綠色植物是有機物質的最初製造者，也是能量的第一個固定者，所以綠色植物被稱為生態系統的第一性生產者或初級生產者。細菌的光合作用和化能合成作用也可創造第一性生產力，但通常意義很小。
基本介紹
- 中文名：第一性生產者
- 外文名：Primary producer
- 別稱：初級生產者
- 定義：有機物質的最初製造者
- 代表：綠色植物
- 測定方法：收割法、二氧化碳同化法等
簡介,主要類型,生產過程,生產量的測定方法,限制因素,
簡介
綠色植物，能用無機物製造營養物質的自養生物，這種功能就是光合作用，也包括一些化能細菌(如硝化細菌)，它們同樣也能夠以無機物合成有機物，生產者在生態系統中的作用是進行初級生產或稱為第一性生產，因此它們就是初級生產者或第一性生產者，它所固定的太陽能或所製造的有機物質的數量就稱為初級生產量或第一性生產量。生產者的活動是從環境中得到二氧化碳和水，在太陽光能或化學能的作用下合成碳水化合物(以葡萄糖為主)。因此太陽輻射能只有通過生產者，才能不斷的輸入到生態系統中轉化為化學能力即生物能，成為消費者和分解者生命活動中唯一的能源。
主要類型
在淡水生態系統中第一性生產者主要是浮游植物-藻類，以及一些生長在淺水中的有根植物或漂浮植物(淡水生態系統中的植物分為：浮水植物、挺水植物、潛水植物)。森林和草地生態系統中的第一性生產者是綠色植物如草本植物、灌木和喬木。在深海和其他類似生態系統中，第一性生產者是可以利用還原態無機物如硫化氫的化能合成細菌(硫細菌)。
生產過程
（1）生產者通過光合作用合成複雜的有機物質，使得植物的生產量（包括個體數量和生長）增加；
（2）消費者攝食植物已經製造好的有機物質（包括直接的取食植物和間接的取食食草動物和食肉動物），增加動物的生產量。
生產量的測定方法
(一)收割法 (harvest method)
即定期地把所測植物收割下來並對它們進行稱重(乾重)。植物被收割的部分要依據研究目的而定，草本植物通常只收割地上部分，水生植物也常常是這樣。但最近的研究表明：忽視對植物根的測定往往會造成很大的誤差，特別是樹木和很多水生植物其根系往往很發達。因為有機物質的轉移主要是發生在植物的地上部分和地下部分之間，所以只對植物體的某些部分進行取樣就難免產生較大誤差。
收割法用於野生植物時常常需要進行多次收割，對現存量至少要進行兩次測定，一次在生長季開始時，一次在生長季結束時。
用連續收割的方法也可以精確地測定森林的淨初級生產量，但這種工作是很費力的，也是非常困難的,在實際操作中受到一定限制。
（二）二氧化碳同化法
在陸地生態系統中，植物在光合作用中所吸收的二氧化碳和在呼吸過程中所釋放的二氧化碳都可利用紅外氣體分析儀加以測定。把植物的葉或枝放入一個已知面積或體積的透光容器內，用紅外氣體分析儀便可測定二氧化碳進入和離開這個密封容器的數量。所測得的數據實際上是短期間的淨初級生產量。如果我們設定一個不透光的容器作比較，該容器內只有植物的呼吸過程而沒有光合作用，因此在一定時期內所釋放出來的二氧化碳量可作為植物呼吸量的一個測度。此值加上在透光容器內所測得的值就可以大體代表該系統的總初級生產量上面所說的那種把樹木的枝葉放入密封室中的小取樣測定顯然有其局限性，比密封室的方法更先進一點的方法是空氣動力法(aerodynamic method)。這種方法是在生態系統的垂直方向按一定間隔安置若干二氧化碳檢測器，這些檢測器可定期對不同層次上的二氧化碳濃度進行檢測。自養生物層內(有光合作用)的二氧化碳濃度與自養生物層以上(無光合作用)二氧化碳濃度之差便是淨初級生產量的一個測度。
限制因素
影響第一性生產者生產量的因素除了日光外，還有三個重要的物質因素(水，二氧化碳和營養物質)和二個重要的環境調節因素(溫度和氧氣)。可以說初級生產量是由光、二氧化碳、水、營養物質、氧和溫度六個因素決定的，六種因素各種不同的組合都可能產生等值的初級生產量，但是在一定條件下，單一因素可能成為限制這個過程的最重要因素。
在全球範圍內，決定陸地生態系統初級生產力的因素往往是日光、溫度和降水量，但在局部地區，營養物質的供應狀況往往決定著某些陸地生態系統的生產力。例如，施用氮、磷、鉀肥的農作物往往能夠獲得高產，試驗表明：施肥玉米的生產量可高達1050g/m2.a，而不施肥玉米的生產量則只有410g/m2.a。
淡水生態系統中，水體中溫度是同光強度密切相關的，因此很難作為一個獨立因子對它進行分析，但營養物對湖泊的初級生產量有明顯影響，植物的生長需要氮、磷、鉀、鈣、硫、氯、鈉、鎂、等多種元素。這些營養元素並不是都能單獨起作用的，因此很難分析每一種元素的具體作用。
海洋生態系統中，光對於初級生產量有著重要影響。海水很容易吸收太陽輻射能，在距海洋表面1米深處，便可有一半以上的太陽輻射能被吸收掉(幾乎包括全部紅外光能)，即使是在清澈的水域，也只有大約5～10%的太陽輻射能可到達20米深處， 同陸地相比，海洋的生產力明顯偏低，原因也主要是海水中缺乏營養物質。肥沃的土壤可含5%的有機物質和多達0.5%的氮，但在海洋中，富饒的海水也只含有0.00005%的氮。而在深水中雖然含有高濃度的營養物質，但光線又不足。
