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出版者:中国环境科学出版社

作者:宁修仁

出品人:

页数:337

译者:

出版时间:2005-1

价格:46.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787801639127

丛书系列:

图书标签:

• 生态学
• 实验方法
• 中国环境科学出版社
• 海湾生态系统
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海湾生态系统观测方法 引言 海湾，作为陆地与海洋的交汇处，是地球上最具活力的生态系统之一。它们孕育着丰富的生物多样性，维系着重要的渔业资源，并为沿岸社区提供着不可替代的经济与文化价值。然而，随着人类活动的日益密集，海湾生态系统正面临着前所未有的压力，包括污染、栖息地破坏、气候变化以及过度捕捞等。深入理解海湾生态系统的结构、功能和动态变化，对于制定有效的保护和管理策略至关重要。本书旨在系统性地介绍海湾生态系统观测的主要方法和技术，为研究人员、管理者和政策制定者提供科学的工具和指导，以应对日益严峻的生态挑战。 第一部分：海湾生态系统概览与观测的重要性 海湾是一个复杂的地理和生态单元，其特征受到陆源输入、潮汐动力、波浪作用以及区域水文气候等多种因素的共同影响。本部分将首先阐述海湾生态系统的基本概念，包括其独特的物理、化学和生物特征。我们将探讨海湾在物质循环、能量流动以及生物多样性维持方面所扮演的关键角色。 接着，我们将深入分析为何进行海湾生态系统观测至关重要。我们将从以下几个方面展开讨论： 环境变化的监测与评估： 识别并量化海湾水质、沉积物、生物种群等方面的变化趋势，为评估人类活动和自然因素的影响提供科学依据。 生态系统健康状况的诊断： 通过对关键指示物种、生态过程的监测，评估海湾生态系统的健康状况，早期发现潜在的生态风险。 生物多样性保护与管理： 了解海湾内各类生物的分布、丰度、繁殖和迁徙规律，为濒危物种的保护和关键栖息地的管理提供数据支持。 资源的可持续利用： 监测渔业资源、贝类养殖等相关产业的健康状况，为渔业管理和可持续利用提供科学依据，保障沿岸社区的生计。 政策制定与法规执行： 为环境保护法规的制定、评估和执行提供科学数据和技术支撑，确保环境管理措施的有效性。 科学研究与知识拓展： 推动对海湾生态系统复杂过程的深入理解，为生态学、海洋学等领域的研究提供宝贵的实测数据。 第二部分：物理与化学参数的观测方法 物理和化学参数是理解海湾生态系统运作的基础。本部分将详细介绍观测这些参数的常用方法和技术。 水质参数的观测： 温度与盐度： 介绍 CTD（Conductivity, Temperature, Depth）探测器、自动监测浮标、水下传感器阵列等设备在原位实时测量和连续监测中的应用。讨论温度和盐度对溶解氧、营养盐分布以及生物活动的影响。 溶解氧： 阐述电化学溶解氧传感器、光学溶解氧传感器的工作原理及应用。讨论温度、盐度、生物耗氧和光合作用对溶解氧的影响，以及低氧（缺氧）事件的监测与预警。 pH 值与碱度： 介绍 pH 计、滴定法在测量 pH 值和碱度中的应用。讨论 pH 值变化对海洋生物钙化过程和水体化学平衡的影响。 营养盐（氮、磷、硅）： 详细介绍化学分析法（如分光光度法、流动注射分析法）在测定硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐、磷酸盐、硅酸盐等营养盐浓度中的应用。分析营养盐对藻类生长和富营养化过程的驱动作用。 悬浮物与浊度： 介绍浊度计、滤膜称重法等测量悬浮物浓度和浊度的方法。讨论悬浮物对光照穿透、底栖生物的影响，以及其来源和输运过程。 有机物指标（COD, BOD）： 阐述化学需氧量（COD）和生物需氧量（BOD）的测定方法，用于评估水体中有机污染物的含量及其对氧气的消耗。 重金属与有机污染物： 介绍原子吸收光谱法（AAS）、电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）、气相色谱-质谱联用（GC-MS）、液相色谱-质谱联用（LC-MS）等先进分析技术在痕量重金属和有机污染物（如多环芳烃、农药、多氯联苯）检测中的应用。 沉积物参数的观测： 沉积物采样方法： 介绍箱式采样器、柱状采样器、抓泥器等沉积物采样工具，以及采样时的注意事项。 沉积物物理性质： 讨论粒度分析（筛分法、激光衍射法）、密度、含水量等参数的测定方法及其对沉积物中物质交换和生物栖息的影响。 沉积物化学性质： 介绍沉积物中营养盐、有机碳、重金属、有机污染物等含量的测定方法。分析沉积物作为污染物汇和源的作用。 水文动力学参数的观测： 潮流与海流： 介绍流速仪（ADCP, 声学多普勒流速剖面仪）、拉格朗日示踪器（如漂流浮标）等设备在观测潮流和海流速度、方向方面的应用。分析水动力过程对物质扩散、混合和沉积物输运的影响。 潮汐： 介绍潮位计在记录潮高变化中的作用。 波浪： 介绍波浪仪在测量波高、周期等参数中的应用。 第三部分：生物参数的观测方法 生物参数的观测是评估海湾生态系统健康状况和生物多样性的核心。本部分将重点介绍主要类群的观测方法。 浮游生物的观测： 采样方法： 介绍不同网孔规格的浮游生物网（如万能网、浮游植物网、浮游动物网）及其在不同水层采样时的使用。讨论定性采样和定量采样的区别。 样品处理与分析： 介绍样品固定、计数（显微镜计数法）、物种鉴定、生物量测定（干重、湿重、碳含量）等方法。 原位测量技术： 介绍浮游植物荧光计、多参数生物传感器在实时监测浮游植物生物量和种群结构方面的应用。 底栖生物的观测： 采样方法： 介绍底栖抓泥器、底栖网、水下摄像机和视频系统在采集底栖生物和评估底栖群落结构中的应用。 样品处理与分析： 介绍底栖生物的分离、计数、物种鉴定、生物量测定、以及群落指数（如多样性指数、均匀度指数）的计算。 栖息地评估： 介绍对海草床、珊瑚礁、贝类礁等关键底栖栖息地的覆盖度、结构复杂性等进行评估的方法。 鱼类和无脊椎动物的观测： 渔业资源调查： 介绍拖网、刺网、延绳钓等科学捕捞方法在评估鱼类资源量、年龄结构、生长率、繁殖情况等方面的应用。 声学探测技术： 介绍声学鱼群探测器（鱼探仪）在评估鱼类生物量和空间分布方面的应用。 标记与回捕技术： 介绍鱼类标记（如耳石标记、电子标记）和回捕技术在研究鱼类迁移、生长和渔获率中的作用。 水下视频和遥感技术： 介绍水下摄像机、ROV（遥控潜水器）和无人机在监测鱼类行为、种群数量和分布范围中的应用。 贝类养殖调查： 介绍对养殖品种的生长、病害、死亡率等进行监测的方法。 海藻和海草的观测： 覆盖度与生物量测定： 介绍样方法、遥感技术（卫星遥感、航空摄影）在评估海藻和海草覆盖度、群落结构和生物量中的应用。 生长速率与健康状况评估： 介绍生长标记、叶绿素含量测定等方法。 微生物生态学观测： 样品采集与处理： 介绍水体和沉积物微生物样品的采集、过滤、DNA提取等技术。 分子生物学技术： 介绍16S rRNA基因测序、宏基因组学等技术在研究微生物群落结构、功能和多样性中的应用。 培养技术与生理学研究： 介绍利用培养方法研究特定微生物的功能和代谢。 第四部分：遥感与地理信息系统（GIS）在海湾观测中的应用 遥感技术和地理信息系统（GIS）为海湾生态系统观测提供了宏观、高效的手段。 遥感平台与传感器： 介绍卫星平台（如 Landsat, Sentinel, MODIS）、航空平台（无人机）以及搭载的传感器（可见光、红外、多光谱、高光谱、雷达）的特点和应用。 遥感数据在海湾观测中的应用： 海表面温度（SST）监测： 了解海湾水温的分布和变化。 叶绿素浓度反演： 评估浮游植物生物量及其时空分布，识别富营养化区域。 悬浮物和浊度监测： 追踪陆源输入的悬浮物及其扩散范围。 海草床和湿地监测： 评估植被覆盖度和健康状况。 海岸线变化监测： 监测海岸侵蚀和淤积。 溢油和污染物扩散模拟： 辅助突发性环境事件的监测和应急响应。 地理信息系统（GIS）的应用： 空间数据管理与整合： 整合来自不同来源（现场观测、遥感、模型）的空间数据。 空间分析与制图： 进行空间叠加分析、缓冲区分析、分布模式分析，生成各类专题地图。 模型构建与模拟： 将生态模型与GIS相结合，进行环境变化模拟和预测。 决策支持系统： 构建基于GIS的海湾管理和保护决策支持系统。 第五部分：数据管理、质量控制与模型应用 数据管理： 强调建立标准化、系统化的数据管理系统的重要性，包括数据录入、存储、备份、版本控制和元数据管理。 数据质量控制： 介绍数据采集、处理和分析过程中的质量控制措施，如仪器校准、数据验证、异常值检测等，确保数据的准确性和可靠性。 数据分析与解释： 介绍统计分析方法、时间序列分析、空间统计分析等用于解读观测数据，揭示生态系统变化规律。 生态模型应用： 介绍不同类型的生态模型（如物理模型、生物地球化学模型、群落模型、种群模型）在模拟海湾过程、预测环境变化、评估管理情景中的作用。 结论 海湾生态系统观测是一个多学科交叉、技术密集型的过程。本书系统地介绍了观测海湾生态系统的物理、化学和生物参数的主要方法和技术，并强调了遥感、GIS和数据管理在现代观测体系中的重要作用。通过科学、系统、持续的观测，我们能够更好地理解海湾生态系统的动态过程，及时发现和应对环境变化带来的挑战，最终实现海湾生态系统的可持续利用和保护。本书希望能为所有致力于海湾生态保护与管理的人们提供有力的支持和指导。

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我花了整整一个周末的时间来细读这本书，每一次合页间都仿佛能闻到咸湿的海风气息。这本书的结构安排非常清晰，层次分明，章节间的过渡自然流畅，像是走在一条精心设计的栈道上，每一步都有不同的风景映入眼帘。最让我感到惊喜的是，作者似乎非常了解读者的困惑点，总能在关键的地方插入“思考角”或“案例聚焦”，这有效地打破了纯理论阐述的沉闷感。比如，关于海洋酸化对珊瑚礁骨骼形成速率的影响那一节，作者引用了一个已经停止监测的小岛数据，用反推的方式论证了早期预警的重要性，这种讲故事的方式，比单纯的公式堆砌要震撼人心得多。这本书在科普和专业之间找到了一个极佳的平衡点，它既能让专业人士找到共鸣，也能让普通读者在享受阅读乐趣的同时，收获扎实的知识体系。

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坦白说，我最初买这本书只是抱着尝试的心态，因为市面上关于这类主题的书籍往往要么过于浅显，要么门槛太高。然而，这本书成功地避开了这些陷阱。它的语言风格非常平实有力，没有过多的华丽辞藻，但每一个用词都精准到位，充满了科学的张力。我尤其欣赏作者在描述生物群落演替时的那种近乎于诗意的笔触，例如对“先锋物种”在恶劣环境中扎根的描绘，虽然是科学描述，却充满了生命力的赞歌。书中对于不同观测时间尺度的考量也极为细致，从季节性变化到百年尺度的气候漂移，作者都给出了详尽的分析框架。这本书更像是一份详尽的“生态历史记录”，它教会我们如何倾听自然界低语的声音，如何从细微的变化中捕捉到宏大的趋势。对于想要深入理解生态系统动态的同行来说，这绝对是一本值得反复研读的参考书。

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这本书的深度和广度都超出了我的预期，尤其在数据分析和模型构建这一块，作者展现出了极高的专业素养。我印象最深的是关于潮汐动力学对沉积物再悬浮影响的讨论，那部分的数学推导虽然略显烧脑，但作者通过引入大量的实例和图表进行辅助解释，使得即便是像我这样数学功底不算扎实的人也能大致跟上思路。书中对不同尺度观测工具的比较分析，可谓是匠心独运，它没有简单地介绍“有什么工具”，而是深入探讨了每种工具在特定环境下的优缺点和适用性，这对于我们未来进行实地考察规划时，无疑提供了极其宝贵的实践指导。我特别欣赏作者在讨论长期监测数据的可靠性时所持的审慎态度，这种对科学客观性的坚持，使得整本书的说服力大大增强。它不是一本提供标准答案的指南，而是一本引导思考、激发探索欲的工具箱。

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这本书的封面设计着实让人眼前一亮，那种深邃的蓝色调，仿佛一下子就能把你拉入那片广袤无垠的海洋世界。我拿到手的时候，第一感觉是它质感十足，装帧精美，让人爱不释手。我原本以为这会是一本枯燥的学术专著，但翻开目录后才发现，作者的叙事手法非常巧妙。它没有一上来就抛出复杂的科学术语，而是像一位经验丰富的领航员，带着我们从基础的地理概念娓娓道来，一步步揭示了特定海域生态系统的复杂性。书中对于历史变迁的描述尤其引人入胜，它不仅仅是罗列数据，而是将气候变化、人类活动与生物多样性之间的微妙联系编织成一个引人入胜的故事线。特别是关于特定海鸟迁徙路线的章节，配图精美且信息量巨大，让我对这片区域的生态价值有了全新的认识。这本书的阅读体验是极其愉悦的，它既有学术的严谨性，又不失文学的感染力，非常适合那些对自然科学有浓厚兴趣的非专业读者入门。

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这本书的排版和插图设计简直是教科书级别的典范。很多科学书籍的图表常常让人望而生畏，但这里面的图例，无论是剖面图还是时间序列图，都经过了精心的优化处理，色彩搭配和谐，图例说明清晰易懂，即便是复杂的空间分布数据，也能被直观地展示出来。特别是那几张高分辨率的卫星遥感影像对比图，直观地展示了近二十年来特定海湾海岸线的侵蚀变化，这种视觉冲击力远胜于任何纯文字的描述。阅读这本书的过程，与其说是“学习”，不如说是“沉浸式体验”。它让我产生了一种强烈的冲动，想要立刻穿上防水靴，带上测量仪器，亲自去那些作者描绘的地点，去验证那些看似遥远的科学结论。这本书的价值不仅在于其知识内容，更在于它激发了读者对野外科学探索的热情，无疑是一次成功的跨界融合之作。

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