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海洋生物圈與海洋生態(tài)系統(tǒng) 地球表層系統(tǒng)的幾大圈層 生命的起源與演化 理論問題： -- 從無機化合物到有機大分子 -- 有機物獲得繁殖與遺傳的能力 實際證據(jù)： -- 約35億年前藍細菌類的化石（澳大利亞） 地球系統(tǒng)： -- 生命起源的環(huán)境與影響 Burgess Shale Fauna  1909年，Charles Walcott 在加拿大發(fā)現(xiàn) 中寒武世5.15億年前的化石群 共約150種當時最早的動物化石 生物圈的演化： 海洋生物學研究歷史 海洋生物學研究歷史 現(xiàn)代海洋生物學的研究開始于18世紀英國。James Cook（1728-1779）船長的2次探險旅行，在航海日志中他描述了大量當時未知的植物和動物，并繪制了海圖。 海洋生物學研究歷史 海洋生物學研究歷史 HMS Challenger 歷時3年， 在全球大洋收集并分析了成 千種海洋生物標本，這個旅行 被稱為海洋學的誕生旅行。 挑戰(zhàn)者號裝備了顯微鏡、 化學試劑、拖網(wǎng)、挖泥機， 溫度計等設(shè)備，上千米的 繩子可以到達大洋底層。 科考之后， 1859年，世界上最早的海洋站是法國 Concarneau的 station Biologique Roscoff，海洋生物的培養(yǎng)等研究。 1871年 美國建立了Woods Hole實驗室，被稱為東北漁業(yè)科學中心。也是世界上第一個漁業(yè)研究機構(gòu)。該實驗室1888年成立有Marine Biological Laboratory(MBL)。 1903年在San Diego成立了一個獨立的海洋實驗室，1912年成為加州大學的一部分，命名為 Scripps Institution of Oceanography。 海洋生物分類系統(tǒng) 瑞典植物學家林奈 （Car Linnaeus）建立的一套完整的動-植物分類系統(tǒng)， 描述的七個基本的分類系統(tǒng)：界，門，綱，目，科，屬，種 一、海洋生物的環(huán)境分區(qū) 大洋表層海水溫度 主要無脊椎動物和藻類化石分布與含鹽度的關(guān)系 Upwelling Offshore WindsWinds from North(northern hemisphere)Winds from South(southern hemisphere） 上升流的分布 海洋環(huán)境分區(qū)： 海洋生物多樣性 生命的酸堿度界限 海洋生物多樣性的利用與保護 海洋生物生態(tài)類群及生物地理學 生物地理學的基本概念及專屬名詞 海洋生態(tài)系統(tǒng) 海洋生態(tài)系統(tǒng)的能量流動 海洋生態(tài)系統(tǒng)的組成成分 食物鏈和食物網(wǎng) 食物鏈是生物之間通過食與被食形成一環(huán)套一環(huán)的鏈狀營養(yǎng)關(guān)系，物質(zhì)和能量從生產(chǎn)者一級一級到大型食肉者； 食物網(wǎng)是食物鏈的擴大與復雜化，它表示在各種生物的營養(yǎng)層次多變的情況下，形成錯綜復雜的網(wǎng)絡狀營養(yǎng)關(guān)系。 Ryther(1969)把世界海洋食物鏈分成三個基本類型：大洋、大陸架和上升流食物鏈。其中大洋區(qū)有5個營養(yǎng)級，大陸架有3個營養(yǎng)級，上升流區(qū)只有2個營養(yǎng)級。 海洋食物鏈和食物網(wǎng)的特點： 1 ，食物鏈長，大洋區(qū)經(jīng)常達到4－5級，陸生通常只有2－3級 2，海洋食物鏈的許多環(huán)節(jié)不可逆，多分枝，加上碎屑食物鏈、植食食物鏈、腐食食物鏈相互交錯。海洋中的食物網(wǎng)更能確切的表達海洋生物之間的營養(yǎng)關(guān)系 3，食物鏈指表示有機物質(zhì)和能量從一種生物傳遞到另外一種生物中的轉(zhuǎn)移與流動方向，并不表示每一營養(yǎng)層所需的有機物和能量的數(shù)量 4，食物鏈每升高一個層次，有機質(zhì)和能量就有大量的損失，食物鏈的層次越多，總體效率越低。 5，食物網(wǎng)的結(jié)構(gòu)是可變的。 微型食物網(wǎng) 海水中微型生物的發(fā)現(xiàn) 光學顯微鏡 70年代加染色劑后，發(fā)現(xiàn)海水中大量細菌 透射電子顯微鏡 1979年 聚球藻的發(fā)現(xiàn) 表面螢光顯微鏡 用熒光染色方法 海水中微型生物的發(fā)現(xiàn) 2. 流式細胞技術(shù) 80年代開始使用。與熒光結(jié)合，可以快速定量確定微型生物的種類與數(shù)量 3. 分子生物學技術(shù) 90年代以來用PCR擴增16SrRNA，發(fā)現(xiàn)以往給予培養(yǎng)的方法大為低估了海洋中微型生物的種類與數(shù)量，因為99%的海洋微型生物不能培養(yǎng)。 海洋微型浮游生物 微型真核生物 藍細菌 細菌 古菌 海洋微型浮游生物 硅藻 具硅質(zhì)外殼，上升流區(qū) 甲藻 貧養(yǎng)的熱帶、亞熱帶 金藻 主要是coccolithophorids，鈣質(zhì)清澈的熱帶大洋 微微型光合原核生物——細菌 蘭細菌 Cyanobacteria 海洋中picoplankton（微微型）主要是 聚球藻 Synechococcus 1979年發(fā)現(xiàn)微微型光合作用生物 （ 1-2 微米） 自養(yǎng)微型生物 原綠球菌（藻） Prochlorococcus 八十年代末期在大西洋首次發(fā)現(xiàn) 最小的光合作用自養(yǎng)生物： 0.5-0.7 µm 數(shù)量最大的光合作用生物： 10-30萬個 / 毫升 是貧洋大洋中浮游植物生物量的主要成分，有時高達 80-90% 以上 極弱的光照條件下高效的光合作用 古菌在多種環(huán)境下均有發(fā)現(xiàn)，但在特殊條件下占重要比例，， 如 在南極表層冷水中構(gòu)成<1微米原核型生物量的34% 1992年在北美岸外發(fā)現(xiàn)大量海洋浮游古菌，現(xiàn)在認識到古菌不限于極端環(huán)境，而在海洋氮循環(huán)、碳循環(huán)中起重大作用 海洋生物生產(chǎn)力 海洋次級生產(chǎn)量的生產(chǎn)過程凈初級生產(chǎn)量中被動物吸收用于器官組織生長與繁殖新個體的部分，被稱為次級生產(chǎn)量。C=A+FU（C代表動物從外界攝取的能量；A代表被同化的能量；FU代表以糞、尿形式損失的能量）其中A＝P+R（P代表次級生產(chǎn)量；R代表呼吸過程中的能量損失）P=C-FU-R: 次級生產(chǎn)量表示動物攝入的能量減去代謝過程中損失的能量海洋動物的次級生產(chǎn)量海洋動物利用海洋植物的效率約相當于陸地動物利用陸地植物效率的5倍。因此，海洋的初級生產(chǎn)量總和雖然只有陸地初級生產(chǎn)量的三分之一，但海洋的次級生產(chǎn)總量卻比陸地高的多（1376：372）影響次級生產(chǎn)量的因素：溫度、食物、個體大小P=B×En （P次級生產(chǎn)量，B初級產(chǎn)量，E生態(tài)效率，n營養(yǎng)級的數(shù)目 海洋生態(tài)系統(tǒng)中生物生產(chǎn)過程和反饋調(diào)節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的自校穩(wěn)態(tài)和生態(tài)平衡 生態(tài)平衡：生態(tài)系統(tǒng)通過反饋機制實現(xiàn)自我調(diào)控以維持相對的穩(wěn)定狀態(tài)，在外來干擾下能通過自我調(diào)整恢復到原來的穩(wěn)定狀態(tài)，叫生態(tài)平衡 通常情況下，生態(tài)系統(tǒng)自身會保持生態(tài)平衡，但是其自我調(diào)節(jié)功能有一定的限度，外來干擾如果超過一定限度，就會引發(fā)生態(tài)失調(diào)，導致生態(tài)危機。 生態(tài)失衡 珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的變化 思考題 1. 影響海洋生物分布的環(huán)境要素有哪些？ 2. 如何解釋海洋生物群落與生態(tài)環(huán)境的“成層”與“分帶”現(xiàn)象？ 3. 什么是生物多樣性？有哪三個層次？ 4. 為什么海洋生物多樣性比陸地生物多樣性高？ 5. 為什么要保護生物多樣性？它對人類有什么重要意義？ 6. 海洋生物生態(tài)類群是如何劃分的？依據(jù)有哪些？ 7. 海洋生態(tài)系統(tǒng)具有哪些結(jié)構(gòu)和功能？ 8. 什么是海洋食物鏈和食物網(wǎng)？有什么特點？ 9. 海洋初級生產(chǎn)力可以分為哪幾個類型？ 10. 世界海洋環(huán)境中哪些區(qū)域類型具有較高的生物生產(chǎn)力？ 11. 舉例說明生態(tài)系統(tǒng)中的反饋調(diào)節(jié)作用？Auc紅軟基地

綠色植物與生物圈的水循環(huán)ppt：這是綠色植物與生物圈的水循環(huán)ppt，包括了復習目標，植物對水分的吸收和運輸，植物的蒸騰作用，植物的蒸騰作用，生物圈的水循環(huán)，開拓創(chuàng)新與遷移運用等內(nèi)容，歡迎點擊下載。

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