海洋生态学课件5

化学合成作用（chemosynthesis)
1、化能自养生物(chemoautotroph)：海底沉积物次 表层或少数缺氧的海区生活的某些化学合成细菌。
2、化学合成作用(chemosynthesis)：化能自养生物能 够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。
加入到已知二氧化碳总量的海水样品 中，经过一段时间培养，测定浮游植物 细胞内有机14C的数量，就可以计算出 浮游植物光合作用速率。 2、手段：黑白瓶法 。
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。
（一）生物生产力的有关概念
生物生产力(productivity)：生物通过同化作用生产 （或积累）有机物的能力，包括： 1、初级生产力(primary productivity)：自养生物通过 光合作用或化学合成制造有机物的速率(mgC/m2·d) 。 包括： （1） 总初级生产力(gross primary productivity)：是 指自养生物生产的总有机碳量； （2） 净初级生产力(net primary productivity)： 总初 级生产量扣除自养生物在测定阶段中呼吸消耗掉的量 （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)：除生产者之 外的各级消费者直接或间接利用已经生产的有机物 经同化吸收、转化为自身物质（表现为生长与繁殖） 的速率，也即消费者能量储蓄率。次级生产力不分 为“总”的和“净”的量。
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：
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）海洋初级生产力的测定方法
•14C示踪法 •叶绿素同化指数法
14C示踪法wk.baidu.com1、原理：把一定数量的放射性碳酸氢盐H14CO3-
B2 = B1 + P – E = B1+△B
单位：单位面积（或体积）中的有机碳量或能量来表 示。自养者生物量出可以用叶绿素含量来表示。
(2) 周转率(turnover rate)：是在特定时间阶段中，新 增加的生物量与这段时间平均生物量的比率(P/B)。
(3) 周转时间(turnover time)：周转率的倒数，它表 示现存量完全改变一次或周转一次的时间。
4、具体方法: 现场法(in situ method)； 模拟现场法 (simulated method)。
5、优点：准确度高。
叶绿素同化指数法
1、同化指数(assimilation index)或同化系数 (coefficient of assimilation)：指单位Chl a在单位时间 内合成的有机碳量，单位：mgC/(mg Chl a·h)
主要内容
第一节 海洋初级生产力 第二节 海洋生态系统的能流及次级生产力
第一节 海洋初级生产力
一、海洋生物生产及初级生产力的测定 方法
二、影响海洋初级生产力的因素 三、海洋初级生产力的分布 四、海洋新生产力 五、海洋初级生产力的结构
一、 海洋生物生产及初级生产力的 测定方法
（一）生物生产力的有关概念 （二）初级生产过程的基本化学反应 （三）海洋初级生产力的测定方法
(CH2O)n＋H2O＋3ADP+3Pi+2NAD
(2) 不同色素的作用
叶绿素：将吸收的光能直接过通过电子传递给光和 系统。其吸收峰仅限于某些波长范围。
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。
(3) 海水中的光谱组成：不同深度海水光谱的组成是 不同的，红外辐射和紫外辐射在表层被吸收，只有 400-700nm的有效辐照进入水深处。其中，有效辐照 中的红光被很快吸收，只有蓝光穿透最深。
5、生产力与现存量的关系：相互联系的不同概念。
(1) 现存量高生产力低：例如陆地森林；
(2) 现存量少生产力高：海洋浮游植物。
（二）初级生产过程的基本化学反应
光合作用(photosynthesis) 化学合成作用（chemosynthesis)
光合作用(photosynthesis)
1、光反应(light reaction) 叶绿素吸收光能通过一系列的光化学反应产生O2， 同时把光能转化为化学能（ATP、NADH2）。 （1）吸收光能产生还原能：
公式： P=Chl a含量×Q
叶绿素（Chl a ）含量以分光光度法测定；同化 指数（Q）以14C法测定。
优点：研究海区不必每个站位都采用14C法，代表性 站位用14C测得Q值，其它站位只测Chl a含量。
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。 生产力(productivity)<=> 生产率(rate of production)
4、现存量及周转率
(1) 现存量(standing crop)：指某一特定的时间、某一 空间范围内存有的有机体的量，即个体数量乘以个体 平均质量。它是在某一段时间内生物所形成的产量扣 除该段时间内全部死亡量后的数值。与生物量 (biomass)同义。
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→