厦门大学精品课程之海洋生态学

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1、第六章海洋初级生产力第一节海洋初级生产的基本过程和生产力的有关概念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；对全球的碳循环有重要影响。一、初级生产过程的基本化学反应——光合作用光反应（lightreaction）暗反应（darkreaction）光能叶绿素CO2＋H2O（CH2O）＋O2＋能量二、生产力的有关概念总初级生产力（grossprimaryproduction）净初级生产力（netprimaryproduction）群落净生产力（netcommunityproducti

2、vity）现存量、周转率、周转时间B2＝B1＋P—E＝B1＋ΔB生产力=现存量×周转率三、海洋初级生产力的测定（一）14C示踪法优点：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）初级生产力（P）=叶绿素含量（Chla）×同化指数（Q）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。（三）黑白瓶测氧法（四）水色遥感扫描法收获量法、钟罩

3、法、掉落物法等（二）叶绿素荧光测定法第二节影响海洋初级生产力的因素一、光藻类光合作用与辐照度的抛物线关系Pg=Pmax[I]/（Ik+[I])不同种类、不同纬度、不同季节的Ik不同，与适应性有关。补偿深度（thecompensationdepth）纬度、季节、天气、浊度、时间、海况对补偿深度的影响二、营养盐（一）浮游植物生长需要的营养物质Redfield比值：C：N：P=106：16：1海洋整体缺氮，部分海区缺磷（二）海水中营养盐含量与浮游植物生长的关系酶动力学Mechaelis-Menten方程：µ=µmax

4、·N/(KN+N）µ：吸收速率；N：介质浓度；µmax：最大吸收速率；KN：吸收半饱和常数最大吸收速率（µmax）反映细胞营养水平和环境限制程度的指标随环境而变吸收半饱和常数（KN）种群竞争限制性营养盐能力的一个重要指标相对保守、稳定沿岸与大洋种类的差异、季节演替Vm/Ks（三）铁限制假说C：Fe=100000：1Fe在海水中的分布很不均匀，不同海区补充特点不同，从整体上看，南大洋部分海区和赤道的广阔海区中Fe含量最低。三、物理海洋学过程对初级生产力的控制（一）海水的垂直混合与温跃层混合层内浮游植物的分布可以看

5、成为相对均匀的，因此混合层的深度就与浮游植物能否停留在有充足光照的水层有关。临界深度（thecriticaldepth）（二）海水辐散、辐聚和海洋锋面海洋锋（oceanfront）的温度、盐度和密度等物理水文要素查找明显的水平梯度，其浮游植物生物量和生产力都比邻近海区高。四、牧食作用过剩摄食（superfluousfeeding）第三节海洋初级生产力的分布和总量估计高值区位于各类辐散上升流区、大陆架和近岸海区，其次是北半球温带亚极区和南大洋锋面区，低值区则出现于南北两半球的热带、亚热带大洋区，北冰洋海区初级生产

6、力最低。生物群区（biome）极地生物群区（Polarbiome）西风带生物群区（Westeriesbiome）信风带生物群区(Tradesbiome)近岸生物群区（Coastalbiome）生态省区（ecologicalprovince）一、热带、亚热带大洋区和赤道带（一）热带、亚热带大洋区充足的太阳辐照，海水透明度高。表层海水向环流中心辐聚，混合层深度超过真光层深度。温跃层在夏季可达100~200m，冬季增加到400m左右。初级生产力最低的水域，被称为大洋的“生物沙漠”，但可常年进行光合作用。固氮种类外，以

7、聚球菌、原绿球菌和其他微微型真核自养生物等适应于低营养盐条件生活的种类为主。（二）赤道带赤道海域的营养盐并不缺乏，Fe的缺乏是限制其浮游植物生长的主要因素。微微型浮游植物占总生物量的90%，摄食浮游植物的消费者主要是微小鞭毛虫、腰鞭毛虫和纤毛虫。赤道带的东部与西部的生产力有差别，大洋东部存在边界上升流，西部形成“暖池”（warmpool），在温跃层上方又形成盐跃层。二、温带（亚极区）海洋（一）北半球处于大洋气旋型辐散环流区，表层海水从环流中心向外扩散，将深层水引向表层，补充真光层的营养盐。太平洋东北部出现以（H

8、NLC）为重要特征的海域，浮游植物粒径较小，硅藻仅偶尔占优势。原生动物成为主要的食植动物。北大西洋源于陆地的Fe补充较多，春季水华显著，并以硅藻占优势。西北太平洋，黑潮暖流分支与亲潮寒流交汇，产生强烈的混合作用，形成北海道渔场。在西北大西洋，北向的湾流（暖流）与拉布拉达寒流的汇合处则形成著名的纽芬兰渔场。（二）南大洋西风漂流不受大陆的阻隔，形成环绕南极大陆的南极绕极流。南大洋的重要物理