本书从环境学、生物学、生物地球化学、物理海洋学、气象学、气候学、地质学和生态学的角度，定量化研究了胶州湾浮游植物生态变化过程，揭示浮游植物的生长规律，阐述营养盐硅的生物地球化学过程与营养盐限制的判断方法，阐述海洋环境与浮游植物生长的生态学原理以及浮游植物与人类决定大气碳的变化和平衡的过程。本书共分为32章，主要内容为生态数学模型的建立方法和应用，营养盐、光照时间和水温对浮游植物生长的影响，以及浮游植物生长规律、地球生态系统机制、大气碳的变化和平衡、地球降温的造山运动等。

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目录
前言
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 2
1.1.1 生态数学模型的构建 2
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（daylength，irradiance，nutrients，temperature）模型 3
1.2.2 颗粒垂直通量模型 4
1.2.3 剩余产量模式 5
1.2.4 伯塔兰菲生长方程式 6
1.2.5 海洋中悬浮物质再悬比率计算模式 6
1.2.6 胶州湾北部水层生态动力学模型 7
1.3 应用数学模型解决胶州湾的生态问题 8
1.4 结论 8
参考文献 9
第2章 铁对浮游植物生长与大气碳沉降的作用 10
2.1 铁对浮游植物生长影响的研究进展 10
2.1.1 铁是浮游植物生长的限制因子的起源与证据 10
2.1.2 最新研究结果与存在的问题 11
2.2 刺激浮游植物生长的铁对大气碳沉降的影响 12
2.2.1 浮游植物与限制因子 13
2.2.2 铁对浮游植物生长的影响研究过程 14
2.2.3 铁是限制因子的探讨 16
2.2.4 铁对大气碳沉降的作用 17
2.2.5 结论 17
参考文献 18
第3章 营养盐对初级生产力的限制 20
3.1 硅是浮游植物初级生产力的限制因子 20
3.1.1 研究海区概况及数据来源 20
3.1.2 硅酸盐浓度和初级生产力 22
3.1.3 硅酸盐和水温与初级生产力的关系 25
3.1.4 硅酸盐的来源 28
3.1.5 初级生产力与硅酸盐的分布特征 29
3.1.6 模型的生态意义 30
3.1.7 硅酸盐与浮游植物优势种 35
3.1.8 海水的透明度与初级生产力的关系 36
3.1.9 浮游植物的结构 36
3.1.10 营养盐硅的损耗过程 37
3.2 浅析浮游植物生长的营养盐限制及其判断方法 40
3.2.1 目前哪种营养盐可能成为限制因子 40
3.2.2 营养盐硅限制浮游植物生长的判断方法 41
3.2.3 简述作者的胶州湾研究结果 44
3.3 硅限制和满足浮游植物生长的阈值和阈值时间 45
3.3.1 研究海区概况及数据来源 46
3.3.2 营养盐Si∶N[Si(OH)4∶NO3]的值 47
3.3.3 Si∶N 的值与初级生产力 48
3.3.4 胶州湾Si、N、P 的动态变化趋势 51
3.3.5 Si∶N 的值与初级生产力的时空变化 52
3.3.6 模型的生态意义 53
3.3.7 硅酸盐的阈值和阈值时间 55
3.3.8 水流稀释对浮游植物生长的影响 60
3.3.9 营养盐硅限制浮游植物初级生产力的动态过程 60
3.4 结论 63
参考文献 65
第4章 营养盐限制的判断方法、法则和唯一性 69
4.1 营养盐限制的判断法则和唯一性 70
4.1.1 营养盐限制的判断方法 71
4.1.2 有关营养盐限制结论的不足 72
4.1.3 相应的研究结果 72
4.2 N、P、Si 营养盐限制的唯一性 74
4.2.1 研究海区概况及数据来源 75
4.2.2 营养盐的平面分布和季节变化 77
4.2.3 陆源对浮游植物生长的影响 81
4.2.4 营养盐的绝对、相对限制法则 84
4.2.5 判断营养盐限制的方法和唯一性 88
4.2.6 仅考虑N、P 成为限制因子不准确 89
4.2.7 营养盐Si 控制生态系统的机制 90
4.3 结论 91
参考文献 94
第5章 硅的亏损过程 97
5.1 硅的生物地球化学过程 97
5.1.1 海洋中浮游植物的优势种——硅藻 97
5.1.2 硅是硅藻必不可少的营养盐 98
5.1.3 硅藻的沉降 99
5.1.4 硅的生物地球化学过程 99
5.1.5 营养盐硅和浮游植物的动态平衡 102
5.1.6 胶州湾的研究结果 102
5.2 硅酸盐的起源、生物地球化学过程和归宿 103
5.2.1 研究海区概况及数据来源 104
5.2.2 硅酸盐浓度远离带有河口海岸的横断面变化 104
5.2.3 硅酸盐浓度与黄海海水的交换 114
5.2.4 河流的硅酸盐与初级生产力的基本特征 114
5.2.5 硅酸盐的起源 123
5.2.6 硅、浮游植物和浮游动物的食物链过程 125
5.2.7 硅酸盐的归宿 128
5.3 生态系统中硅的作用 131
5.3.1 硅的迁移过程 131
5.3.2 全球硅的亏损 133
5.3.3 营养盐硅和浮游植物的动态平衡 136
5.4 结论 137
参考文献 138
第6章 胶州湾海水交换的时间 142
6.1 研究方法的建立 142
6.1.1 海区概况及数据来源 142
6.1.2 硅酸盐与硝酸盐的比值起因 143
6.1.3 硅酸盐与硝酸盐的比值指标 144
6.1.4 硅的生物地球化学过程 145
6.2 海水交换的计算过程 146
6.2.1 Si∶N 的值与初级生产力 146
6.2.2 Si∶N 的值的时间和区间 147
6.3 海水交换的计算原理及应用 148
6.3.1 原理 148
6.3.2 应用 149
6.4 计算过程的正确性 150
6.4.1 浮游植物初级生产力的支持 150
6.4.2 营养盐硅阈值的支持 151
6.4.3 营养盐硅时空分布的支持 151
6.4.4 箱式模型和数值模型的支持 152
6.5 计算过程的创新 152
6.5.1 海湾水交换时间的定义 152
6.5.2 海湾水交换时间的计算方法 153
6.5.3 海湾水交换时间的参数 153
6.6 结论 154
参考文献 155
第7章 生物地球化学模型的建立 157
7.1 生物地球化学模型 157
7.1.1 定义 157
7.1.2 原理 158
7.2 生物地球化学模型的应用 158
7.2.1 胶州湾海域内Si∶N 的值的充满 159
7.2.2 胶州湾海域内Si∶N 的值的放空 159
7.3 生物地球化学模型特征 160
7.3.1 海湾水交换时间的定义 160
7.3.2 海湾水交换的指标物质 161
7.3.3 海湾水交换时间的计算方法 161
7.3.4 海湾水交换计算涉及的参数 161
7.3.5 海湾水交换方法和模型的不足 161
7.4 结论 162
参考文献 162
第8章 胶州湾水交换时间的计算过程与比较 164
8.1 生物地球化学模型 164
8.1.1 定义 164
8.1.2 原理 165
8.1.3 应用 165
8.2 胶州湾水交换时间 166
8.2.1 研究的过程 166
8.2.2 计算结果的证实 167
8.2.3 计算结果的对比 168
8.3 结论 169
参考文献 170
第9章 水箱的水交换原理及应用 171
9.1 海湾的水交换 171
9.1.1 定义 171
9.1.2 原理 172
9.2 水箱的水交换 173
9.2.1 定义 173
9.2.2 原理 173
9.2.3 应用 174
9.3 结论 175
参考文献 175
第10章 胶州湾的浮游藻类生态现象 176
10.1 胶州湾生态现象 176
10.1.1 浮游植物的生长 176
10.1.2 浮游植物的结构 178
10.2 胶州湾生态现象的剖析 179
10.2.1 地点 179
10.2.2 时间 181
10.2.3 结论 182
10.3 用定量化生态位研究环境影响生物物种的变化过程 183
10.3.1 生态位的概念 183
10.3.2 多维生态位和生态系统量化的定义 184
10.3.3 胶州湾的生态位研究 185
10.3.4 生态位的观点 188
10.4 结论 190
参考文献 190
第11章 光照时间对浮游植物生长影响 191
11.1 光辐射、光照时间对浮游植物生长的影响 191
11.2 光照时间对水温的影响 193
11.2.1 构建水温变化的模型框图 194
11.2.2 光照时间通过水温影响初级生产力 196
11.3 胶州湾的光照时间、水温对浮游植物生长的影响 199
11.3.1 研究海区概况及数据来源 200
11.3.2 光照时间与水温的关系 201
11.3.3 光辐射、光照时间对浮游植物生长的影响 205
11.3.4 光照时间、水温和营养盐对初级生产力的影响 211
11.4 结论 212
参考文献 213
第12章 水温对浮游植物生长的影响 215
12.1 浮游植物增殖能力 215
12.1.1 生态现象 215
12.1.2 生物因子 215
12.1.3 浮游植物的增殖能力 216
12.1.4 增殖能力的应用 217
12.1.5 浮游植物增殖能力的重要性 218
12.2 胶州湾水温对浮游植物增殖能力的影响 219
12.2.1 研究海区概况及数据来源 221
12.2.2 浮游植物的增殖能力 221
12.2.3 增殖能力与水温的动态模型 224
12.2.4 水温影响增殖能力 226
12.2.5 增殖能力-水温的动态模型的生态意义 228
12.2.6 增殖能力与初级生产力的差异 229
12.2.7 胶州湾的单（双）峰型的增殖机制 230
12.3 结论 232
参考文献 232
第13章 胶州湾环境变化对海洋生物资源的影响 234
13.1 胶州湾环境的变化 234
13.1.1 研究海区概况 234
13.1.2 营养盐 235
13.1.3 气温和水温 236
13.2 胶州湾海洋生物资源的变化 236
13.2.1 浮游植物生态变化 237
13.2.2 物种的变化 237
13.3 水温、营养盐硅是浮游植物生长的动力 238
13.3.1 营养盐硅为主要发动机 238
13.3.2 水温为次要发动机 238
13.4 人类影响环境 239
13.5 结论 240
参考文献 240
第14章 胶州湾水温和营养盐硅限制初级生产力的时空变化 242
14.1 胶州湾浮游植物的研究基础 243
14.1.1 研究海区概况及数据来源 243
14.1.2 序列成果 243
14.2 限制初级生产力的时空变化 245
14.2.1 限制因子 245
14.2.2 在时间尺度上 245
14.2.3 在空间尺度上 248
14.3 初级生产力的变化规律 250
14.4 结论 250
参考文献 250
第15章 营养盐硅和水温影响浮游