《海洋初級生產(chǎn)力》ppt課件

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1、第七章海洋初級生產(chǎn)力學(xué)習(xí)目的掌握海洋生產(chǎn)力的各種基本概念、影響因素、地理分布和季節(jié)分布規(guī)律了解全球海洋初級生產(chǎn)力研究的前言進(jìn)展了解初級生產(chǎn)力的測定方法（14C法低估生產(chǎn)力的原因）掌握海洋新生產(chǎn)力的分布規(guī)律和研究新生產(chǎn)力的意義第一節(jié)海洋生物生產(chǎn)及初級生產(chǎn)力的測定方法生產(chǎn)者是生物群落中最基本和最關(guān)鍵的成分海洋初級生產(chǎn)的重要意義：為海洋生態(tài)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)提供能量來源；估算漁業(yè)產(chǎn)量；對全球的碳循環(huán)的重要影響。一、生物生產(chǎn)力的有關(guān)概念生物生產(chǎn)力就是生物通過同化作用生產(chǎn)（或積累）有機(jī)物的能力，它包括：1．初級生產(chǎn)力（primaryproductivity）單位：g(干重)/m2·a，gC/m2·a，J

2、/m2·a說明：上式僅為代表式；強(qiáng)調(diào)時(shí)間過程總初級生產(chǎn)（grossprimaryproduction）凈初級生產(chǎn)（netprimaryproduction）地球生物圈0.11％；陸地平均0.25％；海洋平均0.05％；農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)：1-2％。光能葉綠素CO2＋H2O（CH2O）＋O2＋能量2．次級生產(chǎn)力（secondaryproductivity）3．群落凈生產(chǎn)力（netcommunityproductivity）群落凈生產(chǎn)力＝凈初級生產(chǎn)力－異養(yǎng)呼吸消耗從群落整體考慮有無生物量的積累與群落的發(fā)展與成熟度有關(guān)4．現(xiàn)存量、周轉(zhuǎn)率、周轉(zhuǎn)時(shí)間生產(chǎn)力=現(xiàn)存量×周轉(zhuǎn)率圖7-1兩個(gè)平衡的群落（輸入＝

3、輸出）的模式（A．輸入和輸出都較低、周轉(zhuǎn)慢；B．輸入和輸出都較高、周轉(zhuǎn)快。）（引自Krebs1978）現(xiàn)存量現(xiàn)存量生產(chǎn)量生產(chǎn)量減少量減少量AB（一）光合作用（photosynthesis）1．光反應(yīng)（lightreaction）2．暗反應(yīng)（darkreaction）二、初級生產(chǎn)過程的基本化學(xué)反應(yīng)（二）化學(xué)合成作用（chemosynthesis）輔助色素（accessorypigments）：包括胡蘿卜素、巖藻黃素、藻藍(lán)蛋白等。葉綠素a（Chla）吸收范圍652~700nm，吸收峰670~695nm，而可見光范圍400~720nm，輔助色素可拓寬吸收范圍，但不能進(jìn)行電子傳遞（一）測氧法三

4、、海洋初級生產(chǎn)力的測定方法（二）14C示蹤法丹麥科學(xué)家Steemann-Nielsen在20世紀(jì)50年代首先應(yīng)用于海洋方面的研究優(yōu)點(diǎn)：準(zhǔn)確性高，所得結(jié)果接近于凈產(chǎn)量的數(shù)值缺點(diǎn)：技術(shù)性強(qiáng)（吸附、污染）、危險(xiǎn)現(xiàn)場法（insitumethod）模擬現(xiàn)場法（thesimulatedinsitumethod）光能葉綠素*CO2＋H2O（*CH2O）＋O2原理同化指數(shù)（assimilationindex）或稱同化系數(shù)（coefficientofassimilation）是指單位Chla在單位時(shí)間內(nèi)合成的有機(jī)碳量，其單位為mgC/（mgChla·h）。公式：初級生產(chǎn)力（P）=葉綠素含量（Chla）×

5、同化指數(shù)（Q）Chla、Q分別由分光光度法和14C測定優(yōu)點(diǎn)：大大減輕工作量與費(fèi)用，不必每個(gè)測站采用14C法影響因素：藻類適應(yīng)性；環(huán)境營養(yǎng)鹽含量；光照條件；溫度等大小藻類、維管束植物產(chǎn)量估計(jì)收獲量法、鐘罩、掉落物（三）葉綠素同化指數(shù)法第二節(jié)影響海洋初級生產(chǎn)力的因素一、光1、藻類光合作用與輻照度的拋物線關(guān)系在光抑制之前的曲線可用下式表示：P(g)=Pmax［I］/（Ik+［I］)圖7-2光合作用對光強(qiáng)變化的反應(yīng)（引自Parsons1984）PmaxPgPn呼吸補(bǔ)償點(diǎn)光抑制?P?IICIK光強(qiáng)(I)/〔Cal/(ml·min)〕光合作用(P)/〔mgC/(ml·h)〕＋0－2、飽和光強(qiáng)不同種

6、類、不同緯度、不同季節(jié)飽和光強(qiáng)不同適應(yīng)性3、補(bǔ)償深度（thecompensationdepth）、補(bǔ)償光強(qiáng)（thecompensationlightintensity）、補(bǔ)償點(diǎn)理論上的真光層深度緯度、季節(jié)、天氣、濁度、時(shí)間、海況的影響0102030405060深度/m總初級生產(chǎn)和呼吸作用（任意單位）凈初級生產(chǎn)呼吸作用光合作用圖7-3中緯度海區(qū)晴天的初級生產(chǎn)與深度的關(guān)系（引自Tait1981）1234123根據(jù)式ID=I0e－KD可得lnID=lnI0－KD(1)D=(lnI0－lnID)/K(2)以補(bǔ)償深度的光強(qiáng)IC取代ID，則D即為補(bǔ)償深度（DC）DC=(lnI0－lnIC)/K(3

7、)式中I0可現(xiàn)場實(shí)測，K根據(jù)式(2)計(jì)算，IC可通過實(shí)驗(yàn)測得。（一）營養(yǎng)鹽吸收方程1、米氏方程：V：吸收速率；S：介質(zhì)濃度；Vm：最大吸收速率；Ks：吸收半飽和常數(shù)二、營養(yǎng)鹽V=Vm·SKs＋SVmaKsS→Vm／2b05101520濃度S/(μmol/L)吸收速率V/(μmol/h)1.02.0S/Vc2520151050-5-9.3濃度S/(μmol/L)圖7-4浮游植物對營養(yǎng)鹽的吸收動力學(xué)（a）和Ks值（b、c）2、最大吸收速率（Vm）：