七章海洋初级生产力.ppt

第七章 海洋初级生产力 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： 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（primary productivity） 4．现存量、周转率、周转时间 生产力 = 现存量×周转率 （一）光合作用（photosynthesis） 1．光反应（light reaction） 2．暗反应（dark reaction） （一）测氧法  原理 同化指数（assimilation index）或称同化系数（coefficient of assimilation）是指单位Chla在单位时间内合成的有机碳量，其单位为mgC/（mg Chla·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 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 根据式 ID = I0e－KD 可得 ln ID = ln I0－KD (1) D = (ln I0－ln ID) /K (2) 以补偿深度的光强IC取代ID，则D即为补偿深度（DC） DC = (ln I0－ln IC) /K (3) 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： 2、最大吸收速率（Vm）： ①反映细胞营养水平和环境限制程度的指标 ②可变 3、吸收半饱和常数（Ks）： ①种群竞争限制性营养盐能力的一个重要指标 ②相对保守、稳定 沿岸与大洋种类的差异、季节演替 4、参数的求法 5、Vm / Ks （二）绿色植物按一定比例吸收营养盐 Redfield比值： C：N：P = 106：16：1 海洋整体缺氮，部分海区缺磷 （三）表层营养盐补充 上升流、沿岸、河口与寒暖流交汇处 三、铁（Fe） Fe：影响某些大洋区海洋初级生产力的重要因子 C：Fe = 100000：1 Fe在海水中的分布很不均匀 从大洋到近岸，其含量范围大约为0.001~0.5 mg/m3，即相当于0.02~10 nmol/kg。 补充特点 近岸、大洋表层 从海洋整体上看，南大洋部分海区和赤道的广阔海区中Fe含量最低 四、温度 1、直接影响： 光合作用可看作一系列酶促反应 浮游植物对温度变化有一定的适应性 如中肋骨条藻在最适温和亚最适温状态下光合作用速率无明显变化（酶含量与活性） 2、间接影响：层化现象 五、垂直混合和临界深度 1、湍流：有利与不利 2、临界深度（the critical depth） 过剩摄食（superfluous feeding） 一般多数海区营养盐补充起决定作用，而在高纬度光照易起重要作用 第三节 海洋初级生产力的分布 一、不同纬度海区初级生产力的季节分布 （一）中纬度海区 中纬度海区初级生产力的季节变化属于双周期型，包括春、秋季两个高峰。 （二）高纬度海区 光照条件是影响初级生产的主要因素、一年中只有两个生物学季节。 （三）低纬度海区 存在强大的恒定温跃层（permanent thermocline） 生产力低，但整年有生产，周期性不明显 不同纬度存在过渡 二、不同水文特征海域的初级生产力 表7.2 不同海区年初级生产力范围（引自Lalli Parsons 1997） 三、近岸水域的初级生产力 受陆地的影响