水生生态系统原理

叶绿素(chlorophyll)是一类与光合作用有关的最重要的色素，包括叶绿素a、b、c、d、f以及原叶绿素和细菌叶绿素等 。高等植物主要有叶绿素a和叶绿素b两种，均不溶于水，可溶于有机溶剂，如乙醇、丙酮及乙醚等。叶绿素a呈蓝绿色，而叶绿素b呈黄绿色。在一定的光照强度下，叶绿素a的含量与光合作用强度之间存在密切关系，因此，可用分光光度法测定叶绿素a的含量作为判断水生生态系统初级生产力大小的指标，也可用于水体富营养化水平的评价，是水质检测的常规项目。

水生生态系统仪器与材料

采水器，抽滤器，离心机，透明度盘，研钵，乙酸纤维滤膜(孔径0.80μm、0.45 μm)，滤纸，玻璃棒，分光光度计，离心机，漏斗，90%丙酮，碳酸镁粉末，石英砂。

水生生态系统实验步骤

用透明度盘测定水体透光深度，确定采样水深。

用采水器取适量水样，加少量碳酸镁粉，放于暗处，迅速带回实验室测定。

在抽滤器上装好乙酸纤维滤膜，先用0.80μm，再用0.45μm光面在下，粗糙面在上。

向抽滤器中倒入500 mL的水样进行抽滤，抽滤时负压应不大于50 kPa，抽完后，继续抽1～2 min，以减少滤膜上的水分。

将载有浮游植物样品的滤膜放入研钵中，加入少量碳酸镁粉末和少量石英砂及2～3 mL 90%丙酮，充分研磨，提取叶绿素a。

将研磨后的匀浆物移入离心管中，用离心机(3000 r/min)离心10min。将上清液移入10mL的容量瓶中。再用2～3 mL 90%丙酮，继续研磨提取，离心10min，并将上清液转入容量瓶中。重复1～2次后，在用90%丙酮定容为10mL，摇匀。

将定容好的提取液在分光光度计上，用1cm光程的比色皿，以90%丙酮作空白，分别读取750 nm、663 nm、645 nm、630 nm波长的吸光度，其中，750 nm的光密度用作校正样品的浑浊度，而663 nm、645 nm、630 nm吸光度则用以测定叶绿素a。

水生生态系统结果计算

叶绿素a含量的计算

式中： D——吸光度；

V₁——提取液定容后的体积(V₁=10 mL)；

V——抽滤水样体积(V=0.5 L)；

δ——比色皿光程(δ=1 0 mm)。

初级生产力的估算

表层水(1 m以内)中浮游植物的潜在生产力(P_s)根据表层水叶绿素A的含量计算：

P_s[mg/(m³▪h)]=1000Ca ▪Q

式中 Ca——表层叶绿素a的含量(mg/m³)；

Q——同化系数(mgC/mgChla·h)，表层水的同化系数为3.7。