《初级生产力》PPT课件.ppt
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1、水生生物学养殖水域生态学,第 十章 初级生产力,第一节 初级生产力及其测定方法,一、生物生产力及有关概念 二、水体中的初级生产过程 三、初级生产力的测定方法,一、生物生产力及有关概念,生物生产力是生态系统提供生物产品高低的一种性能,它既是生态系中能量流动和物质循环这两大功能的综合表征,又是生物种群通过同化作用生产或积累有机质的能力。水体生物生产力是与土壤肥力相类似的概念,不仅取决于水体的特性,而且与种群的特性密切联系。,现存量或生物量,现存量(standing crop)或生物量(biomass):指水体单位面积或单位体积内生物有机质的重量。例如底栖生物用g/m2或kg/m2来表示;浮游生物量
2、通常用g/m3或mg/L来表示;鱼类现存量通常用kg/hm2来表示。水体单位面积内所能维持的最高的鱼重量称为水体鱼载力。,生产量,生产量(production):指一定时间内单位面积(m2,hm2)或单位水体积(m3,L)内所产生的生物有机质的重量,现存量和生产量也常用能量单位(J,kJ)表示。,收获量,收获量(yield):一定时间内捕捞出的那一部分产量。池塘和其他小水体可以一次把鱼全部捕出,收获量和鱼产量较接近(加上死亡的鱼就是生产量),大水面的渔获量占生产量或多或小的一部分,它与捕捞技术和需要有关。,周转率和周转时间,周转率(turnover rate):一定时间内新增加的生物量(P)与
3、这段时间内平均生物量(B)的比率(通称P/B系数)。周转率的倒数(B/P)就是周转时间(turnover time),它表示生物量周转一次所需时间。,初级产量、次级产量,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。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。,(四)叶绿素法,在一定条件下
4、光合作用强度与细胞内叶绿素含量直接相关,因此根据叶绿素量和藻类的同化指数可计算其生产量。测定叶绿素量目前已广泛作为浮游植物的定量方法,与此同时测定现场的同化系数进而计算初级生产力,是简便又易掌握的方法。,第二节 决定初级生产力的因素,初级生产力取决于自养生物的现存量及其组成、养分、光、温度、水的运动以及动物的摄食等生态因子。,4.季节分布,由于太阳辐射能的周期性变化和随之而来的其他环境条件的变化,导致浮游植物生产力和生物量的季节变化,变化状况与水体所处的纬度、深度和营养类型等有密切关系。,冬季初级生产力,在温带中或富营养型湖泊,冬季在低光照、短日照和低温下,浮游植物生产力和生物量一般较低。当水
5、面封冰时,如果冰层不厚且无积雪复盖,冰下的照度通常远高于藻类的补偿点,光合作用仍可不同程度地进行着。如黑龙江省一些越冬池明冰时,甚至冰下12 m深的水层,照度仍有300010 000 lx,接近于某些藻类的最适光照,一昼夜产氧量常在1 mg/L以上,最高达2.71 mg/L,浮游植物量可达10 mg/L以上(李永函等,1979)。又如印度东北部Sylvar湖,冰下3个月浮游植物生产量可占全年的四分之一(Wetzel,1975)。当冰层由厚的乌冰组成或冰上长期覆雪时,净产量转为负值,由于冰下无湍流藻类易下沉,生物量降到最低点。冰下浮游植物主要由隐藻、甲藻、金藻等鞭毛藻类组成。,春季,春季随着冰层
6、融化,在对流和风力混合下产生水层的垂直流转,养分从底层上升,加上光照和温度的升高,为浮游植物的发展创造良好的条件。首先是硅藻种群的大量增长。硅藻高峰期一般不超过3个月,此后由于硅酸盐枯竭(0.5 mg/L或其他原因(动物滤食、菌类寄生等),种群开始消退并为绿球藻类或某些甲藻所取代。这段时期如果生产层的养分能及时得到补充,生产力仍然很高。但由于浮游动物的强烈滤食,生物量难以增长。,夏、秋季节,随着绿藻的发展,水中含氮量降到极低点,因而中夏以后固氮蓝藻(鱼腥藻、束丝藻等)取代绿藻而急剧增长。蓝藻此时占优势的原因还与高的温度(25以上)、强光照、高pH以及较少被食等有关。蓝藻水华期生物量很高,但生产
7、力通常下降。秋后光照的减弱和温度下降等原因,引起蓝藻种群突然性地消退。此后随着秋季水层的垂直混合,环境条件又和春季类似,因而出现了硅藻的第二次高峰,在湖泊秋季高峰一般不及春季。,评述,上述浮游植物季节分布是温带中等深度湖泊的模式,其中所有环节不一定都能出现,有时硅藻高峰之前有一个金藻的优势期,有时硅藻水华以后直接出现蓝藻水华而没有绿藻和甲藻的优势期。在贫营养型湖硅藻全年占优势通常在晚春或初夏有一个弱的高峰。在水浅的富营养型湖,从春到秋都保持高的生产力和生物量,随着优势种的更替,生产力和生物量都呈不规则的波动,蓝藻的作用增强。超富营养型湖和肥水池塘中鞭毛藻类、蓝藻、绿藻占极大优势,高的生物量常达
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