海洋生态学

这是一篇关于海洋生态学的思维导图，海洋生态学是研究海洋生物的生存、发展、消亡规律及其与理化、生物环境间相互关系的学科。

海洋生态学

• 生态系统及其功能
  • 生态系统概念
    • 是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。
  • 生态系统
    • 非生物部分（是生态系统的生命支持系统，它提供生态系统中各种生物生活的栖息场所，具备生物生存必需的物质条件，也是生物能量的源泉）
      • 能源：太阳能、其他能源
      • 气候：光照、温度、降水、风等
      • 基质和介质：岩石、土壤、水、空气等
      • 物质代谢原料
        • CO2、H2O、O2、N2等
        • 无机盐（矿物质原料）
        • 碳水化合物、蛋白质、脂肪、腐殖质等（连接生物和非生物部分的有机物）
    • 生物部分（执行生态系统功能的主体）
      • 生产者：绿色植物、光合细菌、化能细菌等
      • 消费者
        • 食草动物：一级消费者
        • 食肉动物：二级、三级、四级消费者
        • 杂食动物：碎屑消费者、腐食消费者
      • 分解者：微生物（细菌、真菌）、原生动物、小型无脊椎动物
  • 生态系统的营养结构和空间结构
    • 营养结构
      • 食物链：指生物之间通过食与被食形成一环套一环的链状营养结构，即物质和能量从植物开始然后一级一级地转移至大型食肉动物
        • 牧食食物链或植食食物链
          • 活体植物→草食动物→一级食肉动物→二级食肉动物
        • 碎屑食物链
          • 从动植物死亡尸体分解物开始，如土壤中的有机碎屑→蚯蚓→线虫→节肢动物或者海洋中的有机碎屑→底栖小虾蟹→底栖小鱼
      • 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
    • 空间结构
      • 上层的”绿色带“自养代谢最旺盛，称为生产层
      • 下层（陆地土壤或水域沉积物）则是光照条件很差或无光照的”褐色带“异养代谢最为旺盛
  • 生态系统能量流动与物质循环
    • 能量流动
      • 其营养级同化的总能量
        • 通过呼吸作用
          • 绝大部分以热能散失
          • （ATP）用于该营养级生物生长发育、繁殖储存在生物体内
            • 被捕食，流入下一营养级
              • 通过呼吸，同化为自身的能量
              • 以粪便形式排出（合上一营养级的能量）
            • 死亡，变成遗体残骸
              • 未利用，变成有机残骸，被分解者分解
              • 被、分解者
    • 物质循环（任何物质或元素都处在循环的某个阶段，它们通过生态系统中生物有机体和环境之间的循环活动的过程叫做生态系统的物质循环）
      • 库概念：表示某一物质在生物或非生物环境中贮存的数量
      • 按物质活动，一般分为
        • 贮存库：容量很大，但活动缓慢（它们从库里释放的速度很慢，如岩层中的碳）
        • 交换库或循环库：容量较小，但通过库的迁移速度快，在生物体和周围环境之间进行迅速的交换（如海洋生物体中的有机碳库和海水中的二氧化碳库间的交换）
    • 生物地化循环
      • 按物质贮存库
        • 水循环：主要途径是由太阳能所推动的由大气、海洋和陆地形成的一个全球性水循环系统。水循环处于稳定状态，因为总的降雨量与总蒸发量相平衡。在陆地，降雨量大于蒸发量；在海洋，蒸发量大于降雨量，而陆地的径流量补偿海洋的蒸发量
        • 气态循环：主要贮存库的是大气。属气态循环的物质以氧、碳、氮为代表。气态循环把海洋和大气紧密联系
        • 沉积循环：主要贮存库是岩石圈和土壤圈。属沉积循环以磷、硅为代表，还有钙、钾等金属元素
  • 生态系统的自校稳态和生态平衡
    • 生态系统通过反馈机制实现其自我调控以维持相对的稳态。所谓反馈是系统输出反过来又决定其输入，当系统具有反馈机制时，就成为控制论系统
    • 反馈
      • 正反馈：是系统中的部分输出通过一定路线又变成输入，其促进和加强的作用
      • 负反馈：是输出反过来削弱和减低输入的作用
    • 如果输入和输出在较长时间趋于平衡，系统的结构与功能长期处于稳定状态（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自我调节恢复到原初的稳定状态，生态系统的这种状态的生态平衡
    • 生态阙限：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的这个限度
    • 生态平衡失调：当外界压力超过阙限时，它的自我调节能力随之降低，甚至失去作用。此时，生态平衡遭到破坏，生态系统的结构、功能趋向衰退，系统中有机体的数量减少，生物量和物种多样性下降，能量流动和物质循环发生障碍
      • 生态平衡被破坏主要因素
        • 自然因素：火山爆发、地震等
        • 人为因素：环境破坏、污染和过度利用生物资源
• 海洋环境与海洋生物生态类群
  • 海洋环境基本特征
    • 大洋区
      • 太平洋、大西洋、印度洋、北冰洋
    • 环境梯度
      • 从赤道到两级的纬度梯度
        • 主要表现为赤道向两级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，从而影响光合作用的季节差异和不同维度海区的温跃层模式
      • 从海面到深海海底的深度梯度
        • 主要由于光照只能透入海水的表层，其下方只有微弱的光或是无光世界。同时，温度也有明显的垂直变化，表层因太阳辐射而温度较高，底层温度很低且 较稳定，压力随深度而不断增加，有机食物在深层很稀少
      • 从沿岸到开阔大洋的水平梯度
        • 主要涉及深度。营养物质含量和海水混合作用的变化，其他环境因素（如温度、盐度）的波动呈现从沿岸向外洋减弱的变化
    • 海洋主要分区P27-28
  • 生物类群
    • 浮游生物
      • 是指在水流运动的作用下，被动地漂浮在水层中的生物群。
      • 相同特点：缺乏发达的运动器官，运动能力弱或完全没有运动能力，只能随水流移动，具有多种多样适应浮游生活的结构
      • 重要性
        • 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最主要环节
        • 可以作为判别水团。海流的指示种，有助于了解海流和水团的移动，判断不同海流的交汇锋面，对探索一个海流余脉的分布有重要作用
        • 一些浮游生物尸骸沉积海底，这些沉积物对海洋地质及海底环境的研究有一定帮助
      • 按个体大小分类
        • 微微型浮游生物：<2μm
        • 微型浮游生物：2-20μm
        • 小型浮游生物：20-200μm
        • 中型浮游生物：200-2000μm
        • 大型浮游生物：2000-20mm
        • 巨型浮游生物：>20mm
      • 分类
        • 浮游植物
          • 硅藻类
          • 甲藻类
          • 金藻类
          • 原核自养生物
        • 浮游动物
• 生态系统的营养物质循环（生物循环）是在环境、生产者、消费者和分解者之间进行；而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、岩石圈之间的交换叫做生物地化循环。生态系统的物质循环与生物地化大循环紧密联系，是组成生物地化循环的基础
• 营养级：食物链上的每一个环节称为营养级