湖泊水生態係統模擬研究 [Dynamic Modeling of Aquatic Ecosystem in Lakes] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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於革 等 著

圖書標籤:

• 湖泊生態係統
• 生態模型
• 水動力學
• 水質模擬
• 營養鹽循環
• 浮遊生物
• 生態係統管理
• 環境科學
• 湖泊富營養化
• 動態模型

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030541314

版次：1

商品編碼：12193975

包裝：平裝

外文名稱：Dynamic Modeling of Aquatic Ecosystem in Lakes

開本：16開

齣版時間：2017-09-01

用紙：膠版紙

頁數：194

字數：300000

正文語種：中文

內容簡介

　　《湖泊水生態係統模擬研究》針對氣候變化下湖泊生態災害發生和生態係統退化的現象和過程，介紹瞭在氣候、水文和生態係統多因子影響下湖泊長期演變係統模式構建。通過對長江中下遊鄱陽湖、太湖、巢湖等8個典型湖泊和53個湖泊群組成的湖泊進行水文-生態係統近現代和曆史時期的模擬，以反演湖泊長期變化過程的視角，從動力學機製診斷湖泊生態係統演變，進而診斷湖泊生態係統的變化歸因。

內頁插圖

目錄

目錄
前言
第一篇 模型構建原理和方法
第1章 概述 3
第2章 氣候與流域水文模型 9
2.1 全球氣候模式在湖泊流域模擬中的應用 9
2.2 流域水文模式及韆年長度模擬的可行性 10
第3章 湖泊生態係統模型 14
3.1 描述生態係統方程的有關變量、參數和公式 14
3.2 生態係統模型和結構 18
3.3 湖泊生態係統外強迫作用和反饋模式 19
3.4 模型結構、求解和運行 21
第4章 湖泊水文-營養鹽沉積模型 25
4.1 基本物質平衡公式 25
4.2 湖泊生態係統-營養鹽沉積模型 27
4.3 湖泊營養態演變模擬設計 30
第5章 湖泊生態係統湖泊空間模型 33
5.1 湖泊流域自然地理要素在空間模型中界定和設置 33
5.2 空間模型的狀態變量 34
5.3 空間模型構建和運行 35
第二篇 近現代模擬
第6章 長江中下遊湖泊模擬基礎 39
6.1 區域湖泊特徵和變化 39
6.2 區域氣候變化 41
6.3 湖泊水質營養態 42
6.4 湖泊營養鹽的主要來源 43
第7章 太湖營養鹽沉積模擬 45
7.1 湖泊氣候水文特徵 45
7.2 湖泊水文因子計算 47
7.3 太湖流域入湖總磷負荷 50
7.4 湖泊營養態發展 52
第8章 巢湖營養鹽模擬 54
8.1 巢湖流域氣候水文 54
8.2 水文因子計算 56
8.3 巢湖流域入湖總磷負荷 59
8.4 湖泊營養態發展 61
第9章 鄱陽湖營養鹽模擬 63
9.1 鄱陽湖自然地理背景 63
9.2 湖泊水文因子計算 67
9.3 湖泊總磷負荷模擬計算 70
9.4 湖泊營養態發展 72
第10章 長江中下遊湖泊群營養鹽模擬(1) 74
10.1 典型湖泊的選擇 74
10.2 數據和分析計算 75
10.3 模式和模擬 76
10.4 模擬結果和分析 80
第11章 長江中下遊湖泊群營養鹽模擬(2) 84
11.1 湖泊群模擬試驗設置 84
11.2 模擬試驗 91
11.3 結語 97
第12章 鄱陽湖生態係統模擬 99
12.1 湖泊生物群落和環境因子 99
12.2 湖泊生態動力模型 103
12.3 模擬方案、輸入和輸齣 103
12.4 模擬結果和分析 106
12.5 敏感因子試驗(試驗3) 108
12.6 討論和結語 111
第13章 鄱陽湖水文和生態係統的空間變化模擬 113
13.1 湖泊植物群落空間模擬基礎 113
13.2 鄱陽湖水位變化下生物量響應模擬 117
13.3 湖泊底形與水位控製下生物量空間模擬 119
13.4 湖泊生物量空間變化模擬 122
第三篇 曆史演化模擬
第14章 鄱陽湖曆史時期流域水文模擬 127
14.1 鄱陽湖長期氣候水文及生態係統變化 127
14.2 曆史時期湖泊水文模擬 128
14.3 模擬方法和步驟 129
14.4 模擬結果分析 131
14.5 討論和結語 136
第15章 鄱陽湖營養鹽演化模擬 138
15.1 模型和模擬試驗 138
15.2 資料與參數 138
15.3 模擬結果分析 140
15.4 試驗3和敏感試驗 145
15.5 討論和結語 147
第16章 鄱陽湖生物量演化模擬 149
16.1 過去1000年資料與參數 149
16.2 模擬分析 151
16.3 驅動生物量變化因子分析 156
第17章 長江中下遊湖泊群營養鹽演化模擬 160
17.1 數據和資料 160
17.2 試驗設置和模擬結果 161
17.3 分析和討論 162
第18章 長江中下遊湖泊群生物量演化模擬 166
18.1 控製實驗 166
18.2 曆史時期湖泊生物量 167
18.3 曆史時期湖泊生物量與營養鹽關係 169
第19章 曆史模擬的對比檢驗 171
19.1 曆史文檔和湖泊沉積記錄 171
19.2 區域氣候演化對比 171
19.3 流域水文演化對比 172
19.4 湖泊營養鹽演化對比 176
19.5 生物量變化 178
參考文獻 181
緻謝 194

前言/序言

　　長江中下遊地區聚集瞭我國五分之四的淡水湖泊，既包括瞭鄱陽湖、洞庭湖、太湖、洪澤湖、巢湖等大型淺水湖泊，也包括瞭700多個湖泊構成的長江中遊江漢一洞庭湖平原湖泊群、長江下遊鄱陽湖一江北平原湖泊群、太湖一河口三角洲平原湖泊群，它們構成瞭我國最大的淡水湖泊群。根據曆史文獻記載和湖泊沉積記錄的研究，在過去曆史時期這些湖泊和湖？白群經曆瞭巨大變化。由於這些淺水湖泊是在長江中下遊洪泛平原上發育形成，它們具有高營養鹽沉積背景且水力停留時間較短的特徵，且與長江有密切的水力聯係。然而在湖泊長期的演化過程中，外源磷負荷的增加極大地加快瞭湖泊營養態的演化速率和湖泊嚮富營養態的演化進程；同時洪泛平原的地質地貌特徵決定瞭淺水型湖泊發育的幾何形態，由於湖泊庫容量小而麵積大，較之深水湖泊，其對流域氣候變化的響應更為強烈和顯著。然而，由於缺乏長期連續性湖泊營養負荷的監測資料，使得在長時間尺度上認識湖泊的富營養化演化規律變得睏難。歐洲和北美湖泊研究已構建瞭湖泊總磷計算模式，可以較好地解釋一些深水湖泊的營養態變化量級、速度和趨勢，反映齣湖泊水文和沉積特徵對營養態演化的製約。而目前針對亞歐大陸東岸的長江中下遊淺水型湖泊的營養態演化和模擬研究仍是一個盲區。
　　富營養化是湖泊分類和演化學的一個概念，氮磷等營養物質的大量輸入是水體富營養化的物質基礎，是造成水體富營養化的必要條件。但湖泊營養物質的變化（如總磷水平）並非呈綫性響應，它與氣候變化以及與湖泊生態係統中浮遊植物、高等水生植物、水生動物等的作用和反饋密切相關。這種復雜關係錶徵的湖泊生態係統食物鏈的維係、水體營養鹽的平衡既有漸變也有突變現象，反映瞭在非綫性係統中存在一定的臨界域，超過這個臨界閾值，即使受到很小觸發可引起重大變化。然而以中國湖泊近幾十年器測曆史資料以及依據短期驗證和率定的營養鹽模型難以獲得可靠的認識。為此，本書從湖泊營養態演化不同層次的驅動機製考慮，構建瞭多因子和多時間尺度下湖泊生態係統初級生産者與頂級捕食者的關係和結構動力模型以及湖泊營養鹽變化動力模型進行長時間的計算機數值模擬，對認識氣候水文因子在年際。年代際時間尺度下變化，湖泊生態係統和湖泊營養態從漸變到突變的演化過程，探索觸發湖泊突變的關鍵因子和機製，對精確預測由人類排放活動導緻的湖泊富營養化有著重要作用，也對湖泊生態係統的長期營養態變化過程認識有所突破。

遠航者之歌：深海巨獸的生態史詩 內容簡介 本書是一部宏大而精微的海洋生態學著作，它將帶領讀者潛入地球上最神秘、最廣袤的疆域——深海，揭示那些在永恒黑暗中進化的生命奇跡，以及支撐著這一極端環境的復雜物理、化學和生物過程。我們不再關注錶層的陽光普照，而是深入到海平麵以下數韆米的幽暗深淵，探討那裏的生態係統如何維持其令人難以置信的穩定性和適應性。 第一部分：幽暗王國的地質與物理基石 本書的開篇緻力於勾勒齣深海環境的獨特物理畫捲。我們首先考察大洋深處的地質構造，包括海溝的形成、海底火山活動與熱液噴口的地理分布。這部分詳細闡述瞭深海平原、洋中脊和海山在水文動力學中的作用，這些巨大的海底構造如何影響全球熱鹽環流，進而塑造瞭深海的溫度、鹽度和溶解氧梯度。 重點章節將深入分析“海洋泵”的機製。盡管缺乏光閤作用，深海生態係統卻依賴於來自上層水體的有機物沉降——即“海洋雪”。我們利用最新的海洋觀測數據和沉積物捕集技術，量化瞭不同緯度和季節的物質通量，並探討瞭顆粒物在降解過程中的生物化學轉化路徑。對於深度超過2000米的中層帶（Mesopelagic Zone），我們詳細考察瞭生物鍾的錯位性適應，以及“垂直遷移生物群落”在碳循環中的關鍵角色。 第二部分：深淵生物的極端生理學與適應策略 本書的核心部分聚焦於深海生物的非凡生命策略。在持續的冰冷（通常低於4°C）和極高靜水壓（可達1000個大氣壓以上）的環境下，生命如何維持其結構完整性和生化活性？ 我們深入解析瞭深海魚類、無脊椎動物以及微生物群落的分子適應機製。生理學章節詳細討論瞭滲透調節物質（如三甲胺氧化物，TMAO）在穩定蛋白質結構中的作用，以及細胞膜脂質組的特殊調控以維持流動性。對於生活在熱液噴口附近的極端微生物，本書係統梳理瞭化能閤成（Chemosynthesis）的生化通路，對比瞭硫氧化、甲烷氧化等不同能量獲取路徑的效率與生態意義。 在形態學層麵，我們考察瞭深海巨型化現象（Deep-sea Gigantism）的進化驅動力，並分析瞭生物體為適應光綫稀缺而發展的特殊感官係統，例如對化學信號的超靈敏捕獲、大型側綫係統對微弱水流的感知，以及不同生物發光模式的功能性分類（如反嚮照明、誘捕、物種識彆）。 第三部分：生態互作與生物多樣性熱點 深海生態係統的生物多樣性雖然看似稀疏，但在局部熱點區域卻呈現齣令人震驚的集中性。本書將深海生態係統的互作關係劃分為三大主要類型： 1. 沉積物生態係統（Benthic Ecosystems）： 探討瞭海星、海參、管狀蠕蟲等底棲生物如何利用“海洋雪”和沉積物有機質，以及它們在沉積物擾動和營養物質再循環中的作用。特彆關注瞭深海生物如何應對極低食物供應下的能量吝嗇策略。 2. 水柱生態係統（Pelagic Ecosystems）： 聚焦於中層帶和淵層帶的浮遊生物群落。我們比較瞭捕食性水母、櫛水母與小型甲殼類動物之間的能量傳遞效率，並評估瞭這些生物在將上層水體碳轉移到深處的重要性。 3. 化能自養群落（Chemosynthetic Communities）： 這是深海生態研究中最引人入勝的領域之一。我們詳細描述瞭熱液噴口（黑煙囪與白煙囪）和冷泉群落的結構特徵。通過對共生關係的深入剖析，揭示瞭宿主生物如何與化能細菌形成互利共生的關係，從而建立起完全脫離太陽能的復雜食物網。對這些獨特生態係統的長期監測數據進行瞭梳理，評估瞭其生命周期和對地質事件的抵抗力。 第四部分：人類活動影響與未來保育挑戰 本書的最後一部分將視綫轉嚮快速發展的人類活動對深海的潛在威脅。我們對深海采礦（Deep-Sea Mining）的生態足跡進行瞭前瞻性評估，特彆是對多金屬結核、富鈷結殼和海底硫化物開采可能造成的沉積物擾動、噪音汙染以及生物群落破壞的長期影響進行瞭建模分析。 此外，本書還討論瞭深海漁業（如深海延繩捕撈）對脆弱的古老生物（如深海珊瑚群落）的物理破壞。針對氣候變化，我們分析瞭海洋酸化和深海氧氣最低層（Oxygen Minimum Zones, OMZs）的擴張對深海生物呼吸生理和分布範圍的脅迫。 最終，本書提齣瞭一係列基於生態係統服務的科學保育策略，強調瞭在缺乏完整生物學數據的情況下，如何利用空間生態學和遺傳學工具來劃定“深海保護區”（MPAs），以確保這一地球上最大生態係統的長期可持續性。 《遠航者之歌》不僅是海洋科學傢的專業參考，更是對所有熱愛地球自然奇觀的讀者發齣的邀請——共同探索那片沉默、宏偉而又極度脆弱的藍色領域。

評分☆☆☆☆☆

這本書的標題讓我聯想到一種科學的嚴謹性和探索精神。我一直認為，理解自然界的奧秘，尤其是一些龐大而復雜的生態係統，需要藉助科學的工具和方法。湖泊作為地球上重要的淡水資源，其生態係統的健康狀況直接關係到人類的可持續發展。我希望這本書能夠揭示湖泊生態係統在受到外界乾擾時，其內部的響應機製和演變規律。例如，當水溫升高或氮磷輸入增加時，湖泊會發生怎樣的變化？這些變化又會對哪些物種産生最顯著的影響？書中是否會討論一些經典的生態模型，比如Lotka-Volterra模型在湖泊生態中的應用，或者更復雜的DEB模型（動態能量預算模型）？我也很想知道，科學傢們是如何通過模擬來預測未來氣候變化對湖泊生態係統的潛在威脅，並提齣相應的應對策略的。這本書給我的感覺，是關於如何運用科學的力量，去理解、去預測、去保護這些寶貴的藍色星球上的生命搖籃。

評分☆☆☆☆☆

作為一個對自然科學充滿好奇心的業餘愛好者，我一直對湖泊的生態環境著迷。我經常去傢附近的湖泊散步，看著水中的魚蝦遊弋，岸邊的植物搖曳，總會思考這些生命是如何在這樣一個相對封閉的環境中生存和繁衍的。這本書的名字聽起來就非常專業，雖然我可能無法完全理解其中所有的復雜公式和模型，但我相信它能夠讓我以一種全新的視角去審視我所觀察到的湖泊現象。我期待書中能夠用通俗易懂的語言，解釋一些基本的生態學概念，比如生物地球化學循環，能量流動，以及物種之間的競爭與閤作。如果書中能配上精美的插圖和圖錶，那就更好瞭，能夠幫助我更好地理解抽象的科學原理。我希望這本書能讓我對湖泊生態係統有一個更宏觀、更係統的認識，就像打開瞭一個微觀世界的潘多拉魔盒，讓我看到背後隱藏的巨大能量和精妙的生命哲學。

評分☆☆☆☆☆

我是一名環境科學專業的學生，正在為我的畢業論文尋找靈感和理論支持。這本書的書名“湖泊水生態係統模擬研究”恰好是我研究方嚮的核心。我目前正在考慮建立一個湖泊水質的模型，來評估不同排汙口對湖泊水體的影響。我希望能在這本書中找到相關的建模理論、常用的模型軟件介紹，以及如何進行模型參數的校正和驗證。我尤其關注那些能夠模擬營養物質循環和藻類爆發的模型，因為這些是我論文的關鍵部分。同時，我也對如何將模型結果與實際觀測數據相結閤，以得齣更可靠的結論有所期待。如果書中能夠分享一些研究者在實際應用中遇到的挑戰以及他們的解決方案，那對我來說將是寶貴的經驗。這本書不僅僅是一份研究報告，更可能是我學術旅途中的一份珍貴資。

評分☆☆☆☆☆

翻閱這本書的目錄，我被其中涵蓋的廣度和深度所吸引。從基礎的水化學參數到復雜的生物群落演替，再到宏觀的流域水文過程，似乎無所不包。我個人對湖泊中不同營養級生物之間的能量流動特彆感興趣，比如浮遊植物如何轉化太陽能，以及它們如何支撐起整個食物網。我希望書中能夠提供詳細的模型構建方法，以及如何利用這些模型來預測不同情境下的生態係統響應。畢竟，在麵對日益嚴峻的環境挑戰時，科學的預測和有效的乾預手段至關重要。我也對書中可能涉及到的遙感和GIS技術在湖泊監測和管理中的應用感到好奇，這些技術手段能夠極大地拓展我們的觀測範圍和分析能力。如果書中能夠提供一些代碼示例或者數據處理的技巧，那就更貼心瞭，能夠幫助我將書本知識轉化為實際操作。我期待這本書能夠在我對湖泊生態係統知識的探索之路上，成為一位引路人，帶我走進一個更專業、更係統的研究領域。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就吸引瞭我，湖泊的深邃藍色和水麵上泛起的漣漪，營造齣一種寜靜而神秘的氛圍，讓我迫不及待地想翻開一探究竟。我一直對大自然的水體有著濃厚的興趣，尤其是湖泊，它們是生命的重要孕育之地，承載著豐富的生物多樣性。我希望這本書能夠深入淺齣地講解湖泊水生態係統的奧秘，比如它們是如何運作的，各種生物之間又是如何相互影響的，以及人類活動對這些微妙平衡可能造成的影響。我尤其期待書中能夠介紹一些前沿的研究方法和技術，能夠幫助我們更清晰地認識和理解這些復雜的生態係統。如果書中能提供一些案例分析，講述一些具體的湖泊生態恢復的故事，那就更好瞭，這會讓我對科學研究如何服務於現實問題有更深刻的體會，也能夠給我一些啓發，思考在我的生活中，我能為保護水生態做些什麼。總之，這本書在我看來，不僅僅是一本學術著作，更是一扇瞭解生命與自然之間深刻聯係的窗口。