1.018/7.30J 2003年秋季 生态学基础 第3讲 – 初级生产力 Behavior (7,9) 下一讲的阅读资料: ? Krebs. Pages 97-102: “Light as a Limiting Factor.” ? Broad, WJ. 2003. Deep under the sea, boiling founts of life itself. NY Times. 9/9 (H,W) ? Field, CB et al. 1998. Primary production of the biosphere: Integrating terrestrial and ceanic components. Science. 281:237-240. (H,W) ? Noble IR and R Dirzo. 1997. Forests as human-dominated ecosystems. Science. 277:522-525. 今天的问题： 能量和碳如何在生态系统中流动？ 陆地生态系统和水域生态系统有什么差异？ 什么限制了它们的生产力？ 提要： I. 规模 电影之夜： 星期一，9月15日，7:30pm “蔗蛙” II. 定义 A. 描述生产力的术语 B. 滞留时间和周转率 III. 在地球上的分布 IV. 陆地生产力 A. 限制性因素 B. 测定 I. 规模 碳的详细分布 x 10 15 克 混合层 4000米 100米 无机 营养 深海沉积物 无机 营养 植物 重新矿化 的营养 动物 上涌的 无机 营养 浮游动物 浮游植物 能量 循环的 无机 营养 (C)一个海洋的代谢 (B)一滴海水的代谢 生物活动 -运动 -生物合成 -运输 -电势 -发光 (A)一个细胞的“代谢” 太阳 叶绿体 生长 细胞核 线粒体 无机 营养 N,PFe,S等 溶解 的有 机碳 II. 定义 A. 描述生产力的术语 总初级生产力(GPP) = 单位面积上把CO 2 转化成有机碳的速率， 单位：克C米 -2 年 -1 ，或千卡米 -2 年 -1 。 总初级生产量的单位是克C年 -1 ，用于描述一个湖泊，一片森林，一块土地等。 自养生物呼吸(RA) = 用于植物代谢的能量或碳的多少 净初级生产量(NPP) = GPP – RA = 以生物量形式储存的能量或碳的多少。 异养生物呼吸(RH) = 用于异养生物代谢的能量或碳的多少 净种群生产量(NCP) = GPP – RA – RH = NPP – RH 光合效率(PE) = 100*(转化成NPP的入射辐射能)/( 总的入射辐射能) 注意： 我们可以互换使用能量和（还原的）碳。转化：每克C相当于39千焦。 B. 滞留时间和周转率 f = 流通量 (质量/面积/时间)。用GPP (进入系统的GPP有多少) M = 质量 (生物量/面积) 平均滞留时间(Mean residence time，MRT) = M/f = (克/米 2 ) / (克/米 2 /年) = 年 周转分数(Fractional turnover，k) = 1 / MRT * 100 =每年周转的% 研究问题： 1. 净初级生产力和总初级生产力间的区别是什么？ 净群落生产力和净初级生产力间的区别是 什么？你如何测定这些区别？ 2. 什么调控着陆地上的初级生产力？ 这点如何在初级生产力的全球分布中反应出来？ 3. 森林的周转率是多少？它表示什么意思？它是如何测定的？ 4. 浮游植物和树木功能上和生理上有什么相似之处？有什么不同之处？ 5. 大气中的CO 2 增加将会如何影响全球生产力？ 6. 讨论遥感测陆地生产力的原理。什么限制了数据的质量？ 7. 试述植物为应对可利用的水分较少的条件而演化出的两种策略。 8. 根据Noble和Dirzo，人类对森林的支配超出了林场和积极经营的土地，人类还在其他什么方 面改变着森林生态系统？ 作者建议如何把有害影响降低到最小？