上海海洋大學(xué)海洋生態(tài)學(xué) Chapter 007 海洋食物網(wǎng)與能流...

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1、第七章海洋食物網(wǎng)與能流分析本章概要：海洋生態(tài)系統(tǒng)能流的基本過程、食物鏈、營養(yǎng)級和生態(tài)效率等基本概念以及海洋食物網(wǎng)特點和有關(guān)簡化食物網(wǎng)、同資源種團、粒徑譜和生物量譜、微生物環(huán)的組成、結(jié)構(gòu)及其在生態(tài)系統(tǒng)能流、物流中的作用。海洋生態(tài)系統(tǒng)能流和動物種群次級產(chǎn)量的一些基本分析方法。本章重點內(nèi)容：能流途徑及生態(tài)效率，影響次級生產(chǎn)力的因素。第一節(jié)海洋經(jīng)典食物鏈和微型生物食物網(wǎng)一、海洋經(jīng)典食物鏈（一）牧食食物鏈大洋食物鏈（6個營養(yǎng)級）沿岸、大陸架食物鏈（4個營養(yǎng)級）上升流區(qū)食物鏈（3個營養(yǎng)級）碎屑（浮游植物及水底大型植物、其中有原生動物和細菌等）→碎屑取食者（如線蟲、多

2、毛類、腹足類、小螃蟹、蝦類和小魚）→小型食肉動物（鯉科小魚）→大型食肉動物（游釣魚類）碎屑來源：尸體、蛻皮、糞團碎屑在海洋生態(tài)系統(tǒng)中的重要性：①能流大;②加強生態(tài)系統(tǒng)的多樣性與穩(wěn)定性;③對近岸和外海、大洋表層和底層的能量流（和物質(zhì)流）起聯(lián)結(jié)作用;④營養(yǎng)價值很高。（二）碎屑食物鏈二、微型生物食物環(huán)（網(wǎng)）（一）什么叫微食物環(huán)（網(wǎng)）網(wǎng)采浮游植物→橈足類→魚類細菌的二次生產(chǎn)（bacterialsecondaryproduction）DOM→異養(yǎng)浮游細菌→原生動物→橈足類的攝食關(guān)系DOM→原生動物→橈足類微微型自養(yǎng)生物→原生動物→橈足類的攝食關(guān)系“微型生物食物網(wǎng)”

3、（microbialfoodweb）（二）微型生物食物網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)（三）病毒在微食物網(wǎng)中的作用病毒對微食物網(wǎng)中各類生物的數(shù)量平衡和維持相對穩(wěn)定性起重要作用，或者說，病毒也應(yīng)是微食物網(wǎng)的重要成員。海洋病毒的生產(chǎn)力能直接影響細菌生產(chǎn)力，抑制浮游植物和原生動物的繁殖率。病毒感染造成的細菌、浮游植物和原生動物裂解死亡過程中產(chǎn)生的DOM，反過來又能促進細菌的繁殖。原生動物不僅能攝食異養(yǎng)細菌以及微型和微微型自養(yǎng)生物，同時也能攝食病毒。三、微食物環(huán)中各類生物的生物量與生產(chǎn)力（一）異養(yǎng)細菌營養(yǎng)豐富海區(qū)，細菌豐度可達6.3×106cell/ml，即使是在營養(yǎng)物質(zhì)少的4,2

4、00m深海中，細菌數(shù)量也有3.4×104cell/ml。雖然細菌的生產(chǎn)速度依海域和深度的不同變化很大，但是多數(shù)相當于初級生產(chǎn)速率的20~30%。（二）微微型光合自養(yǎng)生物藍細菌：粒徑為0.5~1.5μm，103~105個/ml水平。原綠球菌：0.4~0.8μm，數(shù)量通常高于藍細菌（在寡營養(yǎng)海區(qū)要高出1~2個數(shù)量級）。微微型光合真核生物：豐度一般比原綠球菌和藍細菌少。（三）微型和小型浮游動物粒徑2~20μm大小的原生動物，主要由鞭毛蟲和部分纖毛蟲（無殼纖毛蟲）組成。四、微食物網(wǎng)在海洋生態(tài)系統(tǒng)能流、物流中的重要作用（一）在能流過程中的作用與經(jīng)典食物鏈共同構(gòu)成完

5、整的海洋生態(tài)系統(tǒng)能流結(jié)構(gòu)微食物網(wǎng)能流量在海洋生態(tài)系統(tǒng)能流量基礎(chǔ)環(huán)節(jié)中占有很高的比例異養(yǎng)微生物和超微型自養(yǎng)生物的生產(chǎn)力總和構(gòu)成大部分海域能流的主要基礎(chǔ)環(huán)節(jié)大部分海區(qū)的中型浮游動物僅直接消耗浮游植物總生產(chǎn)量的較少部分（不超過1/3）。營養(yǎng)物質(zhì)在微食物網(wǎng)中的更新很快微食物網(wǎng)的消費者所產(chǎn)生的微細有機碎屑可長時間的滯留在真光層水體中，對維持真光層的營養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)和穩(wěn)定初級生產(chǎn)水平有很重要的意義。微食物網(wǎng)產(chǎn)生的小顆粒在細菌作用下形成的微小有機凝聚體中有豐富的溶解有機物、細菌和微型異養(yǎng)生物，是營養(yǎng)物質(zhì)快速循環(huán)的活性中心。（二）在物質(zhì)循環(huán)中的作用第二節(jié)海洋簡化食物網(wǎng)及營養(yǎng)

6、結(jié)構(gòu)的上行下行控制一、簡化食物網(wǎng)及營養(yǎng)物種營養(yǎng)結(jié)構(gòu)分析的難題：海洋食物關(guān)系（食物網(wǎng)）是非常復(fù)雜，初級碎屑物來源難以歸入某一特定的營養(yǎng)級?！盃I養(yǎng)層次”、功能群（同資源種團）簡化食物網(wǎng)營養(yǎng)層次關(guān)鍵功能種大黃魚仔、稚、幼魚的食性轉(zhuǎn)換特點（引自鄭嚴&楊紀明，1965）二、食物網(wǎng)的上行控制和下行控制上行控制（bottom-upcontrol）是指較低營養(yǎng)層次（如浮游植物）的種類組成和生物量對較高營養(yǎng)層次（如食植性浮游動物和魚類）的種類組成和生物量的控制作用，即所謂資源控制。下行控制（top-downcontrol）是指較高營養(yǎng)層次（捕食者）的種類組成和生物量對較低

7、營養(yǎng)層次（被捕食者）的控制作用，即所謂捕食者控制。海洋浮游動物同時具有上行控制和下行控制的重要作用對初級生產(chǎn)力的控制對營養(yǎng)級間生態(tài)轉(zhuǎn)換效率的調(diào)控：功能響應(yīng)與數(shù)量響應(yīng)對高層捕食者的控制作用對水層―底棲耦合（pelagicbenthiccoupling）關(guān)系的控制作用三、營養(yǎng)層次（營養(yǎng)級）的測定（一）食性分析法（二）穩(wěn)定同位素法利用一種元素具有不同同位素（化學(xué)性質(zhì)相同，但質(zhì)量不同）的特征，根據(jù)同位素相對豐度在不同營養(yǎng)級間的差異來分析食物網(wǎng)。在生物學(xué)傳遞過程中，較重的同位素會滯留而產(chǎn)生富集。四、粒徑譜、生物量譜的概念及其在海洋生態(tài)系統(tǒng)能流研究中的應(yīng)用（一）粒徑

8、譜、生物量譜的概念粒徑譜：如果把海洋中的生物，從微生物和單細胞浮游植物到浮游動物