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第四节 海洋初级生产力和新生产力

5.生物量(biomass):是指某一时刻调查时单位面积上积存的 有机物质(kg/m2)。以鲜重(fresh weight,FW)或干重(dry weight,DW)表示。
6.现存量(standing crop):是指绿色植物初级生产量被植食 动物取食及枯枝落叶掉落后所剩下的存活部分。 SC=GP-R-H-D
(2)化合作用
化能营养性的自养过程,仅在特殊情况下才有显著作用。
进行这一过程的主要是硝化细菌、硫化细菌、铁细菌、 氢细菌、沼气细菌等。这类细菌最常集中于好气条件和 嫌气条件的交界处,因为在它们的生命活动中既需要氧 又需要从有机质的嫌气性分解中形成的还原性化合物。
在水体中具备这种条件的主要是水底土壤和底层水中。 因此化合细菌的数量也是在水底土壤中最多,底层水中 次之,表层水最少。
2.淨初級生产量(net primary production) :在初级生产 过程中,自养生物固定的能量有一部分被自己的呼吸消 耗掉,剩下的可用于自养生物的生长和生殖,这部分生 产量。
3.总初級生产量(gross primary production):GP=NP+R
4. 初級生产力(primary productivity):自养生物在一定空间 一定时间内所生产的有机物质积累的速率称为生产率 (productivity rate),或生产力(productivity)。
初级生产量、次级生产量
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。
海洋初级生产量平均为155g/ m2 · a;
在海洋初级生产者中,个体为0.2~20 µm的 浮游植物和自养原核生物的生产量约占海洋 初及生产量的90%~95%。
2 海洋初级生产力的测定方法
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:
初级生产力(primary productivity)
2(OH) → H2O2 → H2O + 1/2 O2

光分解时分离出来的氢原子(H)经过一段复杂的化学反应,
和二氧化碳形成碳水化合物。这段过程不需要光,为暗反应。

6CO2 + 6H2O + 2 826kJ=C6H12O6 + 6O2 (二氧化碳) (水) (光能) (葡萄糖) (氧)
2 海洋初级生产力的测定方法
(1)黑白瓶测氧法; (2)14C示踪法 ; (3)叶绿素同化指数法。
黑白瓶测氧法
C白
C黑
C原
将几只注满水样的白瓶和黑瓶悬挂在采水深度处,曝光24 小时,黑瓶中的浮游植物由于得不到光照只能进行呼吸作用, 因此黑瓶中的溶解氧就会减少;
而白瓶完全曝露在光下,瓶中的浮游植物可进行光合作用, 因此白瓶中的溶解氧量一般会增加。因此,通过黑白瓶间溶 解氧量的变化,就可估算出水体的生产力。
( 2) 化学合成作用(chemosynthesis)
光合作用
绿色植物的光合作用是水体内自养生产过程的主要部分。
自养生物是借助太阳能合成有机质的,光合作用的全过程并不是 都需要光,而是需光的光反应和不需光的暗反应两个不可分割过 程的综合。

H2O → (H) + (OH)
两个OH-再形成H2O并放出O2
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。
生产量
生产量
现存量
现存量
A
减少量
B
减少量
两个平衡的群落(输入 = 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 Krebs 1978 )
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:
第四节 海洋初级生产力和新生产力
(一) 生产力的各种基本概念 (二)初级生产力的测定方法 (三)影响初级生产力的因素 (四)海洋新生产力 (五) 海洋初级生产力的分布
海洋初级生产力研究一直是海洋科学的研究核心与热点之一, 尤其在生物海洋学中,几乎所有过程都与初级生产过程相关;
海洋初级生产力研究的历史
为海洋生态系统的运转提供能量来Leabharlann ;对全球的碳循环的重要影响;
估算渔业产量。
(二)海洋初级生产力的测定方法
1 初级生产过程的基本化学反应
(1)光合作用(photosynthesis) A.光反应(light reaction) B.暗反应(dark reaction)
辅助色素(accessory pigments):包括胡萝卜素、岩 藻黄素、藻蓝蛋白等。 叶 绿 素 a ( Chla ) 吸 收 范 围 652~700 nm , 吸 收 峰 670~695 nm,而可见光范围400~720 nm,辅助色素可 拓宽吸收范围,但不能进行电子传递
光能
CO2 + H 2O 叶绿素 (CH2O)+O2+能量
• 单位:g(干重)/m2 ·a, g C/m2 ·a,J/m2 ·a。 • 说明:上式仅为代表式;强调时间过程。
光合作用的过程:
CO2 + H2O 叶绿日素光、能酶〔CH2O〕+ O2 由反应式可以看出氧气的生成量与有机质的生 成量之间存在着一定的当量关系,所以可以通 过测定瓶中溶解氧的变化,用O2量间接表示初 级生产力。
作为一门独立学科,始于20世纪20年代。 “奥斯陆海湾浮游生物生产力”调查报告
,标志海洋初级生产力研究的开始。 1952年引入14C示踪法后海洋初级生产力研
究出现了长足发展; 生物海洋学家开始引入新生产力的概念。
(一)生产力的各种基本概念、影响因素
1.初级生产量(primary production):生态系统中自养生物 通过光合作用或化合作用,吸收和固定太阳能,由无机 物合成、转化成复杂的有机物。自养生物通过光合作用 或化合作用合成有机物质的数量称为初级生产量,也称 第一性生产。
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