个体生物量,纵坐标为生 物量密度,生物量谱实际上是生物量能谱。 4 细菌的二次生产: 异养细菌可摄取大量溶解有机物(DOM)而使其本身种群生物量得到增长。 5 微型生物食物环: 异养浮游细菌―原生生物―桡足类摄食关系,简称微食物环或微生物环(微微型自养生物―原生动物―桡足 类) 碎屑食物链:以碎屑为起点的食物链。 营养层次:将营养地位相同的不同物种(包括同一个物种的某一相应的发育阶段)归结在一起,称之为营养层次。 上行控制:是指较低营养层次的种类组成和生物量对较高营养层次的种类组成和生物量的控制作用,下行控制则相反。 1. 经典的海洋水层食物链有哪些类型?为什么说碎屑食物链与牧食食物链是紧密 联系的? 食物链(食物网)是生物群落的营养结构,也是生态系统能流的途径。食物链包 括以自养生物为起点的牧食食物链和以生物碎屑为起点的碎屑食物链两种基本类型。经 典的海洋水层牧食食物链可分为大洋、沿岸和上升流区食物链。碎屑食物链与牧食食物 链是相互紧密联系的,碎屑食物链是海洋生态系统的重要能流渠道。 2. 什么叫微型生物食物网?微型生物食物网在海洋生态系统能量流动和物质循环 中有何重要作用? 微型生物食物网是海洋食物网的重要组成部分,它与经典的食物网结合共同构成 完整的海洋生态系统能流结构。同时,微型生物个体很小,世代周期很短,有很高的代 谢率,使得浮游植物所需的营养物质得以在海洋表层快速再生与补充,对贫营养大洋区 维持初级生产具有特别重要的作用。 3. 什么叫简化食物网?为什么说应用简化食物网的方法才能使海洋生态系统能流 结果的研究切实可行? 以物种为基础进行海洋生态系统食物网能流途径的分析过于复杂化,而以生产者、消费者、分解者来描绘能流途径又过于简单化。 简化食物网将营养地位相似的物种归并在一起称为养物种或营养层次(相当于食物链营养级的概念) 。每一营养层次中那些生态位 很相似的物可再划分为若干功能群(特别注意其中的关键种) 。简化食物链将复杂的食物网结构简化为“具有相互作用的简单食物 链” ,为生态系统的能流分析提供切实可行的方法。 4. 如何绘制生物量谱图?寡营养和富营养水域的生物量谱线有何不同的特征? 标准化了的生物量谱采用双对数坐标,横坐标为个体生物量,以含能量的对数级 数表示(lg kcal) ;纵坐标为生物量密度,以单位面积下的含能量的对数级数(lg kcal/m2) 表示,因此生物量谱实际上是生物量能谱。在一般状况下,多数生态系统具有相似的、较低的谱线斜率(生态转换效率) ,但截距 大;而太平洋涡旋区是最贫瘠的海域之一,生产力非常低,谱线截距也很低,两者相差近两个数量级 8 某上升流区摄食浮游动物的鱼类年产量(湿重)为 40t/km2,该海域初级生产力为 200 gC/(m2?a),设鱼的湿重与含碳量之比为 10:l,则该生态系统的平均生态效率是多少? 根据鱼的湿重与含碳量之比为 10∶1,计算可知该上升流区鱼类的年产量为 4tC/km ,即 4 gC/m 。 物质和能量在生态系统中沿 着食物链流动和传递,各营养级的次级产量可以用下 n 式计算:Pn+1 = P1* E ,上升流区摄食浮游动物的鱼类的平均营养级为 第 3 级,则 n=2 ,初级生产力 P1=200 gC/m , P3=4 gC/m ,则计算可得 E= 0.14。 综上,该生态系统的平均生态效率是 14%。 9 海洋食物链与陆地的有何差别,其原因是什么?为什么说食物链营养级不能无限延长?答:海洋生态系统可达到 4-5 级,陆地平均 2-3 级,营养级是有限的(3-5 级). 海洋食物链环节数与初级生产者的粒径大小呈相反关系。海洋中的食物链主要有牧食食物链和碎屑食物链,碎屑食物链的主要来源是动植物的皮 壳,粪团、尸体等,被分解者分解为颗粒直径较小的碎屑。根据十分之一原理,能量在食物链各级营养级之间 传递是单向的逐级递减的,且消费者之间能量的有效利用率只是十分之一,所以食物链不能无限延长。12 或者:海洋食物链平均可达4-5个环节,而陆地通常仅2-3个环节。这是因为海洋的初级生产者和食植 性动物多为小型种类,所以大型动物多是肉食性种类,比陆地的大型动物处于更高的营养级。?第八章 海洋生态系统的分解作用与生物地化循环 海雪:海洋有机碎屑分解过程中,通过细菌的作用而凝聚为絮状物,其原始成分主要是粪粒、被囊动物有尾类的“住房“及其他 有机碎屑,这种絮状物多呈白色,故称海雪。 底栖―水层耦合:海洋生态系统通过能流和物流的传递而将水层系统和底层系统融合为一体的各种相互作用的过程。 生物扰动:食物泥的底栖动物通过摄食、建管、筑穴以及对沉积物的搬运混合过程改变了沉积物的物理化学性质、 海洋生物泵:由有机物产生,消费,传递,沉降和分解等一系列生物学过程构成的碳从表层向深层的转移。 钙化作用:Ca2+离子与 CO32-结合形成的不溶性物质 碳酸盐泵:实现碳的向下移动,并使碳离开生态系统的再循环过程。 温室效应:大气能使太阳短波辐射到达地面,但地表向外放出的长波热辐射线却被大气吸收,这样就使地表与低层大气温度增高, 因其作用类似于栽培农作物的温室,故名温室效应。 在碳循环研究中人们将释放CO2的库叫做源,吸收CO2的库叫做汇。 1. 简述分解作用及其意义,为什么微生物是有机物的主要分解者? 分解作用是指生态系统中各种动植物排出的粪团和死亡的残体通过分解者的分解作用最后转变为无机物质,同时其潜能也以热的 形式逐渐耗散的过程。微生物和原生动物是主要的分解者,但其它小型后生动物的协同作用可提高分解效率,大型动物也有促进 有机物分解的作用。分解作用是维持生态系统生产与分解平衡、维持生态系统可持续性的重要机制。 3. 有机聚集体( “海雪” )是怎么形成的?为什么说它是海洋的“沙漠绿洲”和营 养物质再生的活性中心? 溶解有机物是海洋有机碳库的主要组分,其次是有机碎屑和活体生物有机碳。有机聚集体( “海雪” )包含微型和小型生物组分和 非生命有机碎屑、可溶性有机物和无机物,具有很高的生物活性,被称为海洋的“沙漠绿洲” ,也是营养物质快速循环的活性中心。 有机碎屑在下沉中不断被利用和分解,浅海区有5-50%的初级生产能量通过各种有机碎屑沉降到海底,大洋区中大部分(90%以上) 有机碎屑在水层中完成分解作用。 4.以碳的生物地化循环为例说明海洋对CO2的净吸收机制。 海洋对大气CO2的净吸收作用主要依靠海洋生物的生产、消费、传递沉降和分解等一系列生物学过程(称为生物泵) 、各种含碳酸 钙外壳或骨架的海洋生物死亡残体和形成的粪团沉降以及造礁珊瑚等吸收CO2 形成碳酸钙沉积于海底来实现的。不同海域对大气 CO2吸收(汇)与释放(源)格局研究表明,北大西洋是吸收CO2强烈的区域,而赤道太平洋是最大的连续CO2源区。 5.为什么说对某些海区加Fe 可提高海洋净吸收CO2的效率,你对此有何看法? 提高气D海界面碳通量的主要依据是设想通过提高某些海区新生产力的途径、加速生物泵运转来实现,注意力集中在HNLC 的南大 洋。海洋调查表明,南大洋的营养盐(N、P、Si)补充相当充足,但由于缺Fe,初级生产力只有亚热带近海区的1/10 或更少。通 常,大洋水中的Fe 是依靠大陆漂尘来补充,但由于南极大陆95%的面积为冰雪覆盖,再加上西风带的阻碍,使南大洋的Fe 无法 依靠陆源漂尘来补充。有人认为,如果南大洋上升流(南极辐散带)由深层向真光层输送的NO3-能全部被利用的话,可能使气D 海界面的碳通量再加20~30×108 t/a,每年也仅需要补充200 000 t 的Fe 5. 简述海洋中溶解磷酸盐和溶解有机磷的分布特点及其原因。 海水中的溶解磷酸盐绝大部分以HPO42-形式存在。在有氧条件下磷酸盐易被吸附在无定形氢氧化物、碳酸钙和粘土颗粒上;同时 磷酸根离子能与Ca2+、Al3+和Fe3+等阳离子结合成难溶性沉积物。磷的这两种化学特性导致海洋的磷动态复杂化。溶解的无机磷 和有机磷的垂直分布特点明显不同,与浮游植物的吸收及有机物的分解过程有关。 10. 概述海洋二甲基硫(DMS)的来源与去向及其可能有调节气候的作用。 海洋中DMS 的消除主要有三个去向: ①光化学氧化:海洋表层DMS 可通过光氧化形成SO42-,据估计,全球表层海水DMS 被光氧化破坏的速率约为0.15 mg S/(m2〃d); ②向大气排放:全球平均海D空通量约为0.20 mg S/(m2〃d); 13 ③微生物降解:DMS 可通过细菌消化降解最后也形成SO42-。在热带太平洋海域,DMS 通过微生物的降解速率比海D空交换速率 要大。 海洋浮游植物释放的DMS 在海水中形成一个巨大DMS 库。一部分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) 。由于CCN 对云层的形成是很灵敏 的,所以海洋DMS 大量进入大气后会直接增加CCN 的密度形成更多的云层,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。所以,一般认为海洋生物产生DMS 具有起控制或调节气候的作用。 4. 什么叫海洋生物泵?说明海洋生物泵(包括碳酸盐泵)对吸收大气 CO2 缓解全球温室效应的作用机理。 海洋生物泵:由有机物产生,消费,传递,沉降和分解等一系列生物学过程构成的碳从表层向深层的转移。 使表层 CO2 转变成颗粒有机碳并有相当部分下沉,通过这样的垂直转移过程,就可以使海洋表层 CO2 分压低于大气 CO2,从而 使大气中的 CO2 得以进入海洋,实现海洋对大气 CO2 含量的调节作用。 第九章 海岸带与浅海生态系统(一) 海岸带:是海洋与陆地交界的狭窄的过渡地带。生态学上所指的海岸带包括潮上带,潮间带,朝下带三部分。 盐沼:是主要分布在温带河口海岸带的长有植被的泥滩,植被的成带分布特征反映了不同潮汐淹没时间,由于水体盐度的影响, 植被以盐土植物为主。 红树林:为热带或亚热带海岸潮间带特有的盐生木本植物群落。 1.什么叫湿地?海洋湿地有哪些类型?为什么说湿地是有着重要保护价值的生态系统? 答: (1)湿地:不论其为天然或人工、长期或暂时的沼泽地、泥炭地或水域地带,静止或流动的淡水、半咸水或咸水的水域,包 括低潮位时水深不超过 6M 的水域;同时,还包括邻接湿地的河湖沿岸、沿海区域以及湿地范围内的岛屿或低潮时水深不超过 6M 的海水水体。 (2)海洋湿地类型:浅海水域、海草床、珊瑚礁;岩石海岸;沙滩、石乐 石与卵石滩;河口水域;滩涂;盐沼;红树林沼泽; 咸水、碱水泻湖;海岸淡水泻湖,海滨岸溶洞穴水系。 (3)湿地不但是人类重要的水源地,还贮存着各种矿产资源,具有广泛的食物网和支持丰富的生物多样性。湿地因具有巨大的水 文和元素循环功能,对自然和人类产生的水和废弃物具有接收、净化的作用,而被誉为“地球之肾” 。湿地具有调节区域气候的功 能,在全球尺度上被誉为二氧化碳接收器和气候稳定器。湿地在防风抗旱、消浪护岸和防止盐水入侵等方面也发挥重要贡献。此 外,湿地还具有巨大的景观价值,是生态旅游的极佳场所,并有着极高的科研和教育价值,为教育和科学研究提供了理想的对象、 材料和试验基地。 2.影响海岸带生物的主要环境因子有哪些?它们有哪些适应方式? 答: (1)主要环境因子:潮汐;底质;温度、盐度和波浪 (2)适应方式:对干露的适应;对温度、盐度变化的适应;对波浪冲刷的适应;生殖适应 3.什么叫河口(区)?可划分为哪些类型?广义的河口区还包括哪些生境类型?为什么说河口环境是最容易受人类活动破坏的区 域? 答: (1)河口是海水和淡水交汇和混合的部分封闭的沿岸海湾,它受潮汐作用的强烈影响。 (2)划分为:局部混合或适度分层的河口;高度分层的河口;完全混合或垂直均质的河口 (3)广义和河口包括:半封闭的沿岸海湾和在沿岸沙坝后面的水体 (4)人类活动所导致的河口自然生境破碎化是河口生境破坏的主要方式。繁忙的航运业和在入海河流上修建大坝将阻断溯河或降 海洄游鱼类的洄游通道,建造水库会改变河口区原来的盐度结构,改变原有生物的生存条件。河口大型工程建设和航道疏浚讲改 变河口地貌、沉积相分布与水动力条件,导致潮流方向改变、水流不畅、流速减缓、悬浮物增加和透明度降低,对河口的景观格 局具有显著影响,加剧了河口区的生境破碎化效应。 4.河口区的主要环境特征包括哪些方面?河口区的生物组成有何特征? 答: (1)盐度;温度;沉积物;溶解氧;波浪和流;混沌度 (2)终生生活于河口的生物不多,称之为专性河口种。多数种类阶段性地生活在河口区,许多海洋鱼类可利用潮汐进入河口中游 段觅食,在温带河口区生活的鱼类大多数是 1~2 龄的幼鱼,一些游泳动物在洄游途径中会经过河口区,河口还是许多鸟类的栖息 14 地 5.盐沼、红树林和海草都是有根的、开花植物,说明它们的纬度分布和在潮间带的空间分布上有何差异?它们的生产力、食物链 类型以及在保护岸线等方面有哪些共同点? 6.举例说明潮间带岩岸生物垂直分布现象及决定种类垂直分布的主要原因。 答:我国渤海、黄海、东海和南海沿岸潮间带高潮区通常以滨螺为标志种,中潮区主要是牡蛎,低潮区以藻类为主,伴以许多分 布于朝下的动物。 一些大型底栖藻类在沿岸也表现出分带现象。 主要原因包括物理因素(主要是暴露在空气中的时间)和生物因素(捕食作用和空间竞争),而且常常是两类因素共同作用的结果。 带状分布的上限主要取决于物理因素,由于几乎所以沿岸中的生物均起源于海洋,其分布的上限显然与其对于干燥与温度压力的 忍受能力有关。一般,分布区域越高,对干燥和温度压力的忍受就越强。下限主要有生物因素有关。 8.简述红树林沼泽的环境特征,典型红树林植物对这种环境有哪些结构上的适应机制? 答: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(耐盐性不同) 。 5.潮汐:潮汐及潮差决定潮水淹没时间,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。第十章 海岸带与浅海生态系统(二) 珊瑚礁:是在潮间带和潮下带浅海区,由珊瑚虫分泌碳酸钙构成珊瑚礁骨架,通过堆积、填充和皎洁各种生物碎屑,经逐年不断 积累而形成的。 海藻场:冷温带的潮下带硬质底上生长着大型和褐藻类植物,与潮间带沿岸群落相连接,形成独特的一类生态系统,称之为海 15 藻场或海藻床 上升流:是深层海水涌升到表层的过程海草场:是生长于近岸浅水区软质底上的一类海洋被子植物。1.简要说明珊瑚礁生物分布范围,珊瑚礁生物群落的生物种类有高度多样性的原因以及珊瑚礁生态系统生产力和能流、物流的主 要特征。 答: (1)分布在南北两半球 20℃等温线范围内,一般热带海岸。 我国分布从台湾海峡南部至南海。 (2)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、分类上种类繁多的、美学上驰名于世的群落之一。 ” 珊瑚虫是构成珊瑚礁的基本结构的主要生物。印度D太平洋区系共有造礁珊瑚 500 种以上(其中大堡礁就有 350 种左右) 。 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。 (3)外海 0.1~0.35;海草 11.0;蔗园 19.0;麦田 5.0;珊瑚礁 5.0~10.0(gC/m2〃d) 珊瑚礁初级生产力范围为 1,500~5,000 gC /(m2〃a) ,这个数字表明它是代表自然生态系统的最高初级生产力水平。 营养盐供应主要是依靠系统内的高效再循环机制 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,人类可利用量并不高 2.冷温带海区的潮下带大型藻场的褐藻类植物体有哪些基本结构?它们是怎样吸收无机营养盐的?为什么说海獭是控制很多藻场 群落的关键种? 答: (1)固着器的结构附着在硬质底上,从固着器生长出藻柄(stipe),柄上长出叶片(blades),叶片的基部另生长有气囊 (pneumatocyst,或称浮体)以助漂浮在水中 (2) 。大型海藻类没有真正的根,叶片可直接吸收海水中的营养盐类(与浮游植物吸收营养盐的方式相同) (3) 海獭(Enhydra lutris)被认为是北太平洋藻林的关键种。海獭捕食海胆、蟹类、鲍 鱼和其他软体动物以及运动缓慢的鱼类。海獭对海胆的捕食调节着大型藻的生产和草食 性海胆对大型藻摄食的平衡。 3.海草它们是如何适应海洋环境的? 答:①叶片呈束状以适应水流和波浪环境;②通过海水进行传粉;③体内有大量腔隙系统(lacunar system)用以将氧气输送至 缺氧沉积物中的地下结构。此外,枝草属(Amphibolis)和全楔草属(Thalassodendron)的种类为胎生植物,幼苗附在母体上发 育。 4.为什么海草场都具有很高的物种多样性水平? 答:(1、附着生物重要的附着底物 (2、浅海区重要的生产者,为浅海许多生物提供食物资源 ( 3、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。 (4、对很多底栖生物,尤其是许多经济种类有掩护作用。 (5、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。 (6、叶子有遮蔽作用,避免下层受阳光直射和水分流失。 (7、改善水质 5.概述浅海区的主要环境特征和生物组成的一般特征。为什么说浅海区是重要的渔场分布区? 答:(1) 光照、温度和盐度; 潮汐、波浪和流; 锋面 (2)浅海-陆架区由于水深较浅,在风和波浪的作用下,很少出现持久性温跃层,波浪 和潮汐作用也可能影响到海底,富营养水不至于被局限在底部。近岸水域的营养盐可因 大陆径流而得到额外补充。在陆架外缘的一些海区,由于海底地形的突然变化,可能形 成陆架坡折锋,也促进了真光层营养物质的补充。因此,陆架海区有很高的初级生产力 水平,生物资源丰富,而且平均食物链较短,所以终级产量较大洋区高得多。由于初级生产力较高,因此底栖生物以及水层或底 层鱼类的生产力也较高。16 7.沿岸上升流区的温度、溶解氧和营养盐含量与其邻近海域有何差别?形成沿岸上升流的主要机制是什么?沿岸上升流的生产力、 食物链营养级有哪些基本特征? 答: (1)近岸上升流是海洋中重要的高生产力区,其共同的环境特征(相对于其邻近海区) 是温度较低、溶解氧含量也较低,营养盐含量高,盐度也较高,这些特征是较深层水向 上涌升的反映。 (2) 由于夏季本海区盛行西南季风,从而造成近岸水体的离岸运动,引起深层水向上涌升补偿而形成,因此属风生上升流。近岸 上升流的消长与范围变动主要受劲吹的西南风强度大小所制约,存在着从夏季形成、强盛到冬季消失的过程 (3)生物群落中的浮游植物粒径较大,初级生产力水平很高,群落的多样性 水平较低,食物链环节较少,鱼类多为生命周期较短的,偏向r 选择的类型。近岸上升 流是海洋的重要渔场 第十三章 1 海洋污染由于人类活动,直接或间接的把物质或能量引入海洋环境,造成或可能造成损害海洋生物资源、危害人类健康、妨碍海 洋活动、损坏海水和海洋环境质量等有害影响,称为海洋污染。 2 环境自净是指环境受到污染后,在物理、化学和生物作用下逐渐消除污染物达到自然地逐渐降低乃至消失的能力称为海洋自净能 力。 3 环境容量是在人类生存和自然生态不致受害的前提下,某一环境所能容纳的污染物的最在负荷量。 6 富营养化是指生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、内湾,引起藻类大量繁殖、水体溶解氧量下降、水质恶化的现 象。 赤潮:指海洋中某些微小浮游生物在一定条件下爆发性增值或聚集在一起引起海水变色的一种有害的生态异常现象 持久性有机污染物:POP,是指一类毒性高,难降解,易积累和生物富集,能经大气,水和生物等媒介实现长距离迁移,对生物 甚至生态系统造成严重负面影响的天然或人工合成的有机物。 生物入侵:又称外来种入侵,是指人类活动有意或无意引入历史上该区域尚未出现过的物种,从而造成或可能造成入侵地生物群 落结构域生态功能的巨大变化。 全球变化:是指人类社会本身及其赖以生存和发展的地球环境正在发生的一系列变化,主要包括全球人口增长,土地利用和覆盖 的变化,大气成分的变化,全球气候变化,生源物质生物地球化学循环的变化和生物多样性丧失等方面,这些变化既相互独立又 相互影响。 全球气候变化:是指全球范围内气候平均状态的统计学意义上的显著变化或者持续较长一段时间(10 年或更长)的气候变动。 1 海洋污染物质有哪些主要类型?海洋污染有什么特点? 答:海洋污染的主要特点:1 污染源广;2 持续性强、危害大;3 扩散范围广;4 防治困难。 主要类型:化学污染,生物污染和能量污染。 2 简述海域富营养化的主要生态影响和产生这些影响的主要原因。 答:赤潮现象有哪些危害? 1、赤潮生物大量繁殖,覆盖洗面或附着在鱼、贝类的鳃上,使它们的呼吸器官难以正常发挥作用而造成呼吸困难甚至死亡: 2、赤潮生物在生长繁殖的代谢过程和死亡细胞被微生物分解的过程中大量消耗海水中的溶解氧,使海水严重缺氧,鱼、贝类等海 洋动物因缺氧而窒息死亡。 3、有些赤潮生物体内及其代谢产物含有生物毒素,引起鱼、贝中毒或死亡。 4、居民通过摄食中毒的鱼、贝类而产生中毒。 原因 1、 富营养化。 海区补充大量营养物质是引发赤潮的物质基础, 因为赤潮生物在其增殖过程中需要营养物质, 其中最主要的是氮、 磷营养盐类。 2、 促进赤潮生物生长的有机物。除了氮、磷等无机营养盐类外,有些可溶性有机物(DOM)也有利于赤潮生物的增殖,他们 除了作为营养物质被赤潮生物所利用外,更重要的是充当促进赤潮生物增殖的促生长物质。 3、 微量金属元素。赤潮生物所需的金属元素中比较重要的有铁、锰、镁、铜、钼、钴等。其中铁和锰最为重要,它们对赤潮生 17 物增殖有强烈的刺激作用。 温度和盐类。赤潮的发生往往与该海区的温度盐度变化密切相关。温度在短时间内增加较快,水体表层温度的成层现象以及盐度 较急剧下降被认为是发生赤潮的重要条件。 3 为什说盲目引种会造成引入地区原有生态系统的严重破坏? 答:1 入侵物种比当地物种有更高的种群繁殖力;2 生物群落的关键种具有控制种群种类组成、物种多样性等群落结构的功能;3 外来种间接亲戚入侵地生物爆发新的病害;4 外来种改变当地生物的遗传多样性;5 由于入侵种迅速蔓延,原有自然生态群落的生 境退化或遭到严重破坏,而生境的退化必定导致物种多样性下降,特别是关键生境的破坏,后果更为严重,因为这些特殊生境一 旦被破坏后是很难恢复的 4 持久性有机污染物有哪些特点? 答:持久性;生物累积性;远程迁移能力;高毒性。 5 生境破坏为什么会导致生物多样性的减少甚至丧失? 答:生境破坏是指人类活动或自然灾害引起的自然生境发生功能性改变,从而无法满足生活于该生境的原有物种生存的过程或现 象。生境的破坏会导致生境质量和支持生物群落的能力下降,即发生生境退化。持续的生境退化和直接的生境破坏会导致生境丧 失。当局部的生境逐渐积累,导致原来成片的生境支离破碎,被分割成若干个相互隔离、不连续的小生境时,就出现生境破碎化。 当某区域发生生境退化时候,原本生活于该区域的具有较强的移动能力的物种就会外迁到其他区域,而迁移能力差或营固着生活 的物种就会逐渐消亡,两者都会直接导致该区域物种多样性的丧失。此外,生境退化破坏了原有生物群落结构的稳定性和抗性, 提高了外来种入侵的可能性,会间接导致区域内生物多样性的下降。 区域生境丧失直接导致物种的地区性灭绝和群里崩溃。 由此可见,无论是生境退化,生境丧失,还是生境破碎化,都会导致生物多样性的丧失。目前,生境破坏已被普遍认为是导致物 种灭绝的最主要原因之一。 6 如何认识全球气候变化? 答:全球变化包括全球人口增长、土地利用和覆盖的变化,大气成分的变化,全球气候变化,生源物质生物地球物理循环的变化 和生物多样性的丧失等多个方面,这些变化是相互独立有相互联影响的。人类活动主要通过排放温室气体导致了温室效应为特征 的全球气候变化,过量砍伐森林、破坏植被、改变土地利用方式和污染环境等等都会加剧全球变暖进程。 全球气候变化会导致海洋环境出现水温升高,海平面上升和海洋酸化为主要特征的一系列物流和化学的连锁反应,引起海洋环流 和上升流发生改变,极区海冰生态系统迅速萎缩和能流主渠道转换,热带海区珊瑚白化,物种分布区极地移动,全球降水模式和 风暴频率改变,以及由海平面上升和紫外线辐射增强所带来的其他生态效益 第十四章 生物多样性:是指栖息于一定环境的所有动物、植物和微生物物种、每个物种所拥有的全部基因以及它们与生存环境所组成的生 态系统的总称 生态系统管理:是指在对生态系统组成、结构和功能、动态充分理解的基础上,制定适应性的策略,以维持、保护或恢复生态系 统结构的完整性和服务的可持续性。 生态系统方法: 指综合利用土地、水和生物资源,公平促进其保护与可持续利用的战略。 退化生态系统:是指在自然因素、人为因素或二者的共同干扰下,导致生态系统要素和生态系统整体发生的不利于生物和人类生 存的量变和质变,具体表现为生态系统的基本结构和固有功能的破坏或丧失,生物多样性和生产力下降,系统的稳定性和抗逆能 力减弱甚至丧失。 生态恢复:是指旨在促进或加速生态系统恢复其健康、完整性和可持续性的活动。 海洋保护区:是以海洋自然环境和资源保护为目的,依法把包括保护对象在内的一定面积的海岸、河口、岛屿、湿地或海域划分 出来,进行特殊保护和管理的海洋或海岸区域,既包括实施全面保护的自然保护区,也包括只采取局部或临时保护措施的其他保 护区。海洋自然保护区:是指实施全面保护和管理的海洋保护区,自然保护区内禁止任何获取资源(包括生物资源,化石资源和 矿物)和破坏生境的活动。 资源溢出效应:海洋自然保护区为生物资源的恢复提供了良好的生境条件,随着保护区内受保护物种的个体数量增加,密度增大, 保护区内空间不足的问题会逐渐呈现,这时,部分个体将离开保护区寻求新的生存和发展空间,使保护区外的生物资源增加,这 18 种效应叫溢出效应。 大海洋生态系 : 1 说明生物多样性概念包含的基本层次和它们之间的相互关系。 答:是指栖息于一定环境的所有动物、植物和微生物物种、每个物种所拥有的全部基因以及它们与生存环境所组成的生态系统的 总称 包括物种多样性;遗传多样性和生态系统多样性。 物种多样性是指地球上生命有机体的多元化,它是生态系统的基本组分,也是基因和染色体的载体,在在三个层次中,物种多样 性是最明显、最直观的一个层次,既体现了生物之间及环境之间的复杂关系,又体现了生物资源的丰富性; 遗传多样性也称基因多样性,广义上可以理解为蕴藏于所以动植物和微生物中的遗传信息的总和;狭义上可以理解为钟内不同的 种群之间或者一个种群内不同个体之间的遗传变异的总和。个体的特征即个体表现型代表其形态上、生理上的特征,个体表现型 是受基因型和环境影响的共同作用所决定的。 、 生态系统多样性是指生物群落和生境类型综合体的多样性,它是生物多样性的最高层次,也是物种多样性和遗传多样性存在的基 本保证,同时也是人类必不可少的发展空间和生存条件。 2 什么是生态系统管理?生态系统管理应遵循什么原则? 答:是指在对生态系统组成、结构和功能、动态充分理解的基础上,制定适应性的策略,以维持、保护或恢复生态系统结构的完 整性和服务的可持续性。 原则:1 生态完整性原则;2 自然边界原则;3 生物多样性原则;4 生态系统动态性原则;5 人类是生态系统重要成分的原则;6 适 应性管理和预防原则:7 其他原则,如多部门协作原则、多学科交叉原则、循环利用原则、管理尺度原则等。 3 生态系统方法实施不许遵循哪些主要原则? 4 简述恢复退化生态系统的生态学原则和方法? 答:退化或受损生态系统的恢复原则有生态学原则,社会经济技术原则和美学原则等。其中生态学原则最为重要,生态学原则包 括生态演替原则、食物链食物网原则、物质循环和转化原则、生物相互作用原则以及生物多样性原则等 基本步骤:1 确定生态系统退化的原因;2 确定生态系统受破坏程度;3 制定恢复方案;4 实地试验;5 恢复后的监测与效果评价以 及建立管理措施。 为什说海洋自然保护区具有良好的生物资源养成和生态恢复功能? 5 简述大海洋生态的基本概念和管理目标。 答:大海洋生态系是一个新的海洋资源保护、管理的概念。 目标:1 持续利用海洋生物资源,这是最基本的目标;2 保护已衰退的某种渔业资源,使之有生息和恢复的机会,防止生物群落结 构发生大的改变;3 通过大海洋生态系的管理,最终实现增加经济效益和渔民收入的目标。19
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