[笔记·水生生物学] 绪论
斯梅格里
2024年09月04日 22:56
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本人是双非普本食品质量与安全专业在读(大四),本人本科所有专业课程现均以经过考核(心虚),以后的更新的笔记内将转向自身学习兴趣扩展、读研(资源与环境)的需要、基础知识巩固等方面。

  本节专栏使用的教材是由中国农业出版社发行,赵文主编的《水生生物学》,版次为第二版。 

绪论

一、水生生物学的定义

水生生物学(hydrobiology)广义上说是研究水中生活的各种生物生命活动的规律和控制利用的科学,范围十分广泛,包括水生生物形态、分类、生理、生态、生化的各个方面。

二、我国在水生生物学研究上的一些成就

自新中国成立以来,随着科学技术的发展与水生生物的研究的全面开展,我国在水生生物学研究生取得了一些显著的成就,可归纳为以下几个方面:

(1)分类工作有新进展

我国学者在发表大量论文的同时,还出版了许多分类专著,以下举几个例子:

①饶钦止等(1955)的《湖泊调查基本知识》;

②王家楫(1961)的《中国淡水轮虫志》;

③刘月英等(1979)的《淡水枝角类》;

④宋微波等(2009)的《中国黄渤海的自由生纤毛虫》

《中国黄渤海的自由生纤毛虫》

(2)开展不同水域的渔业资源调查

在海洋方面和内陆水域方面,我国均进行了多次调查,以下举几个例子:

①中国科学院海洋研究所在20世纪50年代,对黄、渤海进行了综合调查。

②1989年-1991年开展了全国海岛及其周围海域的考察。

③2004年-2009年开展了我国近海海洋综合调查与评价。

③80年代初由各省、市水产研究机构和几所水产高等院校协作,对长江、黄河、黑龙江、珠江四大水系的渔业资源进行了综合调查。

908专项成果《中国近海自然环境与资源基本状况》出版

(3)生物饵料培养、利用取得成效

以下举几个在生物饵料的培养和利用的例子:

①在单胞藻培养方面,中国海洋大学、中国科学院水生生物研究生、中国科学院海洋研究所等建立了比较完整的藻种室。

中国科学院淡水藻种库(FACHB-Collection)

②在轮虫培养方面,李永函等利用广泛蕴藏于水体沉积物中的休眠卵,在土地中大量增殖轮虫获得成功,并已在淡、海水苗种生产中,特别是在河蟹土地生态育苗中得到应用。

李永函 教授

③20世纪末,黑龙江、新疆、内蒙古等水产研究所,对西北地区盐湖卤虫资源进行了为期4年的调查,发现有卤虫的盐湖共31处,为卤虫资源利用开拓了新领域。

《中国盐湖生态学》 赵文等-科学出版社

(4)研究领域不断拓宽,对特殊类群的研究不断加强。

以下为举例:

①发现一些特殊类群的微型浮游生物(nanoplankton,2~20μm)和超微型浮游生物(picoplankton,<2μm)。

②对浮游病毒、雪藻等进行了研究和探索。

③大量培养海洋生物作为药源材料以及作为生物质能源开发已引起重视。

藻类的“手笔”-南极“西瓜雪”

三、淡水根据水的运动和容积大小分类

淡水根据水的运动和容积大小可分为下列几类:

1. 流水水体

流水水体具有沿一定方向流动的水流,其可分为泉、溪涧、河流。

①泉:由地下水流出的、容积很小的水体;

②溪涧:由若干泉水汇合或由静水水体流出的水量小、流程较短的水体;

③河流:水量较大、流程较长的流水水体。

2. 静水水体

静水水体不具有沿一定方向流动的水流,其可分为湖、池和沼泽

①湖:面积较大,水较深,中央部分通常没有大型植物丛生;

②池:面积较小,水较浅,大型植物可蔓延整个水区;

③沼泽:水浅而面积大,挺水植物[i]常耸伸整个水面。

3. 半流水水体

半流水水体的情况介于静水和流水之间,如水库,

上述的划分仅是相对的,如有些叫溪的水体的流程超过小的河流,有的水库一年的大部分时间是静水。

四、水体生物区的划分

水生生物的分布与水体中的物理化学特点、水底地形和深度以及历史情况等有关。按照这些特点,一个水体可划分为若干级生物区(biotic division),水体中最大的生物区是水底区(benthic division)、水层区(pelagic division)和水面区。

1. 湖泊的生物区的划分

大型深水湖泊的水底区和水层区又可划分为几个次级生物区。浅湖和池沼由于水浅,大型植物可蔓延整个水底,其生活条件相当于沿岸带和沿岸区。

图0-1 湖泊的生物区 《水生生物学》赵文-图0-1 P4

大型深水湖泊的生物区划分如下:

1.<1>.水底区

①沿岸带(littoral zone):由水边向下延伸到大型植物生长的下限。这一带的深度随水的透明度(水的透明度影响光的射入,进一步影响水下植物的光合作用强度)而不同,一般为6~8,m。

②亚沿岸带(sublittoral zone):沿岸带和深底带的过渡区,一般没有大型植物生长。有些湖泊

③深底带(profoundal zone):深底带包括亚沿岸带以下的全部湖盆,通常堆积着富有机质的软泥,这一带没用植物,动物的种类较少。

1.<2>.水层区

①沿岸区(littoral zone):沿岸带以上的浅水部分。

②湖心区(limnetic zone):沿岸区以外的开阔部分。

2. 河流的生物区的划分

①河流的水底区也可划分为河岸带、亚河岸带和河底带。

②河流的水层区通常不再进行划分,因为河水的流动使上下水层经常混合,从表层到底层水温、氧气和其他环境因素几乎一致。

③河流常常可按水平方向划分为上游区、中游区和下游区,因为河流从上游向下游流动中,流速、底质和其他条件有明显的差别。

3. 水库的生物区的划分

水库兼具河流和湖泊的特征,除了水底区和水层区外,也可划分为上游区、中游区和下游区。

4. 海洋的生物区的划分

海洋也分为水层区和水底区两个主要部分。

图0-2 海洋的生物区 《水生生物学》赵文-第二版 P5

4.<1>.水层区

水层区分浅海和大洋区。

①浅海:大陆架[ii]的水体,平均深度一般不超过200m,宽度变化很大,平均约为80km,环境比较复杂多变。

②大洋区:大陆缘[iii]以外的水体,这是海洋的主体,其理化环境条件比较稳定。从垂直方向看,大洋水体分为:

a.上层(epipelagic zone):从表层至150~200m深,这里光照强度随深度增加而呈指数下降,温度有季节和昼夜差异,大多有温跃层。

b.中层(mesopelagic zone):从上层的下限至约1000m深的水层,这里几乎没有光线透入,温度梯度不明显,没有明显的季节变化,常出现氧最小值[iv]和硝酸盐、磷酸盐最大值的层次。

c.深海(bathypelagic zone):从1000m至4000m深水层,此处除了生物发光以外,几乎是黑暗的环境,水温低而恒定,水压大。

d.深渊(abyssopelagic):超过4000m的深海区,此处黑暗且寒冷,压力最大,食物最少。

4.<2>.水底区

水底区,即海地区,包括海岸(seashore)和海底(sea-bottom)。

①潮上带:高潮线以上受浪花溅击的水陆交界处。

②潮间带:介于高潮线和低潮线之间的区域。

③滨海带:潮上带和潮间带合称为滨海带(littoral zone)。

④潮下带:又称为浅海带(sublittoral zone),从低潮线到大陆架边缘的海底区域。

⑤海岸带:滨海带和潮下带合称为海岸带。

⑥深海带:大陆架以外的海底。

五、生活在各水体生物区中的生物

1. 在水层区生活的生物:浮游生物和自游生物

生活在水层区的生物可分为浮游生物(plankton)和自游生物(nekton)两类。

浮游生物是不能主动地做远距离水平移动的生物,大多体型微小,通常肉眼看不见。它们没有游泳能力或者游泳能力很弱,一般不能逆水前进,只能依靠水流、波浪或水的循环流动而移动。

自游生物(游泳生物)是形状较大、游动能力很强、能主动地做远距离游动的生物,也能逆流自由行动。

2. 在水面区生活的生物:漂浮生物

在水面区生活的生物类群称为漂浮生物(neuston),它们的身体一部分在水中,另一部分则露出水面。

3. 在水底区生活的生物:底栖生物

在水底区生活的生物类群,称为底栖生物(benthos)。

有的底栖生物在水底固着生活;有的在水底移动甚至在一定时间内能离开水底区到水层区中游泳;有的钻埋水底土壤中以及钻蚀在坚硬物体中生活。此外,还有一些底栖生物生活在水中的物体上。

六、尾注

[i]挺水植物(emerged plant)是指植物的根、根状茎或地下茎生长在水底泥土中,茎、叶绝大部分挺出水面的植物。挺水植物是水生植物的一类,常分布于0-1.5米的湖沼近岸浅水处,其中有的种类生长于潮湿的岸边。挺水植物挺出水面在空气中开花[1]

[ii]海底地貌由平原、山脉和沟壑组成,平原构成了大洋的海底,山脉构成了海岭、浅滩和岛屿,沟壑构成了海沟或海底峡谷。在海洋与大陆的衔接处,形成了特殊的地貌,称为大陆架[2]

[iii]大陆边缘是陆地与大洋底之间的过滤带,在地壳结构上是陆壳向洋壳过渡的结合部[2]

[iv]一般在海水深度500米~1000米,由于太阳光线不能到达,不但没有植物进行光合作用释放氧气,反因细菌和动物的呼吸作用及有机质的腐败分解而消耗氧气,致使该深度氧含量最少,称为最小含氧层(oxygen minimum layer,OML)[3]

七、参考文献

[1] 挺水植物,中国湿地植物数据库(China Wetland Plant Database)

[2] 海洋科学概论[M].赵进平.中国海洋出版社.2016

[3] 最小含氧层,科普中国·科学百科