溶解盐类的生态作用.PPT

水生生物学——养殖水域生态学 第四章 溶解盐类的生态作用 概述 水是一种很好的溶剂，因此天然水或多或少总是溶解有各种盐类、气体、有机质等。地球上不同水体的含盐量差别很大，大洋的盐度平均为35，内陆水则在0.01～347之间。海水中的主要离子是钠和氯，镁、硫酸根，钙也有相当数量。内陆水的主要离子包括钙、镁、钾、钠、碳酸根、碳酸氢根、氯、硫酸根8种；这些主要离子的量决定着水的盐度。此外天然水还含有各种微量元素，几乎地球上已发现的元素在水中都能见到。无论是水的总含盐量或离子成分，对水生生物的生活和分布都有重要的影响。 一、水体的化学分类 1000克水中溶解盐类的克数称盐度，以盐类的克数表示，按照测定方法的不同，有时也可用离子总量或矿化度(g/L或mg/L)等来表示。根据国际湖沼学会1958年的方案，天然水体按盐度可划分为淡水(＜0.5)、混盐水(0.5～30)，真盐水(30～40)和超盐水(≥40)，其中混盐水又可分为寡盐水(0.5～5)、中盐水(5～18)和多盐水(18～30)。 我国水文部门通常按阿列金分类法分为淡水(矿化度＜1 g/L),咸水(1～35 g/L)和盐水(＞35 g/L)。 Beadle(1959)将内陆水划分为淡水(＜3)，低盐水(3～20)，中盐水(20～50)和高盐水(＞50)，在淡水中又划分出亚盐水(0.5～3.0)。 以上分类体系中淡水的盐度上限在0.5到3.0之间。以1作为界限的依据是水开始有咸味，但这因人的味觉而有差异。以3为界限的依据是在这个界限以内生物区系与淡水没有明显差别。 阿列金分类法 天然水又可按主要离子成分来划分，国内常用阿列金分类法，根据优势阴离子划分为碳酸盐，硫酸盐和氯化物三个类型，再根据每一型中优势阳离子划分为钙、镁和钠三个组。 Hammer分类法 鉴于各类型中常出现优势离子混杂的过渡性情况，Hammer(1986)提出按含量超过阴离子总量25%的二种阴离子再分为8个亚型，如碳酸盐—氯化物型、氯化物—硫酸盐型等等；同理可按一种或二种阳离子进一步划分，如NaClSO4、MgNaSO4Cl等等。 淡水水体生物的种数有随盐度而增加的趋势。在缺盐水体中，生物种数极为贫乏。过低的盐度有时阻碍无脊椎动物和鱼类的生存，但对藻类的影响较少。这里的主要种类属于所谓嫌盐种，如某些硅藻、鼓藻和单肢蚤等。盐度0.2～0.5已适于大多数淡水生物的生活，可以满足各种藻类和高等植物对盐类的需要，有些半咸水的残遗动物也可以在这里生存。 混盐水体包括河口和大多数内陆咸水湖，有些习惯上称为淡水的水体(盐度为0.5～1)也属此类。混盐水生物区系由淡水种、海洋种和半咸水特有种组成。总的说来，种数较海洋和淡水都少得多，在盐度5～8之间生物种数最少。这是一个过度的盐度区，其中渗透压和离子成分同时起着重要的生态作用。 混盐水体生物种类虽然贫乏，但是个体的数量不一定很少。相反已适应这特殊盐类条件的种类却可能大量地发展起来。 海洋水体以生物界的多样性为特征，许多门、纲、目的种类仅分布于海洋。海洋动物的种数也是和盐度相联系的，通常盐度的降低和变动伴随着物种数目的减少。这是因为海洋动物区系以狭盐性种类为主，它们不能适应盐度的较大变化。如地中海（S=38）、黑海（17）和亚速海（11）的海洋动物种数分别为3970、1110和212。甲壳类分别为1174、290和58；鱼类549、121和84。 与海洋相反，超盐水体生物种数则随盐度的增高而减少，盐度超过100时通常只剩下极少数特殊种类，如德国维斯法里区咸水湖群中生物种数：盐度30以下有64种，30～100时有38种，100～160时有12种，160～200时仅1种。 二、水生生物的水—盐代谢和渗透压调节 水生生物的水—盐代谢方式与陆生动物不同，经常存在着与外环境间的渗透关系。因为水生生物居于水中，其体表在某种程度上可透过各种物质，当体液与外液浓度不同时，就可能因脱水或充水以及各种离子的浓度和比值的变化，而致破坏体内的平衡。因为，有机体为了执行正常的生理机能，身体化学组成的稳定性是必要的条件之一。因此，在进化过程中，水生生物形成了一系列保持水—盐代谢稳定性的适应。首先是保证渗透压的稳定，也就是说能够防止体内过分的脱水或充水以及化学组成的变化。这时细胞不仅要保存大量离子不被外液冲淡，还要按照生理需要有选择地调节各种离子的浓度。 单细胞生物的体液仅含胞内液，而多细胞生物的体液基本上有胞内液和胞外液两类，胞外液包括血管系统，体腔和间隙内液，胞内液可能与胞外液十分类似，也可能明显地不同。胞内液的化学组成在同一种动物的不同组织中也可能是不同的。因此，在水盐代谢体系上单细胞生物和多细胞生物之间有着根本的差异，前者渗透关系只在外环境和细胞之间的界面上进行，后者除此之外还在细胞和