內容簡介
《現代生態學講座(3):學科進展與熱點論題》是在第三屆現代生態學講座的基礎上整理而成,涵蓋瞭對進化生態學、生理生態學、種群與群落生態學、生態係統生態學、景觀生態學、全球變化及其生態響應、生物多樣性與生態係統功能、保護生物學及生物入侵、恢復生態學和生態係統服務與評價諸領域的17篇綜論。作者大多是國內外有關領域的知名學者,文中對現代生態學的理論、方法與發展趨勢作瞭比較全麵的闡述。附錄概括瞭應邀齣席講座的學者關於現代生態學各領域發展的重點和熱點的討論結果。
《現代生態學講座(3):學科進展與熱點論題》可供生物科學、生態學、環境科學和地球科學以及有關應用學科的研究和教學人員參考,也可作為大學生和研究生的教科書或參考書。
內頁插圖
目錄
第一章 光環境的時空不均一性與光閤作用的響應
第二章 生物多樣性的中性理論與多樣性格局
第三章 昆蟲耐寒性的進化與生活史對策:不同起源昆蟲的比較分析
第四章 動物對植物種子命運的影響
第五章 植物根係:結構、功能及在生態係統物質循環中的地位
第六章 生態係統生態學的研究進展——氣候變化與碳循環和長期聯網生態研究
第七章 土壤微生物對全球變化的響應
第八章 陸地生態係統甲烷(CH4)循環
第九章 生態係統生態學研究中的穩定同位素標記技術
第十章 空間分析方法在景觀生態學中的應用
第十一章 景觀遺傳學概論
第十二章 生物多樣性變化預測與保護重點地區的確定
第十三章 恢復生態學進展——北美視角
第十四章 21世紀生物入侵研究與入侵生物學的發展
第十五章 淡水生態係統中外來入侵植物的控製與管理
第十六章 生態係統服務研究現狀及發展趨勢
第十七章 試論荒漠化過程、空間格局與尺度的關係
附錄 現代生態學研究中的重點和熱點論題
精彩書摘
1.光環境的測定和分析
一般所指的光是可見光,即指可以引起人的視覺發生變化的那一部分太陽光,其波長在380~800nm的範圍。有趣的是,植物葉片可以用來進行光閤作用的,或者說光閤作用可以“感知”的光的波長也大緻在這一波段內,我們稱之為光閤有效光或光閤有效輻射(photosynthetically active radiation,PAR)。光閤有效輻射的波長範圍在400~700nm之間,但以前俄羅斯的學者定的範圍更寬一些,即380~720nm(參見Pearcy,1992)。好像沒有資料詳細說明為什麼會有這種差異。
當然,植物也能“感知”其他一些波段的光,如遠紅光(far red)和紫外光(ultraviolet,即UV-A和UV-B)等。我們肉眼看不見的光對植物的形態建成、基因突變等等都具有很重要的生物學意義。一般而言,地球上的生物可能對於300~1000nm波長間的電磁輻射都有某種程度的響應。所以,這一波段的電磁輻射又稱做生物窗(biological window)。
植物群落光環境的時空變化很大,準確描述這些變化有必要取得足夠的野外實測數據。在光學儀器昂貴的時代,同時多點、高頻率(即短間隔)對群落光環境進行野外觀測的難度較大。20世紀50年代,利用照度計或魚眼照相技術測定植物群落的光環境時,已經注意到瞭群落內光環境的不均一性。大約從80年代開始,隨著光化學和光物理學電子儀器及電子計測技術的迅速發展和廣泛應用,我們可以比較方便地獲取大量有關群落光環境的野外測定數據;加上利用計算機進行統計分析,對植物光環境不均一性的研究進展很快。詳細內容可參閱Pearcyetal.(1994)和Tang(1997)。
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《生物多樣性與全球變化:應對未來挑戰的生態學視角》 圖書簡介 本書深入探討瞭當今生態學領域中最緊迫的兩大核心議題:生物多樣性的維持與全球環境變化的復雜影響。它並非對特定學科進展的係統梳理,而是聚焦於兩大前沿領域如何相互作用,並共同塑造地球係統的未來走嚮。全書以嚴謹的科學分析為基礎,結閤全球尺度的數據和區域尺度的案例研究,旨在為讀者提供一個理解當代生態學挑戰的框架。 第一部分:生物多樣性:從基礎理論到保育實踐 本部分首先迴顧瞭生物多樣性研究的基石理論,包括物種分布格局的形成機製、群落結構與功能的多樣性梯度,以及維持生態係統穩定性的關鍵生物因子。我們超越瞭傳統的物種豐富度指標,著重探討瞭遺傳多樣性、功能多樣性(或稱生態位多樣性)在生態係統服務供給中的核心作用。 章節概述: 1. 多樣性測量的演進與前沿技術: 討論瞭從傳統樣方調查到基於環境DNA(eDNA)和遙感技術的應用,如何更全麵、更精細地捕捉空間和時間上的多樣性變化。特彆關注瞭錶型可塑性在適應環境梯度中的角色。 2. 生態係統功能與服務的量化: 深入分析瞭不同生物多樣性水平如何影響關鍵生態過程,如碳固存、養分循環、授粉效率和病蟲害調節。本章側重於建立量化的模型,預測多樣性喪失對人類福祉的具體影響。 3. 生物地理學的空間-時間尺度: 探討瞭島嶼生物地理學、物種分布模型的局限性與潛力,特彆是如何將曆史演化過程(如冰期避難所)納入當前物種分布預測,以提高保護規劃的準確性。 4. 保育生態學的衝突與協同: 批判性地評估瞭不同尺度的保育策略(如自然保護區網絡設計、廊道建設、再引入項目)的有效性。重點討論瞭如何平衡地方社區的需求與全球性的物種保護目標,探討“半自然棲息地”在現代景觀中的價值重估。 第二部分:全球變化生態學:驅動力的解析與反饋機製 全球變化不僅僅是氣候變暖,它是一個由氣候、土地利用、氮沉降和入侵物種共同驅動的復雜係統擾動。本部分將這些驅動因子置於一個統一的框架內進行審視,強調不同壓力源之間的非綫性交互作用。 章節概述: 1. 氣候變化對生命過程的影響: 詳細分析瞭升溫、降水模式改變和極端天氣事件如何影響物種的生理閾值、物候(Phenology)的錯位,以及種群動態的長期趨勢。側重於跨界物種(如海洋生物和森林樹木)對溫度波動的敏感性。 2. 土地利用變化的生態後果: 討論瞭破碎化、退化和人工地貌的擴展如何重塑生態過程。本章引入瞭“景觀功能連接度”的概念,研究棲息地邊緣效應和“隔離陷阱”現象的生態學機製。 3. 氮磷沉降與生物地球化學循環: 考察瞭大氣汙染對森林、濕地和海洋生態係統穩定性的長期影響。探討瞭氮沉降如何改變物種競爭的優先順序,導緻某些敏感物種的滅絕風險增加。 4. 入侵物種的生態入侵理論: 將入侵物種視為“加速全球變化的生物載體”。研究瞭入侵成功的生態學決定因素(如“生態位空缺”理論與“多樣性抵抗”理論的對比),以及如何通過早期檢測和基於機製的乾預措施來管理入侵生態群落。 第三部分:交叉與整閤:復雜係統的生態學前沿 本部分是全書的綜閤與展望,探討瞭如何利用跨學科方法解決現實世界中的復雜問題。 章節概述: 1. 生態係統恢復的理論基礎與挑戰: 探討瞭恢復生態學從“簡單重現”到“增強韌性”的範式轉變。討論瞭在受到多重壓力(如氣候變暖和入侵物種疊加)的受損生態係統中,如何設定閤理的恢復目標和時間框架。 2. 生態網絡理論在危機管理中的應用: 介紹如何利用食物網、互惠網絡和競爭網絡模型來模擬壓力下的係統崩潰風險。特彆關注瞭關鍵物種(Keystone Species)和關鍵功能(Pivotal Functions)的識彆。 3. 生態係統服務的未來情景建模: 結閤預測模型和利益相關者參與,構建不同社會經濟路徑(SSP)下的生態係統服務供給情景。強調瞭生態反饋迴路(如融化的永久凍土釋放碳)在長期預測中的不確定性處理。 4. 跨尺度整閤方法論: 總結瞭將宏觀生態學(如全球氣候模型)的輸齣與微觀生態學(如生理生態學實驗)的結果進行有效耦閤的研究方法,為未來預測生態響應提供堅實的理論工具。 本書的特色在於其對驅動全球環境變化的多個要素的綜閤分析,以及對前沿技術在解決保育難題中應用的深入探討。它旨在引導讀者超越孤立的學科視角,以係統性的、麵嚮未來的生態學思維,應對當前和未來地球界麵臨的嚴峻挑戰。本書適閤高年級本科生、研究生以及緻力於環境科學、資源管理和保育生物學研究的專業人士參閱。