M Ở ĐẦU
2.2.2.Tính toán đặc trưng quá trình sản xuất vật chất hữu cơ và các hiệu suất sinh thá
Trên cơ sở sơ đồ dạng kênh của Odum (hình 2.5) về sự chuyển hóa năng lượng qua bậc dinh dưỡng bất kỳ và nguyên lý bảo toàn năng lượng, năng suất của bậc dinh dưỡng i nào đó được biểu diễn như sau:
Pi = Ai - Ri
Trong đó, P là năng suất, A – đồng hóa, R – hô hấp. Nếu i là bậc sơ cấp thì nguồn năng lượng nhập vào (Pi-1) chính là năng lượng bức xạ quang hợp, khi đó Ai được gọi là năng suất thô và Pi là năng suất tinh.
Hình 2.5: Sơđồ kênh năng lượng qua bậc dinh dưỡng i bất kỳ
(Trong sơđồ này, Bi – sinh khối, Ai – đồng hóa, Ri – hô hấp, Pi – năng suất,
Pi-1 – năng suất của bậc trước (i-1), NUi-1 – năng lượng thất thoát trước khi vào bậc i,
NUi – năng lượng không được sử dụng )
Ứng dụng mô hình kênh năng lượng của Odum với các giá trị F, Z và Ki (i=0..5) đã tìm được từ kết quả giải bài toán cạnh tranh, năng suất sinh học của quần xã sinh vật nổi biển được tính như sau:
Đặc trưng của quá trình sản xuất sơ cấp của thực vật nổi
Năng suất sơ cấp thô: Pt = 0,4.K1.F Hô hấp của quần thể TVN : RF = 0,4.K0.F Năng suất sơ cấp tinh: Pn = Pt - RF
Pi-1 Ai NUi NUi-1 Ri Pi Bi
20
Đặc trưng của quá trình sản xuất thứ cấp của động vật nổi
Đồng hóa của quần thể ĐVN: AZ = 0,4.b1.F.b2.K2.Z Hô hấp của quần thể ĐVN: RZ = 0,4.K3.Z
Năng suất thứ cấp của ĐVN: PZ = AZ - RZ
Trong các tính toán trên, sinh khối F và Z tính bằng mg-khô/m3; đồng hóa, năng suất và hô hấp tính bằng mgC/m3/ngày; các tốc độ riêng có đơn vị là 1/ngày, riêng K2 là m3/mg/ngày. Hệ số 0,4 cho biết lượng C chiếm 40% trọng lượng khô của sinh vật.
Tính toán một số hiệu quả sinh thái cơ bản trong tầng nước quang hợp
Để tính được hiệu quả sinh thái trong tầng quang hợp, cần phải tính giá trị tích phân các đại lượng trong cột nước thiết diện 1 m2 có chiều cao từ mặt biển tới biên dưới của lớp quang hợp (ở vùng biển nông là tới đáy biển). Ví dụ về cách tính như sơ đồ hình 2.6 dưới đây cho trường hợp điểm tính có độ sâu 22m với 3 tầng tính toán 0,5m, 10m và 20m.
Thuyết minh cách tính:
- Giá trị tính được tại tầng 0,5m được coi là trung bình cho lớp 0-0,5m trên cùng.
- Trung bình cộng các giá trị tính được tại tầng 0,5 và 10m được coi là trung bình cho lớp 0,5-10m. - Trung bình cộng các giá trị tính được tại tầng 10 và 20m được coi là trung bình cho lớp 10-20m.
- Giá trị tính được tại tầng 20m được coi là trung bình cho lớp 20m đến đáy.
- Sau khi nhân các giá trị trung bình với độ dày lớp tương ứng và cộng dồn ta thu được kết quả.
Hình 2.6: Sơđồ và phương pháp tính các giá trị tích phân trong cột nước
Đối với vùng biển nông ven bờ, thường các điểm tính chỉ có 1 tầng. Do vậy có thể xem đó là giá trị trung bình cho toàn cột nước, và khi nhân giá trị này với độ sâu điểm tính chúng ta cũng có kết quả cần tìm.
21
Đơn vị biểu diễn kết quả này, ví dụ sinh khối mg-tươi/m2 hoặc năng suất mgC/m2.ngày, cần được hiểu là tổng sinh khối hoặc tổng năng suất trong toàn cột nước thiết diện 1 m2 lớp quang hợp. Đây là các đại lượng rất có ý nghĩa trong việc tính toán tổng lượng vật chất của vùng biển (nếu nhân nó với diện tích vùng nghiên cứu).
Các hiệu quả sinh thái trong lớp quang hợp được tính như sau:
Đối với bậc sơ cấp:
Hệ số P/B ngày của quần thể thực vật nổi (TVN): H1 = Pn* /(0.06 .F*) Hiệu quả chuyển hóa năng lượng tự nhiên: H2 = 9.375.Pn* /(ISURF.104.60.G) Hiệu quả tự dưỡng: Htd = Pt* / RF*
\Đối với bậc thứ cấp : (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hệ số P/B ngày của quần thể động vật nổi (ĐVN): H3 = PZ* /(0.06 .Z*) Hiệu quả chuyển hóa năng lượng qua 2 bậc TVN-ĐVN: H4 = PZ*/ Pn* Trong các công thức này, các kí hiệu có chỉ số (*) là giá trị tích phân của các đại lượng trong cột nước thiết diện 1m2 từ mặt tới biên dưới lớp quang hợp (hoặc độ sâu cần quan tâm), trong đó F*, Z* tính bằng mg-tươi/m2 (theo tỉ lệ chất khô chiếm 15% chất tươi), hệ số 0.06 cho biết lượng C chiếm 6% lượng chất tươi, 9.375 là số calo của 1 mgC có trong sản phẩm, ISURF là bức xạ tự nhiên trên mặt biển (cal/cm2.phút), G là số giờ nắng trong ngày.