海洋生态系统动力学共31页文档
海洋生态学课件-9.4 海洋生态系统(1)-文档资料
（二）初级生产过程的基本化学反应
光合作用(photosynthesis)
化学合成作用（chemosynthesis)
不同色素的作用
叶绿素：将吸收的光能直接。 海洋藻类的辅助色素(accessory pigment)：吸收的波长 与叶绿素不同，可以吸收其它波长的可见光。
四、海洋新生产力
（一）新生产力的概念 （二）新生产力与营养盐供应特征的关系 （三）新生产力研究的意义
（一）新生产力的概念 １、概念建立的基础： 新生产力概念是建立在Ｎ源划分基础上。
Dugdale 和Goering 1967年提出： 进入植物细胞的营养元素来源： 透光层之外输入＋透光层内再循环。
9.4.4微型食物网 微型食物网---海洋中自养和异养的超微型浮游生物、 微型浮游生物和小型浮游生物之间形成的网络状营 养关系。
海洋食物链和食物网的特点:
（1）海洋食物链通常比陆地食物链长 （2）海洋食物链和食物网更复杂 （3）食物链只表示物质和能量流动的方向，
不表示数量。 （4）食物链的层次越多，总体效率越低。 （5）食物网的结构可变
（3）补偿深度的测定：
ID=I0e-KD ； ln ID＝lnI0-KD D=(lnI0 - ln ID)/K Dc=(lnI0 - ln Ic)/K 其中： ID：某一深度处的光强； I0 ：水表面 光强； K：光线海水体积衰减系数； D ：水深； Ic：补偿深度处的光强；Dc ：补偿深度
2.生命部分：生产者、消费者、分解者。 9.4.3食物链和食物网 1.食物链—在海洋生物群落中，从植物、细
菌或有机物开始，经植食性动物至各级肉食 性动物，依次形成摄食者与被食者的营养关 系称为食物链。
海洋环境变化和生态系统动力学的分析和预测研究
海洋环境变化和生态系统动力学的分析和预测研究随着人类经济社会的发展和人口的增加，对海洋环境的影响也日益加剧。
海洋环境变化对生态系统动力学和生物多样性的影响已经引起了全球关注。
本文将从海洋环境变化对生态系统动力学的影响和预测研究两个方面进行探讨。
一、海洋环境变化对生态系统动力学的影响1. 温度变化随着全球气候变暖，海洋温度也逐渐上升。
这种温度变化影响了海洋中生态系统的物种组成和生态功能。
一些温度敏感的物种，比如珊瑚和鱼类，会受到影响，其区域分布和数量都会发生变化。
例如，南极半岛的温度上升，会导致海洋生物的数量和种类发生改变，这对该地区的整个生态系统产生了影响。
2. 酸化由于大量的人工二氧化碳排放和其他因素，海洋的酸度正在上升。
这会对生态系统产生负面影响。
酸度的提高会影响海洋中的钙化生物，如珊瑚、贝类、海星、海胆等，它们的生存和繁殖都会受到影响，这会导致一个物种的数量减少，对整个生态系统产生影响。
3. 海平面上升海洋水温的上升，以及南北极冰盖的融化，导致了气候变化加剧、降雨引发洪水及海洋污染等自然灾害的增多。
全球部分地区正在加剧的海平面上升，这也是海洋环境的另一方面变化，它对沿海地区的生态系统产生了影响。
二、海洋环境变化的预测研究1. 生态系统模型随着技术的进步，科学家可以利用海洋环境变化的不同变量来研究和预测生态系统的反应。
科学家使用生态系统模型来研究生态系统动力学，这些模型可以包括物质能量平衡、食物链等基本环节，以及环境状态和其他生态影响因素。
这些模型和预测研究能够帮助科学家更好地理解和预测生态系统的响应以及其复杂的交互关系。
2. 技术工具科学家正在开发新技术工具，帮助他们更好地跟踪和理解海洋生态系统的响应。
新技术工具包括卫星和无人机等，这些技术工具能帮助科学家更好地观察海洋环境中的变化和其生态系统响应。
这些观察和数据将有助于科学家更好地理解和预测未来的海洋环境变化和生态系统响应。
三、结论随着人类经济社会的发展和人口的增加，对海洋环境的影响也日益加剧。
海洋生态系统的演化与动力学研究
海洋生态系统的演化与动力学研究海洋生态系统是地球上最大的生态系统之一，包含了广阔的海洋水域、海底地形以及大量的生物物种。
这个复杂而庞大的系统在长时间尺度上经历了许多演化过程，并受到了各种动力学因素的影响。
本文将探讨海洋生态系统的演化与动力学研究。
一、海洋生态系统的演化过程海洋生态系统的演化过程可以追溯到数十亿年前。
最早的海洋生物出现在距今大约35亿年前的古元古代，随着时间的推移，海洋生物逐渐从单细胞生物演化成了多细胞生物。
古生代时期，生物多样性开始显著增加，海洋生态系统内出现了各种鱼类、无脊椎动物和植物。
中生代和新生代时期，随着陆地的分裂和碰撞，海洋生态系统发生了巨大改变，许多新的物种诞生，海洋生物逐渐形成了今天的多样性。
二、影响海洋生态系统演化的动力学因素1. 温度和气候变化海洋生态系统的发展受到气候变化的直接影响。
全球变暖会导致海洋的温度上升，这将对海洋生物的繁殖、迁徙和生活环境产生深远的影响。
温度升高可能导致海洋生物的生长周期缩短，种群数量增加或减少等现象发生。
2. 海洋环流和水动力学海洋环流和水动力学对海洋生态系统的演化起着至关重要的作用。
海洋环流的变化会导致水域中的养分分布不均，影响海洋生物的生长和繁殖。
此外，水动力学过程也会导致海洋生态系统内的水体混合，从而影响物种的分布。
3. 内源性和外源性营养输入海洋生态系统中的营养输入是维持生态平衡的重要因素之一。
营养物质的来源可以是海底地形的溶解物质、大气降水中的微量元素，以及来自陆地输入的溶解有机质。
这些养分源的变化都将对海洋生态系统的演化产生影响。
4. 人类活动随着人类活动的不断增加，如过度捕捞、海洋污染和气候变化等，海洋生态系统正面临前所未有的压力。
这些人为因素对海洋生物的生存环境和种群数量造成了严重威胁，导致生物多样性的减少以及生态系统的不稳定。
三、海洋生态系统动力学研究方法为了深入了解海洋生态系统的演化和动力学过程，科学家们采用了多种研究方法。
海洋生态系统动力学2
Modified Redfield Ratio
C:N:P:Si = 106:16:1:15
(Brzezinski, 1985)
C:N:P:Fe=106:16:1:0.1-0.001
(Raven, 1988; Martin, 1990)
Ratio of (1) inorganic nutrients available, (2) nutrient uptake ratio, or (3) composition of cell
营养盐限制-铁限制
• 早在19世纪30年代，铁作为浮游植物生产力限制因素的作用 就开始有所认识（Gran, 1931; Hart, 1934; Harvey, 1938） ;Cooper (1937): Fe … “plays a crucial role in the bioenergetics of carbon and nitrogen metabolism”
• The polar bloom is limited by light year round until the summer. • Temperate regions are limited by light during the winter months and experience a bloom with
海洋生态动力学
概念-理论-方法
高会旺
2Байду номын сангаас 海洋生态系统变化的基本过程
全球海洋生态系统的动力学控制研究
全球海洋生态系统的动力学控制研究海洋是地球上最大的生态系统之一，其中的生态过程展现出丰富的复杂性和不确定性。
海洋生态系统中的物种密度、物种分布、物种数量、食物网络及其结构等等，都与海洋物理及化学特征密切相关。
对于人类来说，海洋生态系统的重要性不言而喻，因为海洋生态系统提供了至关重要的服务：从食品和药品到氧气和调节全球气候。
为了确保海洋生态系统的可持续发展，需要对其动力学控制进行深入研究。
什么是动力学控制？动力学控制是一种科学方法，旨在更好地理解和管理非线性动态系统。
在动力学控制中，科学家们使用数学模型和计算机程序来解释和模拟现实世界中的各种复杂现象，例如脑电图、气候变化和海洋生态系统。
动力学控制的一个主要挑战是确定系统的控制变量——这些变量可以影响系统的行为，并且可以通过改变它们来引导系统朝特定方向发展。
在海洋生态系统中，这些控制变量可能是物理和化学特征、生态学的过程、人类干预等等。
探究海洋生态系统的动力学控制海洋的物理和化学特征影响着海洋生态系统的许多方面。
例如，海洋中的光照水平影响浮游植物的生长和物种分布，而水深和溶解氧气含量则会影响生物的分布和生物量。
研究人员可以通过分析这些特征以及它们与生态过程之间的相互作用来建立数学模型，从而更好地了解和控制海洋生态系统。
生态交互作用是海洋生态系统的另一个重要方面。
从食物链到彼此之间的相互作用，生态学交互作用推动着海洋生态系统的变化。
密度依赖、适应性进化等生态过程是极其复杂的，模型分析能够非常直观地展示此类转化。
人类干预也是需要考虑的因素之一，包括沿岸和开放海域的渔业和近海发展等。
人类干预不仅影响着海洋生态系统本身，同时也影响着物种的分布和数量。
例如，大量的渔业资源开采可能导致某些鱼类种群数量减少，甚至灭绝。
模型是识别干扰的好工具，它能够提供一些方向，并为做出出明智的管理决策提供支持。
动力学控制的应用动力学控制的应用范围不断扩大，既可以适用于生物学研究领域，也可以应用于其他领域的问题。
【实用】海洋生态系统PPT文档
海洋生态系统
海洋生态系统
海胆 海蜇
海马
大连圣亚海洋世界的鱼
全世界约有1/3的人口生活在缺水状态中。 全世界约有1/3的人口生活在缺水状态中。
海洋的功能: 全地化化海全 全化地全海地地 海全地化海地全海地地化海地化世球学学洋世世学球世洋球球洋世球学洋球世洋球球学洋球学界 陆 元 元 污 界界 元 陆 界 污 陆 陆污 界 陆 元 污 陆 界 污 陆 陆 元 污 陆 元约地素素染约 约素地约染地地 染约地素染地约染地地素染地素有本的的是有 有的本有是本本 是有本的是本有是本本的是本的1来故故一11故来1一来来 一1来故一来1一来来故一来故//////333333就乡乡个乡就个就就 个就乡个就个就就乡个就乡的的 的的的的有很有很有有 很有很有很有有很有,,,,,,油油油油油油人人 人人人人严严严严严严666666666气气气气气气口口 口口口口000000000重重重重重重%%%%%%%%%资资资资资资生生 生生生生的 的 的 的的 的 的 的 的的的的的的的源源源源源源活活 活活活活地地地地 地地地地地社社社社社社在在 在在在在方方方方 方方方方方会会会会会会缺缺 缺缺缺缺缺缺缺缺 缺缺缺缺缺问问问问问问水水 水水水水水水水水 水水水水水题题题题题题状状 状状状状和和和和 和和和和和，，，，，，态态 态态态态根根根根 根根根根根它它它它它它中中 中中中中本本本本 本本本本本影影影影影影。。 。。。。无无无无 无无无无无响响响响响响水水水水 水水水水水着着着着着着的的的的 的的的的的人人人人人人沙沙沙沙 沙沙沙沙沙类类类类类类漠漠漠漠 漠漠漠漠漠今今今今今今。。。。 。。。。。后后后后后后的的的的的的发发发发发发展展展展展展。。。。。。 3.化学元素的故乡,油气资源 地球陆地本来就有60%的地方缺水和根本无水的沙漠。
海洋生态动力学
分支
分支
海洋学从整体划为各分支，随后又回到整体的发展过程，代表着每－个环境应用科学的发展趋势。海洋生态 系统动力学已逐步地将海洋各学科研究起来。它的发展在－定的程度上代表了整体海洋学的研究水平和方向。在 深刻理解物理、生物和化学各过程相互作用机理的基础上，建立实用于评估海洋生态环境状况和预测海洋生态系 统平衡、演变的数学模型已成为沿海各国寻求经济持续发展的科研战略。
海洋生态动力学
对于海洋生态动力研究的学科
01 性质
03 研究
目录
02 发展历史 04 分支
基本信息
海洋生态动力学是一门对于海洋生态动力研究的学科，着重于环境对海洋生物量时空分布、再产生、循环机 理和生物多样性之间的耦合关系的研究。
海洋生态系统动力学的发展过程从很大的程度上概括了海洋学研究的历史。人们对海洋的兴趣可以追溯到公 元前四世纪海洋生物的观测开始。由于中国人指南针的发明传到欧洲，促进了全球，尤其是欧洲航海业的发展， 从而产生了十五至十六世纪海洋探险的高潮。海洋学的发展正是在海上探险过程中人们对海洋地理、海洋潮汐、 环流、生物知识需要日益增长的过程中发展起来的。那时的海洋学只是一门以观测为主的描述性科学。一个系统 的现代海洋学的建立是在十九世纪中期。它与初期海洋探险最大的区别在于建立了系统的观测方法和资料的收集 以及分析手段。
从"点"的概念发展到"场"的概念是海洋生物动力学的一场革命。以"场"为背景，对物理、生物、化学相互 作用过程的研究是生态动力学模型发展的基础。由于生物过程的复杂性和各种生物参数的不定性，－个正确的研 究方法显然尤其重要。以较完整的物理过程为基础，从简单的生物过程开始，－步－个脚印地研究物理与生物场 的耦合关系已成为当今海洋生态系统动力学研究的潮流。
海洋生态系统动力学
模型研究的不足之处（二）
•4 质量守恒假定不可避免地引导研究者依赖于“源”、 “汇”项，但是“源”、“汇”的使用必然会显著地剥削 动力学模型的功能，特别是它们的“自组织”能力； •5 传统的研究方法强调生物自身的循环系统，在某种程 度上忽视了环境场四维时空结构的演变与生物场的联系。 在省略了驱动生物分布和演变的物理环境场条件下，过度 地追求生物过程的完整性和与观测资料的拟合程度，造成 了这一学科的研究停滞不前； •6 传统的生态动力学模型忽略了作为环境的物理场作用 而过于强调生物过程自身的完整性，虽然这类生态模型有 助于对理想条件下生物自身循环过程的了解，但由于缺少 真实的物理场背景而无法用于模拟实际海洋中三维生态场 的时空分布。
海洋生态系统的进一步巩固需要我们每个人的共同努力！
全球海洋生态系统动力学
•研究重点： •（1）通过重检、综合历史资料，建立发展全球 海洋系统模式的基础 •（2）开展关键性的生物和物理过程研究。重点 认识营养动力学通道，尤其是它们的变化和食物 网营养质量的作用。
全球海洋生态系统动力学
•（3）发展多学科耦合模拟、观测系统的预测和 建模能力。 •（4）同其它海洋、大气、陆地和社会全球变化 研究合作，评估海洋生态系统变化对全球地球系 统的反馈作用。
定义
研究的意义
主 要 内 容
研究进展
动力学模型
一、定义
•中文名称：海洋生态系统动力学 •英文名称：marine ecosystem dynamics •定义：研究海洋生态系统在海洋动力条件驱动下 动态变化的学科。
二、海洋生态系统动力学研究的意义
•到21世纪中叶，我国人口将达到16亿，耕地减少和人口 增加的矛盾更加突出，满足日益增长的食物和优质动物蛋 白的需求是一个十分艰巨的任务，而海洋是尚未充分开发 利用的最大疆域，具有巨大的动物蛋白生产潜力。海洋作 为我国现在和未来赖以生存与发展的重要基础，己引起国 家和社会的高度重视。 •我国海洋渔业发展过程中，产业的母体——近海生态系 统的服务和产出发生了一些令人担忧的变化，明显影响了 海洋产业的可持续发展，经济损失巨大。