海洋初级生产力的结构

海洋初级生产力的研究发展到今天,其内涵和信息已不是一个简单的量值所能表达得了的,必须建立起一个能够反映其生态学意义的关于生产力结构的概念。在这个概念中,初级生产力的结构归纳为以下4个方面:(1)组分结构,即不同类群生产者(包括自养微生物、各类浮游植物等)对初级生产力贡献的比例;(2)粒级结构,即不同粒径级(<2μm,2—20μm,>20μm)生产者对初级生产力贡献的比例;(3)产品结构,即初级生产产品中颗粒有机碳(POC)和溶解有机碳(DOC)的分配比例;(4)功能结构,即新生产力占总初级生产力的比例。     

福建罗源湾海水悬浮物的研究

于1986年11月－1987年9月对福建罗源湾海水悬浮的含量的观测结果表明，水动力条件引起的再悬浮过程和生物活分别是罗源湾冬季和夏季悬浮物分布及性质变化的主要影响因素。底部沉积物的再悬浮对水体营养盐的再生和补充及有机碎屑的提供起重要的作用，夏季颗粒有机碳的学降能量一般占水柱浮游植物初级生产量的67－85％，大部分初级生产的有机碳沉降海底。     

厦门湾水体中颗粒有机碳的垂向输出通量:234Th/238U不平衡的应用

对厦门湾塔角附近海域某站位叶绿素 a、POC、初级生产力、234Th/238U不平衡进行的周日变化研究表明,POC含量介于14.4～34.6 mmol/m3之间,其中碎屑有机碳与活体有机碳所占份额分别为74%～92%和8%～26%.POC垂直分布呈现由表及底降低的趋势,且白昼期间POC含量高于晚间,说明研究海域POC含量与生物过程具有密切联系.初级生产力水平在1d之中变化达5倍,垂直分布亦随深度增加而降低,与叶绿素a的变化相对应.短时间(2h)培养获得的初级生产力水平明显高于长时间培养(24 h)的结果,证实部分新固定的碳被优先呼吸排出.结合234Th/238U不平衡法获得的颗粒态234Th输出通量及输出界面颗粒物中的POC/P_Th比值,可计算出真光层 POC的垂向输出通量为16.0mmol/(m2·d),其中碎屑有机碳与活体有机碳贡献的数量分别为13.3和2.7mmol/(m2·d).POC输出通量与初级生产力的比值(ThE比值)平均为0.31,真光层POC停留时间平均为11d.上述结果与Aksnes和Wassmann[1]的模型计算结果相吻合,但与其他大多数模型的结果仍存在一定的差异.     

厦门湾水体中颗粒有机碳的垂向输出通量:~(234)Th/~(238)U不平衡的应用

对厦门湾塔角附近海域某站位叶绿素 a、POC、初级生产力、234Th/238U不平衡进行的周日变化研究表明,POC含量介于14.4～34.6 mmol/m3之间,其中碎屑有机碳与活体有机碳所占份额分别为74％～92％和8％～26％.POC垂直分布呈现由表及底降低的趋势,且白昼期间POC含量高于晚间,说明研究海域POC含量与生物过程具有密切联系.初级生产力水平在1d之中变化达5倍,垂直分布亦随深度增加而降低,与叶绿素a的变化相对应.短时间（2h）培养获得的初级生产力水平明显高于长时间培养（24 h）的结果,证实部分新固定的碳被优先呼吸排出.结合234Th/238U不平衡法获得的颗粒态234Th输出通量及输出界面颗粒物中的POC/PTh比值,可计算出真光层 POC的垂向输出通量为16.0mmol/（m2·d）,其中碎屑有机碳与活体有机碳贡献的数量分别为13.3和2.7mmol/（m2·d）.POC输出通量与初级生产力的比值（ThE比值）平均为0.31,真光层POC停留时间平均为11d.上述结果与Aksnes和Wassmann[1]的模型计算结果相吻合,但与其他大多数模型的结果仍存在一定的差异.     

基于EwE模型的三疣梭子蟹、凡纳滨对虾和梭鱼混养系统的能流分析

以三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)、凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)和梭鱼(Liza haematocheli)混养池塘生态系统为研究对象,利用Ecopath with ecosim(EwE)模型软件,构建了由17个生物功能组组成的能量流动模型。研究表明,系统由5个营养级组成,其中第Ⅰ、Ⅱ营养级的能量流通量占系统总能量流通量的比例分别为63.47%和35.39%。系统大部分消费者位于营养级Ⅱ左右,食物链结构多呈"线状"。系统总能量流中碎屑功能组占74.58%,初级生产者占25.42%,其中,碎屑功能组中的人工饵料生物能占系统总能量来源22.31%,在系统总能量流中起重要作用。系统Finn’s循环指数(FCI)为21.24%,连接指数(CI)和系统杂食指数(SOI)分别为0.28和0.06,相对聚合度(A/C)为0.45。从生态营养学效率(EE)值来看,系统对来自碎屑功能组的能量利用率较高,对来自初级生产者微型、微微型浮游植物的能量利用效率较低。大量初级生产者能量未被利用而直接流向碎屑功能组,表明该系统的营养级结构还能进一步优化。建议提高梭鱼的放养密度或引入合适的滤食性生物进行搭配养殖,进一步提高系统的能量利用效率和混合养殖效益。     

从卫星轨道测定海洋中的叶绿素

浮游藻类是海洋中最重要的初级生产者,共光合作用产物是整个食物链的物质和能量基础。它们生产能力的大小,决定着海洋生物的盛衰。因此,在海洋生物资源的开发中,对海洋初级生产力的调查研究,占有重要的地位。测定初级生产力方法之一,就是测定     

基于Ecopath模型的西南黄海生态系统结构和能量流动分析

构建了包括20个功能组的西南黄海生态通道模型(Ecopath Model)。分析结果表明:各功能组营养级的范围在1. 000～4. 509之间,鸟类、鱼类、头足类等主要高营养级生物的营养级范围为3. 417～4. 509。该生态系统的能量流动主要发生在食物网的低营养级部分,在7个系统整合营养级间,能量传递效率沿食物链逐级降低,各营养级生物的消耗量和产出量也急剧减少。从第I营养级到高营养级间的逐级转换效率分别为11. 33%、13. 16%、15. 50%、14. 67%、13. 61%和15. 68%,系统平均转化效率为13. 22%;来源于碎屑的能量转化效率为13. 35%,来自初级生产者的转化效率为13. 14%。在总能流中,直接来自碎屑的占43%,来自初级生产者的占57%,说明系统的能流通道以牧食食物链为主导。混合营养评价显示,系统生产者碎屑与浮游植物对其他多数功能群有积极影响,蟹类、鲽形目、水母、大型底栖和浮游生物中同类竞争的消极影响尤为明显。西南黄海生态系统总初级生产力与总呼吸量比值为2. 541,Finn’s循环指数和Finn’s循环路径长度分别为3. 983、2. 444。通过模型输出的系统生态参数分析,当前西南黄海生态系统仍处于不成熟的、不稳定的阶段。     

海洋病毒在微生物食物环中的重要作用

自从Azam(1983)等提出“微生物食物环”(Mi-crobialloop)的概念以来,微生物在海洋生态系中对物质循环和能量流动过程所起的重要作用已成为海洋生态学的研究热点。Billen,G.等(1987)认为,浮游藻类、细菌、异养鞭毛虫和小型纤毛虫在微生物食物环中扮演主要角色:浮游植物初级生产所释放的溶解有机碳(DOC)被细菌利用,而细菌又被异养鞭毛虫和小型纤毛虫所吞噬。目前,由于对病毒在海洋生态系中重要作用的新认识,这一基本物流途径的完备性已受到质疑。病毒的介入使得微生物食物环中的物质流向更为复杂化,如图1所示。许多研究表明,病毒对传统意义…     

中国东部陆架海沉积有机碳研究进展：来源、输运与埋藏

大河影响下的河口陆架区陆海相互作用活跃,是有机碳的主要沉积区,在全球碳的生物地球化学循环中发挥着重要作用。中国东部陆架海包括渤海、黄海和东海陆架,黄河和长江两条大河直接流入该区。从有机碳来源、输运和埋藏保存等方面总结介绍了近年来中国东部陆架海沉积有机碳源汇过程的研究进展。研究表明,土壤有机碳和海洋初级生产力是本区沉积有机碳的主要来源;有机分子标志物和多元统计分析模型的综合应用能更准确地评估近海沉积有机碳的源汇特征;陆架泥质区是长江和黄河陆源沉积有机碳的重要储库;河流输入、沉积再悬浮和远距离物质输运等沉积动力过程显著影响着本区不同来源、不同类型陆源沉积有机碳的输运和归宿;大河物质输入、海洋初级生产力以及陆架沉积作用共同支撑着该区较高的有机碳埋藏能力。本区的研究今后需要从海陆结合的地球系统科学的角度,从整体上研究沉积作用过程与有机碳迁移转化的影响机制和响应关系;结合我国东部陆架海特有的沉积物源汇体系特征,揭示从流域到近海物质输运体系中不同来源有机碳的年龄分布和归宿,并在气候变化和人类活动影响日益显著的背景下,探究不同时空尺度沉积有机碳的输运和埋藏保存及其对大气CO2和全球变化的影响和意义。     

西北太平洋山间盆地沉积物有机碳质量累积速率及影响因素

海洋碳汇作用是大洋生态系统的重要生态系统服务功能,不仅影响着海洋生态系统的能量流动,也是元素循环的重要驱动力。本文以中国大洋48航次采集自西北太平洋典型海山区海盆的沉积物样品和资料为基础,对西北太平洋山间盆地沉积物有机碳质量累积速率(F_orgc)特征及影响因素展开初步研究。结果表明,西北太平洋山间盆地有机碳质量累积速率变化范围为1.41～1.73 g/(m²·ka),均值为1.60 g/(m²·ka),以中部偏西海区的有机碳质量累积速率最高;全区平均净初级生产力转移效率约为0.003 1%。西北太平洋山间盆地有机碳质量累积速率和净初级生产力转移效率均低于东太平洋海区和赤道太平洋海区。本区有机碳质量累积速率受水层和沉积层的生物地球化学循环驱动因素,如海洋净初级生产力、沉积物质量累积速率、有机碳含量、氧化还原电位等的综合影响,同时也受距海山距离、水深等地形因子的影响。     

海水双壳贝类的生物沉积及其生态效应

在沿岸自然环境 ,双壳贝类经常达到很高的丰度 ,在生态系统的物质循环和能量流动中起着重要作用。双壳贝类作为滤食性动物具有很强的滤水能力 ,如扇贝、贻贝、蛤和牡蛎的滤水率均可达到５Ｌ／（ｇ·ｈ） ;它们能够过滤大量细小的颗粒物质 ,包括浮游物、浮游藻类、微生物、贝类幼虫和中型浮游动物等 ,还包括来源于双壳贝类以及其它动物 (如鱼 )粪粒的碎屑 ［１，２］。双壳贝类通过过滤大量的水体摄取浮游植物和有机颗粒 ,同化一部分有机质 ,其它则以粪的形式排出 ,进而影响生态系统的结构和功能。对于养殖生态系 ,目前的研究还比较少 ,但已…     

厦门湾上屿附近海域初级生产力及相关要素的时间系列

1996年9－10月在厦门湾上屿附近近海域定点站连续6个航次测定了初级生产力和其它水文、化学和生物学要素,在较短的时间尺度内研究了初级生产力及相关要素的时间变异特征,初级生产力,叶绿素a,颗粒有机碳（POC）,总悬浮颗粒物（TSM）和营养盐等要素随时间的变化表明了沿岩水域海洋过程发生的短暂性和沿岸水体中颗粒物质来源的复杂性。     

海洋初级生产力的测定

前言十九世纪末,海洋科学工作者开始对浮游生物进行定量测定,以了解海洋中有机物质的生产状况以及海洋浮游生物在海洋中的物质循环和能量转换中所起的作用.众所周知,有机物质生产的基础是植物的光合作用活动.植物通过光合作用吸收太阳辐射能、二氧化碳(C0_2)和营养物质把无机碳固定、转化成有机碳.我们把在一定时间里所生成的有机物质总量称为"生产量",单位时间里的生产量定义为"生产力".在海洋中,能行     

简述浮游动物对有机碎屑的利用及其研究

众所周知,海洋浮游植物是海洋生态系中的主要初级生产者,是浮游动物的主要饵料来源。但是,浮游动物生态学家发现,自然海区的初级生产量并非总是能够满足浮游动物的能量需求(Heinle,1975),在温带及极地海区的冬季,当浮游植物的量非常少时,这一现象更加明显。因此,浮游动物生态学家越来越重视初级生产者以外的浮游动物的食物来源——有机碎屑。     

莱州湾浮游植物粒径分级叶绿素a和初级生产力及新生产力

菜州湾是中国北方重要的渔业和养殖基地，是中国对虾索饵和产卵的传统海域。初级生产力反映海域自养浮游生物通过光合作用生产有机碳的能力，是水域肥瘠程度和可养育生物资源的直接指标。初级生产力中的重要部分——新生产力，是外源营养盐输入从而导致浮游植物生物量增加的那部分生产力，也是在维持真光层群落生态平衡的基础上可向系统外输出的生产力；而且由于新生产力是向更高层次营养级的净输出，所以其提供了评价次级和更高级营养阶层生物可持续生产的依据。 20世纪80年代初，有许多学者就开展了渤海叶绿素a和初级生产力的研究，菜州湾是其观测海域的重要组成部分。观测结果表明，菜州湾为渤海的高生物量和高生产力区(费尊乐等，1988；费尊乐等，1991；吕瑞华等，1992;朱明远等，1993；吕瑞华等，1999)，但未见莱州湾海域的专题研究报道，新生产力的研究尚属空白。 本研究采用14C和15N同位素示踪法，在莱州湾进行了初级生产力和新生产力的现场实验研究，获得了比较系统的观测资料，可为评估菜州湾生物资源潜力和可持续利用能力，为菜州湾渔业和养殖业的发展提供科学依据。     

全球海域营养盐限制研究进展

在全球各大海域中 ,初级生产力是能量流动和物质转化的关键环节 ,也是一切草食、肉食乃至腐食生物赖以生存的物质基础。海洋初级生产力的大小 ,依赖海域的地理位置而变化 ,以有机碳的产量计 ,从７～５６０ｇ／（ｍ２·ａ）不等。其变化范围如此之大的原因 ,一方面是受光照、温度的影响 ;另一方面 ,也是最重要的方面 ,是受到海水中Ｎ ,Ｐ ,Ｓｉ,Ｆｅ ,Ｍｎ等营养元素的限制。这些营养元素是植物进行光合作用、合成有机物的物质基础。其供给又受制于海流、底质、淡水和大气输入等等。一般认为 ,在大多数海区中 ,特别是当海水因为温差而分层的…     

用气相色谱法测定海水中硝酸盐和亚硝酸盐

硝酸盐是海水的重要营养盐,对于海洋初级生产力和海水人工养殖事业的发展都有重大意义;同时又是海水的要素之一。另一方面,硝酸盐可在细菌或酶的作用下,形成亚硝酸盐与二级胺反应,生成强致癌物——亚硝胺。海带、紫菜和其它海产品中这些物质的     

南沙海域初级生产力与水柱垂直稳定度的关系

海洋中浮游植物利用光能吸收水体中的CO₂和营养盐合成有机物,不但为海洋食物链的运行提供物质和能量基础,而且还通过海一气界面气体交换影响着大气CO₂浓度.水柱垂直稳定度对海洋初级生产力有重要影响,对此人们早已认识,但通过实测数据分析两者定量关系的文章至今仍极为罕见.此外,南沙海域是世界最大的边缘海之一,然而有关该海域的初级生产力仅见报道过两个测站的实测数据[1].     

水域富营养化研究进展

随着工业化程度的提高、城市化进程的加快和世界人口的不断增加,人类活动越来越频繁和深刻地影响着海洋环境。其中,近海水域富营养化已经成为沿海国家的一个重要的水环境问题。在大多数水生态系统中,限制浮游植物生长的主要营养元素是N和P。由于人类活动的影响,大量富含N、P的有机物和污水排入海湾、河口和沿岸水域,导致浮游植物在适宜的光温条件下异常繁殖,初级生产力(有机碳)急剧增加,水域呈现富营养化特征。     

由东海、黄海沉积物中有机碳含量及稳定同位素组成重建200a以来初级生产力历史记录

从20世纪80年代以来古生产力的重建研究一直是国内外海洋生态学研究的热点,但已有的大多数研究是在深海区;而陆架区的特点是来自陆源物质的影响往往比较明显,因此,研究难度远较深海区大。利用现代沉积物中的有机碳稳定同位素组成来估算海源碳的含量,在此基础上,结合调查区域表层沉积物中的几个初级生产力的代表性指标(浮游植物总量、叶绿素a浓度以及硅藻含量)的调查资料,寻求岩心中海源碳与古生产力指标的相关关系,再由南黄海冷涡沉积区3个典型柱状沉积物中海源碳重建了200a以来高分辨率的古生产力记录,这对陆架海生态环境演变规律的研究有重要意义。对重建所得到的南黄海近代初级生产演化因素的初步探讨表明,近200a来初级生产力波动升高与海水表层温度的升高趋势是一致的,但其最主要的控制因素还是营养盐的供应,其中陆源营养物质和污染物质的影响起到了重要的作用。