地球生态系统的硅动力PDF电子书下载

第1章 生态数学模型及其在海洋生态学中的应用 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中的应用 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 5

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 7

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最新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 11

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 14

2.2.4铁对大气碳沉降的作用 15

2.3结论 15

参考文献 16

第3章 营养盐对初级生产力的限制 18

3.1硅是浮游植物初级生产力的限制因子 18

3.1.1研究海区概况及数据来源 18

3.1.2硅酸盐浓度和初级生产力 19

3.1.3硅酸盐和水温与初级生产力的关系 22

3.1.4硅酸盐的来源 24

3.1.5初级生产力与硅酸盐的分布特征 25

3.1.6模型的生态意义 26

3.1.7硅酸盐与浮游植物优势种 30

3.1.8海水的透明度与初级生产力的关系 31

3.1.9浮游植物的结构 31

3.1.10营养盐硅的损耗过程 31

3.2浅析浮游植物生长的营养盐限制及其判断方法 34

3.2.1目前哪种营养盐可能成为限制因子 34

3.2.2营养盐硅限制浮游植物生长的判断方法 35

3.2.3简述作者的胶州湾研究结果 37

3.3硅限制和满足浮游植物生长的阈值和阈值时间 38

3.3.1研究海区概况及数据来源 39

3.3.2营养盐Si： N[Si（OH） 4： NO3]的比值 40

3.3.3 Si： N的比值与初级生产力 41

3.3.4胶州湾硅、氮、磷的动态变化的趋势 43

3.3.5 Si： N比值与初级生产力的时空变化 44

3.3.6模型的生态意义 45

3.3.7硅酸盐的阈值和阈值时间 47

3.3.8水流稀释对浮游植物生长的影响 50

3.3.9营养盐硅限制浮游植物初级生产力的动态过程 51

3.4结论 53

参考文献 54

第4章 营养盐限制的判断方法、法则和唯一性 58

4.1营养盐限制的判断法则和唯一性 59

4.1.1营养盐限制的判断方法 60

4.1.2有关营养盐限制结论的不足 60

4.1.3相应的研究结果 60

4.2氮、磷、硅营养盐限制的唯一性 62

4.2.1研究海区概况及数据来源 63

4.2.2营养盐的平面分布和季节变化 63

4.2.3陆源对浮游植物生长的影响 68

4.2.4营养盐的绝对、相对限制法则 70

4.2.5判断营养盐限制的方法和唯一性 73

4.2.6仅考虑氮、磷成为限制因子不准确 74

4.2.7营养盐硅控制生态系统的机制 75

4.3结论 76

参考文献 78

第5章 硅的亏损过程 82

5.1硅的生物地球化学过程 82

5.1.1海洋中浮游植物的优势种——硅藻 82

5.1.2硅是硅藻必不可少的营养盐 82

5.1.3硅藻的沉降 84

5.1.4硅的生物地球化学过程 84

5.1.5营养盐硅和浮游植物的动态平衡 86

5.1.6胶州湾的研究结果 86

5.2硅酸盐的起源、生物地球化学过程和归宿 87

5.2.1研究海区概况及数据来源 87

5.2.2硅酸盐浓度远离带有河口海岸的横断面变化 88

5.2.3硅酸盐浓度与黄海水的交换 93

5.2.4河流的硅酸盐与初级生产力的基本特征 94

5.2.5硅酸盐的起源 101

5.2.6硅、浮游植物和浮游动物的食物链过程 103

5.2.7硅酸盐的归宿 105

5.3生态系统中硅的作用 108

5.3.1硅的迁移过程 108

5.3.2全球硅的亏损 110

5.3.3营养盐硅和浮游植物的动态平衡 112

5.4结论 112

参考文献 113

第6章 胶州湾海水交换的时间 118

6.1研究方法的建立 118

6.1.1海区概况及数据来源 118

6.1.2硅酸盐与硝酸盐的比值起因 119

6.1.3硅酸盐与硝酸盐的比值指标 120

6.1.4硅的生物地球化学过程 120

6.2海水交换的计算过程 121

6.2.1 Si： N的比值与初级生产力 121

6.2.2 Si ： N比值的时间区间 122

6.3海水交换的计算原理及应用 123

6.3.1原理 123

6.3.2应用 124

6.4计算过程的正确性 125

6.4.1浮游植物初级生产力的支持 125

6.4.2营养盐硅阈值的支持 125

6.4.3营养盐硅时空分布的支持 125

6.4.4箱式模型和数值模型的支持 126

6.5计算过程的创新 126

6.5.1海湾水交换时间的定义 126

6.5.2海湾水交换时间的计算方法 127

6.5.3海湾水交换时间的参数 127

6.6结论 128

参考文献 128

第7章 胶州湾的浮游藻类生态现象 132

7.1胶州湾生态现象 132

7.1.1浮游植物的生长 132

7.1.2浮游植物的结构 133

7.2胶州湾生态现象的剖析 135

7.2.1地点 135

7.2.2时间 136

7.2.3结论 137

7.3用定量化生态位研究环境影响生物物种的变化过程 137

7.3.1生态位的概念 138

7.3.2多维生态位和生态系统的量化的定义 139

7.3.3胶州湾的生态位研究 139

7.3.4生态位的观点 142

7.4结论 143

参考文献 143

第8章 光照时间对浮游植物生长的影响 145

8.1光辐射、光照时间对浮游植物生长的影响 145

8.2光照时间对水温的影响 146

8.2.1构建水温变化的模型框图 147

8.2.2光照时间通过水温影响初级生产力 149

8.3胶州湾的光照时间、水温对浮游植物生长的影响 151

8.3.1研究海区概况及数据来源 152

8.3.2光照时间与水温的关系 153

8.3.3光辐射、光照时间对浮游植物生长的影响 156

8.3.4光照时间、水温和营养盐对初级生产力的影响 162

8.4结论 163

参考文献 164

第9章 水温对浮游植物生长的影响 166

9.1浮游植物增殖能力 166

9.1.1生态现象 166

9.1.2生物因子 166

9.1.3浮游植物的增殖能力 167

9.1.4增殖能力的应用 167

9.1.5浮游植物增殖能力的重要性 168

9.2胶州湾水温对浮游植物增殖能力的影响 169

9.2.1研究海区概况及数据来源 170

9.2.2浮游植物的增殖能力 171

9.2.3增殖能力与水温的动态模型 172

9.2.4水温影响增殖能力 176

9.2.5增殖能力—水温的动态模型的生态意义 177

9.2.6增殖能力与初级生产力的差异 178

9.2.7胶州湾的单（双）峰型的增殖机制 178

9.3结论 180

参考文献 180

第10章 胶州湾环境变化对海洋生物资源的影响 182

10.1胶州湾环境的变化 182

10.1.1研究海区概况 182

10.1.2营养盐 183

10.1.3气温和水温 183

10.2胶州湾海洋生物资源的变化 184

10.2.1浮游植物生态变化 184

10.2.2物种的变化 184

10.3水温、营养盐硅是浮游植物生长的动力 185

10.3.1营养盐硅为主要发动机 185

10.3.2水温为次要发动机 185

10.4人类影响环境 186

10.5结论 186

参考文献 187

第11章 胶州湾水温和营养盐硅限制初级生产力的时空变化 189

11.1胶州湾浮游植物的研究基础 190

11.1.1研究海区概况及数据来源 190

11.1.2序列成果 191

11.2限制初级生产力的时空变化 191

11.2.1限制因子 191

11.2.2在时间尺度上 192

11.2.3在空间尺度上 194

11.3初级生产力的变化规律 196

11.4结论 196

参考文献 196

第12章 营养盐硅和水温影响浮游植物的机制 200

12.1营养盐影响浮游植物 200

12.1.1营养盐影响浮游植物的生长 200

12.1.2营养盐影响浮游植物的集群结构变化 202

12.1.3营养盐影响浮游植物的机制 202

12.2水温影响浮游植物 204

12.2.1水温影响浮游植物的生长 204

12.2.2水温影响浮游植物的集群结构变化 204

12.2.3水温影响浮游植物的机制 205

12.3结论 206

参考文献 206

第13章 浮游植物的生态 208

13.1光照、水温和营养盐对浮游植物的影响 208

13.1.1光照影响浮游植物的生长 208

13.1.2水温影响浮游植物的生长 210

13.1.3营养盐影响浮游植物的生长 211

13.1.4硅酸盐和水温对初级生产力的影响 212

13.1.5光、水温和营养盐的综合影响顺序 213

13.1.6结论 214

13.2营养盐硅在全球海域中限制浮游植物的生长 214

13.2.1全球浮游植物优势种——硅藻 214

13.2.2限制全球浮游植物生长的营养盐硅 217

13.2.3硅造成死亡空间 219

13.2.4结论 220

13.3浮游植物生态规律 221

13.3.1研究海区胶州湾概况 221

13.3.2浮游植物生长的理想状态与赤潮 222

13.3.3初级生产力的控制因子 223

13.3.4初级生产力的受控原理 223

13.3.5浮游植物生长的发动机 224

13.3.6人类对环境的影响 225

13.3.7结论 225

参考文献 226

第14章 地球生态系统的机制 232

14.1地球生态系统的营养盐硅补充机制 232

14.1.1人类活动对生态环境的影响 233

14.1.2生态环境变化对海洋生态系统的影响 235

14.1.3地球生态系统对海洋生态系统的响应 238

14.1.4结论 240

14.2地球生态系统的气温和水温补充机制 240

14.2.1人类对生态环境的影响 241

14.2.2生态环境变化对地球生态系统的影响 242

14.2.3地球生态系统对生态环境变化的响应 242

14.2.4结论 245

14.3地球生态系统的碳补充机制 246

14.3.1碳沉降 246

14.3.2浮游植物与环境因子 247

14.3.3碳补充机制 250

14.3.4赤潮的作用 252

14.3.5结论 254

参考文献 254

第15章 海洋生态与沙漠化的耦合机制 259

15.1海洋生态和沙漠化的桥梁——沙尘暴 259

15.1.1沙漠化的目前状态 260

15.1.2海洋中浮游植物的硅需要 260

15.1.3人类对营养盐硅输入的改变 261

15.1.4缺硅对海洋生物造成的结果 262

15.1.5营养盐硅的补充 263

15.1.6沙尘暴变化 263

15.1.7结论 265

15.2沙漠化与海洋生态和人类生存的关系 265

15.2.1沙漠状况与起因 266

15.2.2沙漠化维持海洋生态 266

15.2.3沙漠化危害人类生存 268

15.2.4沙漠化在海洋生态和人类生存之间的平衡 269

15.2.5结论 269

参考文献 270

第16章 北太平洋海洋生态系统的动力 273

16.1北太平洋硅限制时间 273

16.1.1种群结构 273

16.1.2硅的重要性 274

16.1.3浮游植物的硅限制 275

16.1.4北太平洋的硅补充 275

16.2北太平洋硅输入方式 275

16.2.1风场的方向 276

16.2.2风场的速度 276

16.2.3风场的时间 277

16.2.4风场的季节 277

16.3北太平洋硅来源 277

16.3.1易发区 277

16.3.2时间和强度 277

16.3.3沙漠化 278

16.4北太平洋海洋生态系统动力 278

16.4.1亏硅状况 278

16.4.2输送系统 279

16.4.3生态动力 279

16.4.4沙漠化的原因 280

16.5结论 281

参考文献 282

第17章 海洋生态变化对气候及农作物的影响 285

17.1灾害发生 285

17.1.1农作物 285

17.1.2全球变暖 286

17.1.3二氧化碳浓度升高 286

17.2海洋生态 286

17.2.1限制浮游植物生长 286

17.2.2硅的生物地球化学过程 288

17.2.3人类活动的影响 288

17.2.4硅输送 288

17.3未来陆地生态 289

17.3.1气候变化 289

17.3.2农作物 290

17.4总结 291

参考文献 292

第18章 未来的地球气候模式 295

18.1地球生态系统的营养盐硅补充机制 295

18.1.1硅的补充起因 295

18.1.2营养盐硅的补充途径 296

18.1.3营养盐硅的补充机制 296

18.2未来地球气候变化的模式 297

18.2.1模式种类 297

18.2.2模式内容 297

18.2.3模式特征 297

18.2.4模式分布 298

18.2.5模式功能 298

18.3 2010年天气变化对模式的支持 299

18.3.1近岸地区 299

18.3.2流域盆地 299

18.3.3大暴雨 300

18.3.4内陆地区 300

18.3.5高温 300

18.3.6台风 301

18.4结论 302

参考文献 302

第19章 浮游植物与人类共同决定大气碳的变化 303

19.1研究概况 303

19.1.1海区概况 303

19.1.2浮游植物数据来源 303

19.1.3监测站点的地理气候特征 304

19.1.4大气碳数据来源 305

19.1.5夏威夷和胶州湾的背景 305

19.2大气碳的变化 305

19.2.1增加变化 305

19.2.2周期变化 305

19.3初级生产力的变化 307

19.3.1浮游植物结构 307

19.3.2初级生产力季节变化 307

19.4大气碳与初级生产力的关系 308

19.4.1大气碳和初级生产力的相关性 308

19.4.2建立大气碳与初级生产力的方程 309

19.4.3方程检验 310

19.4.4模型的应用 310

19.5人类对大气碳变化的影响 311

19.5.1人类的二氧化碳排放 311

19.5.2大气的二氧化碳趋势变化 312

19.5.3大气的温度趋势变化 312

19.6浮游植物对大气碳变化的影响 313

19.6.1初级生产力与大气碳的关系 313

19.6.2初级生产力对大气碳的影响过程 313

19.7模型的生态意义 314

19.7.1周期和振幅 314

19.7.2初级生产力吸收大气碳的量 314

19.7.3大气碳消耗初级生产力的量 315

19.8结论 316

参考文献 317

第20章 人类排放与浮游植物吸收对大气碳的平衡 319

20.1研究概况 319

20.1.1海区概况 319

20.1.2浮游植物数据来源 319

20.1.3监测站点的地理气候特征 320

20.1.4大气碳数据来源 321

20.2初级生产力与大气碳的变化 321

20.2.1大气碳的季节变化 321

20.2.2初级生产力的季节变化 322

20.2.3初级生产力的月平均值 322

20.2.4初级生产力与大气碳的平衡点 323

20.2.5初级生产力与大气碳的平衡量 323

20.3人类排放与浮游植物吸收 324

20.3.1大气的二氧化碳增加 324

20.3.2初级生产力吸收大气碳 325

20.3.3 5月的平衡点 325

20.3.4 10月的平衡点 325

20.3.5初级生产力与大气碳的平均值 326

20.3.6初级生产力与大气碳的平衡量 326

20.4结论 327

参考文献 328

第21章 地球生态系统的理论创立 330

21.1地球生态系统理论提出的重要性 330

21.2地球生态系统理论的建立 330

21.2.1地球生态系统的定义、结构和目标 330

21.2.2地球生态系统的功能、内容和意义 330

21.2.3地球生态系统的特征 331

21.3地球生态系统理论与前人的概念及假说不同 331

21.3.1与前人的概念不同 331

21.3.2与前人的假说不同 332

21.4地球生态系统理论的应用 332

21.4.1地球生态系统的营养盐硅补充机制 332

21.4.2地球生态系统的气温和水温补充机制 333

21.4.3地球生态系统的碳补充机制 334

21.4.4地球生态系统的硅轨迹 334

21.4.5未来的气候预测及证实 335

21.5结论 336

参考文献 337

第22章 地球生态系统的控制能力 339

22.1地球生态系统的目标 339

22.2地球生态系统的北太平洋输送系统 339

22.3地球生态系统的控制能力 340

22.3.1在时间的尺度上 340

22.3.2在空间的尺度上 342

22.4全球的环境变化与生态安全 342

22.5结论 343

参考文献 343

第23章 地球生态系统的精准性 345

23.1地球生态系统的功能 345

23.2地球大气碳的平衡 345

23.2.1初级生产力与大气碳的平衡量 345

23.2.2地球生态系统的精准性 346

23.3地球硅的输送 346

23.3.1北太平洋水域硅的提供系统 346

23.3.2地球生态系统的精准性 347

23.4地球自转的平衡 348

23.4.1南极环极海流 348

23.4.2地球生态系统的精准性 348

23.5结论 349

参考文献 349

第24章 地球生态系统的硅动力 351

24.1地球生态系统的内容 351

24.2生物地球化学过程 352

24.2.1硅 352

24.2.2碳 352

24.3地球生态系统的动力 353

24.3.1地球的动态平衡 353

24.3.2人类的影响 354

24.4气候变化 355

24.4.1温度动态加剧 355

24.4.2未来地球气候变化的模式 355

24.4.3地球生态系统的可持续发展 356

24.5结论 357

参考文献 358

第25章 人类与地球生态系统的相互作用 360

25.1人类与生态环境 360

25.1.1胶州湾浮游植物生态变化 360

25.1.2水温、营养盐硅是浮游植物生长的动力 361

25.1.3人类影响浮游植物 361

25.2人类对生态环境的影响 362

25.2.1人类对营养盐硅的影响 362

25.2.2人类对水温的影响 363

25.3生态环境变化对地球生态系统的影响 364

25.3.1营养盐硅的缺乏 364

25.3.2水温的上升 365

25.4地球生态系统对生态环境变化的响应 365

25.4.1营养盐硅的补充 365

25.4.2水温的补充 366

25.5地球生态系统的补充机制 366

25.5.1营养盐硅的补充机制 366

25.5.2水温的补充机制 367

25.5.3碳沉降的补充机制 367

25.6地球发生的现象 369

25.6.1厄尔尼诺与拉尼娜的现象成因 369

25.6.2人类灾害 370

25.6.3气候突变的未来预测 371

25.7结论 371

参考文献 372