群落分层现象的意义(群落垂直结构出现分层现象的意义)

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生物的分层现象是普遍存在的，造成分层的原因也是多种多样的。生物分层的成因，有的是按生命规则自然形成的，是长期自然选择的结果；有的是在人为干预下，即通过人工的方法形成的。生物通过分层配置，便于完成正常的生命活动。而研究生物的分层现象，能够帮助人们正确地认识生命活动现象和本质。本文先从生物系统的分层叙述，来引申出水产养殖的分层现象，以期对养殖有一定的裨益作用。

一、自然因素导致的生物分层现象

1.由光照引起的分层

(1)群落垂直结构中的植物分层

群落的垂直结构也称3D结构，主要指群落的分层现象。群落的分层与植物对光的利用有直接关系。植物的成层性包括地上成层与地下成层，层的分化主要决定于植物的生活型，因为生活型决定了该种处于地面以上不同的高度和地面以下不同的深度。成层结构是自然选择的结果，它能够提高植物利用环境资源的能力。

在发育成熟的森林中，上层的乔木可以充分利用阳光。穿过乔木层的光，有时仅占到达树冠全部光照的1/10，但林下灌木层却可利用这些微弱的光。在灌木层下的草本层却能利用更加微弱的光。草本层以下还有更耐阴的苔藓层。

(2)水生高等植物的分层

沉水植物的植物体完全沉没于水中。其根系不发达或退化，植物体各部分都能吸收水分和养料，通气组织特别发达，以利于在水中缺乏空气的情况下进行气体交换。此类植物的叶大多为带状或丝状，如苦草、金鱼藻、狐尾藻、黑藻等。

浮水植物又称浮叶植物，指漂浮在水面上的植物。其体内多贮藏有较多的气体，使叶片或植物体能平稳地漂浮于水面，气孔也多生于叶片上表面。浮水植物中有的是植物体完全漂浮水面，如浮萍、凤眼莲、满江红、槐叶萍等；有的是根状茎埋生于水底泥中，叶片漂浮在水面，如睡莲；有的则是根生于水底泥中，茎细长而抽出水面，水面上茎的节间缩短，浮水叶密集于茎的顶端，叶柄具气囊，如菱等。

大多数挺水植物都有根系，它们的根从水中吸收营养成份。挺水植物指根生水底中，茎直立的植物类型，主要为单子叶植物。挺水植物是根茎水生的水生植物；根生浮水植物是一面叶气生的水生植物；只有沉水植物才是完全的水生植物。

三种植物的分层可归纳为：

浮水植物：如浮萍、满江红、凤眼莲、槐叶萍等；

挺水植物：如莲等；

沉水植物：苦草、金鱼藻、狐尾、藻黑藻等。

(3)藻类植物的分层

以海水藻类为例，在海洋中的藻类植物具有垂直分层现象：那就是在浅水处多生长的是绿藻，稍深处多为生长的是褐藻，而在较深处多为生长的红藻。之所以会造成这种分层现象，是因为不同波长的光在水中的穿透力是有差别的。

按照物理学原理，波长越短其能量就越大，透射力就越强，穿透海水的深度也就越深。在可见光中红光的波长最长，也就意味着其能量最小，故透射的深度最浅。一般在表层海水中有足够的红光可以满足藻类植物的光合作用，所以在表层海水中分布有大量的绿藻。蓝紫光的透射深度最深，但大部分蓝光被海水反射掉了，因此显示的海水是蓝色。真正透射较深海域的是黄绿光，海洋中分布在较深处的藻类植物常含有能够吸收绿光和黄光的光合色素，如藻红素等。光线造成了藻类植物的分层现象。

2.由食物引起的分层

(1)陆地群落动物的分层

由于阳光的原因导致了植物的分层现象，而植物的分层又会导致动物的分层。动物之所以会出现分层现象，与食物和微气候条件两个因素有关，但主要与食物有关。这是因为不同层次的群落所提供的食物是不同的。例如，在欧亚大陆北方针叶林区，在植被层和草本层中栖息着两栖类、爬行类以及鸟类（如丘鹬、榛鸡）、兽类（如黄鼬）及各类啮齿类；在灌木层和幼木层中栖息着莺、苇莺和花鼠等；在森林的中层栖息着山雀、啄木鸟、松鼠和貂等；而在树冠层则栖息着柳莺、交嘴和戴菊等。

由此看来，群落中的植物与动物之间有一定的对应关系。当然这种对应关系并非绝对，有些动物可以同时利用几个不同层次的植物，但总有一个是它喜好的层次。

(2)水生动物的分层

在水域中的动物也有分层现象。无论淡水还是海洋，浮游动物总是表现出明显的垂直分布现象。比如我国的淡水鱼类有七百余种，常见的有几十种，有些是优良的淡水鱼养殖品种，主要有鳙鱼、鲢鱼、草鱼、青鱼、鲫鱼和鲤鱼。其中鳙鱼、鲢鱼、草鱼和青鱼通常称为四大家鱼，这几种鱼的栖息水层和食性各不相同。

鳙鱼和鲢鱼生活在水的上层，鳙鱼的主要食物是浮游动物，如原生动物和水蚤；鲢鱼的主要食物是浮游植物，如矽藻和绿藻。草鱼主要生活在水的中层，以水草为食物。青鱼、鲫鱼、鲤鱼生活在水的底层，青鱼主要吃螺蛳、蚬等软体动物，鲫鱼和鲤鱼为杂食性的。

归纳：按照形态学的分层，四大家鱼从上层到底层的生活顺序为：鲢鱼和鳙鱼、草鱼、青鱼。

影响浮游动物垂直分层的因素主要是阳光、食物、温度以及含氧量。多数浮游动物是趋向弱光的，因此，它们白天多分布在较深的水层，在夜间上升到水体的表层活动。此外，在不同的季节也会因为光照条件不同而引起垂直分布的变化。

3.由某些生态因子引起的分层

(1)淡水中的微生物分层

淡水分为静水和流水两类，前者主要指湖泊、沼泽、池塘和水库等，后者如泉水、小溪和河流等。在静水的水体中，表层溶氧较多，底层溶氧量较少。

微生物的分层还与水流有关，中温水体中的微生物数量比低温水体中多，深层水体中的厌氧微生物多，表层水体中的好氧微生物较多。

(2)海水中的微生物分层

在近海和接近海底淤泥层的海水中菌数较多，远离海岸菌数较少。在海湾的海水中，细菌数约为105个/mL，远洋的海水中只有12-250个/mL。由于阳光入射水体的浓度可达10～100个/mL。其垂直分布也不均匀，表层0～10m较少，10～50m随深度的增加而增加。但在50m以下，微生物的数量随着深度增加而减少。

在接近海底沉积物的深水，微生物的数量增多。海洋细菌多为革兰氏阴性，具有鞭毛和色素，常见的有假单胞菌属、弧菌属、黄杆菌属、生丝微菌属和微环菌属等。海底主要有严格厌氧的脱硫弧菌属和甲烷菌等。

二、水产养殖的水体分层现象

1.水深的水体更容易出现水体分层

白天表层水体温度比较高，但底层水的温度比表层水的温度低好几度，但是，夜晚表层水体热量不断向外散发，到黎明表层水温又比底层水温低，表层水的密度比底层水稍大形成一定规模的密度流，特别是在气压变化频繁风向多变的晴朗日子比较容易出现反底而造成水体分层。

2.投喂饲料过多的虾塘水体容易出现分层

饲料含有大量的蛋白质，投料过多，残饵不断积累在底部，经过微生物参与的一系列的生化反应，水体分层造成底部积累较多有毒有害气体，各气体分压大于表层分压，在天气突变时容易反底，危害养殖动物。

3.用活菌制剂过多的水体容易出现分层

活菌制剂不管是液体发酵还是固体发酵，菌种基本上都脱离不了芽孢杆菌、硝化菌、酵母菌、乳酸菌等，这些菌种作用于有机物的分解时必须消耗水体中的氧气。如果用菌量过大特别是遇上阴雨天，很容易造成水体缺氧，特别是底部缺氧尤为严重，在缺氧的环境下鱼虾和其它水生生物的活动量会加大，容易造成底部水体浑浊，严重时则会出现鱼虾游塘。

4.养殖密度大的水体容易出现分层

如果放养密度过大，投料造成的残饵积累和粪便排泄物的积累增多，有机物分解耗氧严重，水体的污染远远超过池塘的自净能力，到了养殖的中后期以后出现水体分层较多，往往发病率也是最高的。

5.使用刺激性比较大的药物的水体容易出现分层

通常我们使用的消毒药物分子量越小刺激性越大，例如常规的消毒药物如甲醛，氯制剂，溴制剂。溴氯制剂分子量比较小的消毒剂刺激性都比较大，而像聚维酮碘、双链季铵盐及部分的碘制剂分子量都比较大，属于比较温和的消毒药物。

由于消毒药物的刺激性会使得鱼虾和其它水生生物在短时间内的运动量加大，另外，消毒药物也能抑制菌类的代谢繁殖等，同时藻类特别是偏老化的藻类也会受到一定程度的损伤。在鱼虾的消毒药物的选择和用量上必须要严格控制，使鱼虾有一个相对稳定的生存环境。

6.池塘藻类的种类组成和分布不同，水体出现分层的难易程度也有所不同

通过长期的观察，总结得出以下结论：通常以蓝藻为优势种特别是微囊藻，囊球藻和蓝纤维藻的水体特别容易出现水体分层，这与蓝藻的生活特性有关。通常有了蓝藻为优势种群的池塘，在同样的放养密度下，鱼虾的生长速度都比较慢，且中后期增氧机底下或多或少都有死鱼死虾。

7.养殖水体出现分层现象对鱼虾造成的影响

从物理方面考虑，分层的水体溶解氧也会出现分层，表层溶解氧比较高，但底层的溶解氧非常缺乏。底部还原性很强，在这种还原性的厌氧环境下，厌氧致病菌的生长繁殖速度加快, 而鱼虾的体质却不断下降。对氮循环的影响很大。在还原性厌氧的环境下，由于缺乏足够的氧化还原电位，低价位的氨或铵很难被氧化为高价位的硝酸盐供藻类利用。

从生物方面考虑，分层的水体藻类多分布在表层，往往造成喜强光的藻类慢慢占据优势，并且藻类组成向单一化转变，这都不利于养殖环境的稳定。根据一些专家学者统计，约有70%的有害菌都是厌氧菌或兼性厌氧菌，在分层水体的生态环境更易滋生。

8.改善养殖水体分层的方法

在处理分层水体时，要根据不同原因采取不同的处理方法，有很多人喜欢咬文嚼字的讲出一大堆的方法。但最简单最有效果的当数利用增氧机打起水浪，引发水流的形成，可以轻易的打破水体的分层，从而让养殖水体趋向于水产养殖的顺利开展。

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