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。 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(CH 4 、H 2 S等)氧化获得能量,还原CO 2 ,制造有机物 。13H 2 A+H 2 O AO+4H + +4e -4H + +4e - +ADP+P i +(O 2 ) →ATP + 2H 2 O2H + +2e - +NAD →NADH 2CO 2 +2NADH 2 +3ATP→(CH 2 O)+H 2 O+3ADP+ 3P i +2NAD (一)、 14 C示踪法1. 原理:把一定数量的放射性碳酸氢盐H 14 CO 3 - 加入到已知二氧化碳总量的海(三)海洋初级生产力的测定方法143水样品中,经过一段时间培养,测定浮游植物细胞内有机 14 C的数量,就可以计算出浮游植物光合作用速率。 2.计算公式:其中: P: 初级生产力(mgC/m 2 ·h); Rs:白瓶中有机 14 C的放射性计数;Rb:黑瓶水样中有机 14 C的放射性计数;R为加入 14 C的总放射性;W为海水中CO 2量 为培养时间N RW Rb RsP) (15量;N为培养时间。3.具体方法: 现场法(in situ method); 模拟现场法(simulated method):4.优点:准确度高 (二)、现存量法通过测算某一时间间隔始末,初级生产者现存量的变化,推算出有机物质增量,即净初级生产量。16 (三)、收获法在一年中生物量最大的月份,选择若干有代表性的采样断面,进行生物量测定,将其平均生物量乘以周转率(P/B系数),即可推出该物种的生产量。17多用于水生维管束植物生产量的测定方法 (四)、叶绿素荧光测定法1. 同化指数或同化系数(Q):指单位Ch. a 在单位时间内合成的有机碳量,单位:mgC/(mg Ch. a ·h)公式: P=[Ch. a ]×Q优点:研究海区不必每个站位都采用 14 C法,代表性站位用14 C测得Q值,其它站位只测Ch.a含量。182. 叶绿素测定:分光光度法(1) 过滤:用能够溶解于丙酮溶液的超滤膜过滤海水1-5升,获取浮游植物;(2) 提取:90%丙酮;(3) 测定:分光光度计测定叶绿素在丙酮溶液中的光密度 (4) 计算: 叶绿素a含量=11.85E 664 -1.54E 647 -0.08E 630叶绿素b含量=21.03E 647 -5.43E 664 -2.66E 630叶绿素c含量=24.52E 630 -1.67E 664 -7.60E 647叶绿素含量(mg/m 3 )=C×V a /V w ×10其中:E:为经750nm波长校正后的吸光值;19其中:E:为经750nm波长校正后的吸光值;V a :丙酮体积; V w :过滤海水体积;C:三种叶绿素含量。 (五)、黑白瓶测氧法20从坐标为水深,横坐标为氧含量(g/m 2 ) (六)、水色遥感扫描法卫星携带的海洋水色遥感装置可以记录海水的颜色,反映海区叶绿素和藻类的其他色素、带有一定颜色的溶解有机物等浓度,还可以探测水中悬浮颗粒物的含量。适于大面积监测21 (一)、光1. 藻类的光合作用与光辐照度关系:抛物线关系海洋初级生产力的预测:7 . 3    CkRP二、影响海洋初级生产力的因素22其中:P:浮游植物的净初级生产力;R:相对光合率;k:光强随深度增加而减弱的衰变系数;C:水中叶绿素含量(g/m 3 水柱)k 2. 海洋中的光合作用:(1). 表层:紫外线抑制;(2). 最大光合作用层:(3). 其它概念:补偿深度补偿光强23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 补偿深度的测定:I D =I 0 e -KDln I D =lnI 0 -KDD=(lnI 0 - ln I D )/KD c =(lnI 0 - ln I c )/K其中: I D :某一深度处的光强;I 0 :水表面光强;24K:光线海水体积衰减系数;D :水深;I c :补偿深度处的光强;D c :补偿深度。 (二)、营养盐1.主要营养盐种类(1).潜在限制性营养盐:NO 3 - 、PO 4 3- 、SiO 3 - 等(2).微量元素:Fe、Mn、Co、Cu、Zn等都有可能成为限制性因子25能成为限制性因子。  2.营养盐的吸收机制 透性酶(permease)控制营养盐化合物或离子进入植物细胞的速率,使藻类能够从营养物质浓度较低的环境介质中吸收营养元素到高浓度的细胞内。26 在低浓度条件下,吸收速率随着浓度的提高而迅速增大,达到一个平衡状态,吸收速率不再随浓度提高而加快。氮盐和磷酸盐都如此。  3.营养盐的吸收规律 米氏方程: 描述营养盐的吸收规律 υ:营养盐被吸收的速率;Vm:最大吸收S KsS Vmv27 υ:营养盐被吸收的速率;Vm:最大吸收速率;Ks:吸收半饱和常数;S:介质中的营养盐浓度. (三)、温度1. 对光合作用的影响:光照条件很差时:光合作用主要受光反应的影响;光照达到光饱和值时:温度对光合作用发生影响,此时:光合作用的速率随温度的升高而增加,开始光合作用迅速提高,然后增加的比较缓慢,最后光合作用速率下降。28然后 比 后(1)热带海域温度对光合作用的影响:由于温度引起水体分层,分层现象阻碍了营养盐的上升,使上层水初级生产力维持较低而稳定的水平。(2)温带海区温度对光合作用的影响:只有临时性分层。 (四)、垂直混合和临界深度1.垂直混合(1). 海水垂直混合(对流:convection)的原因:密度变化、风力作用等。(2). 海水垂直混合的结果:将深水处的营养盐带到上层,浮游植物被带到深水层。292. 临界深度(critical depth) :在这个深度上整个水柱浮游植物的光合作用总量等于其呼吸消耗的总量,或者说在这个深度之上,平均光强等于补偿光强。 不同纬度海区初级生产力的季节分布(一) 中纬度海区:季节变化属于双周期型;(二) 高纬度地区:单周期型;(三) 低纬度地区:没有周期性波动。不同水文特征海域的初级生产力三、海洋初级生产力的分布30近岸水域的初级生产力(一) 磷酸盐、硝酸盐充足;(二) 水深小于补偿深度;(三) 很少出现持久的温跃层;(四) 有大量的陆源碎屑。 新生产力的概念和研究方法(一)概念建立的基础:新生产力概念是建立在N源划分基础上。Dugdale 和Goering1967年提出;四、海洋新生产力31进入植物细胞的营养元素来源:真光层之外输入+真光层内再循环;  建立在以N源基础上的生产力研究的价值: 并非每一种元素的这种划分都能够用实测来实现,而N是一种可供这种区分的较为理想的元素。 N是构成细胞的主要元素,而且其N和C含32素。 是构成细胞的 要元素,而 其 和 含量的比值与N和P含量的比值也相对稳定,因此用N描述初级生产者的生长比用其它元素更为精确。此外,N常是海洋环境的营养元素,因而建立N源基础上的生产力研究更具实际意义。 (二)新生产力概念1. 再生N(regeneration nitrogen)或再循环N(recycled N):在真光层中再循环的N,主要是NH 4 + -N;2 . 新N(new N)源:由真光层之外提供的N,主要是NO 3 - -N;333. 再生生产力(regenerated production):由再生N源支持的那部分初级生产力;4. 新初级生产力(new production):由新N源支持的那部分初级生产力;5. 总初级生产力:新生产力 + 再生生产力 新N来源:1、上升流或梯度扩散;2、陆源供应;3、大气沉降或降水;4、固氮生物的固N作用。