1、海洋環境生態學緒論1. 海洋環境面臨的主要問題。（1） 海洋環境污染（2） 海洋生態破壞第一章 海洋生物與環境2. 簡述Gaia假說的基本論點。（1）地球上所有生物都起著調控作用地球大氣的化學成分、地球表面的溫度及地表沉積物的氧化還原電位和pH值等是受地球上所有生物總體（biota）的生長和代謝所主動調控的。根據這一觀點，地球上適于生物生存的最初條件并不存在，而是通過生命活動與環境相互作用而發展和創造出來的。（2）地球生態系統能夠緩和環境變化并保持穩定性當地球環境受到人為破壞或自然條件的各種干擾而發生不適合于生物生存的環境變化時，地球上的生命總體就會通過改變其生長、活動和代謝來對這些變化做出相

2、應的反應，來緩和這些變化，保證了整個地球生態系統的穩定性。生物總體及其環境所組成的系統能夠對抗不適合于生物生存的環境變化，繼續生存、發展和進化。（3）Gaia假說是一個控制論系統Gaia假說是一個控制論系統，可說明生物與環境在生物圈規模上相互作用的穩態。3. 簡述定生藻類對不同波長光的吸收及隨水深分布順序規律。一般植物進行光合作用時，日光光譜中被利用得最多的是該植物本身顏色（取決于所含的植物色素，如葉綠素等）的補色光。對于綠色植物或綠藻類來說，其對紅、橙光吸收的最多，由于紅光等長波長的光在海水中的穿透力較弱，因而潮間帶上部主要生長綠藻。紅藻等多數主要利用波長較短穿透力強的藍綠光，因而分布水層較

3、深，褐藻大多介于綠藻和紅藻兩者之間。生活于淺水區的各種大型定生藻類經常有依據水深順序分布的現象，即潮間帶上部主要生長綠藻，下面褐藻占優勢，更下面則是紅藻占優勢。由于光照強度在海水中的衰減，綠藻大多數屬陽生藻類，而紅藻大多數屬陰生藻類。4. 簡述生態因子作用的一般特征（1） 生態因子的綜合作用（綜合性）任一生態因子都是在與其他因子的相互影響、相互制約中起作用的，其變化都會在不同程度上引起其他因子的變化。（2） 主導因子作用（非等價性）對生物起作用的諸多因子是非等價的，在諸多環境因子中，有一個生態因子對生物起決定性作用，稱為主導因子。主導因子的改變常會引起許多其他生態因子發生明顯變化或使生物的生長

4、發育發生明顯變化。（3） 直接作用和間接作用區分生態因子的直接作用和間接作用對生物的生長、發育、繁殖及分布很重要。（4） 生態因子的階段性作用（階段性）生物生長發育的不同階段對生態因子的需求不同，具有階段性的特點。（5） 生態因子的不可替代性和補償作用（不可替代性和互補性）綜合起作用的各因子之間不可替代，一個因子的缺失不能由另一因子來替代。某一因子的數量不足，可靠另一因子的加強而得到調劑和補償。第二章 種群生態學5. 什么是種群？簡述自然種群的基本特征。種群指特定時間內棲息于特定空間的同種生物的集合群。種內個體可自由交配繁衍后代，種群間的生殖隔離使不同種群間產生形態和生態上的差異。種群是物種存

5、在、物種進化、種間關系的基本單位，是生物群落或生態系統的基本組成部分，同時也是生物資源開發利用的具體對象。其三個特征分別是：（1）空間分布特征有一定的分布范圍，分布中心各種環境資源條件最合適，種群密度也較高，邊緣地區環境資源條件和種群密度的波動則較大。（2）數量特征種群數量都隨時間而變動，并有一定的數量變動規律。正常情況下，種群變動有一個基本范圍，這與種群特有的出生率、死亡率、生長率和年齡結構等生物學特性有關。（3）遺傳特征具一定的遺傳特征，種內個體之間通過生殖活動交換遺傳因子，種群所有個體的基因構成種群的基因庫。6. 簡述r選擇和K選擇者的主要特征。r-選擇：又稱r-對策，指為適應多變的生境

6、，把較多能量用于繁殖，充分發揮內稟增長率（r）的對策；通常出生率高，壽命短，個體小，缺乏保護后代的機制；子代死亡率高，具較強的擴散能力。K-選擇：又稱K-對策，指為適應穩定的生境，把較多能量用于逃避死亡和提高競爭能力，使種群密度較穩定地處于環境負載量（K）附近的對策；通常出生率低、壽命長、個體大，具較完善的保護后代的機制。子代死亡率低，擴散能力較差，種間競爭能力較強7. 簡述競爭排斥原理（高斯假說）的基本內容（1） 高斯假說親緣關系相近、具有同樣的習性或生活方式的物種不可能長期在同一地區內共存，如果它們在同一地區出現，則必定利用不同的食物，或在不同的時間活動，或以其他方式占據不同的生態位。（2

7、）競爭排斥原理（競爭排除原理）生態位上相同的兩個物種不能長期共存，其結果或是一物種完全排擠掉另一個物種，或是生態位發生分化，如占據不同的空間，具有不同的食性或生活習性等。第三章 群落生態學8. 影響群落結構的因素有哪些？（1） 干擾對群落結構的影響中度干擾假說：中等程度的干擾能增加群落的生物多樣性。（2） 生物因素的影響（競爭與捕食）種間競爭可通過生態位分化降低競爭緊張度，而使更多的物種共存。種間競爭使群落中的種群各具一定的生態位，也使群落中的各物種在對空間、時間、資源的利用方面，都趨向于互相補充而不是直接競爭。種間競爭群落能更有效地利用環境資源，同時可能增強了系統的穩定性。廣食性捕食者有可能

8、對競爭力強的物種攝食很多，從而使競爭力弱的物種有更多的生存機會。即廣食者的捕食作用能緩和種間競爭，促使多樣性提高。狹食者對被食者有選擇性，其捕食作用的影響隨被選擇的對象屬優勢種或劣勢種而異。若狹食者選擇的對象是優勢種，其捕食作用能提高群落的多樣性；若狹食者選擇的對象是競爭力弱的劣勢種，其捕食作用會降低群落的多樣性。（3） 空間異質性對群落結構的影響空間異質性的程度越高，意味著有更多的小生境，可以維持更多的種類生存。海洋透光層中很多種浮游植物可以共存的原因，除了競爭排斥的例外情況外，還可能與空間異質性的微環境有關。（4） 島嶼與群落結構（MacArthur的平衡說）島嶼生物種類的豐富程度取決于兩

9、個過程，即新物種的遷入和原來占據島嶼物種的滅絕，當遷入率和滅絕率相等時，島嶼物種數達到動態平衡狀態。對某一島嶼而言，物種的遷入率和滅絕率將隨島嶼上物種豐富度的增加而分別呈下降和上升趨勢。面積效應：距大陸的距離相等的不同島嶼，從大陸遷入這些島嶼的物種的速率將是相同的。但小島上物種滅絕率比大島高，導致大島的生物多樣性較高。距離效應：島嶼離陸地和其他島嶼越遠，物種遷入越低，因此導致離大陸或其他島嶼近的島嶼的生物多樣性較高。9. 簡述生物群落演替過程中群落結構與機能的變化。生態系統演替過程往往結構趨于復雜、物種多樣性增加、功能更完善和穩定性更增強。（1）群落中物種的多樣性、生化多樣性（生物量中的有機化

10、合物多樣性及群落向環境分泌或排出的產物的多樣性）在演替的初期低，越接近頂極越高。（2）群落中的生物在演替的初期一般為個體小且生活周期短（r選擇特征）的種類，越接近頂極階段，越有一些大型生物種（具K選擇特征）加入。（3）群落的層狀結構或局部不均勻性在演替初期不發達，而在頂極階段則非常發達。（4）群落生物的生態位重疊在演替過程中逐漸減小，生態位分化程度逐漸增加，互利共生、寄生及其他共存形式的重要性也逐漸增加。（5）演替初期群落的初級生產量（P）超過群落的呼吸作用（R），即P/R大于1，隨著演替發展P/R逐漸接近于l；同時，群落中現存生物量（B）在演替過程中逐漸增多，P/B隨著演替的推移從高到低。（

11、6）群落生物之間的食物聯系在演替過程中由較簡單的食物鏈逐漸演變成復雜的食物網，而且有機碎屑在食物聯系中的作用也逐漸變得重要。（7）群落在演替初期營養物質多依靠外部供給，越接近頂極，營養物質的輸入越少。（8）群落的穩定性及抗擾動能力在演替過程中逐漸增加。第四章 生態系統生態學10. 簡述生態系統的基本功能。生態系統的基本功能包括能量流動、物質循環、信息傳遞三大基本功能以及生物生產、生態系統的發展和反饋調節等方面的功能。11. 簡述初級生產力的概念。生態系統中自養生物通過光合作用或化學合成制造有機物的速率。通常用單位面積及單位時間內所生產的有機物質干重（g·m-2·a-1、mg

12、·m-2·d-1）、有機碳（gC·m-2·a-1、mgC·m-2·d-1）或固定的能量（J/m2·a）表示。有時也將初級生產力稱為初級生產量，此時的初級生產量含有時間概念，其計算單位一樣。12. 簡述負反饋調節及其對維護生態平衡的意義。系統的輸出反過來使輸入得到削弱和減低，從而引起輸入逐漸減小，使生態系統中最初所發生的變化不斷得到削弱（如種群的密度調節等）。負反饋可使生態系統達到和保持穩定。相互作用種群間數量的消長是正反饋和負反饋相互作用最明顯的例子。但負反饋的調節有一定限度，超過這個限度，就會引起生態失衡。如強烈的外部干擾

13、以及人類活動（污染、捕撈）都可引起生態失衡，甚至生態系統的崩潰。生態平衡是動態平衡（因能量流動和物質循環總在不斷進行），并通過生態系統的負反饋調節得到保持。第五章 海洋生態系統服務13. 簡述生態系統服務功能的主要內容。自然生態系統為人類提供服務的內容非常廣泛和豐富，它主要包括對人類生存價值、對人類經濟價值和對人類精神價值的意義等。目前，生態系統服務分為四類：（1）物質產品服務：從生態系統獲得的產品有食物、淡水、燃料、木材、纖維、生物化學品、基因資源等；（2）生態調控服務：從生態系統過程調控獲得的利益，如氣候調控、疾病調控、水調控、水凈化、授粉等；（3）文化服務：從生態系統獲得的非物質利益，如

14、精神和宗教的、娛樂和旅游、美學的、靈感的、教育的、風水、文化遺產等；（4）支持服務：對于所有其他生態系統服務的生產所必需的服務，如土壤形成、營養物質循環、初級生產等。14. 海洋生態系統服務功能的主要內容。海洋占據了地球表面的71%，是地球上最大的生物棲息空間，而且全球范圍內生態系統所提供的服務中約占2/3。因此，海洋在全球生態系統服務中占有重要的位置，主要包括以下內容：（1）供給功能：指海洋生態系統生產或提供產品的功能。主要包括食品生產、原料生產、氧氣提供、提供基因資源等（2）調節功能：指調節人類生態環境的生態系統服務功能。主要包括氣候調節、廢棄物處理、生物控制、干擾調節等（3）文化功能：指

15、人們通過精神感受、知識獲取、主觀印象、消遣娛樂和美學體驗從生態系統中獲得的非物質利益。主要包括休閑娛樂、文化用途、科研價值等（4）支持功能：保證生態系統服務功能所必需的基礎功能。主要包括初級生產、營養物質循環、物種多樣性維持等第六章 人類對海洋生態系統的干擾與生態恢復15. 以海洋為例，簡述退化生態系統有哪些變化特征？（1）種類組成發生變化；（2）群落結構趨于簡單化；（3）生物生產力變化，生產力下降，生物量趨于減少；（4）生態系不斷朝著異養演替方向發展，相應的功能也不斷衰退，正常的能流、物流渠道被阻斷，系統的穩定性不斷減弱。16. 簡述海洋生物多樣性面臨的威脅。（1.）海洋生物資源的過度利用：

16、海洋魚類的過度捕撈、其他海洋生物的過度利用（2）人類活動對海洋自然環境的破壞：底層拖網對海床環境的破壞、砍伐紅樹林和改造鹽沼灘、珊瑚礁采挖、海洋污染、港工建設對生境的破壞（3） 生物入侵的威脅（4） 全球氣候變化的潛在威脅：海洋水溫上升的效應、海平面上升的效應17. 簡述生態恢復的基本理論。（1） 自我設計理論與人為設計理論（2） 生態學理論：限制性因子原理、熱力學定律、種群密度制約及分布格局原理、生態適應性理論、生態位原理、演替理論、植物入侵理論、生物多樣性原理、綴塊廊道基底理論、（3） 生態恢復理論：退化生態系統恢復和重建的原則：地域性原則、生態學與系統學原則、最小風險與效益最大原則生態恢

17、復的機理：首先是建立和完善生產者亞系統；其次，就應設計和建立消費者亞系統、分解者亞系統，進而考慮小生境的多樣性；生態恢復的標準：可持續性（可自然更新）、不可侵入性（像自然群落一樣能抵制入侵）、生產力（與自然群落一樣高）、營養保持力、具有生物間的相互作用。18. 簡述自我設計與人為設計理論自我設計理論：只要有足夠的時間，隨著時間的推移，退化生態系統將根據環境條件合理地實現自我組織并會最終改變其組分；人為設計理論：通過工程方法和植物重建，可直接恢復退化生態系統，但恢復的類型可能是多樣的。該理論把物種的生活史作為植被恢復的重要因子，并認為通過調整物種生活史的方法可加快植被的恢復。第七章 海洋污染與生

18、態環境影響評價19. 什么是海洋污染？海洋污染的特點如何？海洋污染：由于人類活動，直接或間接地把物質或能量引入海洋環境，造成或可能造成損害海洋生物資源、危害人類健康、妨礙海洋活動（包括漁業）、損壞海水和海洋環境質量等有害影響。其特點為：（1）污染源廣：污染物質多種多樣；污染來源廣泛：直接排放入海、江河徑流、大氣擴散、雨雪沉降（2）持續性強、危害大：不能溶解和不易分解物質長期蓄積（如重金屬和有機氯農藥）、海洋生物的富集作用、海洋生物把一些毒性本來不大的無機物轉化為毒性很強的有機物（如無機汞被轉化成甲基汞）、污染物質通過食物鏈傳遞和放大（3）擴散范圍廣：進入海水的污染物在海流的攜帶下，可在海區、沿

19、岸、河口、大洋之間遷移。（4）防治困難：由于污染源廣、持續性強、擴散范圍廣；具有很長的積累過程，不易被及時發現；需要耗費巨資、經過長期治理才能消除20. 簡述海洋污染物的遷移和轉化過程。污染物的遷移：污染物入海后，參與物理、化學和生物過程而產生空間位置的移動，或由一種地球化學相（如海水、沉積物、大氣、生物體）向另一種地球相轉移的現象。污染物的轉化：污染物由一種存在形態向另一種形態轉變。污染物的遷移和轉化過程主要有以下三種：（1）物理過程：污染物質被河流、大氣輸送入海，在海氣界面間的蒸發、沉降，入海后在海水中的擴散和海流運輸，以及顆粒態污染物在海洋水體中的重力沉降等。（2）化學過程：污染物與環境

20、中的其他物質產生化學作用，如氧化、還原、水解、絡合等，使污染物在單一介質中遷移或由一相轉入另一相。它往往伴隨有污染物形態的轉變。（3）生物過程:污染物經海洋生物的吸收、代謝、排泄和通過海洋食物鏈的傳遞，以及尸體分解、碎屑沉降與生物在運動過程中對污染物的搬運，構成污染物的遷移轉化系統。微生物對石油等有機物的降解作用和對金屬的烷基化作用則是重要的生物轉化過程。第八章 受損海洋生態系統的修復21. 簡述受損生態系統的主要特征。（1） 物種多樣性的變化（2） 系統結構簡單化（3） 食物網破裂（4） 能量流動效率降低（5） 物質循環不暢或受阻（6） 生產力下降（7） 其他服務功能減弱：調節氣候、干擾調節

21、養分循環、廢物處理等（8） 系統穩定性降低22. 試述海洋生態系統受損的原因及修復方法。原因：不合理的人為開發利用活動；對海洋生態環境變化規律缺乏了解和認識；生態環境管理和保護缺乏針對性和有效性。如海洋工程建設、過度捕撈、海洋污染、海水養殖等方法：（1）海洋生境的修復：再造海洋植被或生境；海岸帶修復，預防海岸侵蝕；圍隔而自然恢復植被或生境；引進或再次引進關鍵的動物和植物種類；重建構建海洋水文功能，河口濕地生態恢復，如恢復濱海濕地淡水供給；嚴重污染區底質污染整治（2）漁業生物資源增殖修復：水產生物苗種與親體放流；增殖場的建造與改良（3）遏制海洋污染：開展“碧海行動”，改善海洋環境質量；嚴格控制陸

22、源、海上污染源、海上流動污染源污染，遏制海洋環境惡化（4）加強漁業科學管理：進行養殖系統環境質量生態與優化，開展海水養殖清潔生產；退化天然漁場環境整治與生態修復；強制規定網目大小和捕魚季節，嚴格執行禁漁休漁制度，控制破壞性漁業活動。（5）受污生態環境的生物修復：利用生物的特性和機能修復環境；海水養殖富營養化的治理過程中，江籬、紫菜、石莼等大型海藻是常有效的生物過濾器（6）加強海洋與漁業保護區建設：加強海洋與漁業保護區建設是保護海洋生物多樣性、漁業生物資源和防止海洋生態環境全面惡化的最有效途徑之一。23. 生態工程設計的生態學理論依據有哪些？（1）物種共生原理：互惠共生與競爭抗生；生態系統的自我

23、調節和負反饋機制（2）生態位原理：構成具有多種群的穩定而高效的生態系統（3）食物鏈原理：維持生態系統動態平衡，實現其功能（4）物種多樣性原理：生物多樣性促進系統穩定性（5）物種耐受性原理：環境因子的相互補償作用，物種耐受范圍是變動的（6）景觀生態學原理：著重研究某一景觀內自然資源和環境的異質性（7）耗散結構原理：一個開放系統的有序性，因系統向外界輸出熵值的增加而趨于無序，要維持系統的有序性，必須有來自系統之外能量補充和物質輸入。（8）限制因子原理：提高或改變其他因子，消除控制限制因子的作用（9）生態因子綜合性原理：減少系統內生態因子的相互頡抗，增強相互促進24. 植物修復技術在近海污染治理中的

24、應用（1）海水養殖富營養化的植物修復大型海藻如紫菜屬、海帶屬等和紅樹是海洋環境中非常有效的生物過濾器，海藻與魚蝦貝類共養（2）石油等有機物污染的植物修復多環芳烴、多氯聯苯等持久性有機污染物的危害很廣泛紅樹及其根部微生物所構成的紅樹微生態系對石油、農藥等有機物污染有著良好的修復潛力大型海藻和細菌共同作用可有效降解石油污染物（3）赤潮的植物修復栽培大型海藻可有效防治赤潮，如江籬可以加速中肋骨條藻赤潮的消亡一些海藻及其提取物對赤潮微藻具有除藻作用，如小珊瑚藻、孔石莼、石牙藻、小海帶、褐藻昆布及其提取物對多環旋溝藻等多種赤潮微藻的生長具有抑制作用，可以使赤潮微藻運動性降低、細胞變形并破裂。（4）近海重

25、金屬污染的植物修復紅樹植物對鉛、汞、鎘、銅、鋅等重金屬有相當程度的吸附及固定作用，可有效地凈化沉積物中的重金屬，而所富集的重金屬7090儲存在不易被動物消耗的根和樹干部分一些海藻對銅、鍶、鎘、鉛、鎳、錳等重金屬也有一定的吸收積累作用，如三角褐指藻對鉛、鎳具有較高的耐受力，海篙子對砷和鍶具有超富集能力，對錳、鎳、銅和鉛也有較強的富集能力，海帶對砷的富集作用也很強。（5）污水的植物修復海洋植物不但可以用于富氮污水的凈化，還可用于農業、養殖業和工業污水的處理海藻、紅樹植物在防治沿海水質的惡化方面得到應用。紅樹林系統能有效包陷污水藻類，對污水具備較強抗性，對人工污水中氮的凈化效果較好。大型海藻和牡蠣組

26、成的生物過濾體系，大大改善了日本對蝦養殖場排放污水的水質，使細菌濃度、葉綠素a和總懸浮顆粒都明顯減少。第九章 生態系統管理25. 簡述生態系統管理的基本原則。（1） 整體性原則1)整體性是生態系統的基本特性2)各種自然生態系統都有其自身的整體運動規律，人為的隨意地分割都會給整個系統帶來災難。（2） 動態性原則1)生態系統是一個動態系統。2)特定生態系統在不同的時空尺度上發生著各種生態過程。3)在劃分生態系統管理邊界時必須綜合考慮演替斑塊，合理劃分自然管理區將有助于實現生態系統的功能監測和管理目標。（3）再生性原則1)生態系統具有很高的生產能力和再生功能。2)初級生產和次級生產為人類提供了幾乎全

27、部原料。3)在管理中必須高度重視該種生產能力和再造性，從而保證生態系統提供充足的資源和良好的服務（4）循環利用性原則1)生態系統中有些資源是有限的，如水資源。2)在進行管理時要遵循經濟、生態規律和循環利用的原則。（5）平衡性原則1)生態系統健康是生態系統管理的目標。2)生態系統自我調節能力受生態閾值的制約。3)在生態系統管理中，需要通過合理的人為管理，減緩外界壓力，以保持系統的健康和平衡。（6）多樣性原則生物多樣性是生態系統持續發展和生產力的核心，其重要作用包括三方面：在復雜的時空尺度上維持生態系統過程的運行；是生態系統抗干擾能力和恢復能力的物質基礎；是生態系統適應環境變化的物質基礎。維護生物多樣性是生態系統管理中不可缺少的組成部分。第十章 生態環境保護與可持續發展26. 21世紀人類面臨的主要生態環境問題是什么？（1）人口增長：具有總數繼續增長，持續時間接近百年；兩種畸形增長，導致兩極分化的趨勢更明顯；人口質量令人關注；性別比例可能失衡等特點。對糧食和農業、資源和能源、生活質量均有重大