影響初級生產力的因子
海洋之初級生產力受許多因子的影響,一般而言,主要影響海洋初級生產力的因素如溫度、光度、營養鹽濃度等,這些因素會隨季節而變動,因此,海洋之初級生產力也就有所謂季節消長之現象。
海水之溫度在不同季節有起伏變動,而溫度影響細胞內各種酵素的活性,低溫下,酵素的活性較低,光合作用之速率也就因而較低,所以冬季之海洋初級生產力都比夏季低。不過,由於海水量極大,水分子之熱含量又很大,因此,海水在夏季和冬季之高低溫差,遠比淡水域之溫差為低,自然夏季和冬季之海洋初級生產力差異也就不若淡水域大。
和水溫比較,光度在一年四季之差異較大,因此其造成之季節性差異也就較大。海水域所承受之光度會隨著緯度而不同,台灣地處北半球之亞熱帶和熱帶區域,所承受之陽光以夏季最強,冬季最弱。這種季節的差異,加上溫度的效應,使得台灣附近海域之初級生產力在夏季(約7∼8月)最高,在冬季(約1∼2月)最低,其間差異可達四倍以上。
海水之透光度一般都比淡水高,其透光度從數公尺至數十公尺不等,有透光的深度即會有光合作用的進行。可能由於污染的緣故,台灣近海之透光度多僅有數公尺,因此,具初級生產力之水層也就較淺。離海岸較遠之外海,海水透光度有的超過十公尺,這些水域之藻類分佈也較深,其初級生產力之水層也就較深。
海水中所含的營養鹽濃度也影響初級生產力的高低,因為藻類生長時需要各種營養鹽類,但是對各種營養鹽類之需要量不同。當某一種營養鹽類之濃度低於藻類生長所需時,它就成為藻類生長的限制因子(limiting
factor)。在海洋生態系中,最常成為藻類生長之限制因子的是氮源,雖然在海水中常可測到硝酸鹽、亞硝酸鹽、氨鹽等,但是其濃度常遠低於藻類生長所必需。因此,海水中氮鹽的分佈情形,即左右該水域的初級生產力高低。例如靠近河川出海口地帶,由河川所帶來之氮鹽和其他營養鹽之濃度較高,因此其藻類生長旺盛,數量因此較高,這也就是何以河口海域之初級生產力比其它海域高的原因。海域中另一個營養鹽的來源是海水底層,因為底層海水為生物死亡分解的主要場所,分解後會產生各種有機和無機鹽類,可以供藻類之生長。因此,在有海水湧昇的近海水域,該水域的初級生產力就比較高。
在海洋生態系中,魚、蝦、貝類等之產量之高低繫乎初級生產力的高低,初級生產力高的海域,其魚、蝦、貝類等之產量才會高。不過,有些河口海域和近海水域,由於河川污染帶來豐富的營養鹽類,造成藻類的過度生長,即通稱的水質優養化(eutrophication)。藻類過度生長固然造成初級生產力的增高,但是,此時經常出現由少數藻種成絕對優勢的現象,例如由鞭毛藻類大量增殖所形成的紅潮(red
tide),常造成魚、蝦、貝類等之死亡,魚、蝦、貝類等之生產量反而下降。有的鞭毛藻類會產生毒素,造成水生物死亡或人類中毒,麻痺性貝毒(paralytic
shellfish poison), 例如saxitoxin即是由甲藻類所產生的一種分佈最普遍的毒素。這種由於海域水質優養化帶來的負面影響,在世界各地區海域都曾有過報導,近年世界衛生組織(WHO)還特別為此成立委員會,推動紅潮和毒藻的研究,以探究其成因和制定防除之對策。
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