《海洋初级生产力》ppt课件

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1、第七章海洋初级生产力学习目的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言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第一节海洋生物生产及初级生产力的测定方法生产者是生物群落中最基本和最关键的成分海洋初级生产的重要意义：为海洋生态系统的运转提供能量来源；估算渔业产量；对全球的碳循环的重要影响。一、生物生产力的有关概念生物生产力就是生物通过同化作用生产（或积累）有机物的能力，它包括：1．初级生产力（primaryproductivity）单位：g(干重)/m2·a，gC/m2·a，J

2、/m2·a说明：上式仅为代表式；强调时间过程总初级生产（grossprimaryproduction）净初级生产（netprimaryproduction）地球生物圈0.11％；陆地平均0.25％；海洋平均0.05％；农业生态系统：1-2％。光能叶绿素CO2＋H2O（CH2O）＋O2＋能量2．次级生产力（secondaryproductivity）3．群落净生产力（netcommunityproductivity）群落净生产力＝净初级生产力－异养呼吸消耗从群落整体考虑有无生物量的积累与群落的发展与成熟度有关4．现存量、周转率、周转时间生产力=现存量×周转率图7-1两个平衡的群落（输入＝

3、输出）的模式（A．输入和输出都较低、周转慢；B．输入和输出都较高、周转快。）（引自Krebs1978）现存量现存量生产量生产量减少量减少量AB（一）光合作用（photosynthesis）1．光反应（lightreaction）2．暗反应（darkreaction）二、初级生产过程的基本化学反应（二）化学合成作用（chemosynthesis）辅助色素（accessorypigments）：包括胡萝卜素、岩藻黄素、藻蓝蛋白等。叶绿素a（Chla）吸收范围652~700nm，吸收峰670~695nm，而可见光范围400~720nm，辅助色素可拓宽吸收范围，但不能进行电子传递（一）测氧法三

4、、海洋初级生产力的测定方法（二）14C示踪法丹麦科学家Steemann-Nielsen在20世纪50年代首先应用于海洋方面的研究优点：准确性高，所得结果接近于净产量的数值缺点：技术性强（吸附、污染）、危险现场法（insitumethod）模拟现场法（thesimulatedinsitumethod）光能叶绿素*CO2＋H2O（*CH2O）＋O2原理同化指数（assimilationindex）或称同化系数（coefficientofassimilation）是指单位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（Chla）×

5、同化指数（Q）Chla、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；温度等大小藻类、维管束植物产量估计收获量法、钟罩、掉落物（三）叶绿素同化指数法第二节影响海洋初级生产力的因素一、光1、藻类光合作用与辐照度的抛物线关系在光抑制之前的曲线可用下式表示：P(g)=Pmax［I］/（Ik+［I］)图7-2光合作用对光强变化的反应（引自Parsons1984）PmaxPgPn呼吸补偿点光抑制?P?IICIK光强(I)/〔Cal/(ml·min)〕光合作用(P)/〔mgC/(ml·h)〕＋0－2、饱和光强不同种

6、类、不同纬度、不同季节饱和光强不同适应性3、补偿深度（thecompensationdepth）、补偿光强（thecompensationlightintensity）、补偿点理论上的真光层深度纬度、季节、天气、浊度、时间、海况的影响0102030405060深度/m总初级生产和呼吸作用（任意单位）净初级生产呼吸作用光合作用图7-3中纬度海区晴天的初级生产与深度的关系（引自Tait1981）1234123根据式ID=I0e－KD可得lnID=lnI0－KD(1)D=(lnI0－lnID)/K(2)以补偿深度的光强IC取代ID，则D即为补偿深度（DC）DC=(lnI0－lnIC)/K(3

7、)式中I0可现场实测，K根据式(2)计算，IC可通过实验测得。（一）营养盐吸收方程1、米氏方程：V：吸收速率；S：介质浓度；Vm：最大吸收速率；Ks：吸收半饱和常数二、营养盐V=Vm·SKs＋SVmaKsS→Vm／2b05101520浓度S/(µmol/L)吸收速率V/(µmol/h)1.02.0S/Vc2520151050-5-9.3浓度S/(µmol/L)图7-4浮游植物对营养盐的吸收动力学（a）和Ks值（b、c）2、最大吸收速率（Vm）：