第4章海洋初级生产力剖析.ppt

第一节 初级生产力 第二节 次级生产力 第三节 水体鱼产力 第一节 初级生产力 一、 初级生产力的测定方法 二、 影响初级生产力的因素 三、 初级生产力的分布 四、 海洋新生产力 一、初级生产力的测定方法 （一）生物生产力的有关概念 （二）初级生产过程的基本化学反应 （三）初级生产力的测定方法 什么是P/R系数？为什么说P/R系数是表示生态系统相对成熟度的一个极好的指标？ 生态系统中初级生产量(P)与群落呼吸量(R)之间的比率，称为P/R系数(P/R ratio)。它是反映生态系统的结构与功能状况的最重要的能学特征，亦即是反映生态系统生物生产力特点的一个重要指标。 在生态演替的早期阶段(即幼年期)，初级生产量(P)大于群落呼吸量(R)，因此P／R1。 但是，在有机污染的特殊情况下，初级生产量小于群落呼吸量，以致P／R1. 为了区别这两种情况，往往将起始时PR的发育序列称为自养演替，而把起始时PR的发育序列称为异养演替。 从理论上讲，无论在哪一种情况下，随着演替过程的推移，P／R比都会接近于1。换句话说，在成熟的或作为“演替顶极”的生态系统中，由生产者所固定的能量与维持营养结构所消耗的能量(即群落呼吸量)是平衡的。因此，P／R比是表示生态系统相对成熟度的一个极好的功能指标。 （三）海洋初级生产力的测定方法 （一）、14C示踪法 1. 原理：把一定数量的放射性碳酸氢盐H14CO3-加入到已知二氧化碳总量的海水样品中，经过一段时间培养，测定浮游植物细胞内有机14C的数量，就可以计算出浮游植物光合作用速率。 （二）、现存量法 （三）、收获法 2.营养盐的吸收机制 透性酶(permease)控制营养盐化合物或离子进入植物细胞的速率，使藻类能够从营养物质浓度较低的环境介质中吸收营养元素到高浓度的细胞内。 在低浓度条件下，吸收速率随着浓度的提高而迅速增大，达到一个平衡状态，吸收速率不再随浓度提高而加快。氮盐和磷酸盐都如此。 3.营养盐的吸收规律 米氏方程： 描述营养盐的吸收规律 υ:营养盐被吸收的速率；Vm:最大吸收速率；Ks:吸收半饱和常数;S:介质中的营养盐浓度. 建立在以N源基础上的生产力研究的价值： 并非每一种元素的这种划分都能够用实测来实现，而Ｎ是一种可供这种区分的较为理想的元素。 N是构成细胞的主要元素，而且其N和C含量的比值与N和P含量的比值也相对稳定，因此用N描述初级生产者的生长比用其它元素更为精确。此外，N常是海洋环境的营养元素，因而建立N源基础上的生产力研究更具实际意义。 4. 新生产力的概念把海洋初级生产力划分为新生、再生两大部分，从而使海洋上层生态系的物质转移、能量传递、营养元素再循环的研究进入了一个更深的层次，也使估计海域高营养级生产力建立在更可靠的基础上。这无论对于生态系统理论研究，还是对生物资源潜力的评估，都具有重要意义。 5. 新生产力是反映海洋真光层从大气中净吸收CO2能力的估计值。 第二节 次级生产力 一、 海洋食物链、营养级和生态效率 二、海洋食物网及能流分析 三、海洋各类动物次级产量估计 （一）营养结构（能流）分析的难题？ 1. 海洋食物关系（食物网）非常复杂，一个动物种群通常不是固定消费其低一个营养级的物种种群； 2. 能流并非只直接起始于活的植物（牧食食物链），而是有大量的能流沿着碎屑食物链传递； 3. 如果以每个物种为基础来描绘生态系统的营养关系和进行能流分析，虽然能真实的反映客观实际，但绘出来的食物网关系图将乱如麻团，也不可能完整地进行能流分析。 3.营养物种的类型： (1) 顶位物种(top species): 不被任何其它生物所取食，是食物链的终点。 (2) 中位物种(intermediate species):既可捕食其它物种，又可以被更高级的捕食者所食。 (3) 基位物种(basal species):不取食任何其它物种,但被其它物种捕食 (4) 孤立物种(isolated species):既不捕食其它物种,又不被其它物种捕食。 （三）营养层次关键种 营养层次关键种：在简化食物网研究中特别重视在营养层次转化中发挥重要作用的种类，这些种类称为营养层次关键种，或简称关键种。 对关键种的确认，不仅取决于它与其它种类的关系，也取决于它在群落结构中的地位。 第三节 水体鱼产力 概 况 水体渔业生产力问题一直是渔业科学研究的中心问题之一。 19世纪以前捕鱼技术十分落后，捕鱼量很有限，因而有所谓水中鱼虾“取之不尽，捕之不竭”的说法。 我国内陆可养鱼的水面约有500万hm2，目前已养的只占54%，还有近半数没有得到充分的利用。已养水面产量也极不平衡，池塘养鱼好的每公顷