第十章初级生产力-PPT课件

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1～2 m深的水层，照度仍有3000～10 000 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。
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，高的生物量常达到自荫程度，生产力和生物量 形成相互消长的颤动状态。热带湖泊浮游植物季节 变化较不显著，极地湖泊生产力和生物量的高峰常 在夏季。
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。
底生藻类和浮游植物


底生藻类和浮游植物在光和养分方面的竞争也极为明显， 养鱼池早春清塘注水施肥后，如果水绵之类底生藻类先繁 殖起来，浮游植物由于养分被吸收而增长极慢，反之当浮 游植物已经大量出现，导致透明度降低，底生藻类也难于 孳生。 一向认为附生藻类和水草之间是偏利关系：藻类附着在 水草茎叶上生活，使本身处在光照和温度条件较好的环境 中，并且还能从水草腐朽的组织的淋滤中得到养分，而水 草并未受到不良的影响，然而现在已觉察到，情况要复杂 些。水草的分泌物可能对附生藻类产生不良影响，藻类的 分泌物也可能克制水草的生长。藻类大量附着在沉水植物 体和浮叶植物根系上，可能对水草生长不利。但总的现象 是：不同水体和同一水体中，底生藻类的生产力通常随沉 水植物的生物量而升高。
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。
Байду номын сангаас
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。
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。
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 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。
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。