Фотосинтез водных экосистем

Зависимость фотосинтез - свет

Экспоненциальная формулировка
(Jassby and Platt, 1976)
где РВ - скорость фотосинтеза нормализованная на хлорофилл «а» (моль СО2 г-1 Хл «а» сек-1 )
РВmax - максимальная скорость фотосинтеза нормализованная на хлорофилл «а» ( моль СО2 г-1 Хл «а» сек-1 )
αВ - начальный наклон кривой фотосинтез свет (моль СО2 моль-1 фотонов м2 г-1 Хл «а»)
E0 - плотность светового потока (моль-1 фотонов м-2 сек-1)
Уравнение можно записать в терминах светового насыщения фотосинтеза ( моль-1 фотонов м-2 сек-1), где E0 = РВmax / αВ

Теория попадания (Dubinsky et al., 1986)
Где σ-эффективное поглощение света фотосистемой II (м2 моль-1 реакционный центр),
τ- время оборота фотосистемыII (сек),
η - размер фотосистемы II (г Хл «а» PS-1), измеренный по выделению кислорода на одну вспышку
4 – число электронов переносимое фотосистемой II для выделения одной молекулы О2 , или поглощения молекулы СО2
Отметим, что произведение σ*τ *E0 имеет размерность моль фотонов моль-1 реакционных центров. При сравнении между фотонами и реакционными центрами размерности моль и моль-1 сокращаются.

Поглощение света и эффективность фотосинтеза
(Sakshaug et al.,1989).
Где φm - максимальный квантовый выход фотосинтеза (моль С моль-1 квантов),
α*chl - удельная скорость поглощения света хлорофиллом «а» ( м-2 г-1 Хл «а»).

Связь между параметрами в приведенных выше уравнениях.

Энергетический баланс между скоростью роста и фотосинтезом водорослей
где μ- удельная скорость роста водорослей (сек-1),
r - удельная скорость дыхания (сек-1),
е - удельная скорость экскреции (сек-1),
θ - отношение хлорофилл «а» - органический углерод в клетке (г Хл «а» г-1С).

Подводная освещенность

Алгоритм вертикального распределения концентрации хлорофилла
Хлz = (h / σ (2π)1/2) exp[- (z – zм )2 / 2σ2] ,
h = (55.73 ± 1.40) Хл00.56±0.008 ,
для 0.02≤Хл0 ≤70; r2= 0.75, n=385
zм = 11.1 ± 0.75 – ((10.46 ± 0.45) LnХл0,
для 0.02 ≤ Хл0 ≤ 70, r2= 0.61, n = 385
Хлz=55.73Хл0.56satσ(2π)1/2)exp[-(z-( 11.1-10.46 lnХлsat)2/2σ2]
при 0.02 ≤ Хл0 ≤ 70, n = 385, где σ равна 20м при Хлsat< 1мг м-3 и σ=13м при Хлsat > 1мг м-3.

Алгоритм пространственного и вертикального распределения фотосинтетических параметров
для глубин 1 < ξ ≤ 4.6 и для ξ < 1, значения
Для холодного периода
для теплого периода

Максимальная интенсивность фотосинтеза для поверхностного слоя
Для холодного периода
для теплого периода
для 2 < ξ ≤ 4.6
для 1 < ξ ≤ 4.6

Алгоритм вертикального распределения первичной продукции
Суточная первичная продукция на глубине z (P(z)) рассчитана как
, где D – длительность дня в часах.

Алгоритм интегральной первичной продукции.

Районы, выбранные для расчета среднесезонных и годовых значений первичной продукции

Сезонные изменения первичной продукции (мгС м-2 сутки-1) в 11 районах по данным SeaWiFS с 1998 по 2004 г

продолжение

продолжение

продолжение

Среднемесячные суточные значения первичной продукции (мгСм-2сут-1), 1998 г

Среднемесячные суточные значения первичной продукции (мгСм-2сут-1), 1999 г

Первичная продукция (гС м-2год-1) Черного моря