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14 第十三章 养殖水域生态系统的结构与功能.ppt

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本课件以河流生态系统为例讲水域生态系统的结构与功能。先说明我国河流分布概况与上游、中游、下游的流速底质差异,再分析水流与底质等限制因子及非生物环境与生物群落组成,最后比较珠江、黄河、长江浮游植物分布与能量流动模型。

第十三章水域生态系统的结构与功能封面,标示本章以河流生态系统为主要讲述对象
河流生态系统概况页,说明我国江河总面积约占内陆水域总面积45%及内外流河分布
河流上中下游对比表,比较流速、底质与沉积作用在三段的差异
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第1页:第十三章水域生态系统的结构与功能封面

第十三章 水域生态系统的结构与功能
以河流生态系统为主要对象,讲述其水平分布、主要限制因子、非生物环境、生物群落及我国主要水系浮游植物的分布特点。

第2页:河流生态系统概况

河流本身有一定渔业价值,同时又是许多湖泊、水库、池沼的水源,对后者的非生物环境和生物群落都有重要的影响。

  • 我国江河总面积约占内陆水域总面积的45%
  • 内流河多分布于西北地区,以湖泊为尾闾最后消失在陆地上;外流河系多分布于东部地区
  • 源于青藏高原东南侧者多为源远流长的巨河大川,如黄河、长江、怒江、澜沧江、雅鲁藏布江等,分别注入太平洋和印度洋
  • 源于中部第二阶梯的有黑龙江、辽河、海河、淮河、西江等;源于东部沿海第三阶梯的河流有鸭绿江、闽江、瓯江等,流程较短

第3页:河流的水平分布

沿着河流纵向可分为上游、中游和下游三个部分,三部分在流速、底质和水量上都有明显不同。

河流上、中、下游的环境特征比较
河段流速与底质沉积与地貌特征
上游流速最大,侵蚀和搬运作用最强烈,底质通常由石砾构成河床深度逐渐加深,较轻物质随水流运走
中游流速减慢,底质随流速减弱而变化沉积作用加强,支流水汇入、水量增多
下游流速最弱挟带质粒大量沉积,形成浅滩、深槽和三角洲,浅滩与深槽沿河长交替分布

第4页:河流的主要限制因子

河流的形态影响河中生物的分布:水深河槽环境条件较稳定,动植物均较丰富;浅滩生活条件极不稳定,生物最为贫乏。水流和底质是决定河流生物群落结构和分布的主要因素。

  • 上游流速大,底栖生物多聚集在不易被水流冲走的大石块上
  • 上游浮游生物很少,只有一些着生种类被冲落水中,形成以硅藻为主的偶然性浮游生物
  • 中下游随流速减弱,底质也发生变化:砂底群落种类较少,泥底群落生物种、量都较丰富,常有水草丛生并形成草丛群落

第5页:河流的非生物环境

一、非生物环境:河流生态系统的非生物环境沿纵向变化明显,主要包括以下五个方面,它们共同决定河流生物群落的种类组成与数量分布。

  • 流量和水位:随季节与流域降水而变,影响生境的稳定程度
  • 含砂量:直接降低透明度并限制浮游植物的生长
  • 透明度:受含砂量与悬浮物制约,是初级生产的重要条件
  • 水温
  • 水的含盐量和主要离子

第6页:河流的生物群落

二、生物群落:河流生态系统的生物群落由浮游生物、底栖生物和鱼类三大类群组成。浮游生物多由相通的静水水域流入,或由被水流冲刷而悬浮水中的底生藻类构成;底栖生物随底质由石砾向砂、泥过渡而种类与数量渐增,并常形成草丛群落;鱼类的分布则主要受水流与底质这两个限制因子的支配。

  • 浮游生物
  • 底栖生物
  • 鱼类

第7页:河流浮游植物特点

河流浮游植物主要是由相通的静水水域流进的,在本河流中仅在水流微弱的河湾中可以形成,此外就是由被水流冲刷而悬浮水中的底生藻类所组成。

  • 山溪急流或山区河流上游因水流湍急,浮游植物几乎全为底生藻类,且种、量皆少
  • 中、下游随着水流减弱和支流汇集,浮游植物的种类和数量均有增高

第8页:珠江水系的浮游植物

珠江水系西江、北江、东江及支流的上游,凡流速达到1~3米/秒,河底均为卵石和砾石。

  • 上游石上附生卵形藻、曲壳藻、针杆藻、异端藻、等片藻之类底生硅藻和一些丝状绿藻,浮游植物主要由这些藻类组成,生物量极低
  • 中下游平原河段流速大减,底质转为淤泥或细砂,一些真性浮游种类开始发展起来:绿藻中如衣藻、小球藻、栅藻、盘星藻等,甲藻中如多甲藻、角藻都很常见,生物量明显增高
  • 西江干流在广西江段上游流速不高,水源来自各方面(包括湖泊和池塘等),带进一些外源性浮游生物,因而生物量较高

第9页:黄河、长江等河流的浮游植物

  • 黄河干流中游进入黄土高原后,水的含砂量急增以致浮游植物生物量降到极低点,呈现下游最高、上游次之、中游最低的情况
  • 长江浮游植物生物量在上游和中游各出现一个峰,总趋势是从上游逐渐往下游递减,到近河口区又稍见回升,这种情况可能与水的污染有关
  • 我国河流浮游植物量从0.1到20~30 mg/L
  • 黑龙江水系各河通常较高,淮河干流及内蒙古一些河流也较高,黄河、长江以及珠江水系各河一般偏低

第10页:河流生态系统的能量流动模型

图19-53 模型:在水华期末浮游植物大量死亡的情形下,50%初级产量形成腐屑,30%形成DOM,通过牧食链的能量减少,水层鱼产量下降(0.45 gC/m²·a),底层鱼产量上升(0.42 gC/m²·a)。

Pomeroy模型中各营养级的能量转化效率假定值
营养级或类群能量转化效率
细菌50%(DOM为浮游细菌和底生细菌均分)
小型浮游动物17%
大型浮游动物19%
肉食浮游动物13%
食腐屑底栖动物33%
肉食性鱼类和底栖动物10%
  • 三种情形下总鱼产量分别为1.2、0.95和0.69 gC/m²·a
  • 以微型浮游植物为主或浮游植物大量死亡的情形下,鱼产量分别降低20%和27%
  • Pomeroy所估算的鱼产量和鱼现存量较实际为低,可能原因是:用¹⁴C测定的初级生产力偏低(当微型浮游植物为主时可能偏低一个数量级);所采用的能量转化效率也可能偏低
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