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本书创新地从环境学、生物学、生物地球化学、物理海洋学、气象学、气候学和生态学的角度，定量化研究了胶州湾浮游植物生态变化过程，揭示了浮游植物的生长规律，深入阐明了营养盐硅的生物地球化学过程与营养盐限制的判断方法、法则和唯一性，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过程。同时，提出地球生态系统的补充机制、北太平洋的海洋生态动力和未来地球气候变化模式，探讨地球生态系统的理论，展示人类与地球生态系统的相互作用，剖析目前地球发生的现象，预测了人类影响下的地球发展趋势。