水域生态学概论AnIntroductionofAquaticEcology课件.ppt
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1、水域生态学概论 Brief Introduction of Aquatic Ecology,王 岩 水域生态与鱼类营养实验室,AEFN,第二章 水域环境,AEFN,环境(通常针对生活的有机体而言):指作用于生物(个体或群体)的外界条件的总和,包括生物生存的空间,以及维持其生命活动的物质和能量。生态因子(Ecological factor):能够对生物起直接作用的环境条件生态因子之总和构成生态环境(Ecotope)。生境(Habitat):指特定地段上生态因子的总和,包括生物本身所创造的环境条件。生存条件(Existence condition):生物生长发育所必需的生态因子。(李博,1993)
2、,AEFN,环境的概念,理 化 环 境,AEFN,海 洋,海洋提供了地球上99%的生活空间:生物在陆地上栖息区域范围包括地上数十米至地下1米左右。海洋表层到最深处(超过11000m)都有生物分布海洋由大陆架(Continental shelf)、大陆坡(Continental slope)和深渊平原(Abyssal plain)组成。大陆架占海洋面积的7-8%,从海岸缓缓深入200m深;大陆坡从大陆架急剧下降3000-5000m深;深渊平原上分布有海脊、海沟、海丘等;海沟深度为7000-11000m,最深的为马亚纳海沟中的挑战者深渊(11022m)。海洋环境包括开阔大洋、沿岸水域和河口湾,水体
3、总体积约为13.5109km3。Nybakken,1993,AEFN,海洋空间,AEFN,透光带:深度下限一般为100-150m。无光带:包括 中水层带:温度下限为10等温线,深度下限一般为700-1000m。深水层带:温度下限为4,深度下限一般为2000-4000m。深渊水层带:深度下限一般为6000m。超深渊水层带:深度下限一般为10000m。,海洋表层水温变化幅度为-2-28,仅表层数米有昼夜温度变化:外海昼夜温度变化不超过0.3,沿岸带水域昼夜温度变化不超过3。海洋中永远存在温跃层,但温跃层仅为1000m以上水层的特征,1000m以下温度从最大5下降到0.5-2.0。沿岸带水域有光带(
4、Photic zone 或Euphotic zone)可达30m,在外海(Open ocean)可达150m。在最强的光照下,最澄清的水域250m处可进行光合作用,澄清的沿岸带水域光合作用深度为50m,浑浊水中光合作用深度仅为数厘米。1250m之下日光无法到达,除了生物发光外没有光源。风对表面海流产生重要的影响,但不会影响到200m以下的海区,因此表面水流对海水的大规模运动与混合不会产生重要影响。海流:大洋环流(Gyres)上升流(Upwelling),AEFN,海洋中温度、光和海流,海水离子组成比较稳定,主要阴离子为Cl-,占总重量的19,占阴离子总量的86.8%;主要阳离子为Na+,占总重
5、量的10.5,占阳离子总量的83.6%.大洋海水盐度较稳定,一般为3435。近岸水域盐度变化较大。1000m以下的海水盐度相当稳定,变动仅在34.5-35之间。淡水中永久的温跃层往往与缺氧的底层水伴随出现,但在海洋中,除了极少例外(如冰覆盖的海洋、个别底部沉积较多有机质的海区),密度流保证将表层的溶解氧带到海水的深层。除了在400-1000m的海洋中间往往缺乏溶氧(从4-6mg/l下降到2mg/l)外,在各个深度海水都有丰富的溶氧。,AEFN,海洋化学环境,近岸水域:靠近大陆块海岸线的水域,其中大部分位于200m等深线以内的海域。上升流区:海洋的上升流区大约占地球表面积的0.1%,但提供世界渔
6、获量的50%(Walsh,1976)(Mann,2000)海湾:,AEFN,近岸水域和海湾,渤海:面积约78000km2,平均水深18.7m。渤海与黄海界线:辽东半岛南端老铁山角庙岛群岛山东半岛北端蓬莱角。黄海:面积约412000km2。黄海与东海界线:长江口北角启东嘴济州岛西南角间连线。东海:面积约770000km2。东海与南海界线:福建东山岛南端台湾浅滩南侧台湾南端鹅銮鼻。南海:面积约3600000km2。雷宗友,1988.,AEFN,中国海基本概况,河口湾分类按地貌学特点,淹没河谷峡湾型河口湾沙洲河口湾底质构造过程中形成的河口湾(Pritcharol,1967,见Odum(孙儒泳等译),
7、AEFN,河口湾分类按水文学特点,高度分层或盐劈作用河口湾:存在盐跃层局部混合或适度分层河口湾:完全混合或垂直均质层河口湾:Pritcharol,1952,1955,1967,Odum(孙儒泳等译),AEFN,AEFN,湖 泊,四周陆地所围之洼地,与海洋不发生直接联系的静止水体。与沼泽相比,湖泊不受沿岸植物之侵入而水中央部分蓄水较深(Forel,1892)。不具有单向倾斜而充满水团的大陆洼地。湖泊是天然水体,即地面上大小形状不同的充满水体的洼地,这种洼地与河流不同,它完全没有水体按一定恒定的方向前进运动,即使有也是十分缓慢的。湖泊是湖盆、湖水、水体中所含物质矿物质、溶解质、有机质以及水生生物等
8、所共同组成的矛盾统一体(施成熙,1987,1989)。湖泊系由一定形态的湖盆和水域构成,分布于大陆地表的洼地,是一个在一定空间(湖盆)内,由生命系统和非生命系统的多种因素互相联系,互相制约,互为因果组成的一个统一的整体,即生态系统。(金相灿,屠清瑛,1990),AEFN,湖泊的概念,温度:正分层,逆分层光:补偿点和补偿深度湖流:吞吐流(重力流)、密度流、风成流。多数情况下湖流为吞吐流、密度流和风成流联合构成的混合流。湖水混合:单循环,双循环,多循环。湖水水型(三级分类法)类(重碳酸盐碳酸盐)-组(Ca、Na、Mg组)-型(I、II、III、IV)(硫酸盐类)(氯化物类)水型(Gorbert-P
9、iper多三角形分类法)刘健康,1999,AEFN,湖泊的理化性质,湖泊分类按成因,构造湖火山口湖堰塞湖冰川湖岩溶湖风成湖河成湖泻湖(海成湖),AEFN,湖泊分类按流域特征和水流归宿,按流域特征:外流湖 内陆湖(内流湖)按水流归宿:吞吐湖 闭流湖,AEFN,湖泊分类按地理位置和深度,按湖泊分布部位:高原湖平原湖山地湖按湖泊湖水深度:深水湖浅水湖 金相灿,屠清瑛,1990,AEFN,湖泊分类按营养水平,富营养湖:中营养湖:贫营养湖:腐殖营养湖:酸性营养湖:刘健康,1999,AEFN,湖泊分类按矿化度,淡水湖(矿化度 35.0)施成熙主编,1989淡水湖(矿化度 50.0)王苏民,窦鸿身,1998
10、淡水湖(矿化度 0.3-1.0)半咸水湖(矿化度 1-24.7)咸水湖(矿化度 24.7)刘健康,1999,AEFN,湖泊分类按热学特征,热带湖:湖水年平均温度4,不存在温跃层,除秋季全同温外,一直保持正分层。温带湖:湖水年平均温度约为4,夏季正分层,冬季逆分层,春、秋季为全同温期。寒带湖:湖水年平均温度4,除春季同温期外,一直保持正分层。,AEFN,湖泊分类按水循环类型,两次混合型湖泊(dimictic):两个季节期间的自由循环或对流。冷的单次混合型湖泊(cold monomictic):水温从不高于4,夏季出现对流。暖的单次混合型湖泊(warm monomictic):水温从不低于4,冬季
11、出现对流。多次混合型湖泊(polymictic):多少是连续性的混合。寡混合型湖泊(oligomictic):很少或非常慢混合(热稳定)部分混合型湖泊(meromictic):持久的分层。Hutchinson,1957,AEFN,湖泊分类按面积,特大型湖:面积1000.0 km2大型湖:面积500.01000.0 km2中型湖:面积100.0500.0 km2小型湖:面积100.0 km2 王苏民,窦鸿身,1998.,AEFN,我国99.8%湖泊分布于五大湖区:东部平原湖区(江苏、山东、安徽、江西、湖南、湖北):面积22900 km2,占27.5%青藏高原湖区(青海和西藏):面积38700 k
12、m2,占46.5%,其中2030%的湖泊发展成为盐湖蒙新地区湖区(内蒙古和新疆):面积16400 km2,占19.7%东北平原湖区:面积3800 km2,占4.6%云贵高原湖区:面积1200 km2,占1.5%王苏民,窦鸿身,1998我国现有面积1.0 km2的天然湖泊2759个,其中:666个面积10.0 km218个面积为100.0500.0 km217个面积为500.01000.0 km214个面积1000.0 km2,AEFN,我国湖泊概况,北半球盐湖带分为亚非欧大陆盐湖区和北美大陆盐湖区,中国盐湖位于亚非欧大陆盐湖区的东部。我国盐湖分布较多的区域:藏北高原、柴达木盆地、天山南北和鄂尔
13、多斯高原地区。王苏民,窦鸿身,1998我国盐湖数量占全国湖泊数量1/4,面积占全国湖泊面积的一半以上。有大小盐湖1000多个,盐湖面积约5104km2,其中面积大于1 km2的盐湖有800多个(盐湖面积约4104km2)。西藏、青海、内蒙古和新疆四省区面积大于1 km2的盐湖有792个,盐湖面积39367.32 km2,占全国1 km2以上的盐湖数量的97.4%,1 km2以上的盐湖面积的99.2%。郑喜玉等,2002,AEFN,我国盐湖概况,AEFN,池 塘,AEFN,河 流,河流是一定区域内由地表水或地下水补给,经常或间歇地沿着地表狭长凹地流动的水流。刘健康,1999河流环境的划分:急流带
14、(rapids zone):浅水,水流速度大,形成坚硬的底质。水池带(pool zone):较深的水,水流缓慢,泥沙和疏松物质能够在底部沉积。Odum著(孙儒泳等译),AEFN,河 流,湿地(Wetland):是陆地环境与水域环境之间的过渡地带,该地带水平面接近陆地表面,或者说陆地表面覆盖一层很浅的水。湿地特征:主要生长水生植物,至少周期性地生长水生植物;基底大部分面积为蓄水的湿土;基底在每年的生长季节被水浸泡或覆盖一层水。湿地分类:最早的划分根据是位置(沿岸带、内陆),水域类型(淡水、盐水、半咸水)和时间(永久的、半永久的或暂时的);后来根据栖息地等划分。Fredrickson L.H.,1
15、983 泥炭(Peat)土壤上的湿地 矿物土壤上的湿地 矿物土壤上的湿地又分为:Swamps:在生长季节被水淹没。Marsh:在夏季泥泞但不会被水淹没。Jeffries&Mills,1992.,AEFN,湿 地,刘建康主编.1999.高级水生生物学.科学出版社(北京).雷宗友主编.1988.中国海环境手册.上海交通大学出版社.施成熙主编.1989.中国湖泊概论.科学出版社(北京).金相灿,屠清瑛主编.1990.湖泊富营养化调查规范.中国环境科学出版社(北京).王苏民,窦鸿身.1998.中国湖泊志.科学出版社(北京).郑喜玉,张明刚,徐昶,李秉孝等.2002.中国盐湖志.科学出版社(北京)Ham
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