上海海洋大学海洋生态学 Chapter 007 海洋食物网与能流...

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1、第七章海洋食物网与能流分析本章概要：海洋生态系统能流的基本过程、食物链、营养级和生态效率等基本概念以及海洋食物网特点和有关简化食物网、同资源种团、粒径谱和生物量谱、微生物环的组成、结构及其在生态系统能流、物流中的作用。海洋生态系统能流和动物种群次级产量的一些基本分析方法。本章重点内容：能流途径及生态效率，影响次级生产力的因素。第一节海洋经典食物链和微型生物食物网一、海洋经典食物链（一）牧食食物链大洋食物链（6个营养级）沿岸、大陆架食物链（4个营养级）上升流区食物链（3个营养级）碎屑（浮游植物及水底大型植物、其中有原生动物和细菌等）→碎屑取食者（如线虫、多

2、毛类、腹足类、小螃蟹、虾类和小鱼）→小型食肉动物（鲤科小鱼）→大型食肉动物（游钓鱼类）碎屑来源：尸体、蜕皮、粪团碎屑在海洋生态系统中的重要性：①能流大;②加强生态系统的多样性与稳定性;③对近岸和外海、大洋表层和底层的能量流（和物质流）起联结作用;④营养价值很高。（二）碎屑食物链二、微型生物食物环（网）（一）什么叫微食物环（网）网采浮游植物→桡足类→鱼类细菌的二次生产（bacterialsecondaryproduction）DOM→异养浮游细菌→原生动物→桡足类的摄食关系DOM→原生动物→桡足类微微型自养生物→原生动物→桡足类的摄食关系“微型生物食物网”

3、（microbialfoodweb）（二）微型生物食物网的基本结构（三）病毒在微食物网中的作用病毒对微食物网中各类生物的数量平衡和维持相对稳定性起重要作用，或者说，病毒也应是微食物网的重要成员。海洋病毒的生产力能直接影响细菌生产力，抑制浮游植物和原生动物的繁殖率。病毒感染造成的细菌、浮游植物和原生动物裂解死亡过程中产生的DOM，反过来又能促进细菌的繁殖。原生动物不仅能摄食异养细菌以及微型和微微型自养生物，同时也能摄食病毒。三、微食物环中各类生物的生物量与生产力（一）异养细菌营养丰富海区，细菌丰度可达6.3×106cell/ml，即使是在营养物质少的4,2

4、00m深海中，细菌数量也有3.4×104cell/ml。虽然细菌的生产速度依海域和深度的不同变化很大，但是多数相当于初级生产速率的20~30%。（二）微微型光合自养生物蓝细菌：粒径为0.5~1.5μm，103~105个/ml水平。原绿球菌：0.4~0.8μm，数量通常高于蓝细菌（在寡营养海区要高出1~2个数量级）。微微型光合真核生物：丰度一般比原绿球菌和蓝细菌少。（三）微型和小型浮游动物粒径2~20μm大小的原生动物，主要由鞭毛虫和部分纤毛虫（无壳纤毛虫）组成。四、微食物网在海洋生态系统能流、物流中的重要作用（一）在能流过程中的作用与经典食物链共同构成完

5、整的海洋生态系统能流结构微食物网能流量在海洋生态系统能流量基础环节中占有很高的比例异养微生物和超微型自养生物的生产力总和构成大部分海域能流的主要基础环节大部分海区的中型浮游动物仅直接消耗浮游植物总生产量的较少部分（不超过1/3）。营养物质在微食物网中的更新很快微食物网的消费者所产生的微细有机碎屑可长时间的滞留在真光层水体中，对维持真光层的营养物质供应和稳定初级生产水平有很重要的意义。微食物网产生的小颗粒在细菌作用下形成的微小有机凝聚体中有丰富的溶解有机物、细菌和微型异养生物，是营养物质快速循环的活性中心。（二）在物质循环中的作用第二节海洋简化食物网及营养

6、结构的上行下行控制一、简化食物网及营养物种营养结构分析的难题：海洋食物关系（食物网）是非常复杂，初级碎屑物来源难以归入某一特定的营养级。“营养层次”、功能群（同资源种团）简化食物网营养层次关键功能种大黄鱼仔、稚、幼鱼的食性转换特点（引自郑严&杨纪明，1965）二、食物网的上行控制和下行控制上行控制（bottom-upcontrol）是指较低营养层次（如浮游植物）的种类组成和生物量对较高营养层次（如食植性浮游动物和鱼类）的种类组成和生物量的控制作用，即所谓资源控制。下行控制（top-downcontrol）是指较高营养层次（捕食者）的种类组成和生物量对较低

7、营养层次（被捕食者）的控制作用，即所谓捕食者控制。海洋浮游动物同时具有上行控制和下行控制的重要作用对初级生产力的控制对营养级间生态转换效率的调控：功能响应与数量响应对高层捕食者的控制作用对水层―底栖耦合（pelagicbenthiccoupling）关系的控制作用三、营养层次（营养级）的测定（一）食性分析法（二）稳定同位素法利用一种元素具有不同同位素（化学性质相同，但质量不同）的特征，根据同位素相对丰度在不同营养级间的差异来分析食物网。在生物学传递过程中，较重的同位素会滞留而产生富集。四、粒径谱、生物量谱的概念及其在海洋生态系统能流研究中的应用（一）粒径

8、谱、生物量谱的概念粒径谱：如果把海洋中的生物，从微生物和单细胞浮游植物到浮游动物