海洋生态学PPT课件
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3．无光层（aphotic zone）
光强/(µW·cm-2)
10-11 10-9
10-7
10-5
10-3
10-1
101
103
105
0
深度/m
日光
200
清晰的近岸水
400 600
最月清光晰的大洋水
800 1000 1200
无光层
最日清光晰的大洋水 生物发光
深海鱼的检出限 弱光层
颜色可视
浮 游 植 物 生 长 真光层
根据在垂直方向上的光照条件分为几个层次：
1．透光层，也称真光层（euphotic zone 或photic zone）： 有足够的光可供植物光合作用，光合作用的量超过植物 的呼吸消耗。
2．弱光层（disphotic zone）：在透光层下方，植物在一 年中的光合作用量少于其呼吸消耗，但光线足够动物对 其产生反应。
ID ＝ I0 e－kD
K
＝
lnI0－lnID D
I0：海表面光强；ID ：深度D处光强；K：平均消光(衰减) 系数，K值大小与水体干净程度有关
透明度（transparency）：
间接地估算调查海区的消光系数（K），并以此来估计
透光层的深度，方便实用。
透明度可反映海水的贫瘠与肥沃程度。 透明度处于不断变化之中，不同海区、同一海区不同 时间都不一样。
图3-7
海洋藻类光合色素对光谱中不同波长的吸收
图3－8
图3－ 9
海洋藻类光合色素对光谱中不同波长的吸收
植物光合作用利用可见光区（生理有效辐射），其中红、橙பைடு நூலகம்吸 收最多，其次蓝、紫光，绿光最少（生理无效光）。
叶绿素 a
藻蓝素
褐藻素
相对吸收率 相对吸收率
藻红素
300 400 500 600 700 波长/nm
300 400 500 600 700 波长/nm
图 3.4 几种海洋浮游植物色素对光吸收关系的示意图(Lalli et al 1997)
图中的垂直坐标仅代表色素对光吸收率的相对值
辅助色素：叶绿素b、β胡萝卜素、岩藻黄素、藻青素等等 细菌叶绿素（bacteria-chlorophylls）
辅助色素、补色光：蓝光与紫光有利于花青素的合 成，使植物产生各种颜色，并引起向光性，抑制 伸长生长，红光促进伸长生长。紫色塑料膜可使 茄子增产，兰色膜可使草莓增产。 长波促进碳水化合物形成，短波促进有机酸和蛋 白质合成。
阳光可直接照射到的浅层海水体，具有一 定的垂直洋带性特点： 海水表层（ 200米以上）是海洋浮游生物； 中层（200米～700米）是各种游泳生物； 底层（900米以下）是底栖生物。
海洋动物食物链证据
食物分布影响海洋动物分布属于光照的间 接影响。
海洋藻类>鳞虾>须鲸>虎鲸； 海洋藻类>海螺>海獭； 海洋藻类>食草鱼类>食肉鱼类>海豚； 海洋藻类>海底蠕虫>蟹类>海鸟； 海洋藻类>单细胞动物>小型鱼类>乌贼>抹 香鲸。
因此，多年来，光度变化被一致认为是影响 垂直移动的主要外界因子。
总的规律：白天，每一个种集中靠近一特 定水层，临近黄昏时，它们开始上升并持 续整个黄昏时间，到达表面后，在完全黑 暗的夜间，种群趋于分散。临近天亮时再 集中于表层，然后迅速下降，直到原先白 天栖息的水层。
近海底层 曼氏无针乌贼；真鲷；许氏平鮋；牙
鲆；红鳍马面鲀；绿鳍鱼
底层——底栖动物
在泥质海底上议掘穴动物为主，而在深海 软泥海底则以鱼、甲壳纲动物和海参为主。 对于那些从海水中吸吮悬浮物质为生的鱼 类来说，其数量与深度成反比；而对于那 些从海底沉积物中觅食为生的鱼来说，则 能生活在很深的海底。
再往下，是漆黑的深海区，它的光线来自底 栖鱼类如鱿鱼、灯笼鱼的发光器官。
深海动物
在水深更深的大洋中，真光层往下是弱光 层，颜色发红和发黑的动物取代了透明的 无脊椎动物。
一般在这种环境下缺乏食物，动物是很难 生存的，但在深海层，仍然发现一些不依 赖浮游生物生存的动物。
在光的影响下，各水层海洋生物的 分布表现出不同规律：
底栖生物一般较喜欢在黑暗环境 下栖息、生活；各类浮游生物一般还有昼 夜垂直移动的习性,而这种习性与光照也是 密不可分的。
光照
王凯迪 刘敏 付玉红 张迪 牛慧 刘文帅
（排名按出场顺序）
一、光在海洋中的垂直分布和水平分布
二、海洋藻类光合色素对光谱中不同波长 的吸收
三、光与海洋动物的分布和昼夜垂直移动 现象
四、海洋生物的发光现象
一、光在海洋中的垂直分布和水平分 布
（一）海水中光的衰减及海水的透明度
因反射、海水吸收、悬浮与溶解物质的吸收与散射， 光照强度迅速衰减。
海洋动物的垂直移动—以浮游动 物为例
海洋动物的行为莫不受海洋环境的影响，昼 夜垂直移动自不例外。
波戈洛夫（Bogorov)在北冰洋的观察：
在没有光度变化的夏季（全白昼)和冬季 （全黑夜），桡足类的哲水蚤（Calanus） 和其他浮游甲壳动物一样，没有进行垂直 移动，而在有光度变化的春、秋两季（有 白昼和黑夜的交替）就可以看到这个现象。
表层——海洋浮游生物
在表层海水中，由于光照充足，植物光合作用旺盛， 因此浮游藻类等分布较多，以其为食的浮游动物也多。在 接近表层的十几厘米中，有食肉的蓝色甲壳纲动物、软体 动物和管水母。
中层——游泳动物
中上层 中国枪乌贼（夜间）；斑鰶；鲐
鱼；蓝点马鲛；日本海马
中下层
中国枪乌贼（白天）；日本枪乌贼； 狭纹虎鱼；花鲈；大黄鱼；带鱼（晚 间上升到表层）；绿鳍马面鲀
光照
————光与海洋动物的分布和昼 夜垂直移动现象
三、光与海洋生物的分布
一、光与海洋生物 在水生动物的生存环境中，光是一个很复杂的生
态因子，它有很多方面的生态作用，直接或间接 影响动物的趋光性、昼夜活动节律、群集活动、 摄食以及生长发育等。对于光照的变化，动物能 调节自身作出相应反应。
（一）光与海洋动物的垂直分布 生物的形态、习性和颜色随深度而变化是很明显的， 所以，每一水层中的生物有共同的特性。海洋动物在 海水中的分布与海水分层有一定的联系。 真光层：
图 3.3 根据海洋垂直方向上光透射的性质划分的 3 个生物带示意图(Lalli et al. 1997)
（二）光在海洋中的水平分布
二、光照强度与藻类光合作用速率的关系
1. 光合作用速率与光强的关系
图3－6
说明：①所有种类具相同规律（曲线形状相同）； ②不同种类位置不同，尤其是Ik：光饱和值
2. 海洋藻类的光合作用与辐照度的关系因种而异
光强/(µW·cm-2)
10-11 10-9
10-7
10-5
10-3
10-1
101
103
105
0
深度/m
日光
200
清晰的近岸水
400 600
最月清光晰的大洋水
800 1000 1200
无光层
最日清光晰的大洋水 生物发光
深海鱼的检出限 弱光层
颜色可视
浮 游 植 物 生 长 真光层
根据在垂直方向上的光照条件分为几个层次：
1．透光层，也称真光层（euphotic zone 或photic zone）： 有足够的光可供植物光合作用，光合作用的量超过植物 的呼吸消耗。
2．弱光层（disphotic zone）：在透光层下方，植物在一 年中的光合作用量少于其呼吸消耗，但光线足够动物对 其产生反应。
ID ＝ I0 e－kD
K
＝
lnI0－lnID D
I0：海表面光强；ID ：深度D处光强；K：平均消光(衰减) 系数，K值大小与水体干净程度有关
透明度（transparency）：
间接地估算调查海区的消光系数（K），并以此来估计
透光层的深度，方便实用。
透明度可反映海水的贫瘠与肥沃程度。 透明度处于不断变化之中，不同海区、同一海区不同 时间都不一样。
图3-7
海洋藻类光合色素对光谱中不同波长的吸收
图3－8
图3－ 9
海洋藻类光合色素对光谱中不同波长的吸收
植物光合作用利用可见光区（生理有效辐射），其中红、橙பைடு நூலகம்吸 收最多，其次蓝、紫光，绿光最少（生理无效光）。
叶绿素 a
藻蓝素
褐藻素
相对吸收率 相对吸收率
藻红素
300 400 500 600 700 波长/nm
300 400 500 600 700 波长/nm
图 3.4 几种海洋浮游植物色素对光吸收关系的示意图(Lalli et al 1997)
图中的垂直坐标仅代表色素对光吸收率的相对值
辅助色素：叶绿素b、β胡萝卜素、岩藻黄素、藻青素等等 细菌叶绿素（bacteria-chlorophylls）
辅助色素、补色光：蓝光与紫光有利于花青素的合 成，使植物产生各种颜色，并引起向光性，抑制 伸长生长，红光促进伸长生长。紫色塑料膜可使 茄子增产，兰色膜可使草莓增产。 长波促进碳水化合物形成，短波促进有机酸和蛋 白质合成。
阳光可直接照射到的浅层海水体，具有一 定的垂直洋带性特点： 海水表层（ 200米以上）是海洋浮游生物； 中层（200米～700米）是各种游泳生物； 底层（900米以下）是底栖生物。
海洋动物食物链证据
食物分布影响海洋动物分布属于光照的间 接影响。
海洋藻类>鳞虾>须鲸>虎鲸； 海洋藻类>海螺>海獭； 海洋藻类>食草鱼类>食肉鱼类>海豚； 海洋藻类>海底蠕虫>蟹类>海鸟； 海洋藻类>单细胞动物>小型鱼类>乌贼>抹 香鲸。
因此，多年来，光度变化被一致认为是影响 垂直移动的主要外界因子。
总的规律：白天，每一个种集中靠近一特 定水层，临近黄昏时，它们开始上升并持 续整个黄昏时间，到达表面后，在完全黑 暗的夜间，种群趋于分散。临近天亮时再 集中于表层，然后迅速下降，直到原先白 天栖息的水层。
近海底层 曼氏无针乌贼；真鲷；许氏平鮋；牙
鲆；红鳍马面鲀；绿鳍鱼
底层——底栖动物
在泥质海底上议掘穴动物为主，而在深海 软泥海底则以鱼、甲壳纲动物和海参为主。 对于那些从海水中吸吮悬浮物质为生的鱼 类来说，其数量与深度成反比；而对于那 些从海底沉积物中觅食为生的鱼来说，则 能生活在很深的海底。
再往下，是漆黑的深海区，它的光线来自底 栖鱼类如鱿鱼、灯笼鱼的发光器官。
深海动物
在水深更深的大洋中，真光层往下是弱光 层，颜色发红和发黑的动物取代了透明的 无脊椎动物。
一般在这种环境下缺乏食物，动物是很难 生存的，但在深海层，仍然发现一些不依 赖浮游生物生存的动物。
在光的影响下，各水层海洋生物的 分布表现出不同规律：
底栖生物一般较喜欢在黑暗环境 下栖息、生活；各类浮游生物一般还有昼 夜垂直移动的习性,而这种习性与光照也是 密不可分的。
光照
王凯迪 刘敏 付玉红 张迪 牛慧 刘文帅
（排名按出场顺序）
一、光在海洋中的垂直分布和水平分布
二、海洋藻类光合色素对光谱中不同波长 的吸收
三、光与海洋动物的分布和昼夜垂直移动 现象
四、海洋生物的发光现象
一、光在海洋中的垂直分布和水平分 布
（一）海水中光的衰减及海水的透明度
因反射、海水吸收、悬浮与溶解物质的吸收与散射， 光照强度迅速衰减。
海洋动物的垂直移动—以浮游动 物为例
海洋动物的行为莫不受海洋环境的影响，昼 夜垂直移动自不例外。
波戈洛夫（Bogorov)在北冰洋的观察：
在没有光度变化的夏季（全白昼)和冬季 （全黑夜），桡足类的哲水蚤（Calanus） 和其他浮游甲壳动物一样，没有进行垂直 移动，而在有光度变化的春、秋两季（有 白昼和黑夜的交替）就可以看到这个现象。
表层——海洋浮游生物
在表层海水中，由于光照充足，植物光合作用旺盛， 因此浮游藻类等分布较多，以其为食的浮游动物也多。在 接近表层的十几厘米中，有食肉的蓝色甲壳纲动物、软体 动物和管水母。
中层——游泳动物
中上层 中国枪乌贼（夜间）；斑鰶；鲐
鱼；蓝点马鲛；日本海马
中下层
中国枪乌贼（白天）；日本枪乌贼； 狭纹虎鱼；花鲈；大黄鱼；带鱼（晚 间上升到表层）；绿鳍马面鲀
光照
————光与海洋动物的分布和昼 夜垂直移动现象
三、光与海洋生物的分布
一、光与海洋生物 在水生动物的生存环境中，光是一个很复杂的生
态因子，它有很多方面的生态作用，直接或间接 影响动物的趋光性、昼夜活动节律、群集活动、 摄食以及生长发育等。对于光照的变化，动物能 调节自身作出相应反应。
（一）光与海洋动物的垂直分布 生物的形态、习性和颜色随深度而变化是很明显的， 所以，每一水层中的生物有共同的特性。海洋动物在 海水中的分布与海水分层有一定的联系。 真光层：
图 3.3 根据海洋垂直方向上光透射的性质划分的 3 个生物带示意图(Lalli et al. 1997)
（二）光在海洋中的水平分布
二、光照强度与藻类光合作用速率的关系
1. 光合作用速率与光强的关系
图3－6
说明：①所有种类具相同规律（曲线形状相同）； ②不同种类位置不同，尤其是Ik：光饱和值
2. 海洋藻类的光合作用与辐照度的关系因种而异