第九章海洋初级生产力

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1、生物生产力的有关概念初级生产力：自养生物通过光合作用或化学合成制造有机物的速率。总初级生产力和净初级生产力次级生产力：除生产者外的各级消费者直接或间接利用已经生产的有机物经同化吸收、转化为自身物质的速率。群落净生产力：在生产季节或一年的研究期间，未被异养者消耗的有机物质的储藏率。现存量：某一特定时间、某一空间范围内存有的有机体的量。周转率：在特定时间阶段中，新增加的生物量与这段时间平均生物量的比率。海洋浮游植物的周转率比陆地植物的快得多。海洋的初级生产者海洋生态系的初级生产者包括单细胞藻类（如硅藻、甲藻）、大型藻类（如绿藻、红藻、

2、褐藻）以及较高等的海洋植物。就整个海洋来说，主要的生产者是单细胞浮游植物，它们的产量占海洋初级产量的90％以上。而大型多细胞藻类以及维管束植物只在浅水近岸区有重要作用。此外，还有一些光合作用的细菌也是初级生产者。孔石莼海洋初级生产力的测定方法1、14C示踪法：把一定量的放射性H14CO-或314CO2-加入到已知CO总量的海水样品中，经过32一段时间现场培养（2～4h），测定浮游植物细胞内有机14C的数量，便可计算出浮游植物的光合作用速率。（该法的测定结果比实际生产力低）P：初级生产力；R：白瓶水样有机14C的放射计数；sR：黑瓶水样有机1

3、4C的放射计数；bP=(R-R)W/R·NsbR：加入14C的总放射性；W：海水总CO量；2N：培养时间。2、叶绿素同化指数法：在一定条件下，植物细胞内叶绿素含量与光合作用产量之间存在一定的相关性，根据叶绿素a与同化指数（Q）来计算初级生产力。P=Chla含量×Q主要考虑的因素：光营养盐铁温度垂直混合牧食作用一、光光合作用与光强一般呈抛物线的关系：在一定光强范围内，光合作用随光强的增强而增强，光合作用强度最大值所需光强称为最适光强。大于最适光强，光合作用不随光强增加而增加，也不明显下降，在此范围内的光强称为光饱和光强。继续增加辐照度，光合作

4、用的总速率下降，称为光抑制。最适光强在硅藻为5000～8000lx，蓝藻为10000～15000lx，光饱和光强一般为10000～23000lx，光抑制光强>23000lx。最大光强出现在水表明，但生产力最大值在晴天常不出现在水表明，而是出现在水下某一水层（一般出现在1/2透明度处），这一水层被称为最大光合层或最适光合层。最大光合层之下各水层的生产力将随光强的减弱而下降。但在阴天，表层光强通常为7000～15000lx，整个水层光强均在最适光强之下，不出现光抑制，故表层生产力最高。补偿深度：在某一深度层，植物24小时中光合作用所产生的有机物

5、质全部为维持其生命代谢消耗所平衡了，没有净生产量，这样的深度为补偿深度。补偿深度不仅受纬度、季节、日照角度的影响，也与天气、海况、水体透明度等有一定关系，一般2～3倍透明度处光强接近植物补偿点，故三倍透明度以下水草难于生存。二、营养盐大部分营养物质在海水中的含量不会构成限制因子，但其中NO-、PO3-等无机营养盐类的含量是影响初级生产力的重34要因子，Fe和Mn等微量元素在某些海区的含量不足也可能限制初级生产。氮盐和磷酸盐的吸收符合米氏方程。海洋中营养盐的总量比陆地耕地土壤的少很多且分布不均匀。海洋表层营养盐的补充情况是决定初级生产力的重要

6、条件。上升流区、表层海水的辐散区、寒暖流交汇的海区以及河口区的初级产量一般比较高。三、铁铁是植物生命活动必需的一种微量元素。在某些大洋区，铁是影响海洋初级生产力的另一重要因子。铁的含量随海洋深度的增加而上升，但其不能从底层向上层输送，只能依靠另外的途径补充，如陆地和大气灰尘的沉降。在赤道附近太平洋和南太平洋中这种补充量很少，铁是限制性营养元素。四、温度温度与光合作用的关系浮游植物对温度变化有一定的适应性。在光饱和条件下，不管藻类处在最适温度或是亚最适温度下，其光合作用速率几乎一样。在热带大洋区温度引起的海水层化现象（温跃层）成为营养物质从深

7、层水进入上面光照层的障碍，从而间接地影响初级产量。五、垂直混合和临界深度垂直混合一方面可通过补充上层的营养盐而提高生产力，另一方面在混合的过程中也可能把浮游植物带到无光区而不能进行光合作用。临界深度：在这个深度上方整个水柱浮游植物的光合作用总量等于其呼吸消耗的总量。临界深度通常大于补偿深度。光合作用深度补偿深度呼吸作用临界深度临界深度与补偿深度上方和下方浮游植物的数量比例及垂直混合的深度有关。六、牧食作用过剩摄食：在浮游植物密度高的时候，被吞食的植物细胞尚未被很好消化就从肠管排出的现象。牧食作用的效应在不同海区也不相同。北太平洋和热带海区浮

8、游植物生物量在一年中没有大的变化，初级生产很快被浮游动物消耗掉。而在高纬度海区浮游动物数量的增加一般比浮游植物的增加延迟数周。除上述影响海洋初级生产力的生态因子外，初级生产力还与