【科普】水生生物学

水生生物学是研究水生生物的种类、组成、演替、生命活动的规律及其与环境之间相互关系的综合性学科。

水生生物学早期以研究水生生物的形态、分类和自然生态为主；其后由于个体生态和种群生态研究的开展，生理学、生物化学概念和方法的引入，特别是1935年，英国科学家A.G.坦斯利提出“生态系统”概念以后，水生生物学也有了较完整的“水生态系统”概念。由于人类经济活动和环境保护的需要，水体生产力发展和改造的要求，加上现代科学新成就、新技术的采用，水生生物学已发展为综合性学科。它主要研究水生生物在水体中的分布特征，水生生物对于水层生活和水体底部生活的适应，水生生物与溶解于水中的盐类、有机质、气体（主要是O2和CO2）以及水的酸碱度的相互关系，温度在水生生物生活中的作用，水生生物和光的关系，水生生物和食物的关系，种群数量变动的规律，种内关系和种间关系以及水体生产力的基本概念等。70年代以来又加强了水生生物代谢能力和生长规律、水质的生物监测以及污水处理装置和供水装置中生物活性的研究等。

实际上，在中国，水生生物学这个专业，要以中国科学院水生生物研究所最为厉害。作为国内第一家完全从事水生生物研究的科研单位，水生所不论是从资历还是实力上看，都是首屈一指的。水生所的编写许多教材都是被作为水生生物专业课教材使用的，而且水生所在国际上也享有相当的名誉。如果对水生生物这方面感兴趣的话，一定要对它有一定的了解。

水生生物学属于生态学范畴，与湖沼学、海洋科学、渔业经济以及水环境保护等学科均有密切关系。

水生生物学的研究结果和积累的资料，为上述学科提供了科学依据，而这些学科所提出的一些问题和研究方法，也促进了水生生物学的进步。

海洋（生物学）

淡水（生物学）

在西方国家看来就是淡水生物学。在水生生物学报上找不到海水的东西，为保证分类系统的完整性，所以分类中必有海水的。

（1）研究鱼产力问题

（2）生物饵料的培养问题

（3）养鱼水质的调控

（1）研究污染物质在水生态系统中的转化

（2）污染的生物评价：通过未污染和污染水中生物种量不同来监测水体污染程度。

（3）污水的生物治理

1．水体：泛指地球表面低洼地带的集水区。

2．水域：指大水体的一部分。如太平洋西部水域，长

江上游水域等。

3．生物圈：地球表面的全部生物及与其相互作用的非

生物环境的总和。可分为下面三个圈层：

a)大气圈：厚800—1000km生物分布上限15km，一

般在50—70m气层中。

b)岩石圈：厚30—40km,大多数生物分布在5-6m处。

c)水圈：几乎到处有生物。

1．水的溶解能力

2．水的热学特性（比热大导热率低；具较大溶解潜热）

3．水的密度与浮力

4．水的流动性

水环境的分区及其特性（以湖泊为例）

1．水底区：又可分为沿岸带、亚沿岸带和深水带。

2．水层区：又可分为沿岸区与湖心区。

生态类群：指生物栖息在环境中与环境的相互关系所形成的类别。

1．定义：在水层区营浮游生活，个体微小，缺乏或仅具微弱游动能力的生物。

2．类别： 浮游生物包括浮游植物和浮游动物。浮游植物通常就是指浮游藻类，而不包括细菌和其他植物。浮游藻类主要门类有：蓝藻门、隐藻门、甲藻门、金藻门、黄藻门、硅藻门、裸藻门及绿藻门。浮游动物的主要类群有原生动物、轮虫类、枝角类及桡足类。

3．浮游生物的浮游适应

A、减轻比重

B、增大体阻

C、主动运动

凡生活于水面的生物。能利用水的 表面张力生活于水的表膜或利用自身的浮囊生活在水面上。

具发达运动器官，运动能力强，可逆水前进或作长距离洄游的一类生物。

指生活于水底区的一类生物。可分为底栖植物和底栖动物，按其生活习性又可分为固着生物、周丛生物、钻蚀生物、底埋生物、水底匍匐动物和水底游泳动物。

1．公元前亚里斯多德Aristotle最早建立生物学分类系统

2．18世纪初进行大型水生动物的形态分类研究。

列文虎克Leeuwenhoek研制出显微镜后进行小型生物的研究。

林奈C.Linnaeus在“自然系统”一书中确立双命名法。

3．19世纪中期，西欧各国派出海洋探险船对世界海洋进行综合考察。

1872-1876年英国皇家Challenger调查船对大西洋和太平洋进行调查。

1887年德国浮游生物学家亨生（V.Hensen）创用了浮游生物（Plankton）一词。

1889年亨生率National号调查船对北大西洋浮游生物进行调查。

1899年荷兰韦伯M.Weber率Siboga号对热带太平洋进行调查。

1895年萨斯G.O.Sars出版专着《GrustaceaofNorway》。

1869年瑞士学者Forel(F.A.,1841-1912)研究了日内瓦湖的底栖动物。

4．19世纪末，一些国家建立海洋生物站和淡水生物站。

5．20世纪50年代，进行水域生产力的研究。

6．60年代开始实施国际生物学规划（IBP）。

7．1971年开始人与生物圈计划（MAB）。

8.1991年发起国际生物多样性计划。

发表了大量论文，很多分类专着先后出版，为我国水生生物学的研究铺平了道路。

《华东水生维管束植物》裴鉴等，1952

《湖泊调查基本知识》饶钦止等，1955；

《中国淡水轮虫志》王家楫，1961

《中国海洋浮游硅藻类》金德详等，1965；

《中国海洋浮游桡足类》郑重等，1965

《中国动物志—淡水枝角类》蒋燮治、堵南山，1979；

《中国动物志—淡水桡足类》沈嘉瑞等，1979

《中国淡水藻类》胡鸿钧等，1980

《西藏水生无脊椎动物》蒋燮治等，1983；

《海洋浮游生物学》郑重等，1984

《中国淡水藻志-鞘藻目》饶钦止，1988；

《中国近海多毛环节动物》杨德渐、孙瑞平，1988

《中国淡水藻志-硅藻门中心纲》齐雨藻等，1995；

《中国淡水藻志-色球藻目》朱浩然等，1997

《中国淡水藻志——裸藻门》施之新等，1999；

《原生动物学》沈韫芬等，1999

在内陆水域方面，50年代中苏合作对黑龙江进行综合考察。中国科学院水生生物研究所对长江中、下游的湖泊调查，青海湖调查，80年代初由各省、市水产研究机构和几所水产高等院校协作，对长江、黄河、黑龙江、珠江四大水系的渔业资源进行综合调查。

大连水产学院等单位开展了内陆盐水及其生物资源的调查和利用的研究。这些工作为水产饵料生物的区系和分布提供了丰富的资料。

在海洋方面，上世纪50年代，中科院海洋所对黄、渤海进行综合调查。1958年《全国海洋综合调查》，1980年进行全国海岸及海洋资源综合调查等

在单胞藻培养方面，青岛海洋大学、中国科学院水生生物研究所、海洋研究所等建立了比较完整的藻种室，可随时为生产、科研单位进行藻类培养提供种源；水生生物研究所进行了固氮蓝藻的培养和在农业、渔业中利用的研究；海南、广东建起了多处螺旋藻培养基地，其产品已广泛应用于水产品育苗生产中；曾被视为害藻的螺旋鱼腥藻(Anabaenaspiroides)经陕西省水产研究所多年研究，证实其为鲢易利用的优质饵料，并在大面积培养方面做了大量工作。

在轮虫培养方面，继上世纪50年代引进日本工厂化培养技术后，在土池中大量增殖轮虫获得成功，并已在淡、海水苗种生产中，特别是河蟹土池生态育苗中得到应用。

枝角类作为“鱼虫”，早在我国民间养鱼中采用。十几年前何志辉等从晋南采集到盐水枝角类—蒙古裸腹溞（Moinamongolica）驯化于海水中，并对其生物学和培养方法进行了深入的实验研究，为大规模增殖作为海水苗种生产新的活饵料奠定了基础。

随着沿海卤虫资源的急剧下降，内陆盐湖资源开发已引起人们的关注。上世纪末，由黑龙江、新疆、内蒙古等水产研究所，对西北地区盐湖卤虫资源进行了为期4年的调查，发现有卤虫的盐湖31处，水面1620km2，为卤虫资源利用开拓了新领域。

1．水体富营养化的防治

2．大型水利工程对生态和环境的影响

3．水域生态系统结构和功能的研究

……

1．水底区

(1)沿岸带(littoralzone)由水边向下延伸到大型植物生长的下限。这一带的深度按水的透明度而不同，一般为6～8m。

(2)亚沿岸带(sublittoralzone)沿岸带和深底带的过渡区，一般没有大型植物生长。有些湖泊这一带为贝壳所堆积。

(3)深底带(profoundalzone)深底带包括亚沿岸带以下的全部湖盆，通常堆积着富有机质的软泥，这一带没有植物，动物的种类较少。

华中农业大学水生生物学专业是生物学下的二级学科，具有博士、硕士学位授予权，研究生毕业授予理学博士或硕士学位，可在高等院校、科研院所、企事业等单位从事水生生物相关的教学、科研和高级管理等工作。现有导师11人，其中博导3人：谢平、梁旭方、庄平、张世萍、陈孝煊、熊传喜、陈大庆、李谷、李大鹏、李莉、张学振。

上海海洋大学的水生生物学课程开设可以追溯到解放前上海海洋大学的前身——江苏省立水产专科学校（1930年）。当时的养殖科是三个主干专业（另外还有捕捞科和加工科）之一，该专业设置了生物学课程，其中包含了浮游动植物、底栖生物、无脊椎动物等内容，因为它们与水产养殖关系密切。新中国成立后，在1952年全国高等院校大调整之际，上海水产学院宣告成立，这也是新中国成立的第一所高等水产院校，因水产养殖分设淡水和海水养殖两个专业，所以相对应地设置了《淡水生物学》和《海洋生物学》课程。当时的水生生物学方面师资有毕业于东吴大学生物学的陈子英教授（摩根的学生）、毕业于厦门大学生物系的肖树旭教授、毕业于山东大学生物系的王嘉宇讲师以及日籍杨亦智讲师等，并聘请了当时山东大学李冠国教授（讲授“浮游生物学”课程），他们进行水域调查研究，采集水生生物标本，结合生产实习，自编讲义。上海水产学院成为我国时间最早、师资最优、教材最全的第一所开设水生生物课程的高等院校。随着学科的发展，上海水产学院于1956年在国内率先设立了水生生物学专业，招收学制为四年的本科生。为新中国的建设培养了一批水生生物学方面的专门人才，如甲壳动物学家梁象秋教授、鱼类学家苏锦祥、伍汉霖、金鑫波、王幼槐等教授，也促进了水生生物学学科整体水平的提高，并于1960年在国内出版了第一本《水生生物学》教材。

六十年代后期：文革特殊阶段。

这一阶段，水生生物学教研组人才聚集，各成员专业特长优势明显。其中，梁象秋教授毕业于上海水产学院水生生物学，杨和荃教授毕业于华东师范大学的植物学专业，在淡水浮游生物研究方面颇有建树；方纪祖副教授毕业于厦门大学，主攻海洋生物；严生良老师在水生生物生态学方面有专长，当时的海洋生物学教师还有洪惠馨教授、虞冰如老师，淡水生物方面还有王菲老师等。当时，授课班级少（3-5个班/年），水生生物学课程分为淡水生物和海洋生物两部分授课，课时很多（160学时，分上下两学期授课），师资力量配备非常强，教师非常注重课程建设，特别是在水生生物学教材、教学参考资料方面加强建设。1972-1979年，上海水产学院搬至厦门期间，水生生物教研室组织编写了《淡水习见藻类》、《淡水轮虫图册》、《淡水枝角类图册》、《淡水软体动物图册》、《水生维管束植物》等教学参考书；1982年，严生良、梁象秋、杨和荃等老师参编出版了《淡水生物学》（上册）；1986年，杨和荃教授参编出版了农业部广播电视教材《淡水生物学》，并于1988年受聘为中央农业广播学校“淡水生物学“教师。1986-1989年期间，由杨和荃教授编导，由我校电教中心拍摄了“浮游植物”、“浮游动物”、“淡水生态”等水生生物电视录像教学系列片，（这些录像链接在“水生生物学”市级精品课程网上，为许多学校参考使用，效果很好），还拍摄了水生生物实物彩色照片300多幅，制作了1700多帧幻灯片。当时的水生生物学授课方式主要为黑板板书和放映幻灯片。

1988年，水生生物学4年制本科专业恢复在全国招生。从1984年始，梁象秋教授、杨和荃教授、方纪祖副教授就筹划、整理、编写了《水生生物学》讲义，该讲义集淡、海水生物，集水产饵料生物和经济生物为一体，于1989年在水生生物学专业试用。1992年专业教学计划调整，水生生物学专业的《淡水生物学》和《海洋生物学》两门课程正式合并为《水生生物学》（90学时），同时增设了《水生生物生态学》课程（36学时）。《水生生物学》讲义在试用6年后于1996年由农业出版社正式出版发行，该教材是当时国内水生生物学方面最完整、最系统的教材，被国内近30多所相关高等院校作为教材使用，并于1999年在台湾出版发行。1996年，水生生物学被评为校级一类课程。

2001年，上海海洋大学承担教育部“水产养殖专业人才培养方案及教学内容和课程改革研究与实践”项目，“淡水养殖专业”和“海水养殖专业”合并为“水产养殖专业”，水生生物学课程成为水产养殖专业的专业基础课。2000-2001年，学校立项开发了“水生生物学多媒体教学课件”，该课件已陆续被国内14所高校借鉴引用。2001-2002年，水生生物学课程被推荐为上海水产大学重点建设课程。2002年3月-7月，上海水产大学立项进行“水生生物学多媒体课件网络英文版制作”。2003-2004年，水生生物学课程被推荐列为上海市重点建设课程。2003年，“水生生物学”被评为上海水产大学校级精品课程。2004年，《水生生物学》被评为上海市精品课程。2004年，梁象秋教授出版专著，《中国动物志》无脊椎动物（第三十六卷）甲壳动物亚门十足目 匙指虾科。2007年，梁象秋教授参编的《中国动物志》甲壳动物亚门长臂虾科由科学出版社正式出版。2004年，上海水产大学投资200万元建立了上海市水生生物科技馆，使水生生物标本、生物学现象和知识科普化。该馆面向上海市所有中、小学生开放，成为上海市科普教育基地之一。2005年，学校立项完成水生生物学实验室规划和建设工作。2006年，我校投资36万元，建设了国内一流的“水生生物学”数码互动显微镜教学实验室。

水生生物学课程在半个多世界的历史沿革中，授课时数从“淡水生物学”和“海洋生物学”两门课程的160学时降至126学时（其中形态分类部分90学时，生态部分36学时），再根据不同专业下调至72学时或54学时。当前又根据新的人才培养需求，进一步调整为48学时（理论）+27学时（实验）或30（理论）+18（实验）。授课方式从一支粉笔、一块黑板变革到幻灯、录像、多媒体教学、生物显微成像数码互动系统多种方式相结合的立体化教学模式，无论是教学手段、教学方式的改革，教学内容的整合还是教学设备的配备均进行了革命性的创新。在教学时数缩减的前提下，教学内容和人才培养目标不仅没有削弱，教学效率反而大幅度提高，教学效果卓有成效。更为重要的是，我们的教学不仅立足于本学院、本学校，更着重于将我们的教学理念和教学成果服务于其它相关教育教学机构，着眼于使我们的教学成果能为国内水生生物学整体教学水平的提高贡献一份力量。在教学改革过程中，我们的教材、我们的课程教学体系、我们的CAI课件、我们的标本。.....，每次建设的成果都为国内几十所相关高校所共享。

几代人历经半个多世纪的不懈努力，使上海海洋大学的水生生物学有着深厚的文化和科技积淀，并努力向国家级精品课程迈进。