第十章海岸带与浅海生态系统二厦门大学海洋与环境学院

E EM M
图 10.4 海藻场的地理分布(引自 Mann 1973)
图中示夏季 20℃等温线及优势属(M = M acrocystis, L = Laminaria, E = Eckolonia)
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（二）大型海藻植物的基本形态结构
浮囊 藻柄 叶片
附着器
图 10.5 示一种海藻植物体的结构 (仿 Nybakken 1982)
❖ 锋面
两个性质明显不同的水体在一个线条分明的边界上相遇时，其汇合的区 域就称为锋面。浅海区存在多种锋面系统，包括陆架坡折锋面、上升流 锋面、河口羽状锋面等。锋面的形成对水体有重要的生态学影响，锋面 系统有较高的生产力水平。
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（二）海底生境类型
❖ 硬质底
包括基岩、巨砾和卵石，通常出现在底层流、波浪和冰川作用等物理过程 较显著的区域，为固着生物提供了可靠的固定场所。
（一）上升流区的理化环境特征：两高两低
低温 低溶氧 高营养盐 高盐度、高密度 以上是确定上升流的存在与范围变化的重要依据
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（二）上升流区生物的生态学特征
❖ 高的浮游植物生物量和初级生产力，单细胞浮游植物的粒径相对 较大
❖ 浮游动物中冷水性种类和数量比例增加 ❖ 群落多样性相对较低 ❖ 食物链环节较少 ❖ 游泳生物（主要是鱼类）生命周期较短，偏向于r选择的类型
波浪，形成较平静的水环境。 ❖ 叶子有遮蔽作用，避免下层受阳光直射和水分流失。 ❖ 改善水质
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第三节 浅海－陆架区
一、主要环境特征
（一）浅海环境特征
❖ 光照、温度和盐度
盐度、温度和光照的变化也比外海的大，这些变化的程度从近岸向外海 方向逐渐减弱。
❖ 潮汐、波浪和流
❖ 沿岸、浅海区的海流通常包括沿岸流和受大洋流系侧支的影响。由于营 养物质供应充足，常形成重要的渔场。
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2．底栖生物：潮间带尤为重要 ① 植物：底栖硅藻&大型海藻 ② 底栖动物：几乎包括各个门 类的代表，种类组成与底质 类型有密切关系。
3．游泳生物： 种类多，数量大。主要是各
种鱼类，世界主要渔场几乎全部位于大陆架或大陆架附近。 按FAO于1967年统计，占世界海洋鱼类总产量一半的6种鱼依
大型浮游植物 (链状硅藻)
食浮游生物的鱼类 (鳀鱼) 或
巨型浮游动物 (大型磷虾)
食浮游生物的鲸 (须鲸)
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闽南―台湾浅滩渔场上升流（例）
图 10.11 闽南—台湾浅滩上升流区地理位置图
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二、生物群落的特点
1．浮游生物： （1）浮游植物：
硅藻和甲藻是主要类别。 微型的自养生物也是 很重要的类群。 （2）浮游动物：种类繁多 ① 季节性浮游动物：底栖生物和很多游泳生物的幼体。 ②终生浮游动物：主要是桡足类、磷虾类等甲壳动物，此外有孔虫、
放射虫、纤毛虫及水母类也常见。
❖ 底质 硬质底部
❖ 光线 清澈海区，藻场可延伸至20~30 m深处。
❖ 温度 仅分布在冷水区，暖温带和热带海区则不出现大型藻场。
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海藻场的地理分布（关注夏季20ºC等温线）
20℃ M
L L LL L L 20℃ L
L
L
L 20℃
L
E
20℃ M
20℃
E
秘鲁海流
M
M
20℃ M
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（三）生物群落及其关键种
巨藻丛形成一复杂、特殊的三维地形，提供藻场生物群落的“框 架”，其巨大的叶片表面，为很多附着植物和动物提供生活空间， 如叶片附生大量小型藻类、原生动物和无脊椎动物等，是海洋中的 森林。
（四）生产力和营养关系
初级生产力大约介于600 至3,000 gC /（m2·a）之间。 据估计只有10％的初级产量是通过直接摄食进入食物网，其余90 ％是通过碎屑或溶解有机质进入食物链的。
14C示踪，50%初级产物在24小时内以类脂、蛋白质形式进入珊瑚虫。
珊瑚虫体内最终来源于光合作用的能量比例可达50~90%。
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二、珊瑚―藻类共生关系及其意义（cont.）
2．补充植物营养物质的意义
❖ 珊瑚虫代谢产物可直接被藻类利用。而且珊瑚虫捕食一部分小动 物及悬浮颗粒，从而是获得珊瑚和藻类都需要的稀有物质（如磷） 的途径。这些营养物质在群落的植物和动物成分之间不断进行再 循环，这种有效的再利用意味着尽管周围水中的营养盐浓度很低， 仍能保持高度的生产力。
3．对碳酸钙沉积的意义
❖ 藻类光合作用吸收CO2，可明显促进碳酸钙生成。 ❖ Ca2++HCO3- ⇋ Ca（HCO3）2 ⇋ CaCO3↓+ H2CO3
4、植物光合作用产生的O2可供动物呼吸需要。
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三、珊瑚礁生物群落多样性
❖ 珊瑚礁生物群落是“所有生物群落当中最富有生物生产力的、分类上种类 繁多的、美学上驰名于世的群落之一。”
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四、生产力与能流特点
外海0.1~0.35；海草11.0；蔗园19.0；麦田5.0；珊瑚礁5.0~10.0 （gC/m2·d）
珊瑚礁初级生产力范围为1,500~5,000 gC /（m2·a），这个数字 表明它是代表自然生态系统的最高初级生产力水平。
营养盐供应主要是依靠系统内的高效再循环机制
屑物质而维持 ❖ 底栖生物以及水层或底层鱼类的生产力也较高 ❖ 海鸟或哺乳类多
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第四节 近岸上升流区
一、上升流及上升流区生态特征概述
❖ 上升流（upwelling）是深层海水涌升到表层的过程 ❖ 分布：近岸上升流和大洋上升流 ❖ 成因：由特定的风场、海岸线或海底地形等特殊条件所引起 ❖ 时间：季节性（风生）和常年（地形）
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二、珊瑚―藻类共生关系及其意义
❖ 珊瑚礁生物群落是一个稳定的、种类繁多的、适应性良好的生物群 落，它具有十分融洽的内部共生关系。
1．对动物能量需求的意义
珊瑚虫靠触手捕食往往不能满足其能量需要，应用示踪方法 和电镜观察已 经证明，共生藻类（虫黄藻）光合作用产生的有机物质可以直接转移到动 物组织中，提供能量。
比红树林要求更高。
❖ 光照：只有充足的光线才能使共生藻类顺利进行光合
作用以及促使碳酸钙沉淀。
❖ 盐度：真正海洋种类，狭盐，32~35，低于20超过1天
即死亡。
❖ 水质：要求水质清洁、水流畅通、沉积物少，浑浊会
影响光合作用和窒息。河口区一般不出现。靠海一侧有 波浪冲刷，生长较好。
❖ 基底：要求附着在岩石的基底上。
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第十章 海岸带与浅海生态系统（二）
第一节 珊 瑚 礁
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一、珊瑚礁的分布及其生境特征
1、分布：在南北两半球20℃等温线范围内，一般在热带海岸
❖ 我国分布从台湾海峡南部至南海
❖ 由生物作用产生碳酸钙沉积而成
❖ 珊瑚虫、石灰红藻属和绿藻的仙掌藻属共同组成，
次是：鳀鱼、大西洋鲱、大西洋普鳕、鲭鱼、阿拉斯加狭鳕和南非 沙丁鱼。
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三、生物量与生产力
❖ 初级生产力水平高 ❖ 生物资源丰富 ❖ 平均食物链较短 ❖ 终级产量较大洋区高得多世界主要渔场几乎全部位于大
陆架浅海区或大陆架附近 ❖ 大部分大陆架海域底栖生物完全靠水层和沿岸输入的碎
所以实际上是珊瑚―藻礁
光
波浪作用
2、造礁珊瑚 和非造礁珊瑚
区别： ①有无共生藻； ②深度； ③分布
空气 水
露出 珊瑚 虫
沉积 水
深
盐度
碳酸钙外骨骼 图 10.1 影响珊瑚礁分布的物理因素(引自 Nybakken 1982)
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3、造礁珊瑚生长环境
❖ 温度：要求温度在20℃以上，年平均水温25℃左 右，
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海獭是冷温带巨藻场关键种（例）
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二、海草场
（一）海草组成和分布
有根开花植物 如热带的泰莱菜 暖温带的大叶藻（大叶草） 生活在盐沼向海一侧的潮间
带和潮下带6~30 m深处
海草 与
海草场
（二）海草场生物群落组成和生产力
生物种类：大量附着生物（附生植物、原生动物及无脊椎动物） 生产力很高。
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（三）海草场的生态作用
❖ 附着生物重要的附着底物 ❖ 浅海区重要的生产者，为浅海许多生物提供食物资源 ❖ 海草的根及地下茎可起稳定软底质的作用，抵御风暴对底质的破坏。 ❖ 对很多底栖生物，尤其是许多经济种类有掩护作用。 ❖ 加速沉积使海床面上升，最后可能使其漂浮的叶子到达表面，缓冲
初级生产者的的呼吸消耗占总初级生产的比例很高，因此净初级 生产力就比预料的低，人类可持续利用量并不高。
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第二节 海藻场和海草场
一、海藻场
（一）海藻场的生境特征和分布
冷温带的潮下带硬质底上生长着大型褐藻类植物，与潮间带岩岸群落相连接， 形成独特的一类生态系统，称之为海藻场，也称海藻床（kelp beds）
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季节性浮游动物（浮游幼虫）
(a)
(b)
(d) (c)
(g)
(h)
(i)
(l)
(e)
(f)Hale Waihona Puke Baidu
(k)
(j)
(m)
图 10.8 组成海洋暂时性浮游生物(季节浮游生物)的幼虫
(a) 环节动物 Platynereis 的刚毛幼虫; (b) 鼠蝉蟹的蚤状幼虫; (c) 一种苔藓虫的双壳幼虫; (d)一种固着 生活被囊类的蝌蚪状幼体; (e) 一种纽虫的帽状幼虫; (f) 一种海胆的高级长腕幼虫; (g) 一种多鳞虫的担 轮幼虫; (h) 一种腹足类的面盘幼虫; (i) 一种海蛇尾的长腕幼虫; (j) 一种藤壶的无节幼虫; (k) 一种藤壶 的腺介幼虫; (1) 一种腔肠动物的浮浪幼虫; (m) 一种固着生活水螅虫的水母阶段
❖ 珊瑚虫是构成珊瑚礁的基本结构的主要生物。印度―太平洋区系共有造礁 珊瑚500种以上（其中大堡礁就有350种左右）。
❖ 在珊瑚礁生活的生物种类繁多，几乎所有海洋生物的门类都有代表生活在 礁中各种复杂的栖息空间。
❖ 被誉为蓝色沙漠中的绿洲，海洋中的热带雨林，成为无数海洋生物理想的 栖息场所，其中已经记录世界海洋生物种类高达近十万种，占已记录的世 界海洋生物种类的一半以上。在一个珊瑚礁区共同生活的鱼类种数可高达 3000种。珊瑚礁区鱼类的密度大于大洋平均数的100倍。
❖ 软质底
软质底（砂砾、砂和泥）是大陆架海底的主要生境类型，其分布与海底的 水动力过程和地形密切相关。不仅为生活在海底表层的生物创造了适宜的 栖息场所，也给穴居生物提供了理想家园。
❖ 生物礁
生物礁（biogenic reefs）是由具有造礁能力的生物聚集而形成的一种礁体 结构。由造礁生物聚集而成，或通过生物、有机和无机物质共同累积而成。 生物礁的形成通常以一两种造礁生物为主，这些具有造礁能力的生物包括 双壳类（如牡蛎、贻贝）、多毛类、珊蝴、苔藓虫和海绵等。空间异质性 高，成为许多幼鱼和甲壳类的产卵和抚育场所。