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(2025年)《海洋生态学》试卷习题答案

一、名词解释

1.潮间带生物带谱：指潮间带因潮汐涨落形成的垂直环境梯度（如淹没时间、盐度波动、光照强度）导致的生物群落沿潮位呈带状分布的现象。典型带谱自高潮区至低潮区依次为：滨螺带（耐干燥的滨螺、藤壶）、牡蛎-藤壶带（广盐性双壳类）、藻类-多毛类带（大型海藻与底栖环节动物），反映了生物对潮汐节律的适应性分化。

2.上升流生态系统：由风场、科里奥利力驱动的深层冷水向表层涌升形成的高生产力海域。其核心特征是深层水携带的营养盐（如硝酸盐、磷酸盐）输入表层，促进浮游植物暴发性增长（如硅藻旺发），进而支撑浮游动物、鱼类（如沙丁鱼、鳀鱼）及顶级捕食者（如海鸟、海洋哺乳动物）的高生物量，形成短而高效的食物链（初级生产者→中上层鱼类→顶级消费者）。

3.海洋酸化：大气CO?浓度升高导致海水pH值下降的过程（工业革命以来全球表层海水pH已下降0.1）。其机制为CO?溶于海水提供碳酸（H?CO?），解离为H?与碳酸氢根（HCO??），H?与碳酸根（CO?2?）结合降低碳酸钙饱和度（Ω），直接影响钙化生物（如珊瑚、有孔虫、翼足类）的骨骼/外壳形成，同时改变海洋化学环境，干扰生物生理代谢（如鱼类感官功能）。

4.底栖-浮游耦合：海洋生态系统中底栖生物（如双壳类、多毛类）与浮游生物（如浮游植物、浮游动物）通过物质循环、能量流动形成的双向联系。例如，底栖滤食性生物（如牡蛎）通过摄食浮游植物促进颗粒有机碳（POC）沉降，加速营养盐向底质的输送；底质中的分解者（如细菌）矿化有机物释放营养盐（NH??、PO?3?），通过湍流混合重新进入水层，支持浮游植物生长，形成“沉降-矿化-再利用”的闭合循环。

5.生物泵：海洋中通过生物活动将表层溶解无机碳（DIC）转化为颗粒有机碳（POC）并向深层输出的过程。具体路径为：浮游植物光合作用固定CO?提供有机碳（初级生产），部分有机碳通过摄食进入浮游动物（次级生产），未被摄食的有机碎屑（如死亡藻细胞、粪球）经沉降进入中层和深层水（输出生产），最终部分在深海沉积或被微生物矿化（再矿化为DIC）。生物泵是海洋碳汇的核心机制，其效率受浮游生物群落结构（如硅藻比例）、垂直混合强度等因素影响。

二、简答题

1.简述海洋初级生产力的主要限制因子及其区域差异。

海洋初级生产力（PP）的限制因子包括营养盐（N、P、Fe等）、光照、温度及浮游动物摄食压力，其区域差异显著：

（1）极地海域（如南极）：夏季光照充足，但深层水营养盐因分层难以补充，且缺铁（风尘输入少），PP受Fe限制；冬季光照不足（极夜），PP极低。

（2）热带寡营养海域（如太平洋副热带高压区）：全年光照和温度适宜，但表层水营养盐被强烈消耗（“高光照-低营养”状态），且温跃层稳定阻碍营养盐上升，PP主要受N/P限制（如固氮蓝藻Trichodesmium可缓解N限制）。

（3）上升流区（如秘鲁沿岸）：深层水带来丰富的N、P，光照和温度适宜，PP极高（可达500-1000mgC·m?2·d?1），主要限制因子为风场强度（影响上升流持续性）。

（4）近岸海域（如河口、大陆架）：河流输入带来N、P（可能过量导致富营养化），但浊度高（悬浮颗粒物吸收光），PP受光照限制；部分区域（如高纬度近岸）春季因融冰形成稳定水层，光照与营养盐匹配，出现“春季水华”。

2.比较外海和近岸海域浮游动物群落结构的差异及成因。

（1）群落组成差异：近岸浮游动物以广盐性、广温性种类为主（如中华哲水蚤、小拟哲水蚤），包含大量阶段性浮游动物（如底栖生物幼体）；外海则以狭盐性、适应稳定环境的种类为主（如飞马哲水蚤、磷虾类），终生浮游种类占比高（如桡足类的长腹剑水蚤属）。

（2）优势种体型：近岸浮游动物多为小型种类（体长2mm），如轮虫、枝角类；外海常见大型种类（如磷虾体长可达60mm），部分种类具有昼夜垂直迁移习性（如桡足类夜间上浮摄食，白天下潜躲避捕食）。

（3）生物量季节变化：近岸受河流输入、潮汐混合影响，营养盐波动大，浮游动物生物量季节峰明显（如春季水华后出现生物量高峰）；外海环境稳定，生物量季节变化较平缓，但部分海域（如副热带逆流区）受季风影响存在次表层生物量峰值。

成因：近岸环境（盐度、温度、浊度）波动剧烈，选择压力倾向于繁殖快、适应性强的小型种类；外海环境稳定（盐度33-36，温度梯度小），支持生命周期较长、对环境变化敏感的大型种类；近岸与底栖生态系统联系紧密（如幼体补充），外海以开放水层循环为主。

3.分析珊瑚礁生态系统高生产力与寡营养环境共存的机制。

珊瑚礁虽多分布于低营养盐的热带海域（如表层水NO??1μmol/L），但其生产力（可达2000-3000g