inh học và Sinh thái học biển là những bộ phận cấu thành của thủy sinh vật học thuộc ngành Sinh học, nghiên cửu về đời sống của các loài sinh vật trong môi trường biển.. Những hoạ[r]
(1)(2)v ũ TRUNG TẠNG
SINH HỌC
VÀ SINH THÁI HOC BIỂN
(3)NHA XUấT SầN 091 NỌC puốc om hA nội 16 Hàng Chuối‘ Hai Bà Trưng - Hà Nội
Điện thoại: (04) 9715012; (04) 7685236 Fax: (04) 9714899 E-mail: nxb@vnu.edu.vn
★ ★ ★
Chịu trách nhiệm xuất bản:
Giám đốc: PHÙNG QUỐC BẢO
Tổng biên tập: PHẠM THÀNH HƯNG
Chịu trách nhiệm nội dung:
Hội đồng nghiệm thu giáo tn*
Trường ĐHKHTN - Đại học Quốc gia Hà i ,
àgừời mận xét: PGS TS LÊ ĐỨC T ố
TS NGUYỄN XUÂN HUẤN TS ĐOÀN BỘ
Biên tập; NGUYỄN THẾ HIỆN
ĐỖ MẠNH CƯƠNG NGÔ XN NAM
Trình bày bìa: TRẦN QUỐC TỒN
SINHttỌCVÀSMHTHẮIHỌCBlỂN
Ì • “n f ề ^ ■
Mã l k -04047 - 01404
In tỡOO cuốn; khổ 16 X 24 tạì Nhà in Đại học Quốc gia Hà Nội
(4)MỤC LỤC• m
Lịi mở đẩu 1
Chương Nước • Mơi trường thuận lợi cho phát sinh phát triển của giới sính vật 5
1 Nước thiên nhiên giá trị địi sốhg n g i 5 1.1 N guồn gốc nước 5
1.2 Cân nưốc hành tin h 6
1.3 G iá trị kinh tế nước 8
2 Cấu tạo hóa học đặc tính nước th u ận lợi cho đời sống t h ủ y s i n h v ậ t 8
2.1 Cấu tạo hóa học nưóc 8
2.2 N h ữ n g đặc tính q n ó c 12
2.2.1 Khối lượng riêng nước 12
2.2.2 N h iệt dung riêng (hay n h iệt d u n g ) 14
2.2.3 Mốỉ quan hệ RÌữa độ nhót khơi lượng riêng nưốc T 15
2.2.4 Sức căng bể m ặt 15
2 Nước dung mồi nhiều c h ấ t 16
2.2.6 Nưóc có độ dẫn điện truyền âm c a o 17
2 Nưốc luôn trạng thái vận đ ộ n g 18
Chương Nguồn gốc vả phát triển tiến hóa sống biển & đại dương 19
1 Sự đồi sống tiến hóa sin h q u y ể n 19
2 N guồn gốíc tiến hóa sinh vật b i ể n 21
3 Đa dạng th ế giối sinh vật b iể n 29
(5)Chuong Các dạng sống thủy sinh vật cư dãn biển 31
1 Các dạn g sống thủy sin h v ậ t 'U 1.1 P lankton N e k to n ÍU 1.2 B e n th o s v P e r ip h y to n 8 6 1.3 P elagobenthos, N eiston P leisto n 38
2 Cư dân b iể n 40
2.1 Cư dân tầ n g n ó c 41
2.2 Cứ dân m àng nưóc (N eiston P leisto n ) 46
2.3 Cư dân đáy đại dương 47
Chuong Phân bố sinh vật biển 49
1 N hữ ng quy lu ậ t ch u n g phân bố sinh vật b iể n 49
1.1 Các kiểu phân bố đối x ứ n g 49
1.2 Phân b ố th eo vĩ độ địa lý 51
1.3 Phân bố theo độ s â u 52
1.4 Phân bố từ bờ k h i, , 54
2 Các v ù n g phân bố cửa sinh vật b iể n 54
2.1 V ùng v en bờ (C oastal zone) 55
2.2 V ùng nưóc (Pelágic z o n e ) 57
2.3 V ùng nước sâu (A bissal z o n e ) 58
3 Phân vù n g địa lý sin h vậ t sin h vật b iể n 60
3.1 Tổng vù n g hàn đói phía bắc haỵ Bắc cưc 61
3.2 Tổng vù n g ôn đới bắc Thái Bình D n g 62
3.3 T v ù n g ôn đới Bắc Đ ại Tây D n g 63
3.4 V ài n é t ch u n g v ề đai biển n h iệt đ i 63
3.5 T v ù n g n h iệt đới Ấn Độ - T hái B ình D n g 64
3.6 T vù n g n h iệt đới Đ ại Tây D ương 65
3.7 T v ù n g h àn đói Nam c ự c 65
(6)Chương Những nhân tố chinh môi trưdng nước ảnh hưồng
của chúng lên đời sống thủy sinh vật 67
1 N h ữ n g khái niệm nguyên tắc sinh thái học cđ b ả n 67
1.1 N goại cảnh, môi trường cảnh sốn g 68
1.2 N h ân tố mơi trưịng (E nvironm ental ía cto rs) 68
1.3 C c d n g s in h t h i (E c o ty p e ) 71
1.4 Nđi sống (H abitat) ổ sinh thái (Ecological n ic h e ) 71
2 Tóm tắt m ột s ố nhân tố sinh thái vực n c 72
2.1 N h iệ t độ n c 72
2.2 Ánh sá n g chiếu sá n g n c 76
2.2.1 Sự chiếu sán g nưóc - Sự phản xạ tán x 76
2.2.2 Sự truyền ánh sán g hấp thụ án h sá n g nưôc 78 2.3 M ầu sắc độ nước 81
2.4 Các châ”t k h í 82
2.4.1 K h íO , 82
2.4.2 Khí C O , 84
2 K hí H S 85
2.4.4 Khí M êtan (C H ,) 86
2.5 lo n muôi kim l o i 86
2 lo n hydro th ế o x y hóa k h 87
2.7 Các ch ất hữu hòa ta n 8 2.8 Các ch ất Iđ lửng nưôc 89
2.9 Áp su ấ t n ô c 90
2 10 Âm thanh, điện từ trư ò n g 90
3 Đ ặc tín h lý hóa học đ y 92
4 Các khốỉ nưốc thủy động h ọc 93
4.1 Các khối nưóc cấu trúc thủy v ă n 93
4.1.1 Khôi nước bề m ặ t 94
4.1.2 Khối nước trung g ia n 94
4 Khôi nước s â u 94
4.1.4 Khối nước gần đ y 95
4.2 H oàn lưu nước đại dương thủy tr iể u 97
♦ • •
(7)Chiivng Dinh dildng thủy sinh vật 101
1 Các dạng dinh dưỡng 101
1.1 D inh dưỡng dị d õng 101
1.2 D inh dưỡng tự d ỡ n g 102
2 D inh dưõng th ủ y sin h v ậ t 102
2 1 N guồn thức ă n 104
2 2 Cơ sở thức ă n 105
2.3 Mức độ nuôi dưdng độ đảm bảo thức ăn vực nước 107 3 Khả năn g khai thác thức ăn thủy sinh v ậ t 108
3.1 D inh dưõng hỗn hỢp 108
3.2 D inh dưõng tr o n g 108
3.3 D inh dưdng n g o i 109
3.3.1 N uốt bùn thu thập d e tr it 109
3.3.2 Lọc thức ă n 110
3 3 Ả n l ắ n g 111
3 G ặ m th ứ c ă n 111
3.3.5 S ăn m i 113
4 Phổ thức ăn lựa chọn thức ăn thủy sin h v ậ t 114
4.1 P h ổ th ứ c ă n 114
4.2 Sự lựa chọn thức ăn 114
5 c n g đ ộ d in h d õ n g v s ự t iê u h ó a th ứ c ă n c ủ a t h ủ y s i n h v ậ t 1 6 5.1 Cưòng độ đòi hỏi hay nhu cầu thức ă n 117
5.2 Sự tiêu hóa thức ă n 118
5.3 Cưồng độ đồng hóa thức ă n 119
6 N hịp điệu din h dưõng thủy sinh v ậ t 120
Chưong Sự trao đểi nước - muối thủy sinh vật 121
1 Bảo vệ khỏi bị khô hạn sống sót điểu k iện khơ h n 121
1.1 T ránh khô h n 121
1.2 Sự thích ứng nhằm chống lại m ất n ố c 122
1.3 Mức độ sống sót điều kiện khô h n 122
(8)2 Môi trường thẩm thấu mối quan hệ vói th ủ y sin h v ậ t 123
2.1 Môi trường thẩm thấu môi quan hệ với thủy sỉnh vật
123
2.2 Sự đ ẳn g trưđng nội bào biến thẩm t h ấ u 126
2 Sự đ iều hòa áp su ấ t thẩm th ấ u cùa th ủ y sin h v ậ t 128
3 Sự trao đổi m uối i o n 131
3.1 Sự trao đổi bị đ ộ n g 131
3.2 Sự trao đổi chủ đ ộ n g 131
4 Ý ngh ĩa sin h th độ muối th àn h phần m i nựơc 136
4.1 T ính ển định thủy sihh v ậ t đối vói đao động độ m u ố i 136
4.2 T ính ổn định thủy sinh vật th ay đổi thành phần m uôi nước 137
4 Cư d ân nước có độ muối khác n h a u 139
Chương Hô hấp thủy sinh vật 141
1 Các d ạn g hô hấp th ủ y sinh v ậ t ^ 141
1.1 Hơ hấp hiếu k h í (Aerobic R esp ira tio n ) 141
1.2 Hơ hấp kỵ khí (Anaerobic R esp ira tio n ) 141
1.3 Sự lên m en (F erm en tation ) 142
2 Sự thích n g h i thủy sinh v ậ t vói q trình trao đểi k h í 143
2.1 Sự th ích nghi hìn h t h i 143
2.1.1 T ăn g diện tích tiếp xúc độ thẩm th ấ u k h í 144
2.1.2 G iảm bề dày, tăng sức khuyếch tán k h í qua bề m ột hô h ấ p 144
2.2 Sự thích nghi tập t ín h í 144
3 Sự vận ch u yển oxy dioxit cacbon t h ể .145
3.1 Cơ q u an vận chuyển k h í 145
3.2 Sự th ích nghi sin h l ý 147
3.3 T hích nghi sin h h ó a 148
4 Cưịng độ h iệu hô h ấ p 151
4.1 C ưịng độ trao đổi khí lo i 151
(9)4.2 Sự phụ thuộc cường độ trao đổi khí vào điều kiện
mơi trư ị n g 152
4.3 H iệu hô h ấ p 153
5 Tính ổn định th ủ y sin h vật đối vói th iếu h ụ t oxy hiện tượng ch ết h àn g loạt ch ú n g 154
5 1 Sống ổn định điểu kiện thiếu o x y 154
5.2 H iện tượng ch ết hàn g l o t 155
Chương Sinh sản thủy sinh vật ảnh hưỏng điều kiện môi trưdng lên trình sinh sản 157
1 Các dạng sinh sản thủy sinh v ậ t 157
1.1 S in h sả n vô t í n h 157
1 2 S in h sản hữu t í n h 157
1.3 S in h sản xen kẽ th ế h ệ 158
1.4 S in h sả n đơn tín h hay trinh sản (P a r th e n o g e n e se ) 159
1.5 S in h sả n lưõng tín h (H erm ap h rod itism ) 159
2 Tuổi kích thước sin h s ả n 160
3 Sự phát triển tu yến sin h dục dấu h iệu sin h dục thứ cấp 161
3.1 Sự phát triển sản phẩm sin h d ụ c 161
3.2 Sự phát triển dâu hiệu sin h dục thứ c ấ p 164
4 Sức sin h sản thủy sin h v ậ t 165
4.1 Sức sin h sản tu y ệt đ ố i 165
4.2 Sức sinh sả n tương đ ố i 166
5 Quá trình sin h s ả n 167
5.1 Sự thụ t i n h 167
5.2 Nơi đẻ thời gian đ ẻ 168
6 N hững thích nghi th ủ y sinh vật nhằm nâng cao h iệu của quá trình sin h s ả n 170
6.1 Sự ghép c ặ p 170
6.2 Sự chăm sóc c i 171
7 N hịp điệu sin h sản d th ủ y sin h v ậ t 172
(10)7.1 N hịp đ iệu ngày đ ê m 172
7.2 N hịp đ iệu m ù a 172
7.3 N hịp đ iệu theo tuần trăng theo th ủ y tr iề u 173
Chương 10 Sự tăng trưỏng phát triển thủy sinh vật 175
1 Sự tă n g trưởng cớ t h ể 175
1.1 Các d n g tăn g trưỏng 176
1.2 T ính th ích nghi tăng trưởng 180
1.3 Ấ nh hưỏng điều kiện mơi trưịng lên tăn g trưởng r ĩ 182
1.3.1 N h iệ t độ nước 182
1.3.2 Á nh s n g 183
1.3.3 Ơ xy hịa tan n c 183
1.3.4 Các yếu tố sinh h ọ c 183
2 Sự phát triển cá t h ể 184
2.1 N h ữ n g k h niệm quan điểm phát t r i ể n 184
2.2 Các d n g giai đoạn phát triển 185
2.3 T ính ch u kỳ phát t r i ể n 188
3 Tuổi thọ (độ d ài đòi sống) thủy sinh v ậ t 190
N ăn g lượng cho táng trưởng phát triển 192
4.1 Cưịng độ chuyển hóa lư ợng 192
4.2 H iệu s u ấ t sử dụng thức ăn lượng 193
4.3 T rạng th i lư ợ n g 195
4.4 Cân b ằn g lượng cá th ể 196
Chương 11 Quần thể sinh vật biển 199
1 Các Khái niệm quần t h ể 199
2 Cấu trúc quần th ể 201
2.1 Kích thưóc m ật đ ộ 201
2.2 Sự p h ân bố cá th ể không g ia n 205
2.3 Cấu trúc tuổi quần t h ể 208
(11)2.4 Cấu trúc giỏi tính cấu trúc sin h s ả n 210
2.5 T ính phân dị cá thể quần t h ể 2 1 3 Mốì quan hệ nội quẩn t h ể 212
3.1 Các mối tương tác â m 212
3.2 Các mối tương tác dương 213
4 Sự hình thành ch ất hữu chuyển hóa n ăn g lư ợ n g 214
4.1 N hịp điệu hiệu su ấ t sản xuất ch ất hữu 215
4.2 Cân lư ợ n g 217
5 Đ ộng th quần th ể dao động sô lư ợ n g 217
5 1 Mức sinh s ả n 217
5.2 Mức tử vong (mức chết) mức sơng s ó t 218
Õ.3 Sự tăn g trương s ố lượng cá th ể quần t h ể 219
5.4 Sự dao động s ố lượng quần t h ể 222
5.4.1 Dao động theo chu kỳ ngày đêm 224
5.4.2 Dao động theo chu kỳ m ù a 224
5.4.3 Dao động theo chu kỳ n ă m 225
5.4.4 Dao động theo chu kỳ m ặt trăng thủy tr iề u 225
5.4.5 Sự biến động khơng có chu k ỳ 225
Chương 12 Các quẩn xã sinh vật biển 227
1 Các khái n iệ m 227
2 Cấu trúc quần x ã 228
2.1 Cấu trúc loài số lư ợ n g cá t h ể 229
2.2 Cấu trúc vể kích th c 232
2.3 Cấu trúc dinh d d n g 233
2.4 Cấu trúc không g i a n 237
3 Mối quan hệ loài quần x ã 238
3.1 Q uan hệ bàng quan (neu tralism ) 238
3.2 Các mốỉ tương tác â m 239
3.3 Các mối tưdng tác dương 243
4 Chu ch u yển v ậ t ch ất biến đổi năn g lượng quần x 247
4.1 Các kênh vận c h u y ể n 247
(12)4.2 H iệu su ấ t chuyển v ậ n 248
5 Các quần xã sin h v ậ t chủ yếu biển đ l d n g 250
5.1 Các quần xă đáy (B enthic b io cen o ses) 250
5.2 Các quần xã tầng nưóc (P elagic b iocen oses) 252
5.3 Các quần xâ tiêu biểu vùng biển ven bò n h iệt đ i 255
Chưđng 13 Hệ sinh thái biển 279
1 Cấu trúc h ệ 280
1 1 Môi trư ồn g 280
1 2 Q uần xã sinh v ậ t 281
1.3 Mốì tưdng tác quần xã mơi trư ị n g 282
2 Các hoạt động chức h ệ 283
2.1 Các chu trình sinh địa h ó a 283
2.1 1 Chu trình ca cb o n 285
2.1 2 Chu trình nitđ 286
2.1 Chu trình p h otp h o 288
2 C hu trình lưu huỳnh 289
2 Chu trình sắ t m a n g a n 291
2.2 D òng lượng qua hệ sinh t h i 292
2.2.1 Q uá trình tổng hợp ch ất bàn g đưòng quang d õ n g 293
2.2.2 Sự thích nghi sinh vật sản xuất nhằm khai thác tối đa năng lưỢng x 294
2 Sự thay đổi thành phần loài khu hệ tảo th eo mùa liên quan đến thay đổi c h ế độ ch iếu s n g 296
2 Cường độ hiệu suâ't quang hỢp 298
2 Q trình tổng hỢp ch ất đưịng hóa tổng h ợ p 299
2.2.6 Q uá trình phân giải c h ấ t 300
2 D òng lượng qua hệ sinh t h i 301
3 Sự diễn t h ế sin h t h i 302
(13)Chương 14 Nắng suất sinh học biển, vấn đề khai thác nguồn lợi
hảl sản 307
1 N ă n g su ấ t sđ cấp biển đ l d n g 308
2 N ă n g su ấ t thứ c ấ p 310
3 N guồn lợi sin h v ậ t biển vấn đề khai thác nguồn lợ i 315
Chương 15 Vấn đề ô nhiễm biển bảo vệ sạch cua mơi tnldng 319
1 Ơ nhiễm mơi trưòng b iể n 319
1.1 Sự nhiễm bẩn thủy v ự c 320
1.2 Sự phì dưõng (Eutrophicatỉon) 322
1.3 Ơ n hiễm dầu ồ biển đại d n g 324
2 Khả năn g tự làm nưóc thủy sinh v ậ t 325
2.1 Vơ hóa ch ất hữu 326
2.2 Ăn trực tiếp ch ất hữu bị phân h ủ y 326
2.3 Tích tụ ch ất bẩn ch ất đ ộ c 326
2.4 Loại trừ chất bẩn, chất độc khỏi tần g n c 326
2.5 Làm th oán g nưốc, cung cấp O2 cho q trình oxy hóa 327 3 Xác địn h mức độ nhiễm bẩn nưóc 327
4 Q uản Ịý h ệ sin h th i biển bảo vệ sạ ch mơi trư ị n g 329
4.1 Q uản lý tà i nguyên nước 329
4.1.1 Q uản lý s ố lượng n c 330
411.2 Q uảh lý ch ất ỉượng nước 3ÍỊ0 4.2 Quản lý trì đa dạng sinh học nguồn lợi sinh vật biển ' T 3.‘Ỉ0 4.2.1 K h th a h ợ p lý nguồn lợi nuôi trồng th u ỷ sả n sin h vật b iể n .ĩ 331
4.2.2 Bảo vệ môi trưòng b iển đại dương I 332
(14)LỜI Mỏ ĐẦU
inh học Sinh thái học biển phận cấu thành của thủy sinh vật học thuộc ngành Sinh học, nghiên cửu đời sống của loài sinh vật môi trường biển Những hoạt động sống sinh giới chịu phối trực tiếp gián tiếp yếu tố mòi trường điều kiện đó, sinh vật trả lời lại phản ứng thich nghi nhằm tri tinh ổn định hoạt động sống sự tồn thân chúng Từ hình thành nên khoa học: Sinh học Sinh thái học biển.
Sự sơng thủy nói chung hay biển nói riêng đa dạng vá diễn phức tạp, tham gia vào trình phát triển tiến hố đại dương, đồng thời tạo nên nguồn lợi sinh vật phong phú Chinh lẽ đó, từ sớm lịch sử nhân loại, người tiếp cận với biển, trước hết vùng biển sát bờ để khai thác nguồn lợi hải sản phục vụ cho nhu cầu khác minh.
Từ th ế kỷ XVI, việc mở rộng thị trường buôn bán xuyên lục đia của các nước châu Âu tạo nên đội thương thuyền lớn vượt biển và đại dương đến vùng đất phía Đơng phía Tây. Hoạt động đòi hỏi người phải am hiểu kiến thức địa lý, khi tượng hải văn Những kiến thức trước hết đượt thê' trên
các đồ hàng hải Từ khoa học hải dương đời muộn hơn, những khám phá nghiên cứu sinh vật hải dương xuất Vào cuối kỷ XIX, Thủy Sinh vật học, bao gồm Sinh vật học biển trở thành ngành khoa học độc lập có đơĩ tượng phương pháp nghiên cứu riêng Nó góp nên thành tựu khoa học to lớn cho phát triển hưng thịnh Sinh vật học thếkỷ chúng ta.
Nghiên cứu sinh học biển có quy mơ lớn, đưỢc khởi đầu đoàn khảo sát Darwin (1831 - 1836), Berg (1837) Ross (1839
(15)triển ngành Sinh học biển Tiếp theo, nhiều nghiên cứu khác được tríển khai Vtíiax (1886 - 1889), Siboga (1899 1900), Alhatros (1898 -1900) Trong nhiều tư liệu sinh vật biến hải dương học thi những công trinh nghiên cứu nhà khoa học Xơ Viết cũ giữ vỊ trí rất xứr^ đáng Bằng k ế thừa thành tựu nghiên cứu chính minh giới, với phương pháp luận chứng đại, các nhà khoa học Xô Viết cho xuất 10 tập cơng trình lởn, gồm Vật lý học ìmi dương, Hố học hải dương, Địa lý hải dương, Địa chất hải dương và Sỉtih hợc hải dương vàữ năm 1977 Đại dương ngày vẫn được tiếp tục khám phá khoảng không vũ trụ.
Liên quan đến nghiên cửu sinh vật biển, trạm nghiên cứu hiển cũng thành lập sớm trạm Macxen (Pháp) thành lập vào năm 1834, Xevastopon Nga (1871), Neopon Ý (1872) Neivpo ỏ Mỹ (1876).
Những nghiên cứu Sinh học biển nước ta nhà khoa học phương Tây ý từ sớm đồn thám hiểm Cook (cì kỷ XVIII), sau Sauvage (1877), Pellegrin (1905) Đẩu thế kỷ, thời kỳ Pháp tkuậc, nghiên cứu Địa chất hải dương, Hải văn, Thảy sinh vật triển khai vùng thềm lục địa Biển Đông biển k ế cận rầm rộ Nghiên cứu biển nhà khoa học nước Việt Nam gắn liền với đời Hải học viện Nha Trang vầ hoạt động tàu nghiên cứu De Lanessan với trọng tải 700 tấn Trong trinh hoạt động minh trước chiến thứ II (1922
-1939), Viền công bố gần 50 tập công trinh, đại phận về tỊiảy sinh vật nghề cá biển.
Sau năm 1954, miền Bắc, nhiều nghiên cứu tổng hợp vịnh Bắc
Bộ triền khai éữ nhà khoa học Việt Nam hợp tác với Liên Xô
và Trung Quốc (1959 - 1961), miền Nam khảo sát của
đoàn tàu Kyokuyo Co Ltd dưâi tài trợ FAO, khảo sát đoàn NAGA (1959-1961)
(16)T h ự c tế , S i n h h ọ c v S i n h t h i h ọ c b i ê n k h ô n g c h ỉ c u n g c ấ p c h o
chúng ta dẫn liệu tài nguyên sinh vật to lớn mà cho phép chúng ta hiểu biết ngày sâu sắc về:
- Đ i s ố n g c t h ể c ủ a c c s i n h v ậ t t r o n g m ô i t r n g b iể n
■ Môĩ quan hệ cá thể quần thể (Population), các
q u ầ n t h ể t r o n g q u ầ n x ã ( B i o c e n o s e ) v g i ữ a q u ầ n x ã v ă m ô i t r n g ,
cũng trình chu chuyên vật chất biến đồi lượng trong hiên đại dương.
■ N h n g v ấ n đ ề t r ê n g i ú p c o n n g i h i ế u b i ế t m ộ t c c h s ầ u s ắ c c c c ơ
vhế hình thành suất sinh học, chiều hướng phát triển những quy luật biến động nguồn lợi gáy yếu tố' tự nhiên hoạt động người, từ tạo sở khoa học đế thiết lập dự báo về biến động nguồn lợi, xây dựng quy hoạch sử dụng quản lý tài nguyên, tri đa dạng sinh học bảo vệ môi trường hiển cho sự phát triển bền vững.
Từ đòi hỏi khoa học thực tiễn sản xuất, việc giảng dạy chuyên đề Sinh học biên trường Đại học Tổng hỢp trước hay trường Khoa học Tự nhiên tiến hành từ những năm thập kỷ 70 cho sinh viên chuyên ngành Ngư loại và Thủy sinh vật học Môn Sinh học Sinh thái học biển trở thành mơn học Bộ mơn Hải dương học từ đầu năm 80.
Theo cấu trúc khung chương trinh đào tạo thuộc Bộ môn Hải dương học, Khoa Khi tượng - Thủy văn - Hải dương học, trường Đại học
Khoa học Tự nhiên, Đại họe Quốc gia Hà Nội, giáo trình "Sinh học và Sinh thái học biển" thức biên soạn, nhằm trang bị cho sinh viên năm cuôi hiếu biết bần nhât trình sình học và sinh thái học xảy biển sở khoa học biện pháp
iỊuán lý biển nói chung hay các dạng tài nguyên, bao gồm đó
nguồn lợi sinh vật biển nói riêng.
Giáo trình cấu trúc theo phần sau đây:
- Biên đại dương môi trường phát sinh, phát triển giới
sinh vật uới dạng sôhg đặc trưng chúng.
- Đ i s ố n g c ủ a c c n h ó m ỉ o i s i n h v ậ t d i ễ n r a t r o n g h i ể n m ứ c c á
(17)- Đời sống sinh vật tổ chức cao (quần thể, quần xă
và hệ sinh thái).
- Năng suất sinh học nguồn lợi sinh vật biển, củng khả năng
khai thúc quản lý nguồn lợi, vấn đề bảo vệ môi trường biển cho sự phát triển bền vững.
Khi biên soạn giáo trình Sinh học Sinh thái học biển dành cho sinh viên khơng phải sinh học, tác giả có đề cập chi tiết đến sô' khái niệm quy luật sình học sinh thái học với mong muốn cung cấp thêm dẫn liệu đ ể sinh viên dễ dàng tiếp cận với vấn đề hiện đại biển đại dương.
Tài liệu hiền soạn lần đầu, không tránh khỏi những khiếm khuyết hạn chế, mong góp ý đồng nghiệp và sinh viên đ ể sau có sửa chữa bổ sung hồn chỉnh Một lần nữa, tác giả chân thành cám ơn trường Đại hoc Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội khoa Khi tượng - Thủy văn - Hải dương học tạo
điều kiện thuận ÌẠ để giáo trình Sinh học Sinh thái học biển đời.
(18)Nước - MÔI TRƯỜNG THUẬN LỢI CHO PHÁT SINH
VÀ PHÁT TRIỂN CỦA THÊ GIỚI SINH VẬT
1 NƯỚC TRONG THÌÊN NHiÊN VÀ GiÁ TRỊ CỦA NÔ TRONG ĐỜi SỐNG CON NGƯỜI
1.1 N g u n g ố c c ủ a n c
Nước đóng vai trị quan trọng địi sốn g sin h giới con người Đ iểu k h ẩn g định rằng, cđ th ể sinh v ậ t chứa 75 - 90% nước Nới nào có nước, ỏ nđi có sống ngược lại, nđi thiếu nưdc, nơi sự sống trở lên nghèo nàn Nưdc ìà yếu tố tạo nên khác biệt của hành tinh vói hành tinh khác hệ thống M ặt trời.
Khi Trái đ ấ t đòi sinh xác lập nó, nước tham gia vào trìn h điều hịa k h í hậu, phân b ố lại sốn g để tạo nên các khu sinh học khác Trái đất Chu trình nưdc toàn cầu ổn định từ h n g trăm triệu năm Nhò th ế mà sin h tồn tại, ẩn định cách tu y ệt vời H iện ngưịi có th ể can thiệp vào lượng nưóc rơi làm biến đổi ch ất lượng nưốc bề m ặt không th ể làm thay đổi cán cân nước tồn cầu Bỏi người khộng có nguồn năng lượng sá n h nguồn nàn g lượng khổng lồ, dưòng vô tậ n của M ặt trời đủ chi phối hoạt động diễn h àn h tinh.
Nước từ đâu mà ra?
Nước m ột ch ất lỏng không màu, không m ùi, không vị cấu tạo bdi n gu yên tử hydro m ột nguyên tử oxy Dưđi áp s u ấ t thường, nước sôi 100“C ch u yển sa n g th ể rắn ồ 0“C M ột cen tim et khơi nước có khối iượng gam Nưâc d u n g môi n h iều chất.
Theo nhà khoa học Xô V iết A p Vinogradov, xu ấ t h iện nứóc trên Trái đ ất liên quan đến phân lớp chung đ ấ t đá vỏ Trái đất Khi lốp vỏ nóng dần lên, chảy phân ch ia th n h những lớp dễ chảy nhữ ng lớp khó chảy, có nưổc th ốt v ù n g vỏ
(19)ngoài Từ độ sa u khoảng 12.000m trỏ lên m ặt đất, n h iệt độ giảm xuống chỉ cồn 30ơ*c Quá trìn h k ế t tỉn h kèm theo tỏa khí khối v ậ t ch ất đang nguội dần n ày tạ o n ên đá granit nước qúa sơi Chi có hơi nươc lên Idp cù n g vỏ Trái đ ất ngưng tụ lại th àn h nước. N hư vậy, phân ly lớp vộ Trái đ ất làm thoát m ột ỉượng nưổc cực lớn, tràn ngập đại dương, sông hồ cổ tồn tạ i cho đến T ế t n hiên , nưôc tiếp tụ c bổ su n g với m ột lượng ít hđn nhiểu.-'
N gồi ỉượng nước trên, n gay từ bắt đầu hình thành, th iên thạch đem đếh cho TVái đất m ột khối lượng nưổc đủ bao lấy bể m ặt hành tin h m ột lôp dày m 80 với độ dày chung nước toàn h n h tin h là 2686m
M ột phần nước k h ác c6 nguồn gổc vũ trụ hydro k ết hợp vdi oxy ỏ tầ n g "mây hydro" tạ i độ cao 20.000 km nhò n ăn g ỉượng tia cự c tím Lượng nước n ày có giá trị lý th u yết, khơng có vai trị đ án g k ể so vối lượr^ hưóc h àn h tin h
c&n nưdc hành tinh
"Nước" (HgO) tồn tạ i dạng: th ể lỏng, th ể rắn thể Sự chuyển dạn g nưốc hhị vào n h iệt độ mơi trưịng đặc tín h v ậ t lý nitdc (hinh 1.1).
Núilte
Nu0e;
• Sồng, hổ: w« 231
t>6.«n«m w>W.000
u eooọim
ĩ 37Õ aỉÕ t> n â m
Grìnlan; w = 2400: t = 4.5Đ0nam Namcựt: w -2 2-0 0;
t = 14.000 năm Hkih 1.1. Chu trinh cửa nutfc hành tinh
(w « X 10* kn^ t: thdi gtm d â mdf hồn tồri khối nc; nuớc ngầm ố độ sâu 5.000 m vặ buớc vận chti^ n 10ianỉ/nam )ỉ(th«0 Lvovith, sửa đổi từ Flohn, 1973)
(20)Nước chứa ao hồ, sông suối, đ ất đại dương Nưốc đại dương đạt 1370 triệu km^ trải diện tích 71% bề m ặt T rái đất, đóng vai trị chủ chốt cân bằn g n h iệt - ẩm trên phạm vi to n cầu.
Theo K alinin Bykov, nước sinh phân b ố sau (xem b ản g 1):
Báng 1. Phân bế nước sinh quyển
Nơi chứa Thể tích
10’ km»
% so vói
tổng số Thdi gian đổi mói
Đại dưdng 1.370.000.0 97,610 3.100 năm
Bãng ỏ cực đỉnh núi cao 29.000,0 2,080 16.000 nâm
Nuớc ngầm trao đổi tích cực 4.000,0 0,290 300 năm
Nuớc hổ nước 125,0 0,009 -100 năm
Nuớc hổ nuớc mãn 104,0 0,008 10-1.000 nâm
Độ ẩm đất 67,0 0,005 280 ngày
Các dòng sống 1.2 0,00009 120 >20 ngày
He»i huớc khí 14,0 0,0009 ngày
N hư vậy, nưóc đại dưđng chiếm th ể tích lơn n h ất, sa u các khôi b ăn g ỏ cực đỉnh núi cao Nước chứa ếc dịng sỗng chiếm th ể tích nhỏ n h ất, song vai trò quan trọng g iá trị k in h t ế lổn n h ất dông sông lượng nưốc chảy qua ch ú n g h àn g năm , khoảng 35 nghìn km^ Nước đơng sơng khơng cu n g cấp cho công, nông, ngư nghiệp, sin h hoạt mà tạo nên nguồn đ iện n ăn g quan trọng cho h oạt động kinh tế.