初級生產量

初級生產量（primary production)是指單位時間和單位面積上的綠色植物通過光合作用所製造的有機物質或所固定的能量。

基本介紹

• 中文名：初級生產量
• 外文名：primary production
• 又稱：第一性生產量
• 重要性：沒有初級生產量就不會有生態系統
• 測定方法：5種
• 關係：GP = NP + R

釋義

初級生產是指綠色植物的生產，即植物通過光合作用，吸收和固定光能，把無機物轉化為有機物的生產過程。因為這是生態系統中第一次能量固定，所以稱為初級生產。植物固定的太陽能或製造的有機物質的量就稱為初級生產量或第一性生產量。動物和其他異養生物不能直接利用太陽能，而是靠消耗植物的初級生產量製造有機物質和固定能量，稱為次級生產量或第二性生產量。

原理

初級生產過程可用下列方程式表示：

式中二氧化碳和水是原料，糖類是光合作用形成的主要產物，如澱粉、蔗糖、纖維素等。

植物在單位面積、單位時間內，通過光合作用所固定的太陽能，稱為總初級生產量（符號GP），常用單位：J/（）。
初級生產量有一部分供植物本身的呼吸消耗，剩餘部分才用於植物的生長和生殖，這部分生產量稱為淨初級生產量（NP），而把包括呼吸消耗的能量（R）在內的全部生產量稱為總初級生產量（GP），這三者之間的關係是：
GP—NP+R，或NP=GP-R
初級生產量通常以每年每平方米所生產的有機物質乾重（克）/（）或每年每平方米所固定能量值（焦）（J/）表示。初級生產量也可稱為初級生產力，它們的計算單位是一樣的，但在強調“率”的概念時，應當使
用“生產力”這一概念。

測定方法

森林淨第一性生產量的測定技術主要採用森林測樹學技術和生理生態學技術。前者又稱收穫量法，是國內外研究中普遍採用的方法，也是惟一能用來估計森林群落長期生物生產量變化的方法。這一方法分為兩部分：一是生物量的測定，包括喬木層、灌木層和草本層的地上和地下部分的生物量；二是在生物量測定的基礎七推算出的森林淨第一性生產量，即年淨生產量。喬木層生物量包括林木的莖幹、枝、葉、根等器官的生物量之和，其乾物質重量是以不同器官的烘乾樣品乾料率換算而得。其基本的測定方法有如下幾種：

①皆伐實測法。即全部伐倒樣地內的林木，分別不同器官測定其重量。這一方法因工作量太大，一般僅作為檢驗其他測定方法的精度時才採用。

②平均木法。在樣地內選取具有林分平均胸徑和樹高的樣木伐倒後，按不同器官稱重，然後乘上林分總株數而得；或按不同徑階株數權重選取樣木，伐倒稱重後再乘上各徑階株數，合計後得全林生物量。

③隨機抽樣法。在研究地段上隨機選取多株樣木，伐倒稱重，乘上樣地單位面積株數即得全林生物量。

④相關曲線法（或相對生長法、維量分析法）。即在研究地區內按徑階株數選取樣木，伐倒後按器官稱重。然後，據各器官生物量與某一測樹指標（如胸徑、樹高）間存在的相關關係進行回歸擬合，建立回歸曲線方程。以實測的胸徑和樹高可推算林分的生物量。

枝、葉、根生物量的測定仍是森林生物量研究中的難點，且測定的手續繁瑣。林下灌木和草本植物生物量的測定常採用樣方收穫法，即在樣地內設定面積較小（2～10平方米）的小樣方若干個，地下部分全部割下並挖取地下部分，分別種類稱取莖、枝、葉、根等器官的重量，並取樣求乾料率。基於以上測定的生物量，可估算出森林淨第一性生產量。生理生態學技術是通過森林群落的光合作用和呼吸作用來計算森林的GPP和NPP。二氧化碳氣體交換法適合陸生植物的測定。