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初级生产力的学习课件第1页/共23页第2页/共23页水生生物学——养殖水域生态学第 十章 初级生产力第3页/共23页第一节 初级生产力及其测定方法 一、生物生产力及有关概念 二、水体中的初级生产过程 三、初级生产力的测定方法 第4页/共23页一、生物生产力及有关概念 生物生产力是生态系统提供生物产品高低的一种性能，它既是生态系中能量流动和物质循环这两大功能的综合表征，又是生物种群通过同化作用生产或积累有机质的能力。水体生物生产力是与土壤肥力相类似的概念，不仅取决于水体的特性，而且与种群的特性密切联系。 第5页/共23页现存量或生物量现存量(standing crop)或生物量(biomass)：指水体单位面积或单位体积内生物有机质的重量。例如底栖生物用g/m2或kg/m2来表示；浮游生物量通常用g/m3或mg/L来表示；鱼类现存量通常用kg/hm2来表示。水体单位面积内所能维持的最高的鱼重量称为水体鱼载力。第6页/共23页生产量生产量(production)：指一定时间内单位面积(m2，hm2)或单位水体积(m3,L)内所产生的生物有机质的重量，现存量和生产量也常用能量单位(J,kJ)表示。第7页/共23页收获量收获量(yield)：一定时间内捕捞出的那一部分产量。池塘和其他小水体可以一次把鱼全部捕出，收获量和鱼产量较接近(加上死亡的鱼就是生产量)，大水面的渔获量占生产量或多或小的一部分，它与捕捞技术和需要有关。第8页/共23页周转率和周转时间周转率(turnover rate)：一定时间内新增加的生物量(P)与这段时间内平均生物量(B)的比率(通称P/B系数)。周转率的倒数(B/P)就是周转时间(turnover time)，它表示生物量周转一次所需时间。 第9页/共23页初级产量、次级产量 根据生物的营养特点，生产量可分为初级产量（primary production）和次级产量(secondary production)。自养生物通过光合作用或化合作用在单位时间、 单位面积或容积内所合成的有机质的量称为初级产量，异养生物在单位时间内同化、生长和繁殖而增加的生物量或所贮存的能量，称为次级产量。生产量是生产力的体现，一般说来，初级产量和初级生产力是同义词，但次级产量不一定代表次级生产力。 第10页/共23页（四）叶绿素法 在一定条件下光合作用强度与细胞内叶绿素含量直接相关，因此根据叶绿素量和藻类的同化指数可计算其生产量。 测定叶绿素量目前已广泛作为浮游植物的定量方法，与此同时测定现场的同化系数进而计算初级生产力，是简便又易掌握的方法。 第11页/共23页第二节 决定初级生产力的因素 初级生产力取决于自养生物的现存量及其组成、养分、光、温度、水的运动以及动物的摄食等生态因子。 第12页/共23页4.季节分布由于太阳辐射能的周期性变化和随之而来的其他环境条件的变化，导致浮游植物生产力和生物量的季节变化，变化状况与水体所处的纬度、深度和营养类型等有密切关系。 第13页/共23页冬季初级生产力在温带中或富营养型湖泊，冬季在低光照、短日照和低温下，浮游植物生产力和生物量一般较低。当水面封冰时，如果冰层不厚且无积雪复盖，冰下的照度通常远高于藻类的补偿点，光合作用仍可不同程度地进行着。如黑龙江省一些越冬池明冰时，甚至冰下1～2 m深的水层，照度仍有3000～10 000 lx，接近于某些藻类的最适光照，一昼夜产氧量常在1 mg/L以上，最高达2.71 mg/L，浮游植物量可达10 mg/L以上(李永函等，1979)。又如印度东北部Sylvar湖，冰下3个月浮游植物生产量可占全年的四分之一(Wetzel,1975)。当冰层由厚的乌冰组成或冰上长期覆雪时，净产量转为负值，由于冰下无湍流藻类易下沉，生物量降到最低点。冰下浮游植物主要由隐藻、甲藻、金藻等鞭毛藻类组成。 第14页/共23页春季 春季随着冰层融化，在对流和风力混合下产生水层的垂直流转，养分从底层上升，加上光照和温度的升高，为浮游植物的发展创造良好的条件。首先是硅藻种群的大量增长。硅藻高峰期一般不超过3个月，此后由于硅酸盐枯竭(＜0.5 mg/L＝或其他原因(动物滤食、菌类寄生等)，种群开始消退并为绿球藻类或某些甲藻所取代。这段时期如果生产层的养分能及时得到补充，生产力仍然很高。但由于浮游动物的强烈滤食，生物量难以增长。 第15页/共23页夏、秋季节随着绿藻的发展，水中含氮量降到极低点，因而中夏以后固氮蓝藻(鱼腥藻、束丝藻等)取代绿藻而急剧增长。蓝藻此时占优势的原因还与高的温度(25℃以上)、强光照、高pH以及较少被食等有关。蓝藻水华期生物量很高，但生产力通常下降。秋后光照的减弱和温度下降等原因，引起蓝藻种群突然性地消退。此后随着秋季水层的垂直混合，环境条件又和春季类似，因而出