海大环境海洋学期末复习参考

海洋学：生物部分 一、海洋环境的特点 1. 广阔性

1）面积：占地球表面的71%

2）平均深度：3800米，最深处11000米

3）海洋总体积是陆地和淡水所提供生物生存空间的300倍 2. 异质性 近海与远海；表层与底栖

二、海洋生命的起源和进化（重力、水、温度）

海洋是生命的摇篮，生物从海洋迁移到陆地，部分陆地生物重返海洋。 海洋环境的不利因素：光、营养盐、生境相对单一 三、 海洋环境的分区 1. 海洋底栖环境

1）沿岸带（浅海带，深度200米以浅）：食物丰富，光线充足，海水温盐变化大，水运动显著，栖息地多样，生物多样性高a. 潮间带b. 潮下带 2） 深海带（深度200米以深） 2.海洋水层环境

1）沿岸区 （深度200米以浅）200米是有光带和黑暗带的分界线 2）大洋区（深度200米以深）

海洋水层生物：浮游生物(被动地漂浮或漫游)和游泳生物 四、影响海洋生物生存的重要环境因素

限制或影响海洋生物生存和时空分布的重要环境因子： 1.光照强度

阳光的重要性表现在：光合作用、视觉、取暖、杀菌等 2.温度

温度是影响生物生长的第一环境要素，每一种海洋生物对水温的适应都有特定的范围，表现为：

1） 控制生物代谢和生长的速度 2） 影响水团的垂直运动

3） 决定海水中氧气和二氧化碳等气体的浓度 4） 影响生物的分布 5） 影响生物的进化 3.盐度：盐度对于海洋生物的作用主要在于影响渗透压，各种海洋生物对盐度都有各自的“生态幅”，可以把海洋生物区分为窄盐性种和广盐性种两大类 4.生源要素

大量元素（C，O，S，N，P，Si）和微量元素（Fe，Mn，Cu，Mo等） 生源要素过量→赤潮 五、浮游生物 1.浮游植物 分类

1）硅藻门 形态：单细胞，个体大小2-1000?m，有些种形成链状集合体。所有种都具有外骨骼或硅藻壳，由硅质构成并基本形成两瓣。

2）甲藻门 形态特征：有两根鞭毛，可以活动；除少数裸型种类外,多数具有厚的主要是纤维素组成的细胞壁；无性的细胞分裂是普遍的繁殖方法，有性生殖罕见。

3）蓝藻门 没有细胞核，但细胞中央含有核物质，没有核膜和核仁，但具有核的功能；繁

殖通过无性分裂，未发现有性繁殖；能够固氮；热带海洋中数量丰富；能够引起赤潮爆发。 4）绿藻门

5）金藻门 6）红藻门 2.浮游动物 1）取样方法

a．拖网(>200 mm中型浮游动物)---网采浮游生物

b．采水(<200 mm) ---通过过滤、离心或沉降浓缩水样

c．现场观测---斯库巴潜水，载人潜水器，遥测仪，声纳定位 2）终生浮游动物

原生动物门：鞭毛虫，有孔虫，放射虫，纤毛虫

腔肠动物门 刺胞动物：辐射对称，具刺细胞，生活史包括无性水螅体（圆筒状）和有性水母体（圆盘状）的世代交替，肉食性

毛颚动物门 箭虫arrow worm：数量十分丰富，肉食性，雌雄同体，仅分布于海洋；体长不超过4厘米；杂食性 软体动物门：异足类

节肢动物门：浮游甲壳类 脊索动物门

3）季节浮游动物：主要是一些动物的幼体 六、 底栖生物群落 1．底栖植物

分布区域：真光带，即潮间带和部分潮下带 植物类型 1） 低等植物

大型海藻：石莼、浒苔、裙带菜

小型海藻：羽状硅藻、蓝绿藻、腰鞭藻、礁藻等

2） 高等植物（被子植物） 红树林、沼泽林、海草床 2.底栖动物

底内动物和底上动物

1） 大型底栖动物(>1.0mm)，包括软体动物（蛤蜊，贻贝）；环节动物（多毛虫）；腔肠

动物（海葵）；棘皮动物（海星、海胆、海参） 2） 小型底栖动物(0.1-1.0mm)，如线虫 3） 微型底栖动物(<0.1mm), 如纤毛虫 3.底栖生物群落调查

调查工具：采泥器，箱式取样器，底拖网quadrat 七、海洋游泳生物 1.游泳甲壳类：虾蟹

2.游泳头足类：鱿鱼、乌贼和章鱼

3.海洋爬行类：种类较少，主要有海龟、海蛇、海蜥蜴、海鳄鱼 4. 海洋哺乳类：鲸目（鲸鱼和海豚）、鳍足目（海豹、海狮和海象）、海牛目（4种，海牛科3种，儒艮科1种）

5. 海洋鸟类：在上升流区、海洋锋面等高生产力区数量较多，许多种类具迁徙习性 6. 海洋鱼类：无颌纲（盲鳗、七鳃鳗）、软骨鱼纲（鲨鱼、鳐鱼）、硬骨鱼纲（如金枪鱼，黑鲷，蝴蝶鱼）

八、概念

海洋生物的栖居环境可分为沿岸、水面、水层、底层几个部分 沿岸区域主要指受潮汐影响的地带，包括各类海岸生境及河口区域，海域沿岸生境复杂多变，生物种类繁多

海洋浮游生物缺乏发达的运动器官，没有或仅有微弱的游动能力，悬浮在水层中常随水流移动。多数个体很小，在显微镜下才能看清其，但种类繁多、数量很大、分布又很广，通常可将浮游生物分为浮游植物、浮游动物、漂浮生物

海洋浮游植物：浮游植物多为单细胞植物，具有叶绿素或其它色素体，能进行光合作用，浮游植物主要包括：光合细菌、蓝藻、硅藻、自养甲藻、绿藻、金藻、黄藻等。它们是水域生态系统中的主要初级生产者，其中有些细菌又是还原者，一般分布在海洋的上层或透光带。 海洋浮游动物：种类繁多，结构复杂，包括无脊椎动物的大部分门类，如原生动物、腔肠动物(包括各类水母)、轮虫类、甲壳纲节肢动物、腹足纲软体动物(包括翼足类和异足类)、毛颚动物、被囊动物(包括浮游有尾类和海樽类)以及各类动物的浮游幼体，浮游动物中以甲壳动物的桡足类最为重要 海洋游泳生物：该类群生物在水层中能克服水流阻力，自由游动，它们具有发达的运动器官，包括鱼类、哺乳动物、头足类、甲壳类、爬行类等

海洋底栖生物栖息于潮间带、浅海及深海海底，它是海洋生物中种类最多的一个生态类群，包括了大多数海洋动物门类、大型海藻及洋种子植物

(1)海洋底栖植物：这类植物靠光合作用制造有机物，为自身提供营养，是生产者，为自养型生物，如海带、石莼、紫菜、浒苔、红树等种子植物，它们大多营定生生活，固着于底层，分布于透光的潮间带和潮下带

(2)海洋底栖动物：大多数是消费者，为异养型生物；但海底热泉动物群落中有的成员能进行化学合成作用。海洋底栖动物包括海洋动物的大多数门类，包括各类软体动物、甲壳动物、棘皮动物、鱼类多毛类、肠鳃类等，据其生活区域及习性的不同可分为为底内动物、底上动物、游泳性底栖动物(nektobenthos)、污着生物(或称污损生物)、钻孔生物

赤潮是海洋中某些微小的浮游藻类、原生动物或细菌，在一定的环境条件下爆发性繁殖(增殖)或聚集而引起水体变色的一种有害的生态异常现象。主要是浮游甲藻和硅藻，少数为原生动物和细菌。赤潮并不一定都是红色的，赤潮引起的海水变色可因形成赤潮的生物种的不同而不同。

海洋环境的特点

㈠全球海洋连通和区域分异性 ㈡海水物理化学性质的特异性 ㈢海洋生态系统的庞杂耦合性 ㈣海水运动形态效应的复杂性 ㈤海洋大系统的多方位开放性 ㈥海洋环境功能多层次重叠性 ㈦海洋资源的时间空间变动性

海洋学：化学部分 海水的化学组成和特性

第一节 海洋环境化学要素

1. 海水的组成为什麽有恒定性？ 海水常量成分恒定性原理

定义——海水的总含盐量或盐度是可变的，但常量成分浓度之间的比值几乎保持恒定。 海水常量成分恒定性成因

混合作用——大洋海水通过环流、潮流、垂直流等运动，连续不断地进行混合。

体积巨大——海水体积极大，它所拥有的多种成分的总量也十分巨大，外界的影响（如大陆径流等）很难使其相对组成发生明显的变化。即使海水的蒸发以及大气降水，也只能使海水的浓度在局部区域增加或减少，但对于主要成分相对比例的影响是极微小的。 2. 海水中的常量元素主要有哪些？

阳离子：Na+、Mg2+、Ca2+ 、K+、Sr2+

阴离子：Cl-、SO42-、CO32-(HCO3-)、Br-、F- 分子：H3BO3

3.海水化学组成的特点是多少？

1、海水中常量元素占总量的99％以上。2、海水是电中性的。3、海水中主要元素组成之比值大体上恒定不变 。 4、海水的pH是8.2左右。 4.海水中元素的停留时间及其物理意义

海水中某元素的总量 ??该元素每年输入/输出海洋的速率

某一元素由河流输入到海洋，后又从海洋迁移出去，在这个过程中， 该元素停留在海洋中的平均时间。 T的意义：元素以固定的速度向海洋输送，如果要把全部海水中该元素置换出来所需的平均时间。 5.海水中的营养盐有哪些？

主要是一些含量较微的磷酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐和硅酸盐。 海水中由N、P、Si等元素组成的某些盐类，是海洋植物生长必需的营养盐，通常称为 “植物营养盐” (Floralnutrients)、 “微量营养盐” (Micronutrients)或“生源要素”。此外，海水中痕量Fe，Mn，Cu，Zn，Mo，Co，B等元素，也与生物的生命过程密切相关，称为“痕量营养元素”。 6.控制海水微量元素的含量和分布的过程包括哪些？

物理迁移过程主要是指海-气界面重金属的交换，及在海流、波浪、潮汐的作用下，随海水的运动而经历的稀释、扩散过程。

化学迁移过程主要是指重金属元素在富氧和缺氧条件下发生电子得失的氧化还原反应，及其化学价态，活性及毒性等变化过程。

生物迁移过程主要是指海洋生物通过吸附、吸收或摄食，而将重金属富集在体内，并随生物的运动而产生水平和垂直方向的迁移，或经由浮游植物、浮游动物、鱼类等食物链（网）而逐级放大。

7.海洋中重金属的来源？

海洋的重金属既有天然的来源，又有人为的来源。天然来源包括地壳岩石风化、海底火山喷发和陆地水土流失将大量的重金属通过河流、大气和直接注入海中，构成海洋重金属的本底值。人为来源主要是工业污水、矿山废水的排放及重金属农药的流失，煤和石油在燃烧中释放出的重金属经大气的搬运而进入海洋。据估计，全世界每年由于矿物燃烧而进入海洋中的汞有3000多吨。此外，含汞的矿渣和矿浆，也将一部分汞释入海洋。由此，全世界

每年因人类活动而进入海洋中的汞达一万吨左右，与目前世界汞的年产量相当。自从1924年开始使用四乙基铅作为汽油抗爆剂以来，大气中铅的浓度急速地增高。通过大气输送的铅是污染海洋的重要途径，经气溶胶带入开阔大洋中的铅、锌、镉、汞和硒较陆地输入总量还多50％。

8.海洋中重金属的危害和我国近海重金属污染状况？

重金属对生物体的危害程度，不仅与金属的性质、浓度和存在形式有关，而且也取决于生物的种类和发育阶段。对生物体的危害一般是汞＞铅＞镉＞锌＞铜；有机汞＞无机汞、六价铬＞三价铬；一般海洋生物的种苗和幼体对重金属污染较之成体更为敏感；此外，两种以上的重金属共同作用于生物体时比单一重金属的作用要复杂得多，归纳起来计有三种形式，即两种以上重金属的混合毒性等于各重金属单独毒性之和时称为相加作用，若大于各单独毒性之和则为相乘作用或协同作用，若低于各单独毒性之和则为拮抗作用。两种以上重金属的混合毒性不仅取决于重金属的种类组成，且亦与其浓度组合及温度、pH等条件有关。一般来说，镉和铜有相加或相乘作用，硒对汞有拮抗作用。

2006年，在我国近岸、近海和远海海域开展了海洋沉积物中的总汞、铜、镉、铅、砷、滴滴涕、多氯联苯、石油类、硫化物、有机质等项目的监测。重金属监测结果表明：辽东湾海域沉积物受到砷、镉的污染。杭州湾和宁波近岸海域沉积物受到砷的污染，温州近岸和三门湾海域沉积物受到铜和砷的污染。 粤东近岸海域沉积物受到镉、砷的污染。珠江口海域沉积物受到了砷、镉、铅和汞的污染，粤西近岸海域沉积物受到砷的污染。 海南部分海域沉积物受到砷的污染。

9.海洋中石油污染的危害和海上溢油的处理方法有哪些？

危害：⑴. 石油污染对水体的危害 影响了海水中氧的含量。⑵. 石油污染对生物的危害 防碍了浮游生物的繁殖；石油对水生生物有毒杀作用,油容易填塞鱼的鳃部；石油的油臭成分侵入鱼,贝类体内,使鱼贝失去食用价值（0.01ppm)；石油污染使水鸟的羽毛缠结。

处理方法：I 物理方法（1）吸附法 （2）吸入法 II 化学方法（1）分散剂法（2）凝固法（3）碱性分解法 III 生物法 第二节 海水中溶解气体的环境效应

1 影响气体在海水中溶解度的因素有哪些？

1、决定于气体的本性 2、压力 3、温度 4、盐度

2 什么是海水的总碱度、碳酸碱度和硼酸碱度？

总碱度：在温度为20℃时，1L海水中弱酸阴离子全部被释放时所需要氢离子的毫摩尔数 碳酸碱度：由CO32-和HCO3-所形成的碱度。 硼酸碱度：由B(OH)4-所形成的碱度。 3 什么是海洋生物泵？如何提高其运转效率？

有机物生产、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，称为生物泵。提高气—海界面碳通量的主要依据是设想通过加速生物泵的运转、提高某些海区新生产力的途径来实现。注意力主要集中在南大洋。当海水中的营养盐能够完全被利用时，生物泵的运转效率最高。

4 海洋对大气二氧化碳净吸收的原理？

大气CO2溶入海洋的前提条件是大气中的CO2分压高于海洋中的CO2分压。 碳必须实现垂直转移。

海洋生物泵的作用可实现碳的垂直转移，使表层海水中CO2分压低于大气中CO2分压，从而使海洋对大气中的CO2有净吸收。

5 海洋酸化会对海洋环境产生哪些危害？

① 海水吸收CO2之后，形成稀释的碳酸，这种碳酸不断酸化天然的碱性海水，同时吞噬海

即等压面自左下方向右上方倾斜。在南半球则与之相反。（北半球高压在右）

在整个海洋中由内压场与外压场导致的地转流却具有其特定的分布形式。 由内压场导致之地转流，一般随深度的增加流速逐步减小，直到等压面与等势面平行的深度上流速为零；其流向也不尽相同，有时称其为密度流。由外压场导致的地转流，自表层至海底（除海底摩擦层外），流速流向相同，有时称其为倾斜流。然而在实际海洋中，地转流往往是在总压场作用下引起的。 当上层流速大于下层流速时，顺流而立，在北半球密度小的海水在右侧，密度大的海水在左侧，等压面自左向右上倾斜。（即在北半球，高密水在左侧，高位水在右侧）在南半球则相反。

5.深水波与浅水波有何不同？

若水深h大于波长的一半，此时的波动称为深水波或短波。深水波中，无论水质点的运动速度还是轨迹半径（从而波高）都随深度的增大而呈指数减小。当到达一个波长的深度时波动已近消失。

水深h相对波长λ很小时（一般取h＜（1/20）λ＝的波动称为浅水波或长波。长波中水质点的运动轨迹为椭圆，随深度的增加椭圆长轴几乎不变，而短轴迅速减小，近海底处几乎只在水平方向上作周期性往复运动。

无论长波还是短波，尽管它们的水质点运动轨迹不同，但是随深度（-z）的增大，它们的波长λ是不变的，即在自由水面的波长多大，随深度增大直至波动消失处的波长仍然不变。对深水波而言，其波速与水深无关，仅与波长有关，对长波而言则与波长无关而只与水深h有关。

6 海洋混合会发生在什么区域，每个区域各有什么特点展开

混合是海水的一种普遍运动形式，混合的过程就是，海水各种特性（例如热量、浓度、动量等）逐渐趋向均匀的过程。

海水混合的形式有三种：分子混合，通过分子的随机运动与相邻海水进行特性交换，其交换强度小，且只与海水性质有关；涡动混合，它是由海洋湍流引起的，也称湍流混合，是海洋中海水混合的重要形式。类比分子混合中分子的随机运动，它是以海水微团（小水块）的随机运动与相邻海水进行交换，其交换强度比分子混合大许多量级，它与海水的运动状况密切相关；对流混合，是热盐作用引起的，主要表现在铅直方向上的水体交换。

1.海-气界面的混合效应 海洋上层是海洋中混合最强烈的区域，包括由动力因子引起的涡动混合和由热盐因子引起的对流混合。明显的季节变化和不同的地理分布特点。1）涡动混合在各个季节各纬度的海区都会发生，而对流混合却在高纬海区的降温季节比较强烈。在低纬海区，对流混合难以发展，涡动混合则长年占据优势地位。2）不论涡动混合还是对流混

合，在陆架与浅海区都比大洋更为强烈，特别是在某些中高纬 海区甚至可以直达海底。 2.海洋底层的混合效应 海底混合主要由潮流、海流等动力因子引起，其混合效应通常是自海底向上发展，在浅海，下混合层可以发展到与上混合层相贯通，从而导致海洋水文要素在铅直方向上的均匀分布。

3. 海洋内部混合由海洋内波引起的混合尤为重要。由于海洋内波中水质点的运动可导致很大的速度剪切，再加上它们振幅的巨大变化和内波的破碎，常常造成海洋内部的强烈混合，且可以存在于海洋中的任何区域。“双扩散”效应引起的海洋内部混合在层结稳定的海洋中，由于分子热传导系数大于盐扩散系数（Kt≈102KS），便可能引起自由对流，从而促进海洋的内部混合。双扩散效应1）冷而淡的海水位于暖而咸的海水之上：由于分子扩散的结果，上层海水增温增盐，因为热传导系量是盐扩散系量的100倍，所以上层海水由于增温而密度减小，导致海水从界面处上升，下层降温降盐而密度增大，导致海水从界面处下降。对流从界面开始分别向上和向下扩展。2）暖而咸的海水位于冷而淡的海水之上：上下两层海水通过界面产生对流，分别向另一层海水扩散。在海洋中已经观测到这种从界面向上。下伸展几

厘米长的指状水柱，称为“盐指”。 8.中国风暴潮一般具有以下特点：

（1）一年四季均有发生。夏季和秋季，台风常袭击沿海而引起台风潮（Typhoon surge），但其多发区和严重区集中在东南沿海和华南沿海。冬季，寒潮大风、春秋季的冷空气与气旋配合的大风及气旋影响，也常在北部海区，尤其是渤海湾和莱州湾产生强大的风暴潮。（2）发生的次数较多。（3）风暴潮位的高度较大。（4）风暴潮的规律比较复杂，特别是在潮差大的浅水区，天文潮与风暴潮具有较明显的非线性耦合效应，致使风暴潮的规律更为复杂。

风暴潮的定义：由于强烈的大气扰动——如强风和气压骤变所招致的海面异常升高的现象，是来自海上的一种巨大的自然界的灾害现象。

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