第七章海洋初级生产力-厦门大学精品课程建设网站
海洋初级生产力
光合作用(P)/[mgC/(ml· h)]
Pmax
光抑制
Pn
∆P
Pg
∆I
＋ 0 －
IC
呼吸
补偿点
IK
光强(I)/[Cal/(cm2 · min)]
图 6.3 光合作用对光强变化的反应(引自 Parsons et al. 1984)
强（saturation light intensity）。如果继续增加辐照度，光合作用中暗反应不能跟上光化学
净初级产量扣除群落中异养生物的呼吸作用消耗后剩余的就是群落的净产量（net community production），即：群落净产量 ＝ 净初级生产量 － 异养生物的呼吸消耗。
群落净产量通常指整个生产季节或一年的期间未被异养者消耗的有机物质量。群落 净产量高低可以衡量群落内部总体的平衡状态。当总初级生产量与群落总呼吸消耗量相 等时，表明群落内部维持平衡状态。如果总初级生产量大于群落总呼吸消耗量，则说明 群落在维持原有平衡状态外还有剩余的净生产量可供输出或群落本身处于生长状态，反
法通常只在要了解总生产量中呼吸消耗的量时使用。同时，由于无法将水样中的浮游植
物细胞与异养细菌、原生动物等微细消费者分离开来，因此测氧法的测定结果更适于用
来表示微型生物群落的代谢率或群落净生产力。以上三种方法是在调查现场应用。
（四）水色遥感扫描法
卫星携带的海洋水色遥感装置（CZCS）可以记录海水的颜色，反映海区叶绿素和
1, 5-二磷酸核酮糖
ADP ATP
5-磷酸核酮糖
3-磷酸甘油酸
ATP ADP
1, 3-二磷酸甘油酸 NADPH
NADP Pi 甘油醛-3-磷酸
暗反应
第二阶段：受体再生
海洋生态学课后习题and解答
海洋生态学课后习题第一章生态系统及其功能1.生态系统概念所强调的核心思想是什么？生态系统是指一定时间和空间范围内，生物群落和非生物环境通过能量流动和物质循环所形成的相互联系相互作用并具有自动调节机制的自然整体。
生态系统概念所强调的核心思想是自然界生物与环境之间具有不可分割的整体性。
2.生态系统有哪些基本组分？各自执行什么功能？生态系统的基本组成可以概括为非生物和生物两部分，包括非生物环境，生产者、消费者、分解者。
①非生物成分：生态系统的生命支持系统，提供生态系统中各种生物的栖息场所、物质条件，也是生物能量的源泉。
②生物成分：执行生态系统功能的主体。
三大功能群构成三个亚系统，并且与环境要素共同构成统一整体。
只有通过这个整体才能执行能量流动和物质循环的基本功能。
（1）生产者：所有绿色植物、光合细菌、化能细菌等，制造的有机物是一切生物的食物来源，在生态系统能量流动和物质循环中居于首要地位。
（2）消费者：不能从无机物制造有机物的全部生物，直接或间接依靠生产者制造的有机物为生，通过摄食、同化和吸收过程，起着对初级生产者加工和本身再生产的作用。
（3）分解者：异养生物，包括细菌、真菌、放线菌、原生动物等。
在生态系统中连续进行与光合作用相反的分解作用。
每一种生物产生的有机物基本上都可以被已经存在于自然界的微生物所分解。
3.生态系统的能量是怎样流动的？有哪些特点？植物光合作用形成的有机物质和能量，一部分被其呼吸作用所消耗，剩下的才是可以供给下一营养级的净初级产量。
植食性动物只能同化一部分净初级生产量，其余部分形成粪团排出体外，被吸收的量又有一部分用于自身生命活动，还有一部分以代谢废物形式排出，剩下的才是能够提供给下一营养级的总能量。
服从热力学第一、第二定律，即能量守恒定律和能量转化定律。
能量单向流动，不循环，不断消耗和散失。
任何一个生态系统的食物链不可能很长，陆地通常3-4级，海洋很少超过6级，因为能量随营养级增加而不断减少，意味着生物数量必定不断下降，而维持种群繁衍必须要有一定数量保证。
海洋生产力
H2A+H2O
AO+4H++4e-
4H++4e-+ADP+Pi+(O2) →ATP + 2H2O 2H++2e-+NAD →NADH2 CO2＋2NADH2＋3ATP→(CH2O)＋H2O＋3ADP+3Pi+2NAD
（三）海洋初级生产过程与光动力学 1.概念： 海洋浮游植物光合作用速率随辐照强度变化的普遍规律是： 在一定范围内光合速率随光强增加而线性增加，然后增加 速度逐渐减慢，光合速率逐步达到饱和值，此后，当光强继续 增加时，光合作用又受到抑制，光合速率下降。 光合作用光动力学：即是描述这一过程的基本规律的方法与理 论。 初级生产光动力学：当不单单考虑浮游植物本身，而是考察整 个真光层空间中初级生产受光的影响时，即所谓初级生产光动 力学
(5)
P B= α I exp(-α I/P Bme )， I ≤P Bme /α
modified*
Steele(1962)
P B=P Bm [1-exp(-α I/P Bm)] P B= α I-(α I)2/4PBm， P Bm， P B=P Bm tanh(α I/P Bm) I ≤2P Bm/α
海洋中的光合作用： 表层：紫外线抑制；
最大光合作用层：
补偿深度(compensation depth) ：植物24hr光合作用产生 的有机物质全部为维持其生命代谢消耗，没有净产量(P=R)， 这个水深称为补偿深度。 补偿光强(compensation light inensity)：补偿深度处的光强。 补偿深度的影响因素：补偿深度是会变化的，影响因素有 下列因子： 纬度、季节、日照角度、天气、海况、海水浊度等。
海洋生态学课后思考题答案全之欧阳道创编
第一章生态系统及其功能概论1 生态系统概念所强调的核心思想是什么？答: 生态系统概念所强调的核心思想主要强调自然界生物与环境之间不可分割的整体性，树立这种整体性思想使人类认识自然的具有革命性的进步。
生态系统生物学是现代生态学的核心。
2 生态系统有哪些基本组分？它们各自执行什么功能？答：生态系统的基本组成成分包括非生物和生物两部分。
非生物成分是生态系统的生命支持者，它提供生态系统中各种生物活动的栖息场所，具备生物生存所必须的物质条件，也是生命的源泉。
生物部分是执行生态系统功能的主体。
可分为以下几类：生产者:能利用太阳能进行光合作用，制造的有机物是地球上一切生物的食物来源，在生态系统中得能量流动和物质循环中居首要地位。
消费者：它们之间或者间接的依靠生产者制造的有机物为食，通过对生产者的摄食、同化和吸收过程，起着对初级生产者的加工和本身再生产的作用。
分解者：在生态系统中连续的进行着与光合作用相反的分解作用。
3生态系统的能量是怎么流动的？有什么特点？答：生态系统的能量流动过程是能量通过营养级不断消耗的过程。
其特点如下：（1）生产者（绿色植物）对太阳能利用率很低，只有1%左右。
（2）能量流动为不可逆的单向流动。
（3）流动中能量因热散失而逐渐减少，且各营养层次自身的呼吸所耗用的能量都在其总产量的一半以上，而各级的生产量则至多只有总产量的一小半。
（4）各级消费者之间能量的利用率平均为10%。
（5）只有当生态系统生产的能量与消耗的能量平衡的，生态系统的结构与功能才能保持动态的平衡。
4 生态系统的物质是怎样循环的？有什么特点？答：生态系统的物质循环通过生态系统中生物有机体和环境之间进行循环。
生命所需的各种元素和物质以无机形态被植物吸收，转变为生物体中各种有机物质，并通过食物链在营养级之间传递、转化。
当生物死亡后，有机物质被各种分解者分解回到环境中，然后再一次被植物吸收，重新进入食物链。
生态系统的营养物质来源于地球并被生物多次利用，在生态系统中不断循环，或从一个生态系统转移到另外一个生态系统。
海洋化学
专业名称：海洋化学课程编号：S0901000707001 课程名称：化学海洋学课程英文名称：Chemical Oceanography学分: 6 总学时：108课程性质：学位基础课适用专业：海洋化学/环境科学教学内容及基本要求:教学内容：在海洋不同区域化学元素的分布和周转、不同层圈之间的相互作用对通量的影响、稳定与放射性同位素、生物地球化学循环与食物网、生源要素的循环和生物标志物、沉积过程的地球化学问题等等。
基本要求：学生在理解讲课内容的基础上，阅读相关文献与组织讨论，从而对基本知识、前沿技术有深入的理解。
考核方式及要求：闭卷与开卷考试结合学习本课程的前期课程要求：分析化学、物理化学与普通海洋学教材及主要参考书目、文献与资料：lero F.J.：Chemical Oceanography (2nd Edition). CRC Press, Roca Raton,1996。
2.Chester R.：Marine Geochemistry 2nd Edition). Blackwell Science, Oxford, 2000.3.赵其渊（主编）：海洋地球化学。
地质出版社，北京，1989。
4.郭锦宝（主编）：化学海洋学。
厦门大学出版社，厦门，1997。
填写人：张经审核人：课程编号：S09010007070034 课程名称：高等仪器分析及实验课程英文名称：Instrumental Analysis and Practice学分: 5 总学时：90课程性质：学位基础课适用专业：海洋化学教学内容及基本要求:教学内容：气相色谱与色-质连用、稳定同位素质谱、高分辨率发射光谱-质谱、流式细胞计、原子吸收光谱、高效液相色谱、环境磁学测量仪器、分子荧光、放射性同位素测量等等；其中2/3的学时安排为实验内容，1/3的学时为授课学时。
基本要求：学生在理解讲课内容的基础上，亲自做仪器分析实验，从而提高研究工作所需的实验技能。
海洋生态学教案
3．Nunney L，Campbell A K．Assessing minimum population size：demography meets genetics of population genetics．T．R．E．E．，1993，8：334～339
3、我国海洋污染现状
4、加强海洋污染监测
5、国际海洋污染公约介绍
二、赤潮
1、赤潮和赤潮生物
1）赤潮的定义
2）赤潮生物类别
3）赤潮毒素及其分类
4）赤潮生物的生长与分裂速度
5）赤潮生物的垂直移动和聚集
6）赤潮的危害
2、赤潮发生原因及基本过程
3、赤潮的预测和防治对策
4、防治赤潮的紧急措施
主要
参考资料
1．张水浸等．赤潮及其防治对策．北京：海洋出版社，1994
赵志模等，1990，群落生态学原理与方法，重庆科学技术文献出版社；
Charles J. Krebs著，2003。Ecology：The Experimental Analysis of Distribution and Abundance (Fifth Edition)(生态学)（影印版），科学出版社。
备注
多媒体教室授课
作业
1、r选择和K选择者的生活是类型有哪些差别？
2、动物食性特化的适应意义？
课堂组织
讨论：为什么说人们更应该注意珍稀动物的保护？
提问：
1、种群集群现象的生态学意义？
2、共生现象的类型？
章节
第三章海洋与海洋生物间的相互关系4学时
教学目的和教学要求
通过海洋概论的讲述，使学生掌握海洋的基础知识，了解海洋环境划分的标准。讲解生态因子的作用和生物的适应性，使学生掌握生态学的核心：生物与环境的相互关系。使学生掌握海洋环境因素及其与海洋生物间的相互关系。
厦门大学精品课程之海洋生态学
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lx ＝ nx /n0
dx ＝ nx － nx＋1
q x ＝ d x / nx
计算平均期望寿命ex ： nx+n＋1 x 先计算每年龄期的平均存活数目： L ＝ x
2
其次计算“个体年”的累积 数：
Tx ＝
L
x
x
最后计算：
Tx ex ＝ nx
ex 表示某年龄阶段（x期）开始平均还可能活多少时间的估计值。
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1、离散增长
2、连续增长（世代重叠）
N t＝N t—1 λ ＝N0 λt 即： N t＝ N0ert
→ log10 N t ＝log10 N t—1 ＋t log10 λ
dN/dt＝N log10 λ＝rN（指数增长模型）
指数生长 趋于无限
如美洲兔和加拿大猞猁每隔9~10年，都可见到一个数量高峰年，平均 是9.6年 。
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种群的年龄结构既取决于种的遗传特性，同时也取决于具
体的环境条件，表现出对环境的适应关系。
表 4.1 东海大黄鱼的种群数量与年龄结构 年份 1957 1967 1977 资源生物 量 （万 t） 57.6 49.9 15.6 资源尾数 （亿尾） 14.96 13.28 3.78 年龄范围 1~14 95.2% 1~14 97.8% 1~14 99.7% 优势年龄组 2~8 79.6% 2~7 81.8% 1~4 96.9% 平均年 龄 5.5 4.5 2.7 产量 （万 t） 17.8 19.6 8.9
海洋生态学讨论课-生产力与新生产力
试述海洋初级生产力和新生产力的测量方法、分布格局和调节因素曾奇南海海洋研究所学号：201528006912029 1.海洋初级生产力的测量方法、分布格局和调节因素海洋初级生产力是指浮游植物、底栖植物及自养细菌等通过光合作用制造有机物的能力，以每年单位面积所固定的有机碳或能量来表示。
1.1海洋初级生产力的测定1)14C示踪法20世纪50年代开始引入，应用放射性14C标记的原理，测定无机碳通过光合作用产生浮游植物的有机碳量，采的海水中加入NaH14CO3，置于原采样处培养一定时间，取回测定过滤物（浮游植物细胞）的14C放射性强度，根据公式换算为初级生产力。
2)叶绿素荧光测定法水样过滤，丙酮萃取，荧光计或分光光度计测量，根据叶绿素含量与光合作用产量的相关系数（同化指数Q），计算初级生产力（P）。
P = Chla ×Q3)黑白瓶测氧法光合作用产O2，呼吸作用耗O2。
将现场水样装入黑、白（透明）瓶，置于原位培养，以Winkler碘量法测量黑白水样的氧变化，结合光合作用商，计算初级生产力。
4)水色遥感法主要用于开阔海域大面积测量。
5)其他新技术新方法引入自记连续测量等。
1.2海洋初级生产力的分布格局1)热带、亚热带大洋区和赤道带属大洋气旋型环流范围，混合层深度超过真光层，夏季温跃层可达100-200m，冬季至400m，无机营养盐主要来源于系统内的循环和再生，叶绿素、初级生产力都较低。
南北赤道流通常自东向西流动，其间由西向东为赤道逆流。
因科氏力和信风作用，赤道逆流附近的海水出现辐聚和辐散。
营养盐并不缺乏，Fe才是限制浮游植物生长的主要因素，两者不匹配，因而属于高营养低叶绿素海域。
2)温带（亚极区）海洋温带区处于西风带和极地海洋之间，两半球的生态特点有明显差别。
北太平洋和北大西洋的温带海洋处于大洋气旋型辐散环流区，深层水引向表层，补充真光层的营养盐，硝酸盐含量比南部的亚热带高数倍，初级生产力也比亚热带大洋区高得多。
Get清风厦门大学海洋生态学老师所划重点题目整理
厦门大学2014年海洋生态学老师所划重点题目整理海洋生态学复习思考题2021第一章绪论1.海洋生态学的十大主要研究内容是什么？请具体说明。
–海洋初级生产力总量的研究–微型和超微型浮游生物研究–海洋新生产力研究–海洋生态系统食物链、食物网的研究–海洋微型生物食物环研究–大海洋生态系统的研究–全球海洋生态系统动力学研究–生物泵及海洋对大气二氧化碳含量的调节作用研究–热液喷口和冷渗口特殊生物群落的研究–保护海洋生物多样性的研究(具体说明看课件〕2.什么是海洋生态学研究的重要任务？答：探讨人与环境的协调关系和对策，以到达可持续的生物圈的目的。
〔这是现代生态学开展的明显趋势。
也是海洋生态学的研究的重要任务。
〕3.哪三个研究领域为生态学优先开展的领域和当前急需解决的问题？答：①全球变化(global change)，包括气候、大气、陆地和水域变化的生态学原因和后果；②生物多样性(biodiversity)，决定生物多样性的生态因子和生态学意义，全球性和区域性变化对生物多样性的影响；③可持续的生态系统(sustainable ecosystern)，探讨可持续生态系统的生态学原理和策略以及受损生态系统的恢复与重建的原理和技术。
以上三个优先研究领域实际上说明了生态学优先开展的领域和当前急需解决的问题。
4.厄尔尼洛现象和南方涛动如何影响海洋环境和全球气候，举例说明。
〔看文献，写作业，ppt〕〔作业，自整理〕第二章海洋与海洋生物间的相互关系1. 根本名词：温跃层——是位于海面以下100—500m之间、温度和密度有巨大变化的薄薄一层，是上层的薄暖水层与下层的厚冷水层间出现水温急剧下降的层。
热常数——指有效温度〔即高于生态学零度以上的温度〕和发育持续时间的乘积。
K=N(T-T0)K为该生物所需的有效积温，N为天数，T 为当地该时期的平均温度，T0为该生物生长活动所需的最低临界温度〔生物零度〕海洋生物的垂直移动——海洋动物在夜晚升到表层，随着黎明的来临又重新下降。
海洋生态学讲稿第6章
第六章海洋初级生产力第一节海洋生物生产及初级生产力的测定方法一海洋生物生产力(一) 生物生产力生物通过同化作用生产(或积累)有机物的能力1 初级生产力(primary productivity)自养生物通过光合作用和化学合成作用制造有机物。
初级生产力包括总初级生产力(gross, GPP)和净初级生产力(net, NPP):(1) 总初级生产力：自养生物生产的总有机碳量；(2) 净初级生产力：总初级生产量扣除呼吸消耗量。
呼吸作用通常估计为总初级生产力的10%左右。
2 次级生产力(secondary productivity)各级消费者直接或间接利用已生产的有机物经同化吸收，转化为自身物质(表现为生长、繁殖)的速率，即消费者能量储存率。
3 群落净生产力(net community productivity)在生产季节或一年的研究期间内未被异养者消耗的有机物质的储存率，即：群落净生产力=净初级生产力-异养呼吸消耗。
4 现存量与周转率(二) 初级生产过程的基本化学反应1 光合作用海洋中最主要的初级生产过程是光合作用过程。
叶绿素：将吸收的光能直接过通过电子传递给光合系统。
其吸收峰仅限于某些波长范围；叶绿素a吸收范围652~700 nm，吸收峰670~695 nm；海洋藻类的辅助色素(accessory pigment): 吸收的波长与叶绿素不同，可以吸收其它波长的可见光，但不能进行电子传递。
2 化学合成作用化学合成细菌(chemoautotroph) 借助简单的无机化合物(CH4、H2S等)氧化获得能量，还原CO2，制造有机物。
H2A+H2O → AO+4H++4e-H2A代表还原性无机物(如H2S)；AO为氧化终产物(如SO42-)。
以下步骤与光合作用的有关反应类似，即利用所产生的还原能[H++e-]一部分用于合成ATP，另一部分用于还原NAD。
4H++4e-+ADP+Pi+(O2) →ATP + 2H2O2H++2e-+NAD →NADH2再用来合成碳水化合物，与上述暗反应相同。
第七章 海洋初级生产力
总•初说级明生：产上（式gr仅os为s 代pr表im式ar；y强pr调od时uc间ti过on程）
净初级生产（net primary production） 地球生物圈0.11％；陆地平均0.25％；海洋平均0.05％；
农业生态系统：1-2％。
精品课件
2．次级生产力（secondary productivity）
第七章 海洋初级生产力
学习目的
掌握海洋生产力的各种基本概念、影响因素、地理分布和 季节分布规律
了解全球海洋初级生产力研究的前言进展 了解初级生产力的测定方法（14C法低估生产力的原因） 掌握海洋新生产力的分布规律和研究新生产力的意义
精品课件
第一节 海洋生物生产及初级生产力的测定方法
生产者是生物群落中最基本和最关键的成分 海洋初级生产的重要意义：
1
2
3
4
0
10
深 度/m 呼吸作用
20
30
光合作用
40
50
1
2
3
60
净初级生产
图 7-3 中纬度海区晴天的初级生产与深度的关系（引自Tait 1981） 精品课件
根据式 ID = I0e－KD 可得
(1)
ln ID = ln I0 － KD
D = (ln I0 － ln ID) /K
(2)
以补偿深度的光强IC取代ID，则D即为补偿深度（DC）
b 0 5 10 15 20
浓度 S/(µmol/L)
25
c
20
15
10
5
0
1.0
2.0
-5
S/V
-9.3
图 7-4 浮游植物对营养盐的吸收动力学（ a）和 Ks 值（b、c）
第二章海洋环境与海洋生物生态类群-厦门大学精品课程建设网
（f）柄海百合类；（g）海胆；（h）蟹类；（i）苔藓虫
4 7
1cm
图22-.1101 底栖动物的代表（二）（引自 Parsons et al. 1984）
糠虾[Heteromysis (1)]；半索动物[Saccoglossus (2)]；端足类[ Bathyporeia (3)]； 软体动物[ Mya (4)，Tellina (5)，Mercenaria (6)，Ensis (7)]；多毛类[Dodecaceria (8)]
第二章海洋环境与海洋 生物生态类群-厦门大学
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2021年7月24日星期六
第一节 陆地环境
一、陆地环境的基本特征 地球就象一个宽广无垠的湛蓝色〝水
球〞。
二、海水某些物理特性的生态学意义
溶解性：溶解少量营养物质 透光性：光协作用 活动性：扩展散布范围 浮力：集体小、结构复杂而软弱的生物得以生活 缓冲功用：维持环境动摇性
四、陆地堆积物
〔一〕大陆边缘堆积〔陆源堆积〕 经河流、风、冰川等作用从大陆或临近岛屿携带入 海的陆源碎屑
〔二〕远洋堆积〔深海堆积〕 1．红粘土：从大陆带来的白色粘土矿物以及局部火 山物质在海底风化而成。此外，还包括一些自然矿 物〔如锰结核〕和一些生物成分〔如放射虫软泥〕
2．钙质软泥：主要由有孔虫类抱球虫和浮游软体植 物的翼足类以及异足类的介壳组成，普通散布在热 带和亚热带，水深不超越4,700 m的深海底
三、陆地环境的主要分区
〔一〕水层局部〔pelagic division〕 〔二〕海底局部〔benthic division〕
陆地 浅海区
浅海带 海 岸（ 沿 海 带 ）
《海洋初级生产力》课件
氧气同位素标记法
通过向水域中添加氧的同位素标记 物，追踪其在水生生物体内的代谢 过程，从而计算出初级生产力。
碳同位素标记法
通过向水域中添加碳的同位素标记 物，追踪其在水生生物体内的代谢 过程，从而计算出初级生产力。
评估标准
生物量生产力
通过测量水域中生物的生 物量变化来评估初级生产 力。
净初级生产力
加强国际法规的制定和执行
推动国际社会制定更加严格的海洋保 护法规，并加强监管和执法力度。
促进技术交流与合作
加强各国在海洋保护和可持续利用方 面的技术交流与合作，共同应对全球 性挑战。
提高国际组织的作用
发挥联合国等国际组织在海洋保护和 可持续利用方面的协调和引领作用。
加强国际合作与政策协调
推动各国政府在海洋保护和可持续利 用方面加强政策协调和合作，共同促 进全球海洋的可持续发展。
推广生态友好型的捕捞技术和方法，减少 对海洋生态系统的破坏。
利用风能、太阳能等可再生能源，减少对 化石燃料的依赖。
加强海洋科研与监测
发展海洋生态旅游
通过科研和监测，了解海洋生态系统的变 化，为可持续利用提供科学依据。
合理规划和管理海洋生态旅游活动，促进 经济发展和生态保护的良性循环。
国际合作与政策建议
通过测量水域中植物光合 作用产生的有机物总量来 评估初级生产力。
生态效率
通过比较水域中植物光合 作用产生的有机物与动物 呼吸作用消耗的有机物的 比例来评估初级生产力。
全球海洋初级生产力现状
全球海洋初级生产力呈现出明显的区 域差异，高纬度地区和热带地区的初 级生产力较高，而中纬度地区和深海 地区的初级生产力较低。
加强学术交流与研讨
举办国际学术会议、研讨会和培训班 ，促进各国学者之间的交流与合作， 提高全球海洋初级生产力研究的整体 水平。
讲座7 海洋低氧现象
Oregen 2006 hypoxia event
定义
低氧或缺氧：
对需氧水生生物的生理或行为产生有害影响的氧环
境，如生长速率、繁殖能力、多样性、死亡、次级生
产力、渔业产量等。难以定义某一DO为低氧或缺氧，
因为不同生物、不同生长期、不同行为会有不同响应。
DO对水生生物的影响
DO(mg/L) 5 2 对水生生物的影响 生物生长受抑制 生物离开，拖网无法捕捉到大型动物
（1972年），底拖就无法捕到海虾，当地人将这些水称
为“dead water”。路易斯安娜“The Morning Advocate”
报纸的一名记者将其描述为“dead zone”（1981年）。
一般用于描述含氧量正常的海水发生氧缺乏，并导
致大型动物迁移或死亡的沿岸海域，该术语并不适用于
永久氧缺乏的陆架、陆坡海域。
降低光穿透
水生物的减少
营养级及食物网的改变
生物资源的影响
生态旅游的影响
沿岸海域低氧的发展与维持机制
层化水层化循环
有机物的降解
降低底层水氧含量
某些区域易发生，取决于水体更新能力
沿岸海域低氧区的分布
波罗的海：84000 km2
秘鲁沿岸上升流
El-Nino
非El-Nino
生产力未被完全摄食，有机
物大量沉降，导致低氧 （4）自然过程主导
沿岸海域—富营养化
人类活动导致输入海洋的N、P增加，Si变化不大 沿岸海域生产力提高，生物种群结构发生变化
水体富营养化与低氧的关系
黑海
沿岸海域富营养化的生态效应
低氧或缺氧 有害赤潮
卡德加特
海峡 黑海西北 陆架 波罗的海
海洋初级生产力
H2O+H2O
O2+4H+＋4e-
（2）能量以ATP和NADH2形式贮存：
4H++4e-+ADP+Pi+(O2) →2H2O+ATP
2H++2e-+NAD →NADH2
2、暗反应(dark reaction) (1)光反应产生的高能ATP和NADH2把CO2还
原成高能的碳水化合物（CH2O)。 nCO2＋2NADH2＋3ATP→ (CH2O)n＋H2O＋3ADP+3Pi+2NAD
（2） 分布：近岸一般充足，大洋缺乏（东热 带太平洋海区、东北亚极地太平洋海区、南半 球部分海区）。
（3） 补充途径：近岸海区来源于陆地；大洋 海区来源于大气灰尘沉降。
（4） 限制标准：参考浮游植物细胞
C:Fe=100000:1，C:N=6.6:1
三、温度
1、对光合作用的影响
（1）光照条件很差时：光合作用主要受光反应 的影响；
3、群落净生产力(net community productivity): 往 往指在生产季节或一年的研究期间，未被异养 者消耗的有机物质的储藏率：
群落净生产力=净初级生产力 - 异养呼吸消耗
上述净初级生产力是代表生态系统中自养 生物的净产量，这些能量又被自养生物以外的 全部生物所消耗和利用，并形成生态系统中生 物成员的净生产量。
3、计算公式：
P(RsRb)W R•N
其中： P: 初级生产力(mgC/m2·h)； Rs:白 瓶中有机14C的放射性计数；Rb:黑瓶水样中有 机14C的放射性计数；R为加入14C的总放射性； W为海水中二氧化碳量；N为培养时间。
厦门海沧沿岸水域初级生产力及其与环境的关系
厦门海沧沿岸水域初级生产力及其与环境的关系
李文权;黄贤芒;陈清花;王宪;蔡阿根;郑爱榕
【期刊名称】《热带海洋学报》
【年(卷),期】1999(0)3
【摘要】1994-1995年，对厦门海沧沿岸水域初级生产力进行4个季节调查。
该水域初级生产力全年平均为194．6mgC·（m2·d）-1，呈双峰型的季节变化。
与
九龙江口相比，厦门西港年平均初级生产力略高，这与其叶绿素α含量较高有关。
九龙江口的初级生产力受海水盐度影响较大，在不同季节均呈现沿径流方向递增的趋势。
海沧沿岸水域氮磷浓度比值较高，其初级生产力受水域磷含量不足所限制。
【总页数】1页(P51)
【作者】李文权;黄贤芒;陈清花;王宪;蔡阿根;郑爱榕
【作者单位】
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于环境因素的沿岸水域叶绿素遥感探测研究 [J], 丁晓英;陈晓翔
2.厦门海沧经济开发区环境地质条件及其变化趋势预测Ⅰ.地质环境特征与环境地
质条件 [J], 徐茂泉;何云新;顾全
3.厦门海沧经济开发区环境地质条件及其变化趋势预测Ⅱ.环境地质条件变化趋势
预测 [J], 徐茂泉
4.花岗岩残积土粒度分形特征及其与物理力学参数关系研究——以厦门海沧某区域变电站为例 [J], 陈东乾; 张长飞; 林端琳
5.不确定性条件下经济开发区环境规划方法与应用研究(Ⅱ)——厦门海沧投资区环境经济系统规划研究 [J], 郭怀成;邹锐;刘磊
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总•初说级明生：产上（式gr仅os为s p代ri表ma式ry；p强ro调du时ct间ion过）程
净初级生产（net primary production） 地球生物圈0.11％；陆地平均0.25％；海洋平均0.05％；
农业生态系统：1-2％。
2．次级生产力（secondary productivity）
3．群落净生产力（net community productivity）
• 群落净生产力 ＝ 净初级生产力 － 异养呼吸消耗 •从群落整体考虑有无生物量的积累 •与群落的发展与成熟度有关
4．现存量、周转率、周转时间 • 生产力 = 现存量×周转率
生产量
生产量
现存量
现存量
A
减少量
B
减少量
图7-1 两个平衡的群落（输入 ＝ 输出）的模式（A．输入和输出都较低、周 转慢；B．输入和输出都较高、周转快。）（引自 Krebs 1978 ）
第七章 海洋初级生产力
学习目的
掌握海洋生产力的各种基本概念、影响因素、地理分布和 季节分布规律
了解全球海洋初级生产力研究的前言进展 了解初级生产力的测定方法（14C法低估生产力的原因） 掌握海洋新生产力的分布规律和研究新生产力的意义
第一节 海洋生物生产及初级生产力的测定方法
生产者是生物群落中最基本和最关键的成分 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； 对全球的碳循环的重要影响。
一、生物生产力的有关概念
生物生产力就是生物通过同化作用生产（或积 累）有机物的能力，它包括：
1．初级生产力（primary productivity）
光能
CO2 ＋ H 2O 叶绿素 （CH2O）＋O2＋能量
• 单位：g(干重)/m2 · a， g C/m2 · a，
50
1
2
3
60
净初级生产
图 7-3 中纬度海区晴天的初级生产与深度的关系（引自Tait 1981）
根据式 ID = I0e－KD 可得
ln ID = ln I0－KD
(1)
D = (ln I0－ln ID) /K
(2)
以补偿深度的光强IC取代ID，则D即为补偿深度（DC）
DC = (ln I0－ln IC) /K
Pmax
?P ?I
Pn Pg
光抑制
在光抑制之前的曲 线可用下式表示：
P(g)=Pmax［I］/（Ik+［I］)
＋
0 －
呼吸
补偿点
IC IK
光强(I) /〔Cal/(m·lmin)〕
图 7-2 光合作用对光强变化的反和光强
• 不同种类、不同纬度、不同季节饱和光强不同 • 适应性
• 现场法（in situ method） • 模拟现场法（the simulated in situ method）
（三）叶绿素同化指数法
原理 同化指数（assimilation index）或称同化系数（coefficient of
assimilation）是指单位Chla在单位时间内合成的有机碳量，其单 位为mgC/（mg Chla·h）。 公式：初级生产力（P） = 叶绿素含量（Chl a）×同化指数（Q ）
从大洋到近岸，其含量范围大约为0.001~0.5 mg/m3， 即相当于0.02~10 nmol/kg。 补充特点
b 0 5 10 15 20
浓度 S/(µmol/L)
25
c
20
15
10
5
0
1.0
2.0
-5
S/V
-9.3
图 7-4 浮游植物对营养盐的吸收动力学（ a）和 Ks 值（b、c）
2、最大吸收速率（Vm）： ①反映细胞营养水平和环境限制程度的指标 ②可变
3、吸收半饱和常数（Ks）： ①种群竞争限制性营养盐能力的一个重要指标
②相对保守、稳定 沿岸与大洋种类的差异、季节演替 4、参数的求法
5、Vm / Ks
（二）绿色植物按一定比例吸收营养盐
Redfield比值： C：N：P = 106：16：1 海洋整体缺氮，部分海区缺磷
（三）表层营养盐补充
上升流、沿岸、河口与寒暖流交汇处
三、铁（Fe）
Fe：影响某些大洋区海洋初级生产力的重要因子 C：Fe = 100000：1 Fe在海水中的分布很不均匀
(3)
式中I0可现场实测，K根据式(2)计算，IC可通过实验测得。
二、营养盐
（一）营养盐吸收方程
1、米氏方程：
Vm
a
V=
Vm·S Ks ＋S
Vm／2
• V：吸收速率；
• S：介质浓度；
• Vm：最大吸收速率； • Ks：吸收半饱和常数
Ks
S→
吸收速率 V/(µmol / h) 浓度 S/(µmol/L)
Chl a 、 Q分别由分光光度法和14C测定
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
大小藻类、维管束植物产量估计
收获量法、钟罩、掉落物
第二节 影响海洋初级生产力的因素
光合作用(P) /〔mg C/(ml·h)〕
一、光
1、藻类光合作用与辐照度的抛物线关系
（二）化学合成作用（chemosynthesis）
三、海洋初级生产力的测定方法
（一）测氧法
（二）14C示踪法
丹麦科学家Steemann-Nielsen在20世纪50年代首先应用于海洋 方面的研究
*CO2 ＋ H 2O
光能 叶绿素
（*CH2O）＋O2
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
二、初级生产过程的基本化学反应
（一）光合作用（photosynthesis） 1．光反应（light reaction） 2．暗反应（dark reaction）
辅助色素（accessory pigments）：包括胡萝卜素、岩 藻黄素、藻蓝蛋白等。 叶绿素a（Chla）吸收范围652~700 nm，吸收峰 670~695 nm，而可见光范围400~720 nm，辅助色素可 拓宽吸收范围，但不能进行电子传递
3、补偿深度（the compensation depth）、补偿光强（the compensation light intensity）、补偿点
• 理论上的真光层深度 • 纬度、季节、天气、浊度、时间、海况的影响
总初级生产和呼吸作用（任意单位）
1
2
3
4
0
10
深 度/m 呼吸作用
20
30
光合作用
40