第六章海洋初级生产力
海洋初级生产力
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（二）叶绿素荧光测定法
叶绿素荧光测定法是以丙酮萃取水样中的滤物，以分光光度计测定特定波长下的叶
此这些术语实际上是同义的。
光子 2H+
P680
O
光系统 II
OH2
2H2O O2 +
4H+
基质
细胞色素 b 复合物
2H+
光子 Fo
P700 光系统 I
PO Cu2+ PO Cu+
FNR
NADP+ NADPH
类囊体腔
光反应
基质
ATP 合酶
H+
CO2
类囊体膜 ADP+Pi
ATP
第一阶段：固定 CO2 和生产糖
二、生产力的有关概念
（一）总初级生产力和净初级生产力 总初级生产力（gross primary production）是指光合作用中生产的有机碳总量。不过，
海洋植物与其他生物一样昼夜都进行连续不断的呼吸作用，消耗掉一部分生产出来的有 机碳。因此，总初级生产力扣除生产者呼吸消耗后其余的产量即为净初级生产力（net primary production），即： 净初级生产力 ＝ 总初级生产力 － 自养生物的呼吸消耗。
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光合作用(P)/[mgC/(ml· h)]
Pmax
光抑制
Pn
∆P
Pg
∆I
＋ 0 －
IC
呼吸
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。
海洋科学导论名词解释狂背.
海洋科学导论名词解释（这个是我整理出来的可能会考的名词解释，括号里是历年出过的题目）第三章1.海水：是一种溶解有多种无机盐、有机物质和气体以及含有许多悬浮物质的混合液体。
1902年盐度定义（07、09）：1kg海水中的碳酸盐全部转换成氧化物，溴和碘以氯当量置换，有机物全部氧化之后所剩固体物质的总克数。
”单位是g/kg，用符号‰表示。
2.海水组成恒定性：海水中的主要成分在水样中的含量虽然不同，但它们之间的比值是近似恒定的。
3.氯度（08）：1kg海水中的溴和碘以氯当量置换，氯离子的总克数。
单位是g/kg以符号‰来表示。
4.标准海水（09）：氯度值为19.374‰，对应盐度值为35.000‰。
5.盐度与氯度关系式（07）：S‰=0.030+1.8050Cl‰6.热容：海水升高1K（℃）时所吸收的热量称为热容，单位J/K,J/℃。
7.比热容：单位质量海水升高1K（℃）时所吸收的热量称为热容，单位J/Kg/K,J/Kg/℃。
8.热膨胀系数：海水温度高于最大密度温度时，若再吸收热量，除增加其内能使温度升高外，还会发生体积热膨胀，其相对变化率称为海水的热膨胀系数。
9.比容：单位体积的质量。
10.位温（08）：海水中某一深度的海水微团，绝热上升到海面时所具有的温度称为该深度海水的位温。
此时的相应密度称为位密。
11.比蒸发潜热：使单位质量海水化为同温度的蒸汽所需的热量，称为海水的比蒸发潜热。
12.绝热变化（15）：在海水绝热下沉时，压力增大使其体积缩小，外力对海水微团做功，增加了其内能导致温度升高；反之当绝热上升时体积膨胀，消耗内能导致温度降低。
上述海水微团的温度变化称为绝热变化。
13.饱和水汽压：对纯水而言，所谓饱和水汽压，是指水分子由水面逃出和同时回到水中的过程达到动态平衡时，水面上水汽所具有的压力。
14.海水渗透压：如果在海水和淡水之间放置一个半透膜，水分子可以透过。
但盐分子不能透过。
那么淡水一侧的水就会慢慢渗向海水一侧，使海水一侧压力增大，直到达到平衡状态，此时膜两边的压力差，称为渗透压。
第四节 海洋初级生产力和新生产力
6.现存量(standing crop)：是指绿色植物初级生产量被植食 动物取食及枯枝落叶掉落后所剩下的存活部分。 SC=GP-R-H-D
（2）化合作用
化能营养性的自养过程，仅在特殊情况下才有显著作用。
进行这一过程的主要是硝化细菌、硫化细菌、铁细菌、 氢细菌、沼气细菌等。这类细菌最常集中于好气条件和 嫌气条件的交界处，因为在它们的生命活动中既需要氧 又需要从有机质的嫌气性分解中形成的还原性化合物。
在水体中具备这种条件的主要是水底土壤和底层水中。 因此化合细菌的数量也是在水底土壤中最多，底层水中 次之，表层水最少。
2.淨初級生产量(net primary production) ：在初级生产 过程中，自养生物固定的能量有一部分被自己的呼吸消 耗掉，剩下的可用于自养生物的生长和生殖，这部分生 产量。
3.总初級生产量(gross primary production)：GP=NP+R
4. 初級生产力(primary productivity)：自养生物在一定空间 一定时间内所生产的有机物质积累的速率称为生产率 (productivity rate)，或生产力(productivity)。
初级生产量、次级生产量
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。
第六章 古海洋生产力
Paleoproductivity 古海洋中生物生产力的演变历史， 古海洋中生物生产力的演变历史，不仅对于海洋 的物理、化学条件产生影响，而且也是理解洋底 的物理、化学条件产生影响， 沉积机理和沉积矿产分布规律的重要因素。 沉积机理和沉积矿产分布规律的重要因素。古海 洋学的生物方面比物理、化学方面更加复杂。 洋学的生物方面比物理、化学方面更加复杂。
某些古生代黑色页 岩中， 岩中，有机质含量 Corg与Mo/Al之间存 Mo/Al之间存 在正相关关系。 在正相关关系。
Sr/Ca比值 比值
近年来的研究表明，在现代上升流区域， 近年来的研究表明，在现代上升流区域，微晶碳酸盐中 Sr/Ca比值的增加与颗石藻的钙化和生长速度保持良好 Sr/Ca比值的增加与颗石藻的钙化和生长速度保持良好 的相关关系。微晶碳酸盐Sr/Ca比值能够体现海洋生产 的相关关系。微晶碳酸盐Sr/Ca比值能够体现海洋生产 Sr/Ca比值 力的变化。 力的变化。 颗石藻为主的碳酸盐中，Sr/Ca比值可反映颗石藻生 颗石藻为主的碳酸盐中，Sr/Ca比值可反映颗石藻生 产力的变化。 产力的变化。由于颗石藻从白垩纪以来为古海洋的主 要生产者之一， 要生产者之一，所以该指标对于古海洋生产力变化研 究具有一定的积极意义。 究具有一定的积极意义。
浮游植物 -- 硅藻 -- 颗石藻 -- 沟鞭藻 浮游动物 -- 有孔虫 -- 放射虫 -- 翼足类 -- 桡足类
颗石藻的勃发
颗石藻的勃发
藻席
Rhizosolenia
Yoder et al., 1994
二、古海洋生产力
古海洋生产力又称为生物古海洋学。 古海洋生产力又称为生物古海洋学。 古海洋中的生物演化和生产力的变化， 古海洋中的生物演化和生产力的变化，对海洋的 物理、化学条件产生影响，同时对洋底沉积作用 物理、化学条件产生影响， 和沉积矿产形成有重要意义。 和沉积矿产形成有重要意义。所以理论和实际意 义都很重要。 义都很重要。 目前对海洋古生产力的研究主要集中在初级生产 上。研究水平尚不高。 研究水平尚不高。
海洋初级生产力
1. 简要说明光合作用中光反应、暗反应的基本化学反应及其作用。
2. 举例说明生产力与现存量、周转率之间是相互有联系，但却是完全不同的概念。
3. 结合酶动力学的米氏方程说明光合作用率与光照强度的关系以及浮游植物生长率与介质中无机营养盐的关系。
4. 海洋中有哪些HNLC海区？说明这些海区的特征以及浮游植物组成类别上与一般富营养海区的差别。
5. 分析不同纬度海区初级生产力的分布特征及其原因。
6. 为什么沿岸浅海区含有高的初级生产力水平？7. 什么叫新生产力和f比值？新生产力的光合作用商为什么比再生生产力的高？8. 如果大洋区和沿岸区初级生产力分别是70 gC/(m2•a)和300 gC/(m2•a)，f比值分别是0.1和0.5，则它们的新生产力相差多少倍？9. 不同海区物理、水文特征与生物组成及新生产力水平有什么关系？10. 研究海洋新生产力有何理论和实践意义？海洋初级生产力的测定1.14C示踪法2.叶绿素荧光测定法❖初级生产力（P）= 叶绿素含量（Chla）×同化指数（Q）❖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。
（三）黑白瓶测氧法（四）水色遥感扫描法❖收获量法、钟罩法、掉落物法等第二节影响海洋初级生产力的因素一、光the compensation depth:某一深度，植物24小时中光合作用生产量与呼吸作用消耗量相等，补偿深度上方才有净生产量。
纬度、季节、天气、浊度、时间、海况对补偿深度的影响。
二、营养盐1浮游植物生长需要的营养物质❖Redfield比值：C：N：P = 106：16：1❖海洋整体缺氮，部分海区缺磷2海水中营养盐含量与浮游植物生长的关系❖酶动力学Mechaelis-Menten方程：❖µ=µmax · N / (KN + N）❖吸收半饱和常数（KN）❖种群竞争限制性营养盐能力的一个重要指标3铁限制假说近岸有陆源补充，大洋表层依靠气溶胶沉降。
07第六章 海洋生态系统的分解作用与生物地化循环
二、沉积物中有机物质的分解作用和营养物质循环 特征
1、沉积物表层
• 有氧-有机物通过异养细菌的作用经氧化分解，终产物是
氧化态的无机化合物（CO2、NO3-），与水层一样。 2、沉积物内部 ⑴环境特点： • 缺氧−有几碎屑大量进入沉积物，细菌、真菌、原生动物
和其他栖居于沉积物中的生物的耗氧速率比能够扩散进来
③耐蚀阶段（refractory phase）： 上一阶段不易被分解的物质必须经过几个星期或几个 月的降解过程，最后剩余一些很难分解的、含腐殖酸的聚 合物或复合物，并最终形成海洋腐殖土（marine humus）。
小结：分解过程的特征和强度决定于分解者生物（细菌和
微型原生动物）、被分解物质的组分和理化环境条件。
第六章 海洋生态系统的分 解作用与生物地化循环
海洋科学 李洪利
第一节 海洋生态系统的分解作用
一、有机物质的分解作用及意义
1、生态系统的分解作用（decomposition）
动植物和微生物不断产生的死的有机物质（死亡残体、
排泄物）也贮存一定的潜能，这些有机物质在生态系统中 通过分解者生物的作用降解，最终无机元素从有机质中释 放出来（矿化作用，mineralization），同时能量也以热的 形式逐渐散失（放能），这个过程就是生态系统的分解
+
-
-
②海水中氮转化的两个重要作用：
• 硝化作用（nitrification）：
指海水中的氨离子（NH4+）如果没有被浮游植物所吸 收，则它将被氧化成为亚硝酸根（NO2－），并进一步氧 化为硝酸根（NO3－）。
• 反硝化作用/脱氮作用（denitrification）：
与硝化作用相反，某些脱氮细菌可以还原硝酸根和亚 硝酸根，这个反应可以进行到产生分子氮（N2）为止，在 缺氧情况下反硝化作用更加突出。
及海洋初级生产力评估
营养盐：营养盐是浮游生物生长和繁殖所必需的物质，不同营养盐浓度条件下海洋初级生产力 也会有所不同。
人为因素
海洋污染：人类活动产生的废弃物对海洋造成污染，影响海洋生物的 生存和繁殖
过度捕捞：过度捕捞导致海洋生物数量减少，影响海洋生态系统的 平衡
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海洋初级生产力评估
汇报人：
目录
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添加目录项标题 海洋初级生产力概述 海洋初级生产力评估实践 海洋初级生产力影响因素 海洋初级生产力评估意义 未来研究方向与展望
01
添加目录项标题
02
海洋初级生产力概述
定义与意义
海洋初级生产力 定义
海洋初级生产力 的意义
引入新技术：积极引入大数据、人工智能等先进 技术，提高海洋初级生产力评估的效率和准确性， 为海洋生态保护和可持续发展提供有力支持。
拓展研究范围：将海洋初级生产力评估的 研究范围从近海扩展到远海，从浅海扩展 到深海，全面了解海洋初级生产力的分布 和变化情况。
加强国际合作：积极参与国际海洋科学研究合作， 引进国际先进技术和经验，推动我国海洋初级生 产力评估研究的国际化发展。
推动海洋保护与可持续发展
未来研究方向：提高海洋初级生产力的可持续性 未来研究方向：研究海洋生态系统与人类活动的相互作用 未来研究方向：探索海洋生态系 未来研究方向：加强国际合作与交流，共同推动海洋保护与可持续发展
感谢观看
汇报人：
海洋工程建设：海洋工程建设如海底隧道、港口等，对海洋环境造成 破坏，影响海洋生物的栖息和繁殖
气候变化：人类活动导致的气候变化，对海洋生态系统产生负面影 响，影响海洋初级生产力