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