海洋初級生產(chǎn)力

1、簡要說明光合作用中光反應、暗反應的基本化學反應及其作用。舉例說明生產(chǎn)力與現(xiàn)存量、周轉(zhuǎn)率之間是相互有聯(lián)系，但卻是完全不同的概念。結(jié)合酶動力學的米氏方程說明光合作用率與光照強度的關(guān)系以及浮游植物生長率與介質(zhì)中無機營養(yǎng)鹽 的關(guān)系。海洋中有哪些HNLC海區(qū)？說明這些海區(qū)的特征以及浮游植物組成類別上與一般富營養(yǎng)海區(qū)的差別。分析不同緯度海區(qū)初級生產(chǎn)力的分布特征及其原因。為什么沿岸淺海區(qū)含有高的初級生產(chǎn)力水平？什么叫新生產(chǎn)力和f比值？新生產(chǎn)力的光合作用商為什么比再生生產(chǎn)力的高？如果大洋區(qū)和沿岸區(qū)初級生產(chǎn)力分別是70 gC/（m2a）和300 gC/（m2a），f比值分別是0.1和0.5，則 它們的新生產(chǎn)力相

2、差多少倍？不同海區(qū)物理、水文特征與生物組成及新生產(chǎn)力水平有什么關(guān)系？研究海洋新生產(chǎn)力有何理論和實踐意義？海洋初級生產(chǎn)力的測定1.14C示蹤法2.葉綠素熒光測定法初級生產(chǎn)力（P）=葉綠素含量（Chla）X同化指數(shù)（Q ）優(yōu)點：大大減輕工作量與費用，不必每個測站采用14C法影響因素：藻類適應性；環(huán)境營養(yǎng)鹽含量；光照條件；溫度等。（三）黑白瓶測氧法（四）水色遙感掃描法收獲量法、鐘罩法、掉落物法等第二節(jié) 影響海洋初級生產(chǎn)力的因素一、光the compensation depth:某一深度，植物24小時中光合作用生產(chǎn)量與呼吸作用消耗量相等， 補償深度上方才有凈生產(chǎn)量。緯度、季節(jié)、天氣、濁度、時間、海況對

3、補償深度的影響。二、營養(yǎng)鹽1浮游植物生長需要的營養(yǎng)物質(zhì)Redfield 比值：C： N： P = 106： 16： 1海洋整體缺氮，部分海區(qū)缺磷2海水中營養(yǎng)鹽含量與浮游植物生長的關(guān)系酶動力學Mechaelis-Menten方程：g=gmax N / （KN + N）吸收半飽和常數(shù)（KN）種群競爭限制性營養(yǎng)鹽能力的一個重要指標3鐵限制假說近岸有陸源補充，大洋表層依靠氣溶膠沉降。含量隨深度增加而增加，F(xiàn)e含量低的海區(qū)HNLC海域（南大洋大部分海區(qū)、赤道太平洋海域、北太平洋亞極區(qū)）三、物理海洋學過程對初級生產(chǎn)力的控制海水的垂直混合與溫躍層the critical depth:海水中，其上方直至海面整

4、個水體的總光合作用產(chǎn)量與浮游植物的消耗量 相等的深度。臨界深度上方的平均光強等于補償深度臨界深度=I0 /K.Ic即海面光強/補償光強消光系數(shù)（二）海水輻散、輻聚和海洋鋒面氣旋型環(huán)流形成輻散北半球逆時針，南半球順時針海洋鋒面：陸架坡折鋒面，低鹽鋒面，潮汐混合鋒面，上升流鋒面，四、牧食作用過剩攝食（superfluous feeding）第三節(jié)海洋初級生產(chǎn)力的分布和總量估計高值區(qū)位于各類輻散上升流區(qū)、大陸架和近岸海區(qū)，其次是北半球溫帶亞極區(qū)和南大洋鋒 面區(qū)，低值區(qū)則出現(xiàn)于南北兩半球的熱帶、亞熱帶大洋區(qū)（反氣旋環(huán)流、穩(wěn)定的溫躍層），北 冰洋海區(qū)初級生產(chǎn)力最低。赤道帶的營養(yǎng)鹽不缺乏，缺Fe是其主要原

5、因，海域微微型自養(yǎng)生物占了 90%，一）熱帶、亞熱帶大洋區(qū)充足的太陽輻照，海水透明度高。表層海水向環(huán)流中心輻聚，混合層深度超過真光層深度。 溫躍層在夏季可達100200 m，冬季增加到400 m左右。初級生產(chǎn)力最低的水域，被稱為大洋的“生物沙漠”，但可常年進行光合作用。固氮種類外，以聚球菌、原綠球菌和其他微微型真核自養(yǎng)生物等適應于低營養(yǎng)鹽條 件生活的種類為主。土地赤道帶赤道海域的營養(yǎng)鹽并不缺乏，F(xiàn)e的缺乏是限制其浮游植物生長的主要因素。微微型浮游植物占總生物量的90%，攝食浮游植物的消費者主要是微小鞭毛蟲、腰 鞭毛蟲和纖毛蟲。赤道帶的東部與西部的生產(chǎn)力有差別，大洋東部存在邊界上升流，西部形成“

6、暖池” （warm pool），在溫躍層上方又形成鹽躍層。中緯度海區(qū)初級生產(chǎn)力的季節(jié)變化光溫度營養(yǎng) 鹽垂直混合攝食壓力結(jié)果冬季最弱最低豐富劇烈最小全年 最低春季增強升高迅速 減少減弱增大（滯后）最高 峰夏季最強最高少最弱（溫躍 層）減小較低秋季減弱降低升高增強不大次高峰三、極地海區(qū)主要環(huán)境特征是大部分海域被冰覆蓋，平均水溫很低，特別是光照條件差、生產(chǎn)季 節(jié)短。北冰洋基本上受大陸包圍，海冰常年或季節(jié)性存在。北冰洋的初級生產(chǎn)基本上不受營養(yǎng)鹽缺乏的限制，而是受光照條件差的限制。北極鱈(Boreogadus saida)是能量和物質(zhì)從浮游植物傳遞至鳥類和哺乳類過程中的 關(guān)鍵種。南極大陸邊緣的東風環(huán)流與

7、其北側(cè)的南極繞極流之間存在南極輻散鋒面，深層水上 升帶來豐富的營養(yǎng)鹽；東風環(huán)流與大陸之間形成海水沿陸架的輻聚下沉即南極大陸輻聚帶。極區(qū)海洋隨著季節(jié)性海冰的融化和向南退縮，附生藻類快速生長，出現(xiàn)硅藻水華。南極大磷蝦(Euphausia superba)、南極銀魚(Pleurogramma antarcticum)等是重要種類上升流鋒面大洋東部上升流區(qū)：西風漂流在大洋東部沿大陸西岸流向低緯度，最后逐漸進入信 風影響區(qū)，表層海水分別受東南信風和東北信風作用離岸外流，遂使下層海水向表 層涌升。秘魯上升流和加利福尼亞上升流、大西洋的加拿利上升流和本古拉上升流。沿岸上升流：風生、地形估算難度大：面積大、變

8、化快、經(jīng)費限制、調(diào)查手段進步。20世紀70年代以后，估計值明顯增大，主要原因：漏掉了 PDOC ；忽略了原核和真核超微型自養(yǎng)浮游生物一般規(guī)律：平均產(chǎn)量：印度洋80 gC/(m2-a)大西洋69太平洋46中國：渤海黃海東海南海新N來源：A.上升流或梯度擴散；B.陸源供應(如徑流)；C.大氣沉降或降水；D. N2固定(某些原核浮游植物的固N作用)。再生N：真光層中生物的代謝產(chǎn)物(如氨態(tài)N、尿素N和氨基酸N等)。r：顆粒態(tài)營養(yǎng)元素下沉出真光層之前的循環(huán)次數(shù)r = (1-f) /f新生產(chǎn)力的研究方法15N法，沉積物捕集器法，234Th/ 238U不平衡法，f比推算法，遙感法五、新生產(chǎn)力的研究意義新生產(chǎn)力研究有助于從更深層次闡明海洋生態(tài)