海洋生态学考试复习资料(可打印)

第三章海洋非生物生态因子及其生态作用 Boyd模式

DOt = DOdusk±DOdf-DOf-DOm-DOp

式中：DOt为天黑t小时后的溶氧。DOdusk为黄昏时的DO；DOdf为扩散引起的DO得失；DOf为鱼呼吸耗氧；DOm为底泥呼吸耗氧；DOp为浮游生物群落呼吸耗氧。

这一模式成功地预测了沟鲶池塘夜间DO的变化，Boyd将模式的成功归因于浮游生物群落呼吸在DO消耗中占相当大的比例，而计算浮游生物呼吸的方法是准确可靠的，各耗氧组分在夜间DO降低中所占比例为：DOp82％，DOf 9％，DOm5％，DOdf 4％。 Boyd模式比较全面地反映了影响夜间DO变化的各个因素，如果能够估算出各组分的量值，应该可以准确地预测池塘黎明的DO值。然而，逐项求解各项呼吸组分耗氧量的过程相当复杂，非专业人员很难掌握。Olah模式和WPRD模式则提供了计算池塘夜间溶氧变化率的近似方法。这两种模式均可划分为呼吸组分和扩散组分，它们的区别在于对全池呼吸组分的计算方法不同。在Olah模式中，全池呼吸率仅与DO水平有关，而在WPRD模式中，全池呼吸率与水温有关。 WPRD模型

WPRD模型（全池呼吸一扩散模型）：

d(DO)/dt = CekT + KL/PD(SAT(T,S) – DO); KL = 0.0036(8.43W0.5 – 3.67W + 0.43W2) 式中:C为呼吸系数（mgO2／L〃h）；k为呼吸随水温的瞬时增长率（℃-1）。其中k由恒温下所作的室内呼吸试验得出其估计值为0.0542。呼吸系数C的估计通过计算平均呼吸率(r）和平均温度而求得。 Olah模式

d(DO)/dt = -R(DO) + KL/PD(SAT(T,S) – DO)

式中: R为 Olah呼吸系数(h-1); d(DO)/dt为池塘溶氧量随时间的变化率（mgO2/L.h）；KL为氧气运输系数（m/h）；PD为平均池塘深度（m）；S为盐度（g/kg）；AST(T,S)为在水温为T℃、盐度为S时的饱和溶氧量（mgO2/L）。将Olah模型拟合黄昏及黄昏后3h DO观测值，可以估计出Olah呼吸系数R。 评述：

为查明究竟哪种计算方法更为准确，Madenjian监测了海水虾（Panaeus vannamei和P. monodon）池夜间的DO、水温和风速，实验结果表明, Olah

模式经常偏离观测值，而 WPRD模式更接近观测值。因此，夜间池塘系统的呼吸率与水温相关性更强一些。

将全池呼吸率作为一个整体的处理方式是粗糙的。然而，目前尚未找到一种计算浮游生物呼吸的准确而简便的方法，也未找到计算“底泥”呼吸的可靠而简单的方法。直接计算全池呼吸率是预测溶氧变化率的捷径。

已有的预报黎明DO的方法都是在一定的实验条件下研制出来，经实验证明在一定范围内是有效的。由于地理条件、天气状况、池塘情况、养殖类型千差万别，并非所有的预报方法都能普遍适用。在使用这些方法时应该因地制宜，将已有的成果结合具体实际，经过适当的修改和验证之后求出切实可行的预报方法。

越冬池冰下氧气平衡模式

雷衍之，1986。越冬池冰下生物增氧的一个氧气平衡模式。水生生物学报，10（3）：209~216。 ?O=P+W冰+W补-Rf-Rw-R底-W渗 三.呼吸强度与呼吸系数

一般以有机体单位体重在单位时间内的耗氧量称为耗氧率。耗氧率代表有机体的呼吸强度，亦即其代谢强度。有机体呼吸时排出的二氧化碳量和所消耗的氧气量之比，称为呼吸系数（呼吸熵 ，R〃Q)：R〃Q= [CO2]/[ O2]

当脂肪完全氧化时，呼吸系数为0.71，蛋白质为0.81，糖类为1.00。但有机体进行呼吸时，不会单独氧化糖类、脂肪或蛋白质一种，而是几种同时被氧化，因此呼吸系数一般在0.71～1.00之间。但是当进行一定程度的嫌气性呼吸时，呼吸系数可能大于1。呼吸系数在一定程度上反映了代谢的质量。呼吸强度因有机体本身的状况(内因)和外界条件(外因)而变化，内因包括物种属性、年龄和体重、发育期、性别和生理状况等，外因包括水中溶氧量、水温、盐度、盐类成分、pH、水流和水质状况、光照、单个或集群等。

1.内因：不同种类生物，其呼吸强度是不同的，同一种生物的呼吸强度也因种种因素而改变。一般说来，形体越小，呼吸强度越大，因为有机体的代谢强度是和身体的表面积成正比的。饱食状态较之饥饿状态呼吸强度要大。

动物在活动状况的耗氧率远超过静止时，同样地活动性大的动物的呼吸强度一般要高于活动性小的动物。

呼吸强度还因动物的性别和发育期而有变化。在鱼类中雄性耗氧率常大于雌性。很多动物在生殖期耗氧率增大。 2.外因：

含氧量 生物的呼吸对含氧量的变化有不同的反应。一部分动物的呼吸强度取决于水中含氧量，在一定范围内，它们从水中吸取氧的数量和环境含氧量成正比。当环境含氧量降低时，其代谢水平也相应降低，某些海洋无脊椎动物属此类型。另一部分动物则在相当大的范围内保持着较稳定的呼吸强度。也就是说有一定的呼吸调节机能，鱼类和很多甲壳动物都属此类。

大多数鱼类和部分无脊椎动物，虽然能通过调节而保持一定的呼吸强度，但这种调节只能在一定的含氧量范围内进行。当环境含氧量降到一定界限时，动物对氧的呼吸率就发生显著变化，以致不能维持其正常的呼吸强度，这时的含氧量称为临界氧量(若以氧的分压表示，则称为临界压力)。 临界氧量和窒息点

当环境含氧量降到一定界限时，动物对氧的呼吸率就发生显著变化，以致不能维持其正常的呼吸强度，这时的含氧量称为临界氧量(若以氧的分压表示，则称为临界压力)。

动物在环境含氧量降低到较临界氧量更低的某个界限时开始死亡；这个界限为各种动物的窒息点（氧阈）。

利用微生物净化氨

此途径主要是利用氧化塘法、活性污泥法和生物过滤法进行污水的生物处理。目前该法已推广应用于罗非鱼、对虾的越冬，可使越冬池氨氮保持很低浓度，提高了单位面积的鱼虾产量。

移植或接种水生植物

用水生植物优先而迅速利用氨氮的特点，移植水生维管束植物或接种浮游植物，可有效地降氨。

使用人造水藻

人造水藻净化氨的原理是其上的硝化细菌促进硝化作用以及附着藻类利用氨，因而可降低养鱼水中的氨含量。

杀灭水蚤

用0.3ppm的90％晶体敌百虫全池泼洒杀灭水蚤，可减少水中氨氮的来源。

换注新水

此法在水原充足、且水源水质清新时常用，但受外源水域污染的制约，也受换水率限制，往往是水换

不清或换不到好水。总之，在水交换充分和增氧措施良好而溶解氧含量维持很高水平的池塘中，氨通过亚硝酸盐和硝酸盐，这是池塘中清除氨的主要机制。

斜发沸石

沸石是一种孔状铝硅酸盐，具有较高的离子交换和大量吸收有毒代谢物(如氨)的能力。

第四章 生态系统中的生物种群

种群的群体特征 ： 种群占有一定的空间。

种群有一定的发展过程—生长、分化、衰老和死亡。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。

种群有一定的数量变动规律——种群调节。 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。 种群生态学（population ecology）：

研究同种生物个体群数量动态、特性分化及发生发展的科学

处于个体生态学和系统生态学两个层次之间，并起到连接作用的中间层次。

对自然资的科学利用有害种类的防治有指导意义 探索自然界物种进化等

集合种群理论:研究的核心是将空间看成是由生境斑块构成的网络，探讨这些斑块网络中的多个 局域种群的空间结构和动态。

1、适宜的生境以离散斑块形式存在，这些离散斑块可以被局域繁育种群所占据。

2、即使是最大的局域种群也有灭绝风险。 3、生境斑块不可过于隔离而阻碍局域种群的重新建立。

4、各个局域种群的动态不能完全同步。

集合种群理论主要意义在于预测，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。 物种内竞争

1、争夺竞争（contest competition）

当种群数量小于环境容纳量（K）时，物种内个体都能获得足够的物质；当种群数量超过K时，种内竞争胜利者将获得足够的物质，失败者则因不能得到充分的食物将死亡，种群数量维持在负荷量水平。如领域性鸟类。2、分滩(摊)竞争（scramble

competition） 所有个体都有相等的机会去竞争有限的资源，竞争没有产生完全的胜利者。当种群数量未超过K时，种群如同争夺竞争一样，死亡率为零；当种群超过K时，种群将全部死亡。 自然界竞争类型是从争夺竞争到分滩竞争的连续谱。3、负竞争一定范围内密度提高对成活率有利，即阿利氏效应 。

生态平衡的理论基础是什么 ？

答:(1)以生物与其生存环境相统一为基础;生态平衡是生物与环境之间的协调稳定状态；(2)以生态系统的输入和输出为基础;生态系统内的物质和能量的输入和输出两者平衡；(3)以生态系统热力学理论为基础.；(4)以生态系统结构成分和稳定为基础 简述食物链的三种类型

答:(1)捕食性食物链；(2)腐生性食物链；(3)寄生性食物链

于或低于平衡点S时，都趋于S（用两个收敛箭头表示），表示种群受到环境变动干扰后容易回到平衡点；但是在不稳定平衡点，两个发散箭头表示种群在此比较脆弱，容易因环境的变化而大起大落。

（P131-说明、P135）

提高：1. 在时滞值比较小时：0＜ T ＜e-1/r, 种群增长表现为逐渐地均匀地趋向于最大容纳量K值。2．当时滞值增大时:e-1/r ＜ T ＜л/2r, 种群会出现一定的波动，但波动的幅度越来越小，并趋于向稳定平衡点。3．当时滞增加到一定值时: T ＞л/2r，种群增长就表现为具有周期性的数量波动，可以称为周期性振荡。（P109-图4.7）

（P117-图4.10）1、图中45°对角线表示子代Nt+1 与亲代Nt 相等，即种群处于平衡状态；对角线上方表示种群增长，Nt+1 > Nt；对角线下方表示种群减少，Nt+1 < Nt。2、r-对策种群增殖曲线“J”型，它只有一个稳定平衡点S，而没有灭绝点；它们的种群在密度极低时，也能迅速回升到稳定平衡点S，并在S点上下波动。3、K-对策种群增殖曲线呈“S”型，它与对角线有两个交点，一个是稳定平衡点S ，一个是不稳定平衡点X（又叫灭绝点），种群数量高

（P133-高斯假说、P134图5.1） 实践中的应用：立体养殖、引种

生态位压缩（niche compression）：一个群落的物种都具有很宽的生态位，一旦遭到外来竞争物种的侵入，一般导致生境压缩，而不会引起食物类型等的改变 。

生态释放（ecological release）：当种间竞争减弱时，一个物种就可以利用那些以前不能被它所利用的空间，从而扩大自己的生态位。

生态位移动（niche shift）：由于减弱了种间竞争而发生的行为变化和取食格局变化。

（生态位分析）

生态工程的理论基础是什么 ？

答:(1)时空结构特征；(2)物质循环功能；(3)生态位理论；(4)种群之间相互关系理论；(5)生态场理论。 环境生态学:就是研究人为干扰下,生态系统内在的变化机理,规律和对人类的反效应,寻求受损生态系统恢复,重建和保护对策的科学. 环境生态学的主要发展方向有哪些 ？

答:(1)干扰和受害生态系统特征的判定;(2)人为干扰与生态演替的相互关系;(3)受害生态系统恢复和重建途径;(4)重视生态规划和生态效应预测研究。 保护水域生态系统的措施是什么？

答:(1)增加水域沿岸的绿化建设,减少水体浅化和老化；(2)减少污染排放量;；(3)实行综合保护措施,提高系统自身的抵抗能力;；(4)正确认识水生生物群落特征,合理利用生物资源；(5) 减轻人为干扰的压力,减轻对水质的污染和对水生生物资源的过度利用。

碎屑食物链：以碎屑为起点

1、定义：以碎屑为起点的食物链。A、海洋中碎屑的数量：数量丰富，含量巨大。B、碎屑来源：大部分来源于植物体，其它来源于动物、陆源径流等。C、食碎屑动物的组成：包括食植动物、初级肉食性动物、食微生物动物等，因此食碎屑动物的营养层次较难确定。（生态效率，下图） 食物种群＝ 动物得到的＝ 动物未得到的

1）、在富营养水域：微型生物食物环作为牧食食物链的一个侧支，为海域生态系统能量流动的补充途径，从而提高总生态效率；

2）、在贫营养海域：微型生物食物环在海洋食物链的起始阶段的作用远大于经典牧食食物链，是能流的主渠道。

——海洋微型生物食物环（P265图8.19） 被更高营养次级生产量＝ 级取食 被同化的＝ 未被取食 呼吸代谢 动物吃进的＝ 未同化的 动物未吃进的

海洋生态学是研究海洋生物与海洋环境间相互关系的科学，它是生态学的一个分支，也是海洋生物学的主要组成部分。

通过研究海洋生物在海洋环境中的繁殖、存活 、生长、分布和数量变化，以及生物与环境相互作用，阐明生物海洋学的规律，为海洋生物资源的开发、利用、管理和增养殖，保护海洋环境和生态平衡等，提供科学依据。

如何理解生物与地球环境的协同进化？

生物依赖于环境，只有适应了环境生物才能生存并进化；同时，环境又靠生物来维持与调控；生物与环境是相互依存的。

试述生态学的定义、研究对象与范围？

“研究生物生存条件、生物及其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。” 1、 简要回答浮游生物在海洋生态系统中的作用。 （1）浮游生物数量多、分布广，是海洋生产力的基础； （2）浮游生物是海洋生态系统能量流动和物质循环的最主要环节； （3）浮游动物既通过摄食浮游植物影响和控制初级生产力，其动态变化又影响许多鱼类和其他动物资源群体的生物量； （4）浮游生物在生源要素的生物地球化学循环中起重要作用。

2、 什么是赤潮？赤潮赤潮现象有哪些危害？ 赤潮（red tide）是海洋中某些微小的浮游生物在一定条件下暴发性增殖面引起海水变色的一种有害的生态异常现象。 赤潮是引起人们高度重视的海洋灾害之一，其危害的主要方式是：（1）赤潮生物大量繁殖，覆盖海面或附着在鱼、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。如链状膝沟藻（Gonyaulax catenella）产生的石房蛤毒素就是一种剧毒的神经毒素；（4）居民通过摄食中毒的鱼、贝类而产生中毒。

3、 与陆地生态系统比较，海洋生态系统的能流有何特点？并简要说明原因。

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。

4、 K—对策者和R—对策者各有哪些生态特征？举出海洋动物中这两种对策者的例子。并说明为什么人们必须更加重视K—对策者资源的保护工作。 r–对策者，种群密度很不稳定，因为其生境不稳定，种群超过环境容纳量不致造成进化上的不良后果，它们必然尽可能利用资源，增加繁殖，充分发挥内禀增长率（r）。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。大部分海洋真骨鱼类是偏向于r–选择。

K–对策者，其种群密度比较稳定，经常处于环境容纳量K值上下。因为其生境是长期稳定的，环境容纳量也相当稳定，种群超过K值反而会由于资源的破坏而导致K值变小，从而对后代不利。在这种稳定的生境里，种间竞争很剧烈。这类动物通常是出生率低、寿命长、个体大，具较完善的保护后代的机制。子代死亡率低，扩散能力较差，适应于稳定的栖息生境。其进化方向是使种群保持在平衡密度上下和增加种间竞争的能力。很多软骨鱼类（鲨、鳐）趋向于采取K–选择。

r–对策者的种群数量不稳定，但它有很快的种群增长速率，当超过环境负载量以后，其数量会迅速下降。由于它有很高的增殖能力，因此在数量很少时也不易灭绝。而K–对策者种群数量较为稳定，种群有一个稳定平衡点，当种群数量高于或低于平衡密度时，都有向平衡密度收敛的趋势。同时，K–对策者种群还有一个灭绝点（X），当种群数量低于X时则会走向灭绝。地球上很多珍稀物种都属于典型的K–对策者，由于各种原因（特别是人类对其

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