第三章水生生物对环境的适应.ppt
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1、水域生态学概论 An Introduction of Aquatic Ecology,王 岩 上海水产大学水域生态学与鱼类营养实验室,AEFN,第三章 水生生物对环境的适应,AEFN,最小量定律:植物的生长取决于处在最小量状况的食物的量(Liebig,1840)。 适用范围:(1)只能在严格的稳定状态,即能量和物质的流入和流出处于平衡状态的情况下才适用;(2)要考虑因子的相互作用。 耐性定律:生物有一个生态学上的最小量和最大量,它们之间的幅度就是耐性限度 (Shelford)。 补充原理:(1)生物能够对一个因子的耐性范围很广,而对另一个因子的耐性范围很狭窄;(2)对所有因子的耐性范围都很广的
2、生物,一般都分布很广;(3)当一个种的某一个生态因子不是处于最适度的状况下,另一些生态因子的耐性限度都会下降;(4)在自然界中,生物实际上并不在某一个特定的环境因子的最适范围内生活,这时,另外一些生态因子起到重要的作用;(5)繁殖期通常是一个临界期。,AEFN,基本规律,物候学:除了昼夜周期以外,生物界中还存在季节周期,研究生物的季节性节律变化与环境季节变化关系的科学叫物候学(Phenology). 物候期,AEFN,物候学,温度对水生生物的影响,AEFN,陆地最高温度在沙漠地区(60)(火山区更高)。最低温度在西伯利亚(-70)。海洋最高温度记录在波斯湾,潮汐区温度约为36。温泉和喷泉可高达
3、100。 生物生存的温度范围-200100。陆生维管束植物多数为广温性,其维持生命的温度范围通常为-555,但多数在540之间方具有繁殖能力。 生活在极端温度下的生物,对温度的适应有几种不同的适应方式,其中一方面是属于生理方面的适应,此外还有形态构造和行为方面的适应。(郝道猛,1977) 狭温性(Stenothermal)广温性(Eurythermal),AEFN,环境温度与生物生存温度,积温:生物生长发育期间所需温度的总和。 活动积温:高于最低生物学有效温度的日平均气温之和。 有效积温:植物生长期间日平均气温减去最低生物学有效温度的差的总和。 李博,1993,AEFN,生物积温,形态和生理适
4、应: 休眠: 冬眠: 夏眠: 滞育(Diapause):节肢动物在发育的某一个时期如卵、幼虫等,其生长和发育都停顿下来,而进入休眠状态,称为休眠或滞育。 迁移 其它的行为适应 郝道猛,1977,AEFN,动物对极端温度的适应,浮游植物通过改变细胞分裂速度(Eppley,1972)和单位叶绿素生产力(Talling,1955;Lchimura,1968)来适应水温的变化。如果在适宜温度范围内,水温每升高10,则培养液中细胞分裂速度可增加1-3倍(Fogg,1956) 大叶藻(Zostera marina)可生长的温度范围为0-40(Philips,1972),但有效生长温度范围为5-27(Tha
5、yer,1975)。,AEFN,水生植物对温度的适应,无脊椎动物的代谢率和活动率通常随温度升高而提高(Kinne,1970)代谢率变化常常改变了生物活动性的变化范围,但是活动率和代谢率的变化未必同时发生。 Childress(1976)指出鱼类活动性研究方法和概念(Brett,1964; Fry, 1971)不适合于水层无脊椎动物活动性的研究。 温度可降低底栖动物幼体对其它环境条件的适应能力 Veberg,见郑义水等,AEFN,水生动物对温度的适应,盐度对水生生物的影响,AEFN,狭盐性(Stenohaline)广盐性(Euryhaline) Kinne(1966)认为可以观察到4种类型与盐度
6、变化有关的代谢率变化 (1)低于正常盐度时代谢最高,高于正常盐度时代谢率最低; (2)正常盐度时代谢最低; (3)正常盐度时代谢率最高; (4)代谢率不受盐度影响。 Vernberg & Vernberg, 郑义水,周秋麟1991译。,AEFN,水生生物对盐度的适应,许多浮游植物对环境因素具有生理和形态上的抗性适应。在海洋浮游植物中,河口浮游植物对低盐的适应性最大,而对低浓度营养盐的适应性最小(Rice and Ferguson,1975)。 浮游植物通过调节细胞内盐度使之稍微高于生长基质的盐度,从而达到对盐度的生理适应(Guillard,1962)。细胞开始分裂和保持分裂的盐度范围取决于细胞
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