海洋生物地理學(xué)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中地理 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)




海洋生物地理學(xué)是研究生物在海洋中的分布及其規(guī)律,闡明不同海域生物區(qū)系的組成及生態(tài)特點(diǎn)、形成過(guò)程,及其與海洋環(huán)境的關(guān)系。它是海洋生物學(xué)的一個(gè)重要研究領(lǐng)域。

生物地理學(xué)

作為一門古老的學(xué)科,從萌芽到學(xué)科的建立、發(fā)展,已經(jīng)有了至關(guān)長(zhǎng)的歷史按照生物地理學(xué)科的發(fā)展歷史回顧,可以將生物地理學(xué)歷史的發(fā)展大致分為三個(gè)階段:

第一階段,前達(dá)爾文時(shí)代以早期的考察隊(duì)家、博物學(xué)家為主要代表

第二階段,達(dá)爾文時(shí)代(19百年的生物地理學(xué))

第三階段,現(xiàn)代生物地理學(xué)的發(fā)展(20百年以來(lái))。

相關(guān)研究

研究歷史

海洋生物地理的研究已有一百多年的歷史。英國(guó)福布斯和戈德溫奧斯汀在1859年發(fā)表《歐洲海的自然史》中首先進(jìn)行了研究;二十世紀(jì)30年代開始了海洋生物地理的綜合分析研究。

瑞典科學(xué)家�?寺偨Y(jié)過(guò)去的研究成果,于1935年和1953年先后發(fā)表德文版和英文版《海洋動(dòng)物地理學(xué)》。他根據(jù)海洋環(huán)境的特點(diǎn)和各生態(tài)類群地理分布的不同,提出淺海和深海、浮游和底棲生物分別進(jìn)行區(qū)劃的方案。二十世紀(jì)50年代以后,開始進(jìn)行生態(tài)單元(生物群落)生物地理的研究。1974年,美國(guó)的布里格斯出版《海洋動(dòng)物地理學(xué)》,對(duì)埃克曼的海洋動(dòng)物地理區(qū)系進(jìn)行修改,并對(duì)動(dòng)物地理和生物進(jìn)化之間的關(guān)系作了探討。

二十世紀(jì)70年代后期,美國(guó)阿爾文號(hào)等深潛器在東太平洋海底熱泉口周圍,發(fā)現(xiàn)有豐富的動(dòng)物群,對(duì)深海動(dòng)物地理研究產(chǎn)生重大的影響。

研究?jī)?nèi)容

現(xiàn)今生活在海洋中的動(dòng)、植物種數(shù)雖大大地少于陸上生物,但其門類的多樣性卻明顯地超過(guò)陸上。據(jù)一些學(xué)者統(tǒng)計(jì),已知?jiǎng)游锝?7個(gè)門類中,至少有34門動(dòng)物有海生種,其中櫛水母動(dòng)物、星蟲動(dòng)物、棘皮動(dòng)物、毛顎動(dòng)物等門完全由海生種類組成;而出現(xiàn)在淡水和陸地環(huán)境的分別為17門和15門動(dòng)物。在植物界的16門中,生活于海洋中的也達(dá)13門。一個(gè)種或較高分類單元的生物,由于遺傳性和適應(yīng)能力不同,在海洋中具有不同的分布區(qū)域。確定和解釋種的分布區(qū)是研究海洋生物地理的基礎(chǔ)。

依據(jù)生物對(duì)分布區(qū)水溫的適應(yīng)能力,可分為冷水種、溫水種、暖水種。

冷水種的生長(zhǎng)、生殖適溫一般低于5℃,自然分布區(qū)的月平均水溫不高于10℃,包括寒帶種和亞寒帶種兩類,前者適溫為0℃左右,后者為0~5℃;溫水種的生長(zhǎng)、生殖適溫為5~20℃,自然分布區(qū)的月平均水溫為0~25℃,包括冷溫種和暖溫種兩類,前者適溫為5~12℃,后者為12~20℃;暖水種的生長(zhǎng)、生殖適溫高于20℃,自然分布區(qū)的月平均水溫高于15℃,包括熱帶種和亞熱帶種兩類,前者適溫高于25℃,后者為20~25℃。海水生物分布區(qū)有連續(xù)分布和間斷分布兩類:前者是完整的分布區(qū),包括世界性廣布區(qū)、環(huán)極分布和環(huán)熱帶分布區(qū)等,屬?gòu)V域分布類型;后者是不完整分布區(qū)又稱隔離分布區(qū),一般被分割成兩個(gè)或多個(gè)孤立的部分在海洋中,最著名的不連續(xù)分布有兩種方式:兩極同源和北方兩棲。 兩極同源,即兩極分布。

北方兩棲指分布于北半球溫帶海區(qū),即北太平洋和北大西洋東西兩岸的動(dòng)植物,它們出現(xiàn)于歐亞大陸北部和北美北部?jī)砂�,而不�?jiàn)于北極水域。如鱈魚、北方鮮等動(dòng)物,褐蠕藻、粘管藻等植物。

現(xiàn)存種的分布中心,不一定是它的起源處,在漫長(zhǎng)的地質(zhì)時(shí)期中可能發(fā)生多次變遷。某些活動(dòng)性較強(qiáng)的海洋動(dòng)物,由于產(chǎn)卵、索餌、越冬等需要,進(jìn)行非周期性的遷移和周期性的移動(dòng)洄游,便會(huì)改變其原有分布區(qū)的面貌。海洋生物分布區(qū)的擴(kuò)大,常與人類活動(dòng)有關(guān)。如中華絨螯蟹在二十世紀(jì)30年代,被法國(guó)商船從青島帶至西北歐,現(xiàn)成為西北歐沿海海域的優(yōu)勢(shì)種。海帶過(guò)去只分布在日本海,經(jīng)引進(jìn)養(yǎng)殖,現(xiàn)已在中國(guó)海域定居。

在自然情況下,海洋生物種群繁殖個(gè)體數(shù)量過(guò)大時(shí),就要向分布區(qū)外遷移、擴(kuò)散,擴(kuò)大其分布范圍。但在遷移過(guò)程中常會(huì)遇到各種障礙。

對(duì)大陸架淺水區(qū)底棲生物來(lái)說(shuō),廣闊的深洋是一種巨大的阻礙,雖然不少底棲生物有浮游幼蟲階段,但浮游期一般不長(zhǎng),在未越過(guò)阻礙之前就夭折了;對(duì)深海底棲動(dòng)物來(lái)說(shuō),大洋中的海脊則是重大的障礙,如著名的威維爾-湯姆森海脊是大西洋和挪威海深海動(dòng)物區(qū)系之間的一個(gè)阻礙,兩海區(qū)內(nèi)只有12%的動(dòng)物是相同的;對(duì)海洋游泳生物和海洋浮游生物來(lái)說(shuō),地峽是個(gè)不可逾越的障礙,如美洲太平 洋和大西洋熱帶動(dòng)物區(qū)系被巴拿馬地峽所隔開,只有少數(shù)種是兩個(gè)區(qū)系所共有的;陸地也是海洋生物擴(kuò)大分布區(qū)的阻限。

生存在某海域內(nèi)各個(gè)種、屬和科等生物的自然綜合被稱為海洋生物區(qū)系,它是在一定地理?xiàng)l件下、在歷史上經(jīng)歷了一定時(shí)間后形成的�?梢园醋匀坏乩韰^(qū)域、棲息地的共性和溫度性質(zhì)等原則來(lái)進(jìn)行劃分。

鑒于大陸架淺海和深海自然條件的差異很大,浮游生物和底棲生物對(duì)溫度、海流、水團(tuán)等環(huán)境因子的反應(yīng)很不相同,要作出一個(gè)統(tǒng)一的海洋生物區(qū)系方案在目前是不現(xiàn)實(shí)的。因而,現(xiàn)在流行的方案是按各自的特點(diǎn)分別進(jìn)行區(qū)劃。

相關(guān)概念

生物區(qū)系與特征區(qū)域

動(dòng)物區(qū)系(fauna)或植物區(qū)系(flora)是指在某一地區(qū)內(nèi)的各類動(dòng)物或植物的總和�?偲饋�(lái)說(shuō),即是某一地區(qū)的生物區(qū)系(biota)。通常生物區(qū)系以自然地理區(qū)域來(lái)劃分,因?yàn)樵谝粋€(gè)自然地理區(qū)域內(nèi),有其特殊的物理性狀、生態(tài)性狀等,然后才形成一定的生物區(qū)系。換句話說(shuō),一個(gè)生物區(qū)系,在一定的環(huán)境條件中產(chǎn)生了一定的組成成分,這就是區(qū)系中的動(dòng)植物種類。

由于歷史和地理原因,在區(qū)系內(nèi)的生物種類中,往往可以有若干種類是一個(gè)地區(qū)所特有,而別的地區(qū)所沒(méi)有的成分。這樣的特有成分稱為特征成分,也就是特有種(endemicspecies)。所謂特有種不一定在該地區(qū)內(nèi)到處出現(xiàn),可能只生活在該地區(qū)的部分范圍內(nèi)。這樣的范圍就是特有種區(qū)域(areaofendemism)。特有種區(qū)域是做跟蹤分析(trackanalysis)的基本工作區(qū)域。往往有某些單系類群的種類同時(shí)在若干特有種區(qū)域內(nèi)發(fā)生,這些地區(qū)稱為特有區(qū)域組(setofendemicareas)。

擴(kuò)散

擴(kuò)散(dispersal)是指生物個(gè)體的流動(dòng),它有兩個(gè)含義:一是指?jìng)€(gè)體流動(dòng)在它所屬種的正常分布范圍之內(nèi),也可以說(shuō)是在該地區(qū)種群范圍之內(nèi);二是指?jìng)€(gè)體的流動(dòng)超出了它的地區(qū)種群范圍,也就是個(gè)體流動(dòng)到達(dá)其種群原來(lái)分布幅度之外。擴(kuò)散還可以細(xì)分為下列三種類型:

(1)有機(jī)體的擴(kuò)散(organismicdispersal):是指?jìng)€(gè)體流動(dòng)在地區(qū)種群之間,或達(dá)到過(guò)去未曾占有的地點(diǎn),但仍不出原來(lái)種的分布幅度之外。

(2)種擴(kuò)散(Speciesdispersal):個(gè)體流動(dòng)從一個(gè)生境到另外一個(gè)生境,此生境是原來(lái)沒(méi)有占領(lǐng)的生境,此新生境已出乎該種原來(lái)分布幅度之外。其去向有兩個(gè)情況:擴(kuò)散到原來(lái)沒(méi)有占領(lǐng)的新地區(qū);擴(kuò)散到從前曾經(jīng)占領(lǐng)過(guò)而后來(lái)因?yàn)楸ㄇ治g而被毀的占領(lǐng)區(qū)(這種事例很多)。

(3)生物群落擴(kuò)散(bioticdispersal):指一個(gè)生物群落擴(kuò)散到另外一個(gè)生物群落地區(qū)。也包括擴(kuò)散到原來(lái)沒(méi)有占領(lǐng)過(guò)的地區(qū)和擴(kuò)散到從前曾經(jīng)占領(lǐng)過(guò)而后來(lái)被冰川所毀的地區(qū)。

遷移

某些活動(dòng)性較強(qiáng)的海洋動(dòng)物,由于產(chǎn)卵、索餌、越冬等需要,進(jìn)行非周期性的遷移和周期性的移動(dòng)、洄游,從而改變其原有分布區(qū)的面貌。

海洋生物分布區(qū)的擴(kuò)大,常與人類活動(dòng)有關(guān)。如海帶(Laminariajaponica)過(guò)去只分布在日本海,經(jīng)引進(jìn)養(yǎng)殖,現(xiàn)已在中國(guó)北方海域定居。

分布中心

每種海洋生物在分布區(qū)內(nèi)都有它的分布中心。一般來(lái)說(shuō),種的個(gè)體數(shù)量最多處可以認(rèn)為是它的分布中心,反映出這種生境最適宜該種生物的生存�?�、屬或種的密集分布區(qū),通常被認(rèn)為是該分類單元的分布中心。但現(xiàn)存種的分布中心,不一定是它的起源處,因?yàn)樵诼L(zhǎng)的地質(zhì)時(shí)期中可能發(fā)生多次變遷。

分布區(qū)

指一個(gè)種或較高分類單元的生物因遺傳性和適應(yīng)能力不同產(chǎn)生的不同型式的分布區(qū)域。確定和解釋種的分布區(qū)是研究海洋生物地理學(xué)的基礎(chǔ)。

按分布區(qū)的大小,海洋生物有廣域分布和狹域分布之分。前者分布廣闊,有遍布世界各大洋的世界種(主要見(jiàn)于種以上的分類單元);有廣布于熱帶、極地海域的環(huán)熱帶種、環(huán)極地種。狹域分布的生物局限于一定海域,此類生物繁多,其中僅分布在某一有限海域的種,稱為地方特有種。系本海域原先就有的,叫固有種;該海域內(nèi)原先沒(méi)有的,由它區(qū)遷入的,為遷入種。

分布區(qū)的基本類型有連續(xù)分布和間斷分布兩類:前者是完整的分布區(qū),包括世界性廣布區(qū)、環(huán)極地分布和環(huán)熱帶分布區(qū)等,屬?gòu)V域分布類型;后者是不完整分布區(qū),又稱隔離分布區(qū),一般被分割成兩個(gè)或多個(gè)孤立的部分。在海洋中,最著名的不連續(xù)分布有兩種方式:

(1)兩極同源分布。按最早的概念,只以同時(shí)分布在南極和北極海域的動(dòng)物為限。后來(lái)由于資料增多,也包括同時(shí)出現(xiàn)在南、北溫帶海區(qū)的動(dòng)物,并主要是指同一屬中兩個(gè)極為相近的種類分別分布在南北半球高緯度海域,而不出現(xiàn)于低緯度海域。如曳鰓蟲屬的尾曳鰓蟲(Priapuluscaudatus)分布于北極北溫帶海區(qū),刺管曳鰓蟲(P.tuberculatospinosus)則棲息于南極南溫帶海區(qū)。與兩極分布有關(guān)的是熱帶沉降。它是指某些在兩極或溫帶海域淺水區(qū)生活的冷水性動(dòng)物,在熱帶海域沉降到較深水層找到它們所要求的生存溫度。這一現(xiàn)象多見(jiàn)于某些終生浮游動(dòng)物。

(2)北方兩棲。指分布于北半球溫帶海區(qū),即北太平洋和北大西洋東西兩岸的動(dòng)植物,它們出現(xiàn)于亞歐大陸北部和北美北部?jī)砂叮灰?jiàn)于北極水域。如鱈魚、北方鯡等動(dòng)物;褐蠕藻、粘管藻等植物。

阻限

在自然情況下,海洋生物種群繁殖個(gè)體數(shù)量過(guò)大時(shí),則向分布區(qū)外遷移、擴(kuò)散,擴(kuò)大其分布范圍。但在遷移過(guò)程中常會(huì)遇到各種障礙。

學(xué)科發(fā)展

如同自然科學(xué)中的其他學(xué)科一樣,海洋科學(xué)的各個(gè)基礎(chǔ)分支學(xué)科不僅互相聯(lián)系,互相依存,而且互相滲透,不斷萌生出許多新的分支學(xué)科,如海洋地球化學(xué)、海洋生物化學(xué)、海洋生物地理學(xué)、古海洋學(xué)等。海洋科學(xué)的研究,特別是在早期,具有明顯的自然地理學(xué)方向,著重于從自然地理的地帶性和區(qū)域性的角度研究海洋現(xiàn)象的區(qū)域組合和相互聯(lián)系,以揭示區(qū)域特點(diǎn)、區(qū)域環(huán)境質(zhì)量、區(qū)域差異和關(guān)系,形成了區(qū)域海洋學(xué)。


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