内容正文:
情境导入
赤月水母的习性和分布涉及海水的什么理化性质?它又有怎样的规律呢?它对我们养殖捕捞等生产带来哪些影响呢?
赤月水母,也就是大家常说的海蜇。据说早在1700多年前,我国就有古人腌渍海蜇作为食物的记录,因此海蜇也被称为“海产八珍”之一。赤月水母生长需要一个稳定的水温和水流,以及充足的光照。最好的水温是22~25°C,光照强度在3000-5000勒克斯之间。同时,水质也需要保持清洁和稳定,适宜盐度范围18‰-25‰。
第三章 地球上的水
第二节 海水性质
—小水母 大学问
活动1:解密赤月水母生在何处?
海水的温度
1
Part One
Temperature of sea water
海洋热量的 收 支
太阳辐射
蒸 发
热量来源
热量支出
海水温度
水平分布:海洋表层水温
垂直分布:海水温度随深度变化
太阳辐射是海水温度影响的重要因素,这一段可以和水循环结合起来讲
5
1千米以上的海水温度随深度变化幅度较大
1千米以下的海水温度随深度变化幅度较小
温度/℃
深度/km
受太阳辐射的影响较大
几乎不受太阳辐射影响,也难以和表层海水形成热量交换
垂直分布
0 10 20 30 5 1 0.5 0.35 0.2 0.15 0.1
同一海区,海水越深、温度一定越低
这种说法对吗?
科学家还在红海海底发现了好几处“热洞”,大量岩浆从地壳裂缝流出,岩浆加热了海底的温度,就出现了深层海水比表面海水温度还要高的现象!在红海深海盆中,水温竟高达60℃。
仔细观察下面这两张海洋表面温度图,你能得出什么结论?
水平分布
北半球夏季
北半球冬季
结论1:全球海洋表层的水温由低纬向高纬递减
结论2:相同纬度,海洋表层的水温大致相同
结论3:一般来说,同一海区的表层水温,夏季普遍高于冬季
?
太阳辐射能从低纬向高纬递减
海水温度沿南北方向:由低纬向高纬递减
相同纬度海洋表层水温大致相同。
同一海区,太阳辐射的季节变化
同一海区,海水表层温度夏季高于冬季
水平分布
同一海域
同一季节
同一纬度
夏季(水温高) 冬季(水温低)
高纬(水温低) 低纬(水温高)
大致相同
垂直分布
从表层到深层,水温渐低,1000米以下几乎无变化
海水的温度
海水温度的分布规律
温度变化,取决于热量收支状
影响因素
太阳辐射(纬度)
海洋表层海水的温度状况,还受到海陆分布、大气运动、海水运动等因素影响。
材料一:赤月水母生长需要一个稳定的水温和水流,以及充足的光照。海蜇对水温的适应范围为15℃-32℃,最好的水温是22~25°C,光照强度在3000-5000勒克斯之间。
从水温角度推测赤月水母适宜生长的海域的纬度分布有什么规律呢?
中低纬度的热带、亚热带及温带沿海的水温都比较适合赤月水母的生长。我们生活的渤海海域最常见的是“赤月水母”。
中低纬度的热带、亚热带及温带沿海的平均水温大致为:10℃—30℃
大洋表层温度随纬度的变化
-1℃<T<0℃
24℃<T<25℃
材料二:赤月水母生长需要一个稳定的水温和水流,以及充足的光照。最好的水温是22~25°C,光照强度在3000-5000勒克斯之间。冬季营口附近海域表层海水温度为-1℃<T<0℃,不适宜水母的生长。
请帮助营口附近海域小水母度过冬天出谋划策。
往南方浅海地区御寒;
为了追逐适宜的温度
总结:海水温度影响海洋生物迁徙
对海洋生物的影响
海洋表层是海洋生物的主要聚集地
对海洋生物的影响
深度越深,海洋生物的种类和数量就越少
对海洋生物的影响
不同纬度的海洋表层生活着不同类型的海洋生物,例如石斑鱼主要生活在低纬度海域
对海洋生物的影响
石斑鱼是石斑鱼亚科(Epinephelinae)鱼类的总称,隶属于硬骨鱼纲(Osteichthyes)、辐鳍亚纲(Neopterygii)、棘鳍总目(Acanthopterygii)、鲈形目(Perciformes)、鲈亚目(Percoidei)、鮨科(Serranidae),为暖水性的大中型海产鱼类,广泛分布于热带和亚热带海域,在我国主要分布于台湾海峡以及南海海域 [1] 。
由于石斑鱼具有富含营养、肉质鲜美、低脂肪、高蛋白等特点,在港澳地区被认为是我国四大名鱼之一,是高档筵席必备之上等食用鱼。其价格昂贵,具有很高的经济价值,是我国沿海地区重要的养殖鱼类之一,并其在中国和东南亚国家得到了广泛养殖。
石斑鱼类是珊瑚礁生态系统的顶级捕食者,绝大多数为肉食性,主要以其他鱼类、甲壳类及头足类为食。但也不乏一些滤食性的石斑鱼类,如副花属(Paranthiasspp.),它们有着密集的鳃耙,可以过滤水中的桡足类(Copepods)、被囊类(Tunicates)、端足类(Amphipods)及鱼类、腹足类的幼体等浮游生物为食。石斑鱼的捕食策略同样因种而异:一些主要捕食鱼类的种类如鳃棘鲈属(Plectropomus)和侧牙鲈属(Variola)鱼类通常会在礁石或浅滩附近巡游,以求主动搜寻猎物;另一些种类如加勒比九棘鲈(C. cruentata)、豹纹九棘鲈(C. leopardus)等则擅长躲避在珊瑚及岩礁中,伏击过往的鱼类及甲壳类。典型的石斑鱼类外形口大头大,这使得它们可以在极短的时间内吸入大量的水形成负压,并顺势将猎物吸入口中,其口中具有众多向内的小尖齿可防止猎物从口中逃脱。一些石斑鱼类还被记录有和裸胸鳝(Gymn-othoraxspp.)或其他鱼类合作捕食的行为,如蠕线鳃棘鲈(P. pessuliferus)、豹纹鳃棘鲈(P. leopa-rdus)曾被观察到与爪哇裸胸(Gymnothoraxjavanicus)、波纹唇鱼(Chelinus undulates)、蓝蛸(Octopus cyanea)等合作捕食,石斑鱼类通过鱼体摆动及“点头”等动作,指引合作者参与捕食。
繁殖方式:大部分石斑鱼类为雌性先熟的雌雄同体鱼类,即初次性成熟时为雌性,作为雌性参与繁殖后的一年至数年后,雌鱼开始性逆转成为雄鱼。然而也存在着少量可由幼鱼直接发育成雄鱼的初级雄性个体(primary males),其比例随不同物种而异,如养殖条件下斜带石斑鱼(E.coioides)和驼背鲈仅有1%~3%的初级雄性个体,而赤点石斑鱼(E.akaara)的初级雄性个体可达15%左右。这种差异也可能与生长环境相关,目前尚未有野生天然初级雄性个体的报道。此外,在人工养殖的石斑鱼类中也发现了双向性逆转的雌雄同体横带九棘鲈。甚至还有个别种类的石斑鱼为雌雄异体,如豹纹喙鲈(Mycteroperca rosacea)和拿骚石斑鱼(E. striatus)。对于石斑鱼的性逆转机制,一些研究者认为可能是环境与遗传因素共同作用的结果,并证实了外源性雄性类固醇激素可成功诱导多种石斑鱼的雌鱼发生性逆转。
大多石斑鱼类为多批产卵鱼类。卵巢内同时具有不同时相的卵母细胞。雌鱼在一个繁殖期内。卵子分批成熟。如青石斑鱼(E.awoara)、点带石斑鱼(E.malabaricus)和云纹石斑鱼(E.moara)等。一些石斑鱼类有着较为固定的产卵场。因此需要进行产卵洄游。部分种类洄游的距离较短。如大堡礁区的豹纹鳃棘鲈的产卵洄游距离通常为数百米至数千米;有的种类则需要洄游上百千米往返于产卵场,如佛罗里达沿岸的拿骚石斑鱼(E.striatus),产卵场距离定居地距离可达240 km。
营养价值:清蒸翡翠石斑鱼
石斑鱼中以青石斑鱼蛋白含量最高,比大黄鱼的蛋白含量都高,其次是棕点石斑鱼,珍珠龙胆石斑鱼和点带石斑鱼,七带石斑鱼和赤点石斑鱼的蛋白含量与中国花鲈、大菱鲆相近,而鞍带石斑鱼和美洲黑石斑鱼与真鲷的蛋白含量接近,相 对 比 较 低,约 为66%(干重计),但脂肪含量却比大菱鲆高10多倍。除鞍带和美洲黑石斑鱼脂肪含量明显较高外,其他几种石斑鱼的脂肪含量与真鲷相近,略高于大黄鱼和大菱鲆。石斑鱼中必需氨基酸占氨基酸总量均超过37%,跟FAO /WTO所建议的理想蛋白模式比 较,石斑鱼的必需氨基酸指数(EAAI)均较高。通常产品的EAAI越高营养价值也越高,点带石斑鱼EAAI为103,棕点石斑鱼的EAAI为90.19,鞍带石斑鱼EAAI为95.87,说明石斑鱼是质量较好的蛋白质源。另外,石斑鱼的鲜味氨基酸(谷氨酸Glu、天冬氨酸Asp、甘氨酸Gly、丙 氨 酸Ala)含量也十分丰富,这说明了石斑鱼味道比较鲜美。石斑鱼脂肪含量比其他海水鱼类略高,但脂质均为优质脂肪酸,其中多不饱和脂肪酸含量丰富,二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)含量占多不饱和脂肪酸含量58% ~88%,其对人体的健康有重要的作用。所以石斑鱼是味道鲜美、高蛋白、高优质不饱和脂肪酸、氨基酸组成均衡的一种营养价值极高的优质海水鱼类 [4] 。
矿物
16
鳕鱼主要分布在中高纬度海域
对海洋生物的影响
鳕鱼属脊椎动物门(Vertebrata)、脊椎动物亚门(Subphylum Vertebrata)、真骨鱼纲(Division Teleostei)、鳕形目(Gadiformes)。鳕鱼多是生活在海洋底层和深海中下层的冷水性鱼类,广泛分布于世界的各大洋。其中鳕科和无须鳕科中有许多经济价值极高的世界级重要经济鱼类 [1] 。
鳕鱼肉质鲜美、营养丰富,可以活血祛癖;鳔可以补血止血;鳕鱼的骨可以治脚气;鳕鱼胰腺含有大量的胰岛素,可以从1kg胰腺中提取12000IU胰岛素;鳕鱼的肝脏可用于提取鱼肝油(含油量20%~40%)
鳕鱼广泛分布于世界的各大洋,原产于从北欧至加拿大及美国东部的北大西洋寒冷水域。目前的主要出产国是冰岛、加拿大、俄罗斯、挪威及日本的北海道。在中国,鳕鱼主要产于渤海、黄海及东海北部,其主要渔场在黄海北部、山东高角东南偏东和海洋南部及东南海区,是北方沿海出产的海洋经济鱼种之一 [3] 。
鱼是冷水性中下层鱼类,为群居鱼类,大部分生活在水温为0~16℃的寒冷海里,成鱼主要栖息在175-225米水层,幼鱼在80-100米。成、幼鱼均有昼夜垂直移动的习性,成鱼有从深水向浅水产卵洞游、幼鱼有集群分布的习性。以无脊椎动物及小型鱼类为食,如磷虾、糠虾、胡瓜鱼、毛鳞鱼等。夏、秋季栖息于黄海冷水区,冬季洄游于水深50~80m的沿海泥底区越冬。一般4-5龄性成熟。产卵期在12月到翌年4月,盛期在1-2月,怀卵量为25-100万粒,沉性卵,卵径为0.98-1.05mm,受精卵在6-7℃水温下12-17天孵出 [3] 。
银鳕鱼:裸盖鱼(学名:Anoplopoma fimbria)鱼体相当延长而稍侧扁,呈圆筒形。这种鱼属冷水域之深海鱼类,产于北大西洋两侧。其营养价值很高,含有脂肪及多种维生素。
银鳕鱼虽然名称内部有鳕鱼但并不是真正的鳕鱼,真鳕鱼肉质脂肪含量低至0.5%,而银鳕鱼(裸盖鱼)脂肪高至11%,是真鳕鱼的55倍。但是它们都含有宝宝发育所需的epa与dha。
17
对海洋航行的影响
Ocean navigation.
Impact on ocean navigation.
……
纬度较高的海域,海水有结冰期,通航时间较短,在冰封海域航行需要装备破冰设施
“雪龙”号是我国的极地科学考察船和极地破冰船图为“雪龙”号正在破冰前行
海洋上空的气温比陆地上的气温变化慢
沿海地区气温年较差、日较差均比内陆地区小
温度增高,体积膨胀,海平面上升
03
对大气温度和气候的影响
海水温度的变化幅度小于陆地,变化过程滞后于陆地
19
活动探究
分析海水温度对游泳活动的影响
海滨浴场是当地居民和游客喜爱的去处。我国海岸线绵长,拥有众多海滨浴场。图3.11为2016年6月-2017年6月葫芦岛、厦门、西沙3个海洋站的表层海水月平均温度。通常表层海水温度在20℃以上时适宜游泳。
葫芦岛
厦门
西沙群岛
20℃以上时适宜游泳
纬度差异,季节差异。
22
图3.11 葫芦岛、厦门和西沙海洋站的表层海水平均温度
西沙(16°49′N) 2016.06 2016.07 2016.08 2016.09 2016.1 2016.11 2016.12 2017.01 2017.02 2017.03 2017.04 2017.05 2017.06 30 30 29.5 29 28 27.5 25.5 25 25 25.5 28 30 30 厦门(24°28′N) 2016.06 2016.07 2016.08 2016.09 2016.1 2016.11 2016.12 2017.01 2017.02 2017.03 2017.04 2017.05 2017.06 26 29 28 26.5 25.5 23.5 19 15.5 15 15 20 24 26 葫芦岛(40°42′N) 2016.06 2016.07 2016.08 2016.09 2016.1 2016.11 2016.12 2017.01 2017.02 2017.03 2017.04 2017.05 2017.06 20 25 23 24 15.5 7 3 0 0 4 9 16 21
分析海水温度对游泳活动的影响
分别描述3个海域的海水温度季节变化特点。
葫芦岛:夏季海水温度较高,冬季海水温度低,冬夏季节变化显著。
厦门:夏季海水温度较高,冬季海水温度较低,有季节变化。
西沙:冬夏季节海水温度均较高,季节变化不明显。
分析海水温度对游泳活动的影响
② 3个海洋站附近的海滨浴场分别有哪些月份适宜人们游泳?
西沙全年12个月均适宜人们游泳,厦门4月到11月适宜人们游泳,葫芦岛6月到9月适宜人们游泳。
分析海水温度对游泳活动的影响
③比较3个海域适宜人们游泳的时间长短差异,并说明原因。
三个海域适宜人们游泳的时间由长到短依次为:西沙、厦门、葫芦岛。其主要原因是三个海域的纬度差异大,纬度越低,海水温度越高,则适宜游泳的时间也越长。
海水的盐度
2
Part Two
Salinity of sea water
三亚地区的海域适合大规模养殖赤月水母吗?
材料三:赤月水母生长需要一个稳定的水温和水流,以及充足的光照。最好的水温是22℃~25°C,光照强度在3000-5000勒克斯之间。同时,水质也需要保持清洁和稳定,适宜盐度范围18‰-25‰。
海南三亚海域表层海水年均水温22℃-27℃,三亚海区年平均盐度表层31‰-34‰,底层33‰-35‰。
三亚不仅水温过高,而且海水的盐度也不适宜赤月水母的养殖。
海水为什么又咸又苦?
氯化钠
中文别名:食盐
氯化镁
味苦微咸
表层海水的盐度高低主要取决于蒸发量与降水量之差
盐 度:表示海水中盐类物质的质量分数。通常用千分比表示。世界大洋的平均盐度约为35‰
总盐量基本稳定。
说出世界表层海水盐度分布规律:
从南北半球副热带海区,分别向两侧的高纬和低纬递减,呈马鞍形分布。
海洋表面盐度图
观察海洋表面盐度图,并和海洋温度图对比你能得出什么结论?
外 海
1、最大值阿拉伯海地区?
2、最小值区极地区?
3、气温最高区,低纬地区为什么盐度偏低。
在海洋表面温度最高的热带地区,盐度并不是最高的
在海洋表面温度较低的极地地区,盐度是最低的
海洋表面盐度最高的区域,为什么是副热带地区?
低纬度热带地区,蒸发量大,但同时降水量也大,因此盐度并没有出现极大值
高纬度极地地区,蒸发量小,盐度较低
副热带地区,蒸发量大,降水量小,因此盐度最高
蒸发量
VS
降水量
和外海不同,近岸地区的海水盐度受到入海径流等因素的影响。有河流注入的海域,海水盐度一般较低。
近海
收 VS 支
在这里要引导学生先从蒸发量和降水量差异的角度思考
33
活动:分析红海盐度高、波罗的海盐度低的原因
①归纳红海、波罗的海地区的气候特征。
②结合河流分布和流域气候特征,推测河流对两海域盐度的影响。
③分析红海、波罗的海与外海连通状况对盐度的影响。
④分别总结红海盐度高、波罗的海盐度低的原因。
⑤归纳影响海水盐度的因素。
图3.15红海和波罗的海沿岸地区的水系及代表地多年平均各月气温和降水量
活动:分析红海盐度高、波罗的海盐度低的原因
①归纳红海、波罗的海地区的气候特征。
图3.15红海和波罗的海沿岸地区的水系及代表地多年平均各月气温和降水量
红海地处热带沙漠气候区,终年炎热干燥;波罗的海处于温带海洋性气候区,终年温和湿润。
活动:分析红海盐度高、波罗的海盐度低的原因
②结合河流分布和流域气候特征,推测河流对两海域盐度的影响。
图3.15红海和波罗的海沿岸地区的水系及代表地多年平均各月气温和降水量
红海为热带沙漠气候,终年炎热干燥,蒸发旺盛,且周围几乎没有河流汇入,海水盐度高;波罗的海为温带海洋性气候,终年温和湿润,蒸发弱,且周围有大量的河流注入,海水盐度低。
活动:分析红海盐度高、波罗的海盐度低的原因
③分析红海、波罗的海与外海连通状况对盐度的影响。
图3.15红海和波罗的海沿岸地区的水系及代表地多年平均各月气温和降水量
红海海域封闭,缺乏和外界低盐度水体的交换,海水盐度高;同理,波罗的海海域也很封闭,缺乏和外界较高盐度水体的交换,海水盐度低。
活动:分析红海盐度高、波罗的海盐度低的原因
④分别总结红海盐度高、波罗的海盐度低的原因。
图3.15红海和波罗的海沿岸地区的水系及代表地多年平均各月气温和降水量
红海盐度高的原因:处于副热带海域,沿岸大多属于热带沙漠气候,全年降水少,蒸发量远远大于降水量;沿岸沙漠广布,无淡水汇入;海域相对封闭,与外界交流受到限制,因而盐度最高。
波罗的海盐度低的原因:地处副极地海域,沿岸为温带海洋性气候,降水量大于蒸发量,周围陆地淡水汇入多,海域封闭,故盐度最低。
活动:分析红海盐度高、波罗的海盐度低的原因
⑤归纳影响海水盐度的因素。
图3.15红海和波罗的海沿岸地区的水系及代表地多年平均各月气温和降水量
A. 气候:气温、蒸发量、降水量
B. 入海径流
C. 海域封闭状况等
外 海:A
近 海:A、B、C
活动2:依海而生—去水取盐
海水盐度对人类生活的影响
材料四:营口“百里盐滩”-----去水取盐,从赤月水母养殖到海盐生产
营口市老边区西部濒海至三岔河入海口这片21000公顷广阔的天然盐场,是东北辽东盐区营盖场的一部分,其海盐质地优良产量高,天然色白粒细,卤耗轻而咸性减久赋盛名。最初,这一片区域原先都是荒滩渣地、芦苇荡,在上世纪五十年代初期,改建成了盐滩。
中国四大盐场
长芦盐场——中国最大的盐场:沿岸为淤泥质海滩,滩涂宽阔;全年雨季短且降水集中;春季气温回升快,多大风,蒸发旺盛,有利于海盐生产
布袋盐场、莺歌海盐场——地处平原海岸,夏季风的背风坡, 盛行干热的下沉气流,蒸发强烈,利于海盐生产
长芦盐场
淮北盐场
布袋盐场
莺歌海盐场
莺歌海盐场
1.气候:气温高、降水少、多风、日照强,有利于蒸发
2.地形:面积广阔的平坦海滩、淤泥质海岸
3. 盐度:较大,且水质较好的海水。
长芦盐场
☆盐场形成的区位条件:
布袋盐场
海水盐度与海水养殖
对海水养殖而言,盐度的稳定性极其重要
例如,暴雨会引发养殖场的海水盐度降低,如应对不当,会造成养殖的鱼虾等大量死亡
随着科技的发展和观念的改变,海水也成为淡水资源的重要补充
例如,许多沿海国家和地区将海水淡化,以缓解当地的缺水状况;此外,人们也直接用海水冲厕,将海水作为工业冷却水
海水淡化与海水利用
… …
… …
河北唐山曹妃甸的海水淡化车间
S. Desalination
Seawater desalination workshop in Comedian, Tangshan, Hebei Province
……
曹妃甸工业区地处渤海湾中心地带,淡水资源短缺
目前,曹妃甸建有多个海水淡化工厂,既满足当地对淡水的需求,也为周边城市提供淡化海水
新加坡:御咸蓄淡 变海湾为水库
新加坡是一个岛屿国家,虽然年平均降水量在2000毫米以上,但由于地域狭小,地势低平,无法在陆地上找到蓄水量较大的蓄水区,淡水资源极度匮乏。
如何把丰沛的雨水收集起来?新加坡人将眼光转向海湾——何不把海湾变成蓄积雨水的水库呢?
经过约20年的论证、规划、建设,2008年,新加坡建成滨海堤坝,将滨海湾和外海隔开,防止海水倒灌,形成滨海水库
降雨时,雨水汇入水库,水量过多时,可通过闸门泄洪;这样,水库里的海水逐渐被淡水替换
新加坡:御咸蓄淡 变海湾为水库
滨海水库于2010年11月开始稳定地提供饮用水,每年的供水量占全国总用水量的10%
御咸蓄淡,变海湾为水库,新加坡找到了一条解决淡水资源危机的新方法;有些面临淡水危机且降水丰沛的岛屿国家也在借鉴新加坡的做法
新加坡:御咸蓄淡 变海湾为水库
课堂总结
小小水母,大大学问,小小城市,依海而生
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