浮游植物和初級(jí)生產(chǎn)課件(編輯修改稿)
2025-02-07 17:27 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。 ? 初級(jí)生產(chǎn)力 ： 可以等同于初級(jí)生產(chǎn)量，但是初級(jí)生產(chǎn)力更加強(qiáng)調(diào)率的概念，可理解為自養(yǎng)生物通過光和作用或化學(xué)合成制造有機(jī)物（固定碳）的速率。 ⑵ 測(cè)定浮游植物生物量的方法： ① 利用電子技術(shù)對(duì)浮游植物進(jìn)行計(jì)數(shù)和測(cè)定體積 生物量為單位體積水體內(nèi)浮游植物細(xì)胞的總體積（細(xì)胞總數(shù)體積 =mm3）。 ② 測(cè)定海水中葉綠素 a的含量 過濾海水，用丙酮提取葉綠素，再利用熒光計(jì)或分光光度計(jì)測(cè)量葉綠素的含量。 生物量為單位水體或一平方米水面下水柱所含葉綠素 a的量。 ⑶測(cè)定初級(jí)生產(chǎn)力（初級(jí)生產(chǎn)量）的方法： ? 14C示蹤法 原理： 把一定數(shù)量的放射性碳酸氫鹽（ H14CO3ˉ）或碳酸鹽（ 14CO32）加入到已知二氧化碳總量的海水樣品中，經(jīng)過一段時(shí)間培養(yǎng)，測(cè)定浮游植物細(xì)胞內(nèi)有機(jī) 14C的數(shù)量，就可以計(jì)算出浮游植物的光合作用速率（生產(chǎn)率）。 手段： 黑白瓶法 計(jì)算公式： ? P 是初級(jí)生產(chǎn)力（ mgC/m3h ）； ? R 加入樣品的總放射性； ? t 培養(yǎng)小時(shí)數(shù)； ? RL 白瓶樣品的放射性； ? RD 黑瓶樣品的放射性； ? W 海水樣品中所有 CO2類型的總量（ mgC/m3）。 LD( R R ) WP=Rt??即 tWRRRP DL 1???? ⑷ 真光帶生產(chǎn)量的估算： ? 計(jì)算不同深度的初級(jí)生產(chǎn)量，再積分求得每日每平方米水面下水柱固定的碳量（ gC/m2d ） ⑸ 同化指數(shù)（ assimilation index） /同化系數(shù)（ coefficient of assimilation）（可以表示最大光和作用速率） ： 定義： 指單位葉綠素 a（ Chla）在單位時(shí)間內(nèi)合成的有機(jī)碳（固定碳）的量，其單位是 mgC/（ mgChlah ）。 ? 一般用 C14示蹤法現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定同化系數(shù) Q。 ? 可以根據(jù)葉綠素 a（ Chla）和同化指數(shù)（ Q）來計(jì)算初級(jí)生產(chǎn)力： P=Chl a含量 Q (6) 測(cè)定海洋浮游生物生產(chǎn)力的其他方法： ? 紫外熒光法： 利用紫外熒光計(jì)來激發(fā)葉綠素發(fā)射紅色熒光，根據(jù)紅色熒光的強(qiáng)度來估算葉綠素濃度。 ? 衛(wèi)星遙感： 根據(jù)海表面反射的可見光的輻射強(qiáng)度與葉綠素濃度有關(guān)，來測(cè)定反射光的強(qiáng)度估算葉綠素的濃度。 四、輻射和光合作用 光合作用（ P）和光照強(qiáng)度（ I）的相關(guān)性曲線： 曲線用以下的數(shù)學(xué)方程來描述： 和 ? ?? ?m a xgIPIP=KI?? ?? ?m a x cnIcP I IP=K I I?Pg 和 P n 分別代表總初級(jí)生產(chǎn)力和凈經(jīng)初級(jí)生產(chǎn)力； KI 表示半飽和常數(shù)，即 1/2最大光合作用效率時(shí)的光強(qiáng)； (10～ 50181。Em2s1) I 表示周圍環(huán)境的光強(qiáng)（ PAR）； [I – I c ] 表示環(huán)境光強(qiáng)減去補(bǔ)償光強(qiáng)。 不同的浮游藻類有不同的最大光合作用速率（ Pmax）和半飽和常數(shù)（ KI），即使同種藻類，對(duì)光合作用的反應(yīng)隨時(shí)間改變。 一般說來，曲線的初始斜率（△ P/△ I）反映了細(xì)胞本身光合作用生物化學(xué)的生理變化 (即光依賴反應(yīng) )；曲線的上限反映了環(huán)境中參數(shù)的改變 ,如營(yíng)養(yǎng)和溫度等會(huì)影響光合作用的暗反應(yīng)。 最大光合作用速率（ Pmax）值一般在較高的溫度和營(yíng)養(yǎng)鹽度下會(huì)增加，但是增加的速率（初始斜率）更加依賴于細(xì)胞自身的性質(zhì)。（超微型藻類比大型藻類有更高的△ P/△ I值） 浮游植物在水體中的上下混合 ?混合深度（ Dm）： 指水體表層向下層混合所能達(dá)到的深度。 ?平均光強(qiáng)（ ID）： 當(dāng)浮游植物在真光層內(nèi)上下混合時(shí)，海洋水體真光層中一定深度內(nèi)光的平均值。 平均光強(qiáng)（ ID）的計(jì)算： 式中， I0是海洋表層輻射， k是消光系數(shù)， D是深度（此深度以上進(jìn)行光強(qiáng)的平均） )1(0 kDD ekDII ??? ?臨界深度（ Dcr） ： 指特定浮游植物 種群 細(xì)胞 由 海洋上層向下層“混合”時(shí) ，當(dāng)達(dá)到某個(gè)深度時(shí)使得這個(gè)深度上邊整個(gè)浮游植物的 全部 光和作用和水體中 全部 呼吸損失相平衡（ PW=RW），這一深度稱作臨界深度。 臨界深度下的平均光強(qiáng)（ ID）與補(bǔ)償光強(qiáng)（ IC）相等 ? 在補(bǔ)償深度（ DC），補(bǔ)償光強(qiáng)（ IC）提供的能量恰好使一個(gè)細(xì)胞的光和作用獲得能量（ PC）等于它的呼吸耗能（ RC），即 PC= RC； ? 補(bǔ)償深度以上有光和作用凈輸出（ PC RC），補(bǔ)償深度以下存在光和作用的凈損失（ PCRC）； ? 臨界深度 (Dcr)是平均光強(qiáng) (ID)和補(bǔ)償光強(qiáng) (IC)相等的深度，該深度之上的整個(gè)水柱的光和作用 (PW)等于整個(gè)水體的浮游植物呼吸 (RW),即 PW= RW； ? 當(dāng)臨界深度 混合深度，即 PWRW，沒有凈生產(chǎn)；當(dāng)臨界深度 混合深度，即 PWRW，有凈生產(chǎn)。 臨界深度的計(jì)算： ? 用補(bǔ)償光強(qiáng)（ I c）取代平均光強(qiáng)（ ID），則可以得出臨界深度計(jì)算的表達(dá)式： ? 式中， Dcr 表示臨界深度， I c 表示補(bǔ)償光強(qiáng)度。
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