[科普中国]-第一性生产量

释义

生物有机体或群落在一定时间内所同化的有机物质的重量或生物量。由植物（自养生物）的光合作用所合成的有机物质的产量称为第一性生产量。由异养生物（必须摄取现成的有机营养物质以生活的生物）所转化的有机物质产量称为第二性生产景。1

分类第一性生产量有两种：

（1）粗第一性生产量，即绿色植物在光合作用中把吸收来的一小部分太阳辐射能转化为化学能的产量；
（2）净第一性生产量，即植物光合作用产物的总量减去呼吸作用过程中的消耗所剩余的产量。只有净第一性生产量才能被人或其他动物获取利用。测定生产量是生态系统研究中的一项很重要的工作。1

特性第一性生产量是生态系统中绿色植物借助于太阳能同化二氧化碳和制造有机物质的数量。第一性生产量又可分为总第一性生产量（GPP）和净第一性生产量（NPP）。前者指在一段时间内（一年、一月、一周或一天）单位面积上自养生物生产的全部有机物，包括同一期间植物体自身的呼吸消耗量；后者指各种自养生物除消耗于自身呼吸作用外净积累的有机物数量。在森林生态系统中，GPP包括植物各器官净累积产量和其自身的呼吸消耗量，还有各种食植性动物造成的损失量（啃食量）。最后一项常因测定上的困难而忽略，其数量占总生物产量的比例很小，常不及1%。2

测定森林净第一性生产量的测定技术主要采用森林测树学技术和生理生态学技术。前者又称收获量法，是国内外研究中普遍采用的方法，也是惟一能用来估计森林群落长期生物生产量变化的方法。这一方法分为两部分：一是生物量的测定，包括乔木层、灌木层和草本层的地上和地下部分的生物量；二是在生物量测定的基础七推算出的森林净第一性生产量，即年净生产量。乔木层生物量包括林木的茎干、枝、叶、根等器官的生物量之和，其干物质重量是以不同器官的烘干样品干料率换算而得。其基本的测定方法有如下几种：

①皆伐实测法。即全部伐倒样地内的林木，分别不同器官测定其重量。这一方法因工作量太大，一般仅作为检验其他测定方法的精度时才采用。

②平均木法。在样地内选取具有林分平均胸径和树高的样木伐倒后，按不同器官称重，然后乘上林分总株数而得；或按不同径阶株数权重选取样木，伐倒称重后再乘上各径阶株数，合计后得全林生物量。

③随机抽样法。在研究地段上随机选取多株样木，伐倒称重，乘上样地单位面积株数即得全林生物量。

④相关曲线法（或相对生长法、维量分析法）。即在研究地区内按径阶株数选取样木，伐倒后按器官称重。然后，据各器官生物量与某一测树指标（如胸径、树高）间存在的相关关系进行回归拟合，建立回归曲线方程。以实测的胸径和树高可推算林分的生物量。枝、叶、根生物量的测定仍是森林生物量研究中的难点，且测定的手续繁琐。林下灌木和草本植物生物量的测定常采用样方收获法，即在样地内设置面积较小（2～10平方米）的小样方若干个，地下部分全部割下并挖取地下部分，分别种类称取茎、枝、叶、根等器官的重量，并取样求干料率。基于以上测定的生物量，可估算出森林净第一性生产量。生理生态学技术是通过森林群落的光合作用和呼吸作用来计算森林的GPP和NPP。二氧化碳气体交换法适合陆生植物的测定。2