水产百科

水域生态系统

2023-02-09

ecosystem of waters水域生物群落和环境共同构成的自然整体。生物群落利用和转化环境中的物质和能量, 同时又将自身的代谢产物(包括能量)释放到环境中去, 从而在生物和环境之间不断地进行着物质的循环和能量的流动。水域生态系统有海洋和淡水的两种类型, 它们各自还包含较小的功能单位

水域生态系统的结构成分包括: ①参加物质循环的无机元素和化合物。如碳、氢、氮、磷、二氧化碳和水等: ②连接生物和非生物成分的有机物质。包括有机碎屑、溶解有机物及其聚集物: ③物理条件。如光照、温度、盐度、水流等; ④生产者。即浮游植物和底栖植物以及能进行光合作用的细菌; ⑤大型消费者 。即各种水生动物; ⑥微型消费者(又称分解者)。即水域中的异养型细菌和真菌。

功能 水域生态系统的功能主要表现为能量的流动和物质的循环。生产者利用进入水中的太阳光进行光合作用合成高能有机物(初级生产)。能量沿着食物链营养级不断地传递、转化和消耗(在这个过程中形成次级生产)。同时,生命所需要的各种元素和化合物通过绿色植物吸收并在各营养级间传递和转化, 最后被分解为无机物回到环境中去, 重新进入食物链参加再循环。生态系统的能量流动和物质循环紧密联系进行,但能量流动是单方向不可逆的, 而物质在生态系统中则不断地循环, 多次被利用。

特征 水域生态系统的主要特征为: ①水的密度比空气大, 因而大部分生产者是漂浮在水中的单细胞植物, 大多数初级消费者是小型的浮游动物。由于水的流动性, 很多滤食性消费者可以营固着生活, 依靠水流带来的食物为生。所以水域存在着浮游生物群落和固着生物群落。②水对光的吸收作用, 使光线只能透入到 一定深度水层, 初级生产只限于透光层。透光层下方形成 一个巨大的非自养性生物群落。其中的腐屑和细菌在营养中具有特别重要的作用。③浮游植物结构简单, 整个个体都可以进行光合作用。代谢速率高, 种群更新快, 具有极高的生产效率。因此, 生产者的生物量与消费者生物量比值较低, 而植食性动物对植物现存量的利用效率较高。④水域初级生产者和植食性动物, 多为小型生物。较大型的动物多为肉食性种类, 处于更高的营养级次, 所以水域生态系统的食物链较长, 食物网也较复杂。⑤水域生产者所需要的营养物质主要积聚在透光层下方, 必须通过某种方式(上升流或垂直混合)才能把下层的营养物质带到表层供生产者利用。此外,由于水中氧气浓度比空气中的低,水生生物群落经常处于氧量不断变化的环境中。水的极大溶解能力使水中存在大量溶解有机质, 为水生生物的渗透营养创造条件。

海洋生态系统 根据海洋的环境特点,划分为浅海区和大洋区两大部分。

浅海区 包括全部大陆架区。环境因素受大陆影响较大, 生产者主要是硅藻和甲藻等浮游植物。在浅水的硬质底部生长着大型多细胞固着藻类(绿藻、褐藻和红藻)。浮游动物中除终生性浮游动物外,由底栖动物和自游生物幼体组成的季节性浮游幼体是浮游生物的重要组成部分。底栖动物十分丰富, 包括种类繁多的软体动物、环节动物、甲壳动物、棘皮动物和底层鱼类(如鲽类和鳐类) 。自游生物除鱼类外, 还有大型甲壳类、海浮鸟类和鲸、海豹等哺乳类。它们分布在广阔的区域内,并成为特有的第二级和第三级消费者。

浅海区的生物生产力很高, 净初级生产力平均超过(折合碳量)100克/(米2·年)。它为次级生产者提供了丰富的物质基础。浅海区的食物链较短, 鱼类及其他经济动物的生产力也很高, 世界上最主要的渔场几乎都位于浅海区。此外, 浅海区也是海洋最易受污染的水域。

红树林和珊瑚礁是热带、亚热带的沿岸带特殊的两种生物群落。

大洋区 大陆架以外的大海,环境条件远比浅海区稳定。根据海水中光照条件分成两个垂直层: 表层100~200米的透光带及其下层深厚的无光带。大洋区浮游植物以“微型浮游生物”占优势, 浮游动物主要是“终生浮游生物”。其种类繁多, 大型磷虾是食物链的重要环节。大型消费者中有乌贼、金枪鱼和鲸等重要经济种类。深海无光带温度低,压力大,因为初级生产是在水体上方,是不完整的生态系统。深海鱼类对深海食物稀少和黑暗环境的适应,常具有特殊的构造(眼睛显著扩大或完全退化,具有发光器、口部巨大等)。深海底部主要有甲壳动物、棘皮动物、多毛类、软体动物和某些鱼类,深海群落特点是种类多而每一种类的数量少,因而多样指数性较高。

湖泊生态系统 湖泊属静水生态系统,通常包括沿岸带、湖沼带和深底带三种生境类型。

沿岸带 湖边的浅水区。光照充足,营养物质丰富,生物茂盛。生产者主要有两类。一类是由湖岸向湖心方向常常依次分布的挺水植物、浮叶植物和沉水植物。另一类包括硅藻、绿藻和蓝藻等浮游性藻类。浮游动物主要包括大型枝角类、桡足类、介形类和轮虫。自游生物是各种水生昆虫、蛙、龟以及鱼类。

湖沼带 深水区的上层。光线充足,溶解氧含量高,其深度下限是补偿深度。生产者多为微小单细胞种类。浮游动物以桡足类、枝角类和轮虫类为主,具有明显的昼夜垂直移动现象。自游生物主要为鱼类。

深底带 补偿深度下方的深水区和湖底。由于光线微弱和经常缺氧,深底带生物常以异养性动物和嫌气性细菌为主,依靠沿岸带和湖沼带取得基本食物。生物种类少。动物消费者主要由红虫或摇蚊幼虫和环节动物、小型蛤类等底栖动物组成。在贫营养的湖泊中(那里一般不出现缺氧现象)才生活着一些狭温冷水性底层鱼类。

河流生态系统 连续的水流是河流生境的基本特征。河水含氧量丰富且稳定,理化环境基本上没有分层现象。群落代谢基本上是异养的。

河流通常具有急流和缓流两种生物群落。主河流缓慢流动区,浮游生物能够增殖成为生物群落的主要成分; 急流中的生物群落,主要是营附着的种类,如附着的丝状绿藻、硅藻和水生苔藓植物。动物则吸附在基底表面上。少数营固着生活(如淡水海绵)。能自由行动的种类则身体多呈流线型或扁平状。鱼类常在缓流中栖息而在急流附近和底部觅食。

由于河流的生产者不足以维持其中生存的各种消费者,许多初级消费者主要以外来物质为食(其食物链主要是碎食物链)。河流生物被羽化昆虫或营空气呼吸的捕食者所捕食,从而形成一个与陆地和湖泊生态系统交错结合的开放性生态系统。