海洋初级生产力

1、简要说明光合作用中光反应、暗反应的基本化学反应及其作用。举例说明生产力与现存量、周转率之间是相互有联系，但却是完全不同的概念。结合酶动力学的米氏方程说明光合作用率与光照强度的关系以及浮游植物生长率与介质中无机营养盐 的关系。海洋中有哪些HNLC海区？说明这些海区的特征以及浮游植物组成类别上与一般富营养海区的差别。分析不同纬度海区初级生产力的分布特征及其原因。为什么沿岸浅海区含有高的初级生产力水平？什么叫新生产力和f比值？新生产力的光合作用商为什么比再生生产力的高？如果大洋区和沿岸区初级生产力分别是70 gC/（m2a）和300 gC/（m2a），f比值分别是0.1和0.5，则 它们的新生产力相

2、差多少倍？不同海区物理、水文特征与生物组成及新生产力水平有什么关系？研究海洋新生产力有何理论和实践意义？海洋初级生产力的测定1.14C示踪法2.叶绿素荧光测定法初级生产力（P）=叶绿素含量（Chla）X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、钟罩法、掉落物法等第二节 影响海洋初级生产力的因素一、光the compensation depth:某一深度，植物24小时中光合作用生产量与呼吸作用消耗量相等， 补偿深度上方才有净生产量。纬度、季节、天气、浊度、时间、海况对

3、补偿深度的影响。二、营养盐1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2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：g=gmax N / （KN + N）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3铁限制假说近岸有陆源补充，大洋表层依靠气溶胶沉降。含量随深度增加而增加，Fe含量低的海区HNLC海域（南大洋大部分海区、赤道太平洋海域、北太平洋亚极区）三、物理海洋学过程对初级生产力的控制海水的垂直混合与温跃层the critical depth:海水中，其上方直至海面整

4、个水体的总光合作用产量与浮游植物的消耗量 相等的深度。临界深度上方的平均光强等于补偿深度临界深度=I0 /K.Ic即海面光强/补偿光强消光系数（二）海水辐散、辐聚和海洋锋面气旋型环流形成辐散北半球逆时针，南半球顺时针海洋锋面：陆架坡折锋面，低盐锋面，潮汐混合锋面，上升流锋面，四、牧食作用过剩摄食（superfluous feeding）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（反气旋环流、稳定的温跃层），北 冰洋海区初级生产力最低。赤道带的营养盐不缺乏，缺Fe是其主要原

5、因，海域微微型自养生物占了 90%，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100200 m，冬季增加到400 m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。土地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“

6、暖池” （warm pool），在温跃层上方又形成盐跃层。中纬度海区初级生产力的季节变化光温度营养 盐垂直混合摄食压力结果冬季最弱最低丰富剧烈最小全年 最低春季增强升高迅速 减少减弱增大（滞后）最高 峰夏季最强最高少最弱（温跃 层）减小较低秋季减弱降低升高增强不大次高峰三、极地海区主要环境特征是大部分海域被冰覆盖，平均水温很低，特别是光照条件差、生产季 节短。北冰洋基本上受大陆包围，海冰常年或季节性存在。北冰洋的初级生产基本上不受营养盐缺乏的限制，而是受光照条件差的限制。北极鳕(Boreogadus saida)是能量和物质从浮游植物传递至鸟类和哺乳类过程中的 关键种。南极大陆边缘的东风环流与

7、其北侧的南极绕极流之间存在南极辐散锋面，深层水上 升带来丰富的营养盐；东风环流与大陆之间形成海水沿陆架的辐聚下沉即南极大陆辐聚带。极区海洋随着季节性海冰的融化和向南退缩，附生藻类快速生长，出现硅藻水华。南极大磷虾(Euphausia superba)、南极银鱼(Pleurogramma antarcticum)等是重要种类上升流锋面大洋东部上升流区：西风漂流在大洋东部沿大陆西岸流向低纬度，最后逐渐进入信 风影响区，表层海水分别受东南信风和东北信风作用离岸外流，遂使下层海水向表 层涌升。秘鲁上升流和加利福尼亚上升流、大西洋的加拿利上升流和本古拉上升流。沿岸上升流：风生、地形估算难度大：面积大、变

8、化快、经费限制、调查手段进步。20世纪70年代以后，估计值明显增大，主要原因：漏掉了 PDOC ；忽略了原核和真核超微型自养浮游生物一般规律：平均产量：印度洋80 gC/(m2-a)大西洋69太平洋46中国：渤海黄海东海南海新N来源：A.上升流或梯度扩散；B.陆源供应(如径流)；C.大气沉降或降水；D. N2固定(某些原核浮游植物的固N作用)。再生N：真光层中生物的代谢产物(如氨态N、尿素N和氨基酸N等)。r：颗粒态营养元素下沉出真光层之前的循环次数r = (1-f) /f新生产力的研究方法15N法，沉积物捕集器法，234Th/ 238U不平衡法，f比推算法，遥感法五、新生产力的研究意义新生产力研究有助于从更深层次阐明海洋生态