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第1章 生态数学模型及其在海洋生态学的应用1

1.1 生态数学模型的特点和类型1

1.1.1 生态数学模型的构建1

1.1.2 模型的特点和类型2

1.2 举例说明数学模型在生态学上的应用3

1.2.1 DINT模型3

1.2.2 颗粒垂直通量模型4

1.2.3 剩余产量模式4

1.2.4 伯塔兰菲生长方程式5

1.2.5 海洋中悬浮物质再悬比率计算模式5

1.2.6 胶州湾北部水层生态动力学模型6

1.3 应用数学模型解决胶州湾的生态问题6

1.4 结论7

参考文献8

第2章 铁对浮游植物生长与大气碳沉降的作用9

2.1 铁对浮游植物生长影响的研究进展9

2.1.1 铁是浮游植物生长的限制因子的起源与证据9

2.1.2 研究结果与存在的问题10

2.2 刺激浮游植物生长的铁对大气碳沉降的影响11

2.2.1 浮游植物与限制因子12

2.2.2 铁对浮游植物生长的影响研究过程13

2.2.3 铁是限制因子的探讨15

2.2.4 铁对大气碳沉降的作用15

2.3 结论16

参考文献17

第3章 营养盐对初级生产力的限制19

3.1 硅是浮游植物初级生产力的限制因子19

3.1.1 研究海区概况及数据来源19

3.1.2 硅酸盐浓度和初级生产力20

3.1.3 硅酸盐和水温与初级生产力的关系23

3.1.4 硅酸盐的来源26

3.1.5 初级生产力与硅酸盐的分布特征27

3.1.6 模型的生态意义28

3.1.7 硅酸盐与浮游植物优势种33

3.1.8 海水的透明度与初级生产力的关系33

3.1.9 浮游植物的结构34

3.1.10 营养盐硅的损耗过程34

3.2 浅析浮游植物生长的营养盐限制及其判断方法37

3.2.1 目前哪种营养盐可能成为限制因子37

3.2.2 营养盐硅限制浮游植物生长的判断方法39

3.2.3 胶州湾研究结果41

3.3 硅限制和满足浮游植物生长的阈值和阈值时间42

3.3.1 研究海区概况及数据来源43

3.3.2 营养盐Si:N（Si(OH)4:NO3）的比值44

3.3.3 Si:N的比值与初级生产力45

3.3.4 胶州湾硅、氮、磷的动态变化趋势47

3.3.5 Si:N的比值与初级生产力47

3.3.6 模型的生态意义49

3.3.7 硅酸盐的阈值和阈值时间51

3.3.8 水流稀释对浮游植物生长的影响55

3.3.9 营养盐硅限制浮游植物初级生产力的动态过程56

3.4 结论58

参考文献60

第4章 营养盐限制的判断方法、法则和唯一性64

4.1 营养盐限制的判断法则和唯一性65

4.1.1 营养盐限制的判断方法66

4.1.2 有关营养盐限制结论的不足66

4.1.3 相应的研究结果67

4.2 氮、磷、硅营养盐限制的唯一性68

4.2.1 研究海区概况及数据来源70

4.2.2 营养盐的平面分布和季节变化70

4.2.3 陆源对浮游植物生长的影响74

4.2.4 营养盐的绝对、相对限制法则77

4.2.5 判断营养盐限制的方法和唯一性80

4.2.6 仅考虑氮、磷成为限制因子不准确82

4.2.7 营养盐硅控制生态系统的机制83

4.3 结论83

参考文献86

第5章 硅的亏损过程90

5.1 硅的生物地球化学过程90

5.1.1 海洋中浮游植物的优势种——硅藻90

5.1.2 硅是硅藻必不可少的营养盐91

5.1.3 硅藻的沉降92

5.1.4 硅的生物地球化学过程92

5.1.5 营养盐硅和浮游植物的动态平衡94

5.1.6 胶州湾的研究结果95

5.2 硅酸盐的起源以及生物地球化学过程和归宿96

5.2.1 研究海区概况及数据来源96

5.2.2 硅酸盐浓度远离带有河口海岸的横断面变化97

5.2.3 硅酸盐浓度与黄海水的交换104

5.2.4 河流的硅酸盐和初级生产力基本特征105

5.2.5 硅酸盐的起源113

5.2.6 硅、浮游植物和浮游动物的食物链过程115

5.2.7 硅酸盐的归宿118

5.3 生态系统中硅的作用121

5.3.1 硅的迁移过程121

5.3.2 全球硅的亏损122

5.3.3 营养盐硅和浮游植物的动态平衡125

5.4 结论126

参考文献127

第6章 胶州湾的浮游藻类生态现象132

6.1 胶州湾生态现象132

6.1.1 浮游植物的生长132

6.1.2 浮游植物的结构134

6.2 胶州湾生态现象的剖析135

6.2.1 地点135

6.2.2 时间137

6.2.3 结论137

6.3 用定量化生态位研究环境影响生物物种的变化过程138

6.3.1 生态位的概念138

6.3.2 多维生态位和生态系统的量化定义139

6.3.3 胶州湾的生态位研究140

6.3.4 生态位的观点143

6.4 结论144

参考文献144

第7章 光照时间对浮游植物生长的影响146

7.1 光辐射、光照时间对浮游植物生长的影响146

7.2 光照时间对水温的影响147

7.2.1 构建水温变化的模型框图148

7.2.2 光照时间通过水温影响初级生产力151

7.3 胶州湾的光照时间、水温对浮游植物生长的影响153

7.3.1 光温对浮游植物生长的影响153

7.3.2 胶州湾的光、温对浮游植物生长的影响154

7.3.3 研究海区概况及数据来源154

7.3.4 光照时间与水温的关系155

7.3.5 光辐射、光照时间对浮游植物生长的影响158

7.3.6 光照时间、水温和营养盐对初级生产力的影响166

7.4 结论166

参考文献167

第8章 水温对浮游植物生长的影响169

8.1 浮游植物增殖能力169

8.1.1 生态现象169

8.1.2 生物因子169

8.1.3 浮游植物的增殖能力170

8.1.4 增殖能力的应用170

8.1.5 浮游植物增殖能力的重要性172

8.2 胶州湾水温对浮游植物增殖能力的影响172

8.2.1 研究海区概况及数据来源174

8.2.2 浮游植物的增殖能力174

8.2.3 增殖能力与水温的动态模型177

8.2.4 水温影响增殖能力179

8.2.5 增殖能力-水温的动态模型的生态意义180

8.2.6 增殖能力与初级生产力的差异182

8.2.7 胶州湾的单（双）峰型的增殖机制182

8.3 结论184

参考文献184

第9章 胶州湾环境变化对海洋生物资源的影响186

9.1 胶州湾环境的变化186

9.1.1 研究海区概况186

9.1.2 营养盐187

9.1.3 气温和水温188

9.2 胶州湾海洋生物资源的变化188

9.2.1 浮游植物生态变化188

9.2.2 物种的变化189

9.3 水温、营养盐硅是浮游植物生长的动力189

9.3.1 营养盐主要发动机189

9.3.2 水温次要发动机190

9.4 人类影响环境190

9.5 结论191

参考文献191

第10章 胶州湾水温和营养盐硅限制初级生产力的时空变化193

10.1 胶州湾浮游植物的研究基础194

10.1.1 研究海区概况及数据来源194

10.1.2 序列成果195

10.2 限制初级生产力的时空变化195

10.2.1 限制因子195

10.2.2 在时间尺度上196

10.2.3 在空间尺度上198

10.3 初级生产力的变化规律199

10.4 结论201

参考文献201

第11章 营养盐硅和水温影响浮游植物的机制205

11.1 营养盐影响浮游植物205

11.1.1 营养盐影响浮游植物生长205

11.1.2 营养盐影响浮游植物的集群结构变化207

11.1.3 营养盐影响浮游植物的机制208

11.2 水温影响浮游植物208

11.2.1 水温影响浮游植物生长208

11.2.2 水温影响浮游植物的集群结构变化210

11.2.3 水温影响浮游植物的机制210

11.3 结论212

参考文献212

第12章 浮游植物的生态214

12.1 光照、水温和营养盐对浮游植物影响的大小214

12.1.1 光照影响浮游植物的生长215

12.1.2 水温影响浮游植物的生长216

12.1.3 营养盐影响浮游植物的生长217

12.1.4 硅酸盐和水温对初级生产力的影响218

12.1.5 光、水温和营养盐的综合影响顺序220

12.1.6 结论221

12.2 营养盐硅在全球海域中限制浮游植物的生长221

12.2.1 全球浮游植物优势种——硅藻222

12.2.2 限制全球浮游植物生长的营养盐硅224

12.2.3 硅造成死亡空间227

12.2.4 结论228

12.3 浮游植物生态规律229

12.3.1 胶州湾海区概况229

12.3.2 浮游植物生长的理想状态与赤潮230

12.3.3 初级生产力的控制因子231

12.3.4 初级生产力的受控原理231

12.3.5 浮游植物生长的发动机232

12.3.6 人类对环境的影响233

12.3.7 结论233

参考文献234

第13章 地球生态系统的机制241

13.1 地球生态系统的营养盐硅补充机制241

13.1.1 人类活动对生态环境的影响242

13.1.2 生态环境变化对海洋生态系统的影响244

13.1.3 地球生态系统对海洋生态系统的响应248

13.1.4 结论250

13.2 地球生态系统的气温和水温补充机制251

13.2.1 人类对生态环境的影响251

13.2.2 生态环境变化对地球生态系统的影响252

13.2.3 地球生态系统对生态环境变化的响应253

13.2.4 结论256

13.3 地球生态系统的碳补充机制257

13.3.1 碳沉降257

13.3.2 浮游植物与环境因子259

13.3.3 碳补充机制261

13.3.4 赤潮的作用264

13.3.5 结论266

参考文献266

第14章 海洋生态和沙漠化的耦合机制272

14.1 海洋生态和沙漠化的桥梁——沙尘暴272

14.1.1 沙漠化的目前状态273

14.1.2 海洋中浮游植物的硅需要273

14.1.3 人类对营养盐硅输入的改变274

14.1.4 缺硅对海洋浮游植物造成的结果275

14.1.5 营养盐硅的补充276

14.1.6 沙尘暴变化277

14.1.7 结论279

14.2 沙漠化与海洋生态和人类生存的关系279

14.2.1 沙漠状况与起因279

14.2.2 沙漠化维持海洋生态280

14.2.3 沙漠化威胁人类生存282

14.2.4 沙漠化在海洋生态和人类生存之间的平衡283

14.2.5 结论284

参考文献284

第15章 海洋生态变化对气候的影响及农作物种植关系288

15.1 灾害发生288

15.1.1 农作物288

15.1.2 全球变暖289

15.1.3 二氧化碳浓度升高289

15.2 海洋生态290

15.2.1 限制浮游植物的生长290

15.2.2 硅的生物地球化学过程291

15.2.3 人类活动的影响291

15.2.4 硅输送292

15.3 未来陆地生态293

15.3.1 气候变化293

15.3.2 农作物294

15.4 结论295

参考文献296

第16章 人类与地球生态系统的相互作用300

16.1 人类与生态环境300

16.1.1 胶州湾浮游植物的生态变化300

16.1.2 水温、营养盐硅是浮游植物生长的动力301

16.1.3 人类影响浮游植物302

16.2 人类对生态环境的影响302

16.2.1 人类对营养盐硅的影响302

16.2.2 人类对水温的影响304

16.3 生态环境变化对地球生态系统的影响304

16.3.1 营养盐硅的缺乏304

16.3.2 水温的上升305

16.4 地球生态系统对生态环境变化的响应306

16.4.1 营养盐硅的补充306

16.4.2 水温的补充306

16.5 地球生态系统的补充机制307

16.5.1 营养盐硅的补充机制307

16.5.2 水温的补充机制308

16.5.3 碳沉降的补充机制308

16.6 地球发生的现象310

16.6.1 厄尔尼诺与拉尼娜的现象成因310

16.6.2 人类灾害311

16.6.3 气候突变的未来预测312

16.7 结论312

参考文献313

主要相关文章315

致谢319