海洋浮游植物初级生产力及碳生物量的检测技术研究进展

浮游植物是海洋生态系统中的主要初级生产者，构建海洋食物网、生物泵和元素循环（包括碳循环、氮循环和硅循环等）的基石。因此，海洋生态系统中的元素循环和能量流动均与浮游植物的生长和代谢息息相关。海洋碳循环是全球碳循环的关键环节，也是全球生态系统中生物地化循环的重要组成部分。尽管浮游植物在海洋碳循环中起着至关重要的作用，但是直接测定浮游植物的初级生产力和碳生物量依旧受到传统技术和方法的限制。本文详细介绍了有关浮游植物初级生产力和碳生物量检测的各种技术和方法，列举了其各自的优缺点。目前，测定海洋浮游植物初级生产力的主要方法有黑白瓶法、遥感估算法、碳同位素测定、快速重复率荧光法；测定海洋浮游植物碳生物量的主要方法有细胞体积转换法、流式细胞术、电子探针X射线显微分析、分位数回归模型估算法。通过对比分析发现碳同位素与快速重复率荧光法相结合可以更高效测定出初级生产力，而最具优势与应用前景的碳生物量检测方法是基于分位数回归模型估算法。其中，基于分位数回归模型估算法具有拟合异常值、测定结果准确等优势，能够实现现场浮游植物群落以及各个功能群碳生物量的估算，并能够与卫星遥感技术手段相结合，可以应用于大尺度和长时间序列的海洋浮游植物碳生物量估算。通过本文的综述，一方面为海洋浮游植物初级生产力和碳含量的研究提供一个基本和系统的认识，另一方面为深入研究浮游植物在海洋碳循环以及全球碳循环中的作用提供参考。     

南黄海叶绿素a与初级生产力之间的相关分析

本文依据南黄海海域的调查资料,探讨了叶绿素ａ与初级生产力和真光层内叶绿素ａ积分值之间的相关关系。并对表层叶绿素ａ是否可以作为海洋中浮游植物蕴藏量的指标加以验证。验证的具体方法是分析表层叶绿素ａ（ＳＣ）;真光层内叶绿素ａ积分值（ＩＣ）和初级生产力（ＰＰ）三者之间的相关关系。分析表明：在叶绿素ａ含量高且变化梯度大的高生产力海域,ＳＣ、ＩＣ和ＰＰ之间存在着非常显著的相关性,ＳＣ可以作为某海域浮游植物现存量及其生产力的指标;而在叶绿素ａ和初级生产力低且分布均匀的海域,ＳＣ、ＩＣ和ＰＰ之间不相关。故指出利用ＳＣ作为某海域浮游植物蕴藏量和初级生产力指标时应慎重。     

渤海晚春浮游植物粒度分级生物量与初级生产力

浮游植物生物量与生产力是海洋生态系食物网的结构与功能的基础环节，是供养其摄食者——浮游动物的物质基础，从而直接或间接地影响海区鱼、虾、贝等经济渔业资源的变动。对浮游植物粒度分级生物量与生产力的研究有助于从更深层次上研究海洋生态系自然群落结构、功能及其环境调控，并可对了解其捕食者群体的特性和营养关系提供重要信息。 渤海是一个半封闭的浅海，生态环境的季节变化显著，同时渤海周围又是人口相对集中，工农业生产较为发达的区域，易受人为因素的影响。20世纪80-90年代初，科学家们曾在渤海进行过不少初级生产力的观测(费尊乐等，1988；朱明远等，1993；吕端华等，1999)，但该海域浮游植物生物量与生产力粒度结构方面的资料尚为欠缺。而近年来渤海生态环境日趋恶化，渔业资源严重衰退，因此在该海域进行生态系统动力学，特别是浮游动物种群动力学的研究时，必须同步开展初级生产力结构的动态变化及其控制过程研究。 本研究是国家自然科学基金重大项目“渤海生态系统动力学与生物资源持续利用”的一个重要组成部分，旨在研究渤海春末、夏初对虾产卵期浮游植物现存生物量和初级产力的粒度结构、周日和空间变化及其与环境之间的关系，特别是浮游动物摄食之间关系，从而为渤海生态系统动力学模式的建立和生物资源的可持续利用提供科学依据。     

基于VGPM模型的广西北部湾近岸海洋初级生产力估算

以北部湾近岸海域为研究对象,基于海洋水质监测数据与海洋初级生产力实测数据,对VGPM模型各参数分别进行校正,评估校正后的模型估算精度。结果表明:通过参数校正能够有效减小初级生产力计算误差。根据校正模型计算可得,2018年北部湾近岸海洋初级生产力变化范围为101.27～2 161.75 mg C/(m~2·d),北部湾近岸海域浮游植物在夏季和秋季对营养盐需求较为明显,在春季和冬季则无明显需求。     

渤海水域叶绿素a的分布及初级生产力的估算

1980-1981年在渤海90个测站上进行了浮游植物种类组成及数量变化、叶绿素含量、海面辐照度、海水光学参量以及海洋水文要素调查,还作了浮游植物光合作用率和同化系数的测定。绘出渤海水域各季节叶绿素a和初级生产力的平面分布图。渤海水域表层叶绿素a的平均值春季、夏季、秋季和冬季分别为1.04,0.69,1.27和0.64毫克/米3。初级生产力的测定采用叶绿素法。通过调查计算得出渤海初级生产力平均值:春季为357毫克碳/米2·日;夏季为171毫克碳/米2·日;秋季为305毫克碳/米2·日;冬季为88毫克碳/米2·日。渤海初级生产力的年平均量为90克碳/米2·年。整个水域全年有机碳生产量约为800万吨。     

利用叶绿素资料计算初级生产力

海水中浮游植物叶绿素浓度是海洋生物调查中的一个重要观测参数，它不仅是表征浮游植物生物量的一个指标，而且利用它与浮游植物光合作用之间的相互关系还可以估算水域初级生产力，目前许多学者正致力于利用叶绿素资料计算初级生产力的研究，本文阐述根据叶绿素浓度计算初级生产力的方法，Ｒｙｔｈｅｒ－Ｙｅｎｔｓｃｈ模式，生态学数理模式和遥感模式，文章对方法应用中一些问题作了分析讨论。     

利用叶绿素资料计算初级生产力

海水中浮游植物叶绿素浓度是海洋生物调查中的一个重要观测参数。它不仅是表征浮游植物生物量的一个指标，而且利用它与浮游植物光合作用之间的相互关系还可以估算水域初级生产力。目前许多学者正致力于利用叶绿素资料计算初级生产力的研究．本文阐述了根据叶绿素浓度计算初级生产力的方法：Ryther－Yentsch模式、生态学数理模式和遥感模式。文章对方法应用中的一些问题作出了分析讨论。     

南黄海叶绿素a与初级生产力之间的相关分析

本文根据南黄海海域的调查资料,探讨了叶绿素ａ与初级生产力和真光层内叶绿素ａ积分值之间的相关关系。并对表层叶绿素ａ是否可以作为海洋中浮游植物蕴藏量的指标加以验证。验证的具体方法是分析表层叶绿素ａ（ＳＣ）;真光层内叶绿素ａ积分值（ＩＣ）和初级生产力（ＰＰ）三者之间的相关关系。分析表明：在叶绿素ａ含量高且变化梯度大的高生产力海域,ＳＣ、ＩＣ和ＰＰ之间存在着非常显著的相关性,ＳＣ可以作为某海域浮游植物现存     

遥感海洋初级生产力的生物－地理动力学问题

卫星遥感为大尺度海洋观测提供了一种可行方法。卫星资料应用于海洋初级生产力研究中最重要的是建立由海洋水色遥感资料得出的色素浓度计算初级生产力的合适算法。由于植物生理学方面的问题，建立一个合适的初级生产力算法有一定的困难。了解和确立水体中浮游植物的生理速率参数与分布结构动态是必要的。本文在分析水下光场和藻类光合作用光谱响应基础上，阐述了海洋初级生产力遥感中的生物－地理动力学问题。     

利用14C标记技术测定海洋初级生产力的绉议

<正>海洋初级生产力是指海洋中初级生产者(主要是浮游植物)通过光合作用或化学合成生产有机物的能力或速率[1-2],它是海洋生态系统中其他异养生物的生存基础,并从根本上影响着全球生物地球化学循环[3]与气候变化[4]。研究表明,海洋浮游植物通过光合作用不仅贡献了生物圈内的一半净初级生产力(以碳计约为5×1013 kg/a)[4],提供了生态系统中其他有机体生长与新陈代谢所需要的初级有机物能源,限制     

一株海洋微型硅藻的形态学和分子生物学鉴定

1 引言 微型浮游植物(粒径为2～20μm)是海洋环境中主要的初级生产者,在海洋初级生产力中占有很大比重,特别在寡营养水域,微型浮游植物可占初级生产力的80%以上[1],并且在粒级结构上微型浮游植物对初级生产力的贡献要比较大粒级的植物的贡献更大[2].     

基于奇异值分解技术的近海水体硅藻浓度反演模型研究

浮游植物是水体生态系统中的重要初级生产者,其中硅藻贡献海洋初级生产力约40%,因此估算硅藻浓度对了解海洋生物地球化学过程和生态系统演变至关重要。本文基于2016年6月黄渤海和2018年7月黄渤海航次实测色素浓度数据集,利用CHEMTAX软件,获取硅藻浓度信息;之后,结合实测遥感反射率数据,利用奇异值分解方法,构建硅藻浓度反演模型。检验结果表明：模型的决定系数为0.80(p<0.001),平均绝对百分比误差和中值误差分别为58.62%和39.12%,模型适用度较高;经过卫星验证,该模型适用于GOCI(Geostationary Ocean Color Imager)传感器。将模型应用于2020年6月份GOCI月平均数据,其硅藻浓度空间分布趋势与前人研究一致。本研究成果可为近海水体硅藻生物量的遥感估算研究提供技术方法支撑。     

海洋初级生产力的遥感研究进展

近年来，海洋初级生产力的遥感反演成为科学界研究的热点问题之一．海洋初级生产力的遥感模型发展迅速．本文综述了海洋初级生产力遥感历史、近几年海洋初级生产力遥感估算模型的新发展和各种模型的局限性．结合各种初级生产力模型，讨论了模型建立所需要的参数；并讨论了初级生产力遥感的主要发展趋势，即根据各个海区的生物一光学特性，对初级生产力参数的估算将越来越区域化．     

特纳荧光计的校准方法

叶绿素 a 是浮游植物体内的主要光合作用色素,用叶绿素 a 的浓度表示水域中浮游植物的现存量,进而估算水域初级生产力是目前生物海洋学广泛采用的方法。对叶绿素a 的平面及垂直分布的调查研究是海洋学研究的一项重要内容。测定叶绿素 a 浓度的常用方法有两种:分光光度法和荧光测定法。前者准确度较高,但其测定步骤较多,过滤海水的体积较大,所需时间较长。在国外海洋调查中这种     

1999年渤海浮游植物生物量的数值模拟

以浮游植物量、浮游动物量、营养盐浓度 (包括无机氮和无机磷 )以及碎屑量为生态变量 ,在HAMSOM水动力学模式的基础上构建了 1个三维浮游生态动力学NPZD模型。采用此模型研究了渤海 1999年浮游植物量和初级生产力的变化情况 ,模拟结果与实测基本相符。模拟结果表明 :1999年渤海浮游植物量的变化大致呈双峰分布 ,春季水华出现在4,5月份 ,秋季水华出现在 9,10月份 ;受透明度和局地水深的影响 ,渤海湾和辽东湾北部浮游植物量的年变化呈夏季大、冬季小的单峰分布。 1999年渤海不同海区初级生产力的变化特征是 :除莱州湾一年中有春、夏 2个峰值外 ,其它 3个海区都是夏季高、冬季低的单峰分布 ;1999年整个渤海年平均的初级生产力为 2 5 7mgC/m2 /d。     

自然海水中浮游植物生物量和叶绿素的比值

自从Ｎｉｅｌｓｅｎ在１９５７年提出１４Ｃ法测定海洋中的初级生产力以后 ,对各个海区的光合作用和初级生产力有了较好的了解。但是还没有直接测定浮游植物生物量（Ｃ）的方法 ,多数研究是通过测定叶绿素浓度（Ｃｈｌ）和记数浮游植物细胞来估计浮游植物生物量。了解浮游植物生物量具有重要的生态学意义。（１）目前 ,对海洋中浮游植物的生长率（ｋ）还有很多争议 ,在相同的海区得到的结果相差很多倍。这些差异无疑反映了浮游植物生长率的时、空变化 ,但是也有一些差异是因为缺乏确切地测定浮游植物生长率的方法造成的。如果知道了Ｃ ,ｋ就…     

南极科学考察论文集将出版发行

南极科学考察论文集,是由我国赴南极考察人员及有关科研工作者共同撰写而成的。主要阐述南极海域的海洋生物学和海洋化学方面的有关问题,其重点为海洋初级生产力、冰藻、浮游植物和浮游动物等。 本论文集属专业性著作,可供海洋、生物等科研单位的科研人员和高等院校有关专业的师生参考。 需订购者请与青岛市98号信箱《黄渤海海洋》编辑部联系。     

我国浮游植物培养研究的回顾与展望

浮游植物主要指悬浮在水体内的单细胞藻类。它们是自然水域中初级生产力的主要承担者,单是全世界海洋水域,就能生产31×10~9吨有机碳,相当于全世界陆地生产力的二倍。它是水域中鱼类及其他水生动物的基础饵料。在目前的技术条件下,人类还不可能直接利用这些天然浮游植物资源,据估算,在天然水域中,即使每升水中有50万个大型硅藻细胞这样丰富的资源,要获得1公斤干品的话,就得过滤2,500立方米的水。故直接利用天然浮游植物是极不经济的。因而人工培养浮游植物的研究就引起人们广泛的重视。Beijerinck早在1890年就用培养细菌的方法进行了小球藻(Chlorella vulgaris)和其他单细胞绿藻的分离培     

深圳沿岸海域净初级生产力的遥感反演及其时空变化分析

以深圳沿岸海域为研究区,以MODIS/AQUA卫星遥感产品为数据源,结合实测浮标数据修正了VGPM中叶绿素a含量的估算进而分析深圳沿岸海域净初级生产力的时空分布规律.研究表明:(1)深圳沿岸海域2014年2、5、8、10月的净初级生产力在空间分布上从近海向外逐渐降低,初级生产力整体呈现出"西高东低"的局面,且未有明显的季节性波动.(2)4个海区的叶绿素a含量均表现为夏季最高秋冬季次之,但各海区主要影响因素不同,珠江口主要受季风造成的浮游植物种类与细胞密度的季节变化影响,大亚湾主要受营养盐限制,大鹏湾的主导因素为湾内余流的季节变化,深圳湾的叶绿素a含量主要与浮游植物细胞密度的季节变化有关.(3)珠江口的初级生产力春夏季高于秋冬季;大鹏湾的初级生产力夏季最高,且季节变化趋势与叶绿素a表现一致;深圳湾的初级生产力夏季最高,且季节变化趋势与海表温度表现一致;大亚湾的初级生产力波动明显,夏冬季海洋初级生产力数值总体高于春秋季.     

三角褐指藻及其藻际细菌对不同无机氮源的响应

海洋生态系统中,浮游植物和细菌之间的相互作用是影响营养盐供应和再生、海洋初级生产力和生物地球化学循环的基本生态关系.为研究营养盐、浮游植物和细菌之间的关系,在实验室内培养条件下,通过改变氮源的形态(硝态氮和铵态氮)和浓度,研究海洋浮游植物三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)的藻际细菌在不同营...