7初级生产力1.ppt

第七章 海洋生态系统与初级生产力 掌握海洋生产力的各种基本概念、影响因素、地理分布和季节分布规律 了解全球海洋初级生产力研究的前沿进展 了解初级生产力的测定方法（14C法低估生产力的原因） 掌握海洋新生产力的分布规律和研究新生产力的意义 生态系统ecosystem 指特定空间，生物（一个或多个生物群落）与非生物环境通过能量流动、物质循环和信息传递而相互作用和相互依赖的功能单元。 海洋生态系统与陆地生态系统的区别 海洋生态系统的基本组成结构 初级生产的基本概念 生产过程： 海洋水域中单细胞浮游植物、沿岸浅海水域大型藻类、海草等海洋植物以及光合细菌、化学合成细菌等自养生物将无机物（硝酸盐、磷酸盐）转换为有机物（脂肪、蛋白质）的二次生产过程。 初级生产：由浮游植物、海草等海洋植物和自养光合细菌、化能细菌等生产的有机物质为初级生产，其速率为初级生产力（primary productivity)，单位：g(干重)/m2 · a， g C/m2 · a，J/m2 · a 净初级生产力 浮游藻类的呼吸耗氧可以占到光合作用放氧量的20%。 净初级生产力（net primary production)指初级生产者在生产过程中扣除了自身呼吸作用消耗后剩下的生产总量。 现存量（生物量） 现存量：指某一时刻单位面积或单位水体中所存的生物总量，可用数量、生物量（活体重量）表示有机物质的量。以鲜重或干重表示(g/m2) 陆地森林现存量多而生产量少；海洋浮游植物现存量少而生产量多。 生产量P、生物量B、呼吸量R之间的关系I PG总初级生产量=?B生物量增量+R呼吸量 PGR，PGR，PG=R？ P/B表示单位生物量的生产能力，即周转率，对某一特定种群为定值，可计算生产量。数值越大，种群增长越快。 如水蛭3.52~5.25，田螺1.56，双壳类3.49，淡水虾6.70，摇蚊幼虫5.0 周转率的倒数是周转时间，它是现存量完全更新一次或周转一次的时间。 海洋浮游植物的周转率比陆地植物快很多。 生产量P、生物量B、呼吸量R之间的关系II P/R系数：生产量与呼吸量之比，反映某一种群或群落生物的代谢水平，称为代谢率，表示种群对环境的适应性。 P/R1，种群增长，生态系统不稳定 P/R1，种群减少，生态系统不稳定 P/R=1，种群不增减，生态系统稳定 海洋初级生产是海洋生物生命活动所需能量的来源，是海洋生物食物链的基础，是生态系统能量流动的起始点。 据统计，地球生物圈初级生产量约为320 g/m2 · a，海洋初级生产量平均为155 g/m2 · a，海洋初级生产者中，个体0.2~20μm的浮游植物和自养原核生物的生产量约占海洋初级生产量的90~95%。 个体直径0.6~0.8μm的原绿球藻具有独特的二乙烯基叶绿素，在海洋初级生产中占据重要位置。 海洋初级生产是全球二氧化碳收支的指标，对全球的碳循环有重要影响。 海洋初级生产力研究也是渔业资源开发利用、科学管理和提高生物生产的基础。 1．光反应（light reaction） 2．暗反应（dark reaction） 海洋初级生产力的测定方法 ——氧气测定法 1927年T.Garder, H.H.Gran用于测定海洋生态系统生产量 从一定深度取自养生物的水样，分装在体积为125-300ml的白瓶(透光)、黑瓶(不透光)和对照瓶中 对照瓶测定初始的溶氧量IB 黑白瓶放置在取水样的深度，间隔一定时间取出，用化学滴定测定黑白瓶的的含氧量DB、LB 计算呼吸量(IB-DB)，净生产量(LB-IB)  同化指数（assimilation index）指单位Chla在单位时间内合成的有机碳量，其单位为mgC/（mgChla·h） 公式： 初级生产力（P） = 叶绿素含量（Chl a）×同化指数（Q ） Chl a 、 Q分别由分光光度法和14C测定 优点：大大减轻工作量与费用，不必每个测站采用14C法 影响因素：藻类适应性；环境营养盐含量；光照条件；温度等  卫星携带的海洋水色遥感装置（CZCS）可记录海水颜色，反映海区叶绿素、其他色素、有颜色的溶解物的浓度。 可分析海洋浮游植物的空间分布和初级生产力的大尺度物理过程。 调查范围广，可覆盖整个海洋 影响海洋初级生产力的因素——光 饱和光强：光合作用强度最大值所需之光强 光抑制： 光强继续增加，光合作用出现明显下降可补充沈P121图 浮游植物按一定比例吸收营养盐 Redfield比值： C：N：P = 106：16：1 海