1、 毕业设计文献综述 海洋科学 近岸海域生物多样性与海洋环境因子关系研究 【 摘要 】近几年来，人类对海洋的利用过程中，由于海洋意识的淡薄，环境意识的欠缺，在对海洋进行大力开发的同时，也对海洋造成了巨大的损伤，尤其是近岸海域，人类不断的向海洋排放工业垃圾，生活垃圾，严重影响了近岸海域的水环境质量，大大增加了海水中 N、 P 等元素，对生物的正常繁殖造成了严重的影响；捕捞的不合理、外来物种的盲目引进以及目前全球气候变暖， CO2 含量的不断增加，导致了海水的 pH 发生了变化，不利于海洋生物正常的生长繁殖，很多生物都会因此失去家园 ，不断的灭绝；温度的升高也将影响动植物的正常生理状态；紫外线的辐射
2、将导致生物基因的转变，很多物种将因此而灭绝。本论文主要从以上几个环境因素研究近岸海域生物多样性减少的原因。生物多样性是海洋生态系统的重要组成部分，在整个海洋生态系统中发挥着不可代替的作用，生物多样性也是海洋生态系统是否完整的一个主要标志，因此，研究海洋生物多样性与环境因子间的关系，发现不合理因素对生物多样性的影响，找出合理的改善措施对于保护海洋环境有着及其重要的作用。 关键词 ：生物多样性；海洋；环境因子 Research between marine biodiversity and environmental factors 【 Abstract】 In recent years, the
3、 process of the use of the oceans, because of the awareness marine environmental ,while people developing the odean ,they cause enormous damage to marine,in particular the coastal waters , human to the marine of industrial waste, discharge domestic waste constantly ,they hace seriously affected the
4、environmental quality of coastal sea water, sea water has greatly increased for the N, P and other elements, it has serious influence to the normal reproduction of biological，Capture of the irrational, the blind introduction of alien species and the current global warming, CO2 content continues to i
5、ncrease, leading to a change in pH of seawater is not conducive to normal growth and reproduction of marine organisms, many species will lose their homes, continued extinction; temperature will also affect the normal physiological state of animals and plants; ultraviolet radiation will lead to chang
6、es in genes of many species will therefore become extinct. In this thesis, several environmental factors from the above causes coastal waters biodiversity loss.In this thesis, several environmental factors from the above coastal waters causes of biodiversity loss. Marine ecosystems of biological div
7、ersity is an important part of the entire marine ecosystem plays an irreplaceable role in marine ecosystems and biodiversity is a major sign is complete, and therefore the study of marine biological diversity and environmental factors the relationship between irrational factors that impact on biodiv
8、ersity, to identify reasonable measures for the improvement and protection of the marine environment has an important role. Key words： biodiversity； marine; environmental factors 引言 生物多样性是人类赖以生存的物质基础，是海洋物生态系统重要的组 成部分，对维持海洋生态系统处在一个正常的状态起到了极其重要的作用，长期以来，各种事实证明了生物多样性不可替代的价值。近年来，海洋中物种灭绝的加剧，遗传多样性的减少，以及海洋生
9、态系统大规模破坏，引起了人们对海洋生物多样性问题的极大关注。海洋生物多样性丧失的直接原因主要有外来种的侵入、生物资源的过度开发、环境污染、全球气候的变化和以及工业化等。海洋是一个巨大的生态系统，生物的多样性与该系统能否发挥其优势有着密切联系。因此，研究生物多样性与海洋环境因子间的关系，找出多样性减少的原因，从根本上去改善这一现状使得海洋 生态系统发挥最佳功能至关重要。 1.人类活动对生物多样性的威胁 在中国近岸海域，因人类在海洋上进行了越来越频繁的活动，对海洋生物多样性构成了严重威胁，具体如下： 1）采捕过度，主要是捕捞船只急剧增加和捕捞方法先进，近年来，海洋渔获物质量大下降，如大黄鱼等优质鱼
10、目前几乎不成鱼汛。 2）生境丧失，主要是围垦和建造堤坝引起的，例如，建造养殖他塘或填海造地，海南广东和福建的红树林面积目前仅为 30 年代的 48 %和 17%和 50 %1。 3）污染，主要是油、重金属污染和河口及沿岸带的各种有机污染，改变了环境质量 进而影响了生物多样性 。 4）外来物种，包括船底带进和人工引进的物种，根据资料显示， 1992 到1993 年相继在福建东山和厦门马峦湾发现一种双壳类沙筛贝 Mgtilopsis sallei 这种原产美洲 80 年代首次在香港水域发现。目前，上述两处的桩柱、浮筏和一切养殖设施表面几乎 100%被它占据。 把以往数量很大的藤壶、牡蛎等都排挤了，
11、因争夺饵料，使养殖的菲律宾蛤仔、翡翠贻贝等产量大幅度下降。又如 80 年代先后从英国和美国引进的大米草和互花米草在中国沿海滩涂种植，收到一定生态效益，因繁殖迅速，与养殖业争夺场地， 改变了原来的滩涂生物群落。 5） 海洋生产农牧化，海洋养殖业在中国有悠久的历史，最近 10 年来迅猛发展，包括滩涂养殖、网箱养殖和笺式养殖藻类和贝类。 随养殖业的发展，相应人工育苗、海带、扇贝、鲍鱼对虾和多种养殖鱼类，取得了极大的成功，养殖因饵料过剩，滥用药物和病害等引起了养殖环境污染，继而影响人类生存环境和健康，人工育苗对基因多样性是否影响 值得注意，此外引进养殖种类的逃逸，能使当地的生态系统更为脆弱。 2.生物
12、多样性与环境因子间的关系 海洋生物的多样性与很多因素息息相关，人们不合理的利用开发海洋过程中，破 坏了海洋中各种平衡，如温度、 PH 值、营养盐含量以及重金属含量的变化等均会使得海洋微生物丧失一个稳定的生活环境，威胁到生物的发展，最终，海洋生物多样性发展将会受到严重的阻碍。 2.1 pH 值对生物多样性的威胁 pH 值和人们的关系非常密切，对于海洋中生物来说也不例外，海洋 pH 值的正常值 5为 8.16，偏碱性，但是随着近几年人们对海洋环境的破坏，人类不断的向海洋排放工业废水生活垃圾、医疗垃圾等废物以及大气中热氧化碳含量的不断增加，导致海洋中的 pH 值已经从原来的 8.16 下降到了 8.
13、05，其下降的幅度更是逐年 增加，从该数据可以看出，海水在人类的影响下，已经不能维持在一个稳定的碱度范围内了，而是趋向于酸化了。 酸化对海洋环境的影响尽管海洋通过吸收二氧化碳帮助减缓全球变暖，但与此同时，海洋酸性增加将对海洋环境，特别是海洋生态系统在未来带来巨大的灾难。不断酸化的海水会最终溶解海洋中的碳酸钙，而碳酸钙正是海洋生物的骨骼、贝壳中的重要物质。 令人担忧的是， pH 值下降将妨碍某些生物形成碳酸钙的能力 2，足以使这些生物难以生长 、某些最为丰富的生物可能会遭受同样影响，其中包括叫做球石藻类的浮游生物，它们被一小块碳酸钙覆 盖，常常可以看到它们靠近海面游动，它们在此利用充裕的阳光进行
14、光合作用。 2.2 气候变化主要生态因子对海洋生物多样性的影响 气候变化引起的海洋表层温度、 CO2 浓度和海平面上升、降雨量变化以及紫外线辐射增强等是对海洋生物多样性影响最为重要的生物因子。 2.2.1 温度升高对生物多样性的影响 地球表面平均气温自 1981 年来升高了 0.6 摄氏度，并且目前全球平均气温正处在上升的状态，预测 2100 年，全球温度将比 1900 年升高 1.4-1.8 摄氏度 4。全球平均气温上升 2-3 摄氏度， 2020%-30%的动植物将面临灭绝 的高风险 5，如果上升了 4 摄氏度以上，将会有大量的生物死亡和整个地球系统紊乱。 温度上升会引起物种组分发生变化，
15、对于热带海域物种影响严重，以珊瑚为例，全球变暖引起珊瑚白化已经成为珊瑚死亡的重要原因之一，随着全球气候的变暖，珊瑚白化正在加剧，估计几十年内将于厄尔尼诺、南方涛动时间频率同步 7,温度上升还会影响海洋生物的后代。 2.2.2 CO2 浓度上升对海洋生物多样性的影响 据估计 ,20 世纪中叶大气 CO2 含量 8将比工业革命前增加一倍。碳酸盐系统是海洋中最重要的化学平衡，几乎影响海洋的各个方面，包括海 洋生物多样性。CO2 浓度升高会引起海水 pH 值降低，酸化程度上升，导致海水碳酸钙饱和程度下降， IPCC9发布的第四份全球气候变化评估报告特别指出， CO2 浓度的上升已经导致海洋表层水体的酸
16、性增加了三成 10 .。 海水酸化引起所有海洋生物钙化速率下降，直接影响到贝类、石珊瑚、浮游有孔虫、球石藻、翼足类以及珊瑚礁钙质藻等钙化物种的钙化速率，其中文石生产者 (石珊瑚和翼足类 )和高镁方解石生产者 (珊瑚礁钙质藻 )受 CO2 浓度变化的影响尤为剧烈，经验数据和模型结果表明 11，在大气 CO2 浓度加 倍情况下，珊瑚礁的钙化速率降低 14% 40%12。钙化速率的下降导致珊瑚礁骨骼脆弱化、受侵蚀几率上升、珊瑚礁物种组成和群落结构改变 ,最终导致珊瑚礁分布范围缩小，纬度限制线向赤道方向移动，严重地威胁到依赖于珊瑚礁生境的物种组成。研究表明， 100 年内，我国南沙珊瑚礁生态系的平均钙
17、化速率已经下降了 12%13,预计到 2065 年珊瑚礁钙化速率将减少 26%，到 2100 年将减少 33% 14 。此外，海水酸化还引起鱼类、甲壳类和头足类等海洋非钙化动物的呼吸蛋白质氧亲和性急剧下降，从而影响这些动物的分 布 15。与陆地不同， CO2 浓度的增加并不能对海洋主要初级生产者 浮游植物的生长产生 “增肥 ”作用。长期高浓度 CO2 反 而会导致大多数海藻的光合作用能力下降，不过研究发现多种海草物种的生长速度和生物量会随着海水溶解态无机碳浓度的增加而增加，高浓度 CO2 有利于这些海草的生存和繁殖 16。 2.2.3 紫外线增强对生物多样性的影响 地球上空臭氧层损耗引起紫外线
18、辐射的增强 17，导致许多海洋生物结构和功能出现异常 .研究发现， UVB 辐射会导致多种细菌 DNA 受到损害，且发现个体较小的腰鞭毛藻对 UVB 的敏感性低于 硅藻 ,UVB 辐射增强将促使浮游植物群落从硅藻向腰鞭毛藻转化，随着 UVB 辐射量的增强，生态系统中以微生物为主的食物网演变成以草食动物为主的食物网，因此， UVB 辐射的增强会改变中上层生态系统的结构，实验发现： UVB 会对多种海洋生物的卵造成伤害 ,很多海洋生物的卵在孵化之前因为受到强紫外线的辐射，丧失了孵化的能力，以至于生物的出生率大大的下降，影响了生物多样性的发展 18。 2.3 营养盐对生物多样性的影响 海水中 氮、磷
19、等营养元素的大量增加，形成了水体的 富营养化 ， 造成水的透明度降低，阳光难以穿透水层，从而 影响水中植物的光合作用和氧气的释放 19，同时浮游生物的大量繁殖，消耗了水中大量的氧，使水中溶解氧严重不足，而水面植物的光合作用，则可能造成局部溶解氧的过饱和。溶解氧过饱和以及水中溶解氧少，都对水生动物 (主要是鱼类 )有害，造成鱼类大量死亡。 长期下去，对生物的正常繁衍生殖造成了巨大的影响，影响了生物多样性。 总结 物种多样性性与其生活环境息息相关， 多种多样的生物是全人类共有的宝贵财富，它们不仅维护了自然界的生态平衡 20，还为人类的生存提供了良好的环境条件，人类活动不断的污染着水源并使之退化枯竭
20、，并且在改 变着全球气候，使得成千上万的物种也正处在危险之中，自然界的所有生物都是相互依存，相互制约的，每一个物种都具有其独特的作用，每一种物种的灭绝也就预示着很多生物即将面临死亡。 参考文献 1刘新平，中国生物多样性及其保护的综述 J.南昌高专学报 .2006.4（ 2）： 97100. 2 余克服 ,蒋明星 ,程志强 .涠洲岛 42 年来海面温度变化及其对珊瑚礁的影响 J .应用生态学报 ,2004,15 (3):5062. 3周秋麟，杨圣云，物海洋学研究进展 J.厦门大学学报 :自然科学版 ,2006,45(增刊 2):129. 4全洁霞等。海洋生物遗传多样性研究现状 J.青岛海洋大学报
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