底栖生物调查方法与分类鉴定.ppt
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1、底栖生物调查方法与分类鉴定,刘晓收中国海洋大学海洋生命学院,2,海洋环境,海洋环境的基本特征 地球就象一个广阔无垠的蔚蓝色“水球”。海洋占71%,3,海洋环境特点:海洋3大环境梯度:纬度 从赤道到两极深度 从海面到海底水平 从近岸到开阔大洋 光照、温度、盐度、压力和营养物质分布等随3个梯度有规律变化,特殊环境孕育了生命溶解性、透光性、流动性、浮力及缓冲性能等特性,4,水层区水平方向分为浅海区和大洋区。浅海区指大陆架水域,大洋区为大陆缘以外水体。垂直划分为:上层(Epipelagic zone)0-200m光强随深度指数下降,有昼夜、季节温差中层(Mesopelagic zone)200-100
2、0m无光层,温度无明显季节变化深海(Bathypelagic zone)1000-4000m黑暗无光深渊层(Abyssopelagic zone)4000-6000m低温、高压、食物稀少超深渊层(Hadalpelagic zone)6000m,5,海底区海岸带(Littoral zone)浪激带 高潮浪花可溅到潮间带 潮汐影响剧烈潮下带 50m 潮汐、海浪所及下限陆架带(浅海带)4000m包括深海平原和海沟,无光照,温度低,食物来源稀少,生物贫乏,生物量低,6,海洋环境的主要分区 水层部分(pelagic division)海底部分(benthic division),图2-1,7,底栖生物的
3、定义和研究意义,底栖生物(benthos),又称水底生物,是指生活在自潮间带至海底的表面和沉积物中的所有生物,是海洋生物中种类最多、生态学关系最复杂的生态类群。是生活史的全部或大部分时间生活于水底的水生生物群。底栖生物是水域生态系统中的一个重要组成部分,对了解生态系统的结构和功能具有重要意义。底栖生物是鱼类等经济水生动物的天然食料;一些底栖生物如虾、蟹本身就具有很高的经济价值;底栖生物还常作为环境监测的指示生物;有一些种类如海绵动物、苔藓动物等是重要的污损生物,对水产业危害甚大。,底栖生物的类群:按生活方式,底栖植物微藻、大型海藻、海草、红树林、盐沼植物等底栖动物腔肠动物、环节动物多毛类、软体
4、动物、节肢动物甲壳类、棘皮动物等,底栖生物的类群:按体型大小,大型底栖生物:通常不能通过500m孔径筛网的生物小型底栖生物:能通过500m孔径筛网但不能通过42(31)m孔径筛网的生物微型底栖生物:能通过42m孔径筛网的生物。,底栖动物的类群:按摄食方式,滤食性动物(悬浮食性):沉积食性动物(碎屑食性):肉食性动物:杂食性动物:,底栖动物的类群:按与底质的关系,底上生活型:包括在底质上部生活的各种固着动物、附着动物和匍匐动物底内生活型:有埋栖动物和钻蚀动物底游生活型:能够利用胸肢或腹肢在水中作短暂游泳的虾类或虾蛄等。,a)绿藻:通常生活在浅水区,如浒苔、石莼 b)褐藻:生活在稍深处,如海带、裙
5、带菜。c)红藻:多生活在潮下带,如石花菜等海藻的分布也与环境(如波浪、干露影响)和动物的选择性摄食有关。,底栖植物-生产者,(1)底表生活型,a)固着生物 包括营固着生活的植物和动物。它们自孢子或幼体固着变态后,终生不再移动。固着动物包括几乎全部海绵动物、苔藓动物和大部分腔肠动物及其他门类的一些动物(如牡蛎、藤壶)。固着动物由于它们固着不动的生活方式,所以它们营被动的摄食方式,主要依靠海水流动带来的食物以供它们的营养。b)附着生物 这类生物附着生长后仍可移动。例如贻贝、扇贝等。常以发达的足丝附着在基底上,这些附着的贝类,可以把旧足丝放弃稍作移动,再分泌新的足丝附着在新的环境。,(1)底表生活型
6、,c)匍匐动物 指栖居于水底表面稍能移动的动物。它们包括大部分腹足类软体动物、海星类、海胆类、一些蛇尾类和双壳类软体动物。它们一般都具有宽大基部和扁平的体型,以便在海底上保持平衡状态。d)攀爬动物 泛指爬行于底质表面和攀缘于水底突出物(包括水草)上的动物。种类组成复杂,一般而言,在底质表面爬行的类群个体都较大,常有较厚的贝壳或被甲。如软体动物的腹足类以及甲壳类的各种蟹类虾等。在突出物和植物上攀缘的种类大都体形较小,贝壳也相对较单薄。如节肢动物的麦杆虫。,a)管栖动物 这类动物主要包括一些能分泌管子埋栖于沙泥中的种类。如沙蚕。b)底埋动物 栖息于泥沙中的一类动物,也包括挖洞穴居的动物。有多毛类环
7、节动物、双壳类软体动物、部分甲壳动物、棘皮动物等。c)钻蚀生物 通过机械的或化学的方式,钻蚀坚硬的岩石或木材等物体,生活在自己所钻蚀的管道中,所以称为钻蚀生物。包括一些等足类甲壳动物和双壳类软体动物。,(2)底内生活型,a)管栖动物 这是一类经常在水底游动的动物,它们具有较发达的运动器官(如附肢),具有一定的游泳能力。这类动物主要是水底生活的甲壳动物(蟹类、虾类和口足目等)和某些鱼类。b)底埋动物 栖息于泥沙中的一类动物,也包括挖洞穴居的动物。有多毛类环节动物、双壳类软体动物、部分甲壳动物、棘皮动物等。c)钻蚀生物 通过机械的或化学的方式,钻蚀坚硬的岩石或木材等物体,生活在自己所钻蚀的管道中,
8、所以称为钻蚀生物。包括一些等足类甲壳动物和双壳类软体动物。,(3)底游生活型,18,底栖生物群落调查,调查方法:潜水直接观察计数(浅水)采泥器/箱式取样器底拖网取样框(潮间带),底栖生物调查的技术要求和调查要素1 技术要求 a)每站采泥面积不少于0.2 m2;b)泥样淘洗后的生物,包括生物残渣均应全部收集;c)总种类数的 90 95%,应鉴定到种。d)湿重生物量测定精度为0.01 g,干重0.1 mg。2 调查要素 包括调查种类数量、组成类别、优势种类、栖息密度和生物量等。,3.样品采集3.1 采样仪器设备3.1.1 定量采泥仪器设备 a)抓斗式采泥器 b)弹簧采泥器 c)箱式取样器,21,抓
9、斗式采泥器,采 泥,22,Van Veen 采泥器,23,箱式采泥器,24,Lenz 采泥器,柱式采泥器,3.1.2 定性拖网仪器设备a)阿氏拖网b)三角形拖网c)桁拖网d)网衣网孔 底栖生物拖网的网衣一般分为两个部分,上部网衣网孔一般小于2cm,底部网衣网孔一般小于0.7cm。,26,拖 网,阿氏拖网:水深小于200m的海区一般使用网口宽度为1.5m2.0m;港湾调查可用网口宽度为0.7m1.0m;大洋深海调查,一般采用网口宽度为2.5m3.0m三角拖网:网口大小及网衣结构同阿氏拖网。适合于沿岸水域和底质较复杂的海区采样桁拖网:一般适用于水深100m以内的海区,特别是底质松软的海区双刃拖网:
10、适于底质为岩礁、碎石或砂砾的海区,27,阿氏拖网,三角拖网,桁拖网,双刃拖网,29,调查船航速在2kn左右,航向稳定后投网。拖网绳长一般为水深的三倍,近岸浅水区应为水深三倍以上,拖网时间为15min;水深1000m以上的深海,拖网绳长为水深的1.5倍2.0倍,拖网时间30 min1h。,3.1.3 船上绞车、吊杆和钢丝绳钢丝绳 采泥专用绞车,一般使用直径为 6mm8mm 的软钢丝绳。一般拖网可使用直径为 8mm10mm的软钢丝绳。3.1.4 底栖动物漩涡分选装置 是一种由筒体、漩涡发生器、分流 器、支架和余渣收集盘组成的淘洗泥 样及分选标本的专用装置 3.1.5 套筛 由三层不同孔径的筛子和支
11、架组成,上层筛的孔径为 2.0mm5.0mm,中层 为 1.0 mm,下层为 0.5 mm,使用时将 其与漩涡分选装置配合。,31,筛 网,3.2 采样操作3.2.1 采泥 a)面积为0.05m2的采泥器,每站需采集 4-5个样品;0.1m2的采泥器,每站需采 24 个样品。b)泥样淘洗 采用漩涡分选装置淘洗时,将泥样分批倒入筒体,并将分流龙头开关调节至较大颗粒沉积物不致搅起溢出筒体。c)所有生物样品,包括生物残渣,均应收集并计入定量分析。3.2.2 拖网 a)调查船航速在2kn左右,航向稳定后投网。拖网绳长一般为水深的3倍,近岸浅水区应为水深3倍以上,拖网时间为15min。b)尽可能地收集所
12、采到的所有生物种类,并记录生物量优势种类的重量。取样结束后,必须仔细清除网衣上的遗留生物,不致将其带入下一站所采生物之中。,33,潮间带取样:潮间带生物采样必须在大潮期间进行;根据当地的潮汐水位参数或岸滩生物的垂直分布,将潮间带划分为高潮区、中潮区和低潮区;在高潮区布设2站、中潮区布设3站、低潮区1站或2站。在滩面较短的潮间带,在高潮区布设1站、中潮区布设3站、低潮区1站。,34,3.3 样品处理 3.3.1 初步分类 a)将采泥和拖网样品应按类别、个体大小、柔软脆弱和坚硬带刺者分别装瓶。定量采泥所获样品应全部取回(包括余渣)以供计数;定性拖网所获样品,当数量大但定名准确的种类,可保留一定数量
13、供生物学等测定,其余计数和称重后可倾弃。b)遇有特殊和重要生物、生态意义的标本应拍照、记述观察到的特征,并安全保存标本。3.3.2 样品保存 采样处理结束后,除用于活体观察外,均应及时用固定液固定和保存。a)固定液 中性甲醛溶液;丙三醇乙醇溶液;甲醛和乙醇混合液;,b)固定和保存 1)采泥和拖网样品,应按类别使用不同的固定液。暂时性保存使用体积分数为5%7%中性甲醛溶液保存,永久性保存应用体积分数为 75%丙三醇乙醇溶液或体积分数为 75%乙醇保存;2)大型藻类一般用体积分数为6%甲醛溶液保存;3)海绵动物先用体积分数为85%乙醇固定,后换以体积分数为75%乙醇加体积分数为5%丙三醇保存;4)
14、腔肠动物、纽形动物、环节动物以及部分甲壳动物先以薄荷脑或硫酸镁麻醉,后换体积分数为5%中性甲醛溶液固定。5)个体数较大的鱼类和头足类样品(0.25kg以上),应将10%甲醛溶液注射入腹腔。棘皮动物的海胆,固定前应先刺破围口膜;6)余渣固定时,用四氯四碘荧光素染色剂固定液,便于室内标本挑拣;c)若按上述方法固定的样品,超过两个月未能进行分离鉴定,应更换一次固定液。,3.4 填写标签与记录3.4.1 填写标签 样品固定后,已装瓶的每号样品需投入标签。放入样品桶的样品,应先用纱布包裹,并另加一个竹标签或硫酸纸标签。3.4.2 记录 采样过程中,应及时将记录要求填入海上采样记录表,并在记事栏中记录该站
15、采样工作的情况。,4 样品分析4.1 样品核对、样品编号和样品登记 每航次结束,应认真核对样品和采样记录是否相符。调查船返航后,必须及时检查采泥和拖网样品。核对每站样品数量和标签,若发现标签损坏和不清,应与原始记录核对,并更换标签。,4.2 鉴定、计数 a)用放大镜或在体视显微镜下鉴定种类。种类鉴定要求达总种数的9095,常见种必须给出种名,并分别按种类计数和称重。b)按种类计数时;易断的纽虫、环节动物按头部计数;软体动物的死壳不计数;对于个体小而数量大的生物,可采取称重部分和总重的方法、再换算成总个数。4.3 测定生物量 a)生物量以湿重计,即将生物用滤纸吸干后用电子天平称重,并记录;b)管
16、栖动物应剥去管子(小管可保留);寄居蟹应去螺壳称重;软体动物一般不去贝壳,但需吸尽壳表水分;c)对个体大、数量多的软体动物,应壳和肉分别称湿重;d)有孔虫、石珊瑚和部分钙质苔藓虫不计重。,5 资料整理5.1 定量泥样资料5.1.1 计算 各种类的个体数和生物量分别以ind/m2和g/m2 表示。5.1.2 填写相关表格 a)大型底栖生物定量分析记录表;b)大型底栖生物生物量统计表;c)大型底栖生物生物密度统计表;d)汇总表 5.1.3 绘制栖息密度和生物量分布图 a)密度(ind/m2)的取值标准:1 000;b)生物量(g/m2)的取值标准:1,5,10,25,50,100,250,500,
17、1 000,1 000。,5.2 定性拖网资料5.2.1 种类分布表 绘制大型底栖生物定性分析种类分布记录表。5.2.2 主要种类分布图 定性拖网主要种类水平分布及季节变化图。5.2.3 种类名录表 采泥和拖网样品鉴定后,按分类系统顺序,列出调查海区大型底栖生物种类名录表,包括中文名、拉丁名、出现季节。,42,(一)主要类别 1底栖植物 单细胞底栖藻类、海藻和维管植物,底栖生物,43,2底栖动物,图2-9,图2-1,44,大型海藻,褐藻门:海带、裙带菜、马尾藻、巨藻、墨角藻、囊叶藻等绿藻门:石莼、礁膜(海菠菜,海白菜)、浒苔、羽藻、蕨菜、刺海松、伞藻等。红藻门:紫菜、石花菜、红毛藻、鸡毛藻、粘
18、管藻、海萝、蜈蚣藻、海头红、多管藻、鹧鸪菜等。,最常见的是生活在浅水区的绿藻,色素体主要是叶绿素。稍深处褐藻占优势,其中特别重要的是生活在温带海区硬质底上的巨藻,它们可形成大片水下森林。色素体中除含叶绿素外,胡萝卜素和叶黄素的含量特别多,所以多呈褐色。红藻多生活在潮下带。色素体除含叶绿素、胡萝卜素和叶黄素外,还含有大量的藻红素和藻蓝素。,45,46,海带 L.japonica,褐藻门 Phaeophyta,褐藻纲 Phaeophyceae,海带目 Laminariales,海带科 Laminariaceae。是重要的经济藻类,是一种深入民间的食品,又是医药和工业的重要原料,也是褐藻工业提取藻胶
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