Respiration in Aquatic Ecosystems pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Oxford Univ Pr

作者:del Giorgio, Paul (EDT)/ Williams, Peter J. Le B. (EDT)

出品人:

页数:328

译者:

出版时间:2005-1

价格:$ 111.87

装帧:Pap

isbn号码:9780198527084

丛书系列:

图书标签:

水生生态系统
呼吸作用
水质
生物化学
环境科学
鱼类
无脊椎动物
藻类
溶解氧
碳循环

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具体描述

Respiration represents the major area of ignorance in our understanding of the global carbon cycle. In spite of its obvious ecological and biogeochemical importance, most oceanographic and limnological textbooks invariably deal with respiration only superficially and as an extension of production and other processes. The objective of this book is to fill this gap and to provide the first comprehensive review of respiration in the major aquatic systems of the biosphere. The introductory chapters review the general importance of respiration in aquatic systems, and deal with respiration within four key biological components of aquatic systems: bacteria, algae, heterotrophic protists, and zooplankton. The aim of this first part is to provide the backbone for the analysis and interpretation of ecosystem-level respiration in a variety of aquatic environments. The central chapters of the book review respiration in major aquatic ecosystems including freshwater wetlands, lakes and rivers, estuaries, coastal and open ocean and pelagic ecosystems, as well as respiration in suboxic environments.For each major ecosystem, the corresponding chapter provides a synthesis of methods used to assess respiration, outlines the existing information and data on respiration, discusses its regulation and link to biotic and abiotic factors, and finally provides regional and global estimates of the magnitude of respiration. The final chapter provides a general synthesis of the information and data provided in the different sections, and further attempts to place aquatic respiration within the context of the global carbon budget.

水生生态系统中的呼吸作用：一部深入的生态生理学专著图书名称：水生生态系统中的呼吸作用 (Respiration in Aquatic Ecosystems) 作者： [此处留空，代表作者身份的独立性] 出版社： [此处留空，代表出版社的专业性] 出版年份： [此处留空，代表时效性] --- 导言：水生环境中的能量基础与氧气调控水生生态系统是地球上生物多样性最为丰富的栖息地之一，从广阔的海洋深处到富饶的淡水湿地，生命活动的维持都依赖于一个核心的生化过程：呼吸作用。呼吸作用不仅是生物体获取生命活动所需能量（ATP）的根本途径，其速率和效率也直接决定了水生生物的生长、繁殖、迁移乃至整个群落的结构与功能。本书《水生生态系统中的呼吸作用》旨在为生态学家、生理学家、环境生物学家以及水产养殖专业人士提供一份全面、深入且具有前沿性的学术参考。它超越了传统教科书中对呼吸作用的简单描述，而是聚焦于水生环境特有的物理化学约束如何塑造了不同水生生物的呼吸策略、生理适应机制及其在生态系统尺度上的意义。全书结构严谨，内容涵盖了从分子机制到宏观生态过程的多个层面，尤其强调了氧气作为限制性因子在水体中的动态变化及其对生物群落的影响。第一部分：水生呼吸生理学的基本原理与环境约束本部分奠定了理解水生呼吸作用的理论基础，并详细阐述了水生环境为呼吸带来的独特挑战。第一章：水生生物的能量需求与呼吸速率的测定本章首先回顾了基础代谢、维持代谢和活动代谢的概念，并将其应用于水生生物。重点讨论了在不同环境条件下（如温度、盐度、压力变化）代谢率的量化方法。详细介绍了水生生物呼吸速率测定的经典技术（如闭路循环法、间接量热法）和现代高通量技术，并探讨了这些方法在野外和实验室环境中的适用性与局限性，特别是如何校正环境因素对测量结果的干扰。第二章：氧气的物理化学：溶解、扩散与生物可利用性水体中氧气的含量远低于大气，且受温度、盐度和气压的显著影响。本章深入分析了氧气的溶解度模型，并详细阐述了水体内部氧气梯度的形成机制，包括大气-水界面交换、光合作用产氧与生物呼吸耗氧的平衡。特别关注了沉积物-水界面处的氧气扩散限制，以及溶解氧（DO）水平对生物过程的直接制约。第三章：鳃、皮肤与特殊器官：水生呼吸的形态与功能适应本章是生理适应的核心。它详细对比了鱼类、甲壳类、软体动物和水生昆虫等主要水生类群的呼吸器官结构。重点剖析了鳃的表面积/体积比、鳃小片的水动力学设计，以及通过血液和体液中氧气结合蛋白（如血红蛋白、血蓝蛋白）对氧气的高效捕获和运输机制。对于兼性呼吸生物（如双壳类或一些两栖动物），还探讨了皮肤呼吸的生理极限。第二部分：环境压力下的生理响应与调节机制本部分聚焦于水生生物如何应对缺氧、高氧、温度波动等极端环境压力，展示其精密的生理调节能力。第四章：缺氧胁迫与厌氧代谢的权衡缺氧（Hypoxia）是水生生态系统中最常见的胁迫之一。本章深入探讨了水生生物应对缺氧的生理策略。从代谢抑制（Metabolic Depression）到有氧阈值（Aerobic Scope）的动态变化，细致分析了生物如何通过降低能量需求来延长生存时间。随后，详细阐述了厌氧代谢的生化途径，特别是乳酸、琥珀酸或氨基酸代谢产物的积累与解毒机制，以及不同类群在无氧耐受性上的进化差异。第五章：温度、盐度和压力对呼吸性能的影响温度是影响水生呼吸速率的最主要环境因子之一。本章应用 $Q_{10}$ 法则及更精细的热力学模型，分析了温度如何影响酶活性、氧气溶解度和呼吸对氧气的亲和力。同时，探讨了不同盐度（淡水、海水、汽水域）下，生物为维持渗透压平衡所额外消耗的能量，以及这部分“渗透能耗”如何挤占了用于生存和运动的呼吸储备。高压环境（如深海）对呼吸酶活性的影响也被纳入讨论范围。第六章：最大摄氧率与氧气储备（Oxygen Limitation Theory, OLT）本章引入了氧气限制理论（OLT）框架，解释了为什么在高温或高能耗活动中，生物的性能会受限于其最大氧气摄取能力（$ ext{MO}_2 ext{max}$）。详细分析了最大摄氧率（$ ext{MO}_2 ext{max}$）的生理决定因素，包括最大心输出量、鳃/体表交换效率以及组织供氧能力。这一理论在预测鱼类最大游泳速度、生长潜力和环境变化下的生存风险方面具有核心指导意义。第三部分：生态系统尺度上的呼吸过程与应用本部分将视角提升至生态系统层面，探讨呼吸作用在生物地球化学循环和生态系统健康评估中的作用。第七章：群落呼吸与生态系统代谢本章区分了个体呼吸、组织呼吸与群落呼吸（Community Respiration）。详细阐述了如何通过水体溶解氧的日变化曲线来估算湖泊或河段的初级生产力与总呼吸量（P/R 比值）。重点讨论了沉积物呼吸在有机质分解和营养物质释放中的关键作用，以及深海生物的低代谢率如何影响全球碳循环的慢速部分。第八章：水生生态系统的氧气耗竭与生态灾难本章关注环境污染和富营养化导致的氧气耗竭事件。深入分析了富营养化导致藻类爆发性死亡后，微生物的过度呼吸如何形成大面积的缺氧区（Dead Zones）。讨论了热污染、有机物输入和分层现象（如温跃层、盐跃层）如何加剧氧气在水体中的分布不均，以及这对底栖生物群落和渔业资源造成的毁灭性影响。第九章：呼吸作用在水产养殖与保护生物学中的应用本章侧重于应用研究。分析了在集约化水产养殖系统中，如何通过精准控制溶解氧水平来优化饲料转化率和降低发病率。探讨了环境影响评估（EIA）中，呼吸指标（如呼吸熵、代谢冗余度）如何作为早期生物健康指示因子。最后，讨论了气候变化背景下，升温和去氧化的协同作用对关键经济物种（如鲑鱼、对虾）的适应性预测与管理策略。结论：面向未来的研究方向本书最后总结了水生呼吸研究的现状与挑战，指出未来研究的重点将集中在基因组学和蛋白质组学对呼吸适应的调控机制解析、模型预测的精细化，以及如何结合气候变化情景，制定具有前瞻性的水资源和渔业管理方案。《水生生态系统中的呼吸作用》是一部内容详实、数据严谨的参考书，它不仅系统梳理了已有的科学知识，更激励读者以前瞻性的眼光，探索水生生命在不断变化的环境中，如何通过精妙的呼吸策略来维持其能量引擎的运转。