1 / 42

Phytoplankton and Primary Production

1. Diatom. Phytoplankton and Primary Production. พืชกลุ่มหลักในมหาสมุทรคือ Unicellular algae. Phytoplankton อยู่ได้ในทุกบริเวณของมหาสมุทรที่มีแสง. Dominant phytoplankton in the ocean. กลุ่ม Bacillariophyceae. เป็นกลุ่มเด่นในเขต Temperate & High Latitudes.

rona
Download Presentation

Phytoplankton and Primary Production

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. 1. Diatom Phytoplankton and Primary Production • พืชกลุ่มหลักในมหาสมุทรคือ Unicellular algae • Phytoplankton อยู่ได้ในทุกบริเวณของมหาสมุทรที่มีแสง Dominant phytoplankton in the ocean • กลุ่ม Bacillariophyceae • เป็นกลุ่มเด่นในเขต Temperate & High Latitudes

  2. มีทั้งแบบที่ต่อกันเป็นสายหรือเกาะกลุ่ม มีทั้งแบบที่ต่อกันเป็นสายหรือเกาะกลุ่ม • ทุกชนิดมี external skeleton (frustules) mucilaginous threads, spines • Unicellular 2 - 1000 micron

  3. (1) Pennate form รูปร่างยาว มักอยู่ตามพื้น Nitzschia • Diatom มี 2 กลุ่มหลัก ๆ รูปร่างกลม ส่วนใหญ่เป็นแพลงก์ตอน (2) Centric form

  4. Thalassiosira Skeletonema Cosinodiscus Chaetoceros

  5. มีการเกาะกันเป็นกลุ่ม, ต่อกันเป็นสาย • Diatom ไม่มีโครงสร้างใช้ในการเคลื่อนที่ Turbulence • มีกระบวนการต่อสู้กับการจมตัว • มีขนาดตัวเล็ก • มี ionic regulation • เก็บสะสม oil • อัตราการจมตัว : Living cells 0 - 30 m/day • Dead cells เร็วกว่าปกติ 2 เท่า

  6. (1) Asexual • การสืบพันธุ์ • ประชากรเพิ่มรวดเร็วใน • Optimal condition • Cells มีขนาดเล็กลง

  7. Auxospore Resting spore (2) Sexual

  8. 2. Dinoflagellates • กลุ่ม Pyrrophyceae • Unicellular algae / Single cell • มี flagella 2 เส้น • การดำรงชีวิต • Autotroph • Heterotroph • Mixotroph • Parasite / Symbiotic

  9. Theca = ผนังเซลล์ที่เป็น Cellulose แข็ง • จำแนกเป็น 2 กลุ่มหลัก (1) กลุ่มที่มี Thecate (2) กลุ่มที่ไม่มี Thecate

  10. (1) Desmophyceae • ทางอนุกรมวิธานแบ่งเป็น 2 กลุ่ม คือ มี 2 flagella ที่ Anterior end Cell wall มี 2 longitudinal valves และแยกกันช่วง asexual division Prorocentrum

  11. (2) Dinophyceae • กลุ่มที่มี Thecate • Cell แบ่งเป็น Anterior • & Posterior โดยร่อง • (transverse groove = girdle) • Flagella 1 จะยาว ออกจากด้าน Posterior • Flagella 2 จะพันรอบ cell ใน girdle • Cell wall แบ่งเป็น cellulose plate หลายแผ่นมีรู, spine เล็กๆ

  12. Ceratium, Protoperidinium, Gonyaulax, and Dinophysis

  13. การสืบพันธุ์ปกติเป็น Asexual • การสืบพันธุ์แบบ Sexual เกิดในบางชนิด • มักชุกชุมช่วง Summer & Autumn ตามการ bloom ของ Diatom เพราะปรับตัวได้ดีในที่แสงน้อยและธาตุอาหารต่ำ

  14. Phytoplankton Blooms • สภาวะที่แพลงก์ตอนพืชเพิ่มจำนวนขึ้นอย่างรวดเร็วเนื่องจาก • มีสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม • เมื่อเกิดการ Bloom จะเกิดการย่อยสลาย Organic materials • โดย bacteria ทำให้ออกซิเจนลดลงและปลาตายได้ • อาจมีสาเหตุมากจาก Alexandrium, • Pyrodinium, and Gymnodinium • มีการสร้างพิษ Neurotoxin • (=Saxitoxin)

  15. Toxic Dinoflagellates จะถูกกินโดย Zooplankton, • Filter-feeding shellfish: Clams, Mussels, Scallops, and • Oysters

  16. (3.1) Coccolithophorids • มี external shell เป็น calcareous plates ขนาดใหญ่ • = Coccoliths 3. Other Phytoplankton • Unicellular algae / Nanoplankton

  17. มี 2 flagella • มี life cycle แบบ Alteration คือมีช่วง Non-motile stage • สืบพันธุ์โดยการแบ่งเซลล์ตามแนวยาว

  18. Isochrysis Prymnesium Phaeocystis • กลุ่มที่ใกล้เคียงกันคือ Prymnesiophyceae

  19. มี internal skeleton จาก Siliceous spicules (3.2) Silicoflagellates • Chrysophyceae (Golden-brown algae) • ขนาด 10 – 250 micron • มักพบชุกชุมบริเวณน้ำเย็น

  20. : Oscillatoria • Single cell มีการเกาะกันเป็น • สายโซ่ยาวหรือเป็นมัดขนาดใหญ่ (3.3) Others • ส่วนใหญ่มักมีขนาดเล็ก ไม่มีเปลือก มี flagella • กลุ่มใหญ่ที่สุด มีขนาดเล็กที่สุด = Cyanophyceae; • Cyanobacteria • มี Nitrogen fixation

  21. : Synechococcus • Picoplankton • มี Nitrogen fixation

  22. Photosynthesis and Primary Production • Phytoplankton เป็น Primary producer หลักในน้ำ • Plant tissue ที่ถูกสร้างขึ้น = Primary production • สมการ Photosynthesis & Respiration

  23. Algae จะใช้ CO2 ในรูป free dissolved CO2, Bicarbonate, • and Carbonate ions • พลังงานแสงถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานเคมีเพื่อขับเคลื่อน • กระบวนการนี้โดย Photosynthetic pigments : Cholrophyll a Cholrophyll b Cholrophyll c Cholrophyll d Dominant Pigment Accessory Pigment : Carotenes, Xanthophylls, and Phycobilins

  24. ธาตุอาหารที่จำเป็น Dissolved nitrate, nitrite, and ammonia • Nitrogen Dissolved inorganic form (Orthophosphate ions) Dissolved organic phosphorus • Phosphorus Dissolved silicon • Silica Auxotrophs • Vitamin

  25. Method and Measuring Biomass and Primary Productivity • Standing stock : จำนวนสิ่งมีชีวิต / หน่วยพ.ท.หรือปริมาตร • Biomass : นน.รวม (จำนวนทั้งหมด*นน.เฉลี่ย) • การศึกษา Biomass • การหาปริมาตร Phytoplankton • การหาปริมาณ Chlorophyll a

  26. Primary productivity : อัตราการผลิต primary production • หาได้จาก14 C Method Radioactive carbonate (HCO3-) ขวดมืด = R ขวดสว่าง = P + R • การหาปริมาณ Chlorophyll concentration • Remote sensing

  27. Radiation and Photosynthesis Compensation point = จุดที่ R = P • ปริมาณแสงมีผลต่อทั้งปริมาณและอัตรา Photosynthesis • อย่างมาก Ic = Compensation light intensity Pmax = การสังเคราะห์แสงมีค่าสูงที่สุด

  28. Gross primary productivity (Pg) = Total photosynthesis Net primary productivity (Pn) = Pg - R

  29. P/ I แสดงความสามารถของเซลล์ : ถ้าชันแสดงว่าใช้แสงน้อยแต่มีอัตราการสังเคราะห์แสงสูง KI = Half – saturation constant = ความเข้มแสงที่ทำให้ได้ครึ่งของ Pmax Pmax และ KIของสาหร่ายแต่ละชนิดและแต่ละที่จะแตกต่างกัน

  30. พื้นที่ ABCD เป็น materials ที่พืชใช้ Res พื้นที่ ACE เป็น materials ที่พืชสร้างจาก Photosynthesis Critical depth = ความลึกที่ Pw = Rw (ประชากรแพลงก์ตอนพืช) Depth of mixing = ความลึกที่น้ำ มีการผสมกันดี (แพลงก์ตอนลงไปถึง)

  31. ถ้า Dcr < Dm ไม่มี Net Production ถ้า Dcr > Dm มี Net Production

  32. The effect of nutrient on growth rate • Productivity เป็นค่าที่ใช้เปรียบเทียบ Photosynthesis • ในบริเวณต่าง ๆ • การเพิ่มขึ้นของจำนวนเซลล์ใช้ในการเปรียบเทียบ growth rate ได้ สำหรับ Unicellular organisms จะเป็นสมการ exponential ดังนี้ Xo = จำนวนเซลล์เมื่อเริ่มต้น X = จำนวนเซลล์ที่เพิ่มขึ้นในเวลา t  =growth constant ของประชากร/หน่วยเวลา

  33. Doubling time : เวลาที่ประชากรใช้เพิ่มจำนวนขึ้น 100 % : Xt = Xo + X • เวลาที่ใช้จาก Xo เพิ่มจำนวนเป็น 2 เท่า (d) • Generation time : จำนวนรุ่น/วัน

  34. Nutrient มีผลต่อ growth constant ()  = growth rate (time-1) ที่ Nutrient ความเข้มข้นหนึ่ง [N] max =Maximum growth rate KN = Half-saturation constant ของ nutrient ที่ uptake (1/2 max )

  35. ปกติ Mg, Ca, K, Na, SO4, Cl มักมีปริมาณเพียงพอต่อ • Growth rate • CO2อาจเป็นปัจจัยจำกัดในทะเลสาบ • Essential inorganic substances: N, P, Si, Fe, Mn • เนื่องจากมีความเข้มข้นต่ำจึงเป็น Limiting factor ต่อ • Plant production Phytoplankton แต่ละชนิดมี KN (Specific half-saturation conc.) ในการ uptake nutrient ต่างกัน และมี max (Maximum growth rate) ต่างกันทำให้แต่ละที่ มีชนิด Phytoplankton ต่างกัน

  36. ในสภาพปกติในน้ำจะมี limiting nutrient หลายตัว และมีความแตกต่างของปัจจัยทางกายภาพซึ่งมีผลต่อ growth rate ทำให้เกิดการอยู่ร่วมกันของ Phytoplankton หลายชนิด (coexistence)

  37. 1 2

  38. ในกรณีที่ Nu ทั้งสองไม่จำกัด Sp. Dominace จะถูกกำหนดโดย • max ของแต่ละ sp. • บริเวณที่มี Nu สูงมาก หรือ ต่ำมากจะมีความหลากหลายต่ำ

  39. Oligotrophic : Nu ต่ำ productivity ต่ำ • Chlo อยู่ในช่วง ต่ำกว่า 0.05 – 0.5 g/l 2. Mesotrophic : intermediate characteristics 3. Eutrophic : Nu สูง ความหนาแน่นของ Phytoplankton สูง Chlo อยู่ในช่วง 1 - 10 g/l • Eutrophic มักพบ Phytoplankton 1 – 2 ชนิดที่โตเร็ว • (r-selected sp.) • Oligotrophic มักพบ K-selected sp. แข่งกันมาก

More Related