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出版者:Humana Pr Inc

作者:Fan, Yao-Shan (EDT)

出品人:

页数:424

译者:

出版时间:

价格:$ 202.27

装帧:HRD

isbn号码:9781588290069

丛书系列:

图书标签:

• 分子细胞遗传学
• 细胞遗传学
• 分子生物学
• 基因组学
• 染色体
• FISH
• CGH
• 遗传学
• 生物技术
• 医学遗传学

《宏观生态学导论：理解地球生命系统的复杂性》 第一章：生态学视野的拓展 本书旨在为读者构建一个宏大而精密的生态学框架，重点聚焦于宏观生态学——即研究生物体、种群、群落乃至整个生物圈在时间和空间尺度上的相互作用与演化规律的学科。我们首先将从基础概念入手，探讨生态系统这一核心单元的界定、结构与功能。与分子或细胞层面的研究截然不同，宏观生态学更关注物种分布的格局、能量流动的路径、物质循环的速率，以及这些宏观特征如何受气候、地理和历史事件的塑造。 我们将详细分析生态位（niche）在宏观尺度上的含义，区别于微观层面的生理限制，宏观生态位强调物种在特定生境中与其他物种的竞争、捕食与共生关系所决定的生存潜力。环境异质性，无论是由地形起伏造成的地形梯度，还是由纬度或海拔变化带来的气候梯度，都是理解宏观结构多样性的关键驱动力。本章还会介绍生态学研究在时间尺度上的差异，从日变化到季节性变化，再到数万年尺度的群落演替，强调时间在塑造当前生态现实中的不可替代性。 第二章：种群动态与动态平衡 种群生态学是宏观研究的基石。本章深入剖析种群在有限资源下的增长模型。我们将超越简单的指数增长和逻辑斯蒂增长模型，重点讨论环境容纳量（K值）的动态性质，以及为什么在真实世界中，种群密度经常在K值附近波动，而非稳定停滞。影响种群动态的关键因素，如出生率、死亡率、迁入率和迁出率，将结合生命表和数量模型进行细致的解析。 特别地，我们将引入随机过程对种群动态的影响。环境随机性（如气候突变）和种群内部随机性（如遗传漂变或性别比例失衡）如何导致小种群的灭绝风险增高，这是保护生物学面临的核心挑战。此外，年龄结构和性别结构的差异如何通过种群投影矩阵（Leslie Matrices）揭示种群未来的动态趋势，将作为重要的数学工具进行阐述。我们还会探讨种群之间的相互作用，如捕食者-被捕食者系统的周期性振荡（Lotka-Volterra模型及其修正），以及竞争排斥原理在资源限制下的实际应用。 第三章：群落结构与物种多样性 群落生态学是理解生物多样性维持机制的核心领域。本章将详细考察物种如何在一个特定区域内共存，以及决定群落结构的决定性因素。我们将区分群落的结构特征，包括物种丰富度（物种数量）和物种均匀度（各物种的相对多度），并介绍如Shannon指数和Simpson指数等量化多样性的指标。 共存理论将是本章的重点。我们将从经典的竞争理论（如Gause's Principle）出发，过渡到更复杂的非平衡态机制，例如干扰理论（Disturbance Theory），讨论火灾、风暴或人类活动等周期性事件如何维持高多样性，阻止竞争优势物种的完全优势。空间异质性对群落结构的影响，例如斑块（Patch）大小和连通性如何影响物种的灭绝和再定植速率，也将被纳入探讨。最后，我们将分析不同群落类型（如森林、草原、珊瑚礁）的垂直结构和水平格局，解释这些结构如何反映其演化历史和环境压力。 第四章：生态系统功能与物质循环 生态系统不仅仅是物种的集合，更是一个具有能量流动和物质循环的动态功能单元。本章将系统地探讨能量如何通过食物网在不同营养级之间传递。我们将详细解析初级生产力（光合作用效率）与次级生产力的测量方法和限制因素，强调生态效率的普遍低下性（如著名的“十分之一法则”）。 物质循环，特别是碳、氮、磷和水循环，是维持生命系统的根本。我们将从全球尺度考察这些元素的生物地球化学循环（Biogeochemical Cycles），分析大气、水圈、岩石圈和生物圈之间的交换速率。例如，探讨森林砍伐和化石燃料燃烧如何改变碳循环的平衡，导致全球气候变化。我们还会深入研究土壤生态学在养分矿化和固定中的关键作用，阐释微生物群落如何充当物质循环的引擎。食物网结构（食物链的长度与复杂性）与生态系统稳定性和弹性之间的关系，也将作为本章的收尾议题。 第五章：生物地理学与景观生态学 本章将目光投向更大的尺度，探讨物种的地理分布规律及其驱动力，并引入景观生态学的视角来研究人类活动对生态格局的影响。生物地理学部分将回顾大陆漂移、山脉隆升等历史地质事件如何塑造了当前的生物区系分布。我们将讨论物种在岛屿上的定殖与灭绝（岛屿生物地理学理论），这对理解生物多样性热点地区的形成至关重要。 景观生态学关注空间异质性，即景观的斑块（Patch）、廊道（Corridor）和基质（Matrix）的结构。我们将学习如何量化景观的异质性（如斑块密度、破碎度、连通性指数），以及这些空间特征如何影响物种的迁徙、觅食行为和种群动态。特别地，景观破碎化如何通过边缘效应和廊道阻隔效应影响生态系统的功能，是当代保护生物学和土地利用规划中不可回避的议题。本章的最终目标是建立从物种分布到区域生态系统服务的宏观联系。 第六章：气候变化与生态系统的未来 面对全球尺度的环境剧变，理解生态系统如何对气候变化做出反应是当今生态学的迫切任务。本章将侧重于气候变暖、降水模式改变和极端天气事件增加对生物系统产生的多重压力。我们将分析物种对温度升高的生理响应，以及由此导致的物种分布范围的迁移（如向两极或高海拔迁移）。 生态系统尺度的响应，如物候期的提前（Phenological Mismatch）——例如植物开花早于传粉昆虫出现——将作为关键案例进行分析。本章还会探讨生态系统对气候变化的反馈机制，例如永久冻土融化释放的温室气体如何加速变暖（正反馈）。最后，我们将讨论生态系统适应（Adaptation）和调控（Regulation）气候变化的能力，强调保护森林、湿地等碳汇的重要性，并展望在不同排放情景下，全球生物多样性和生态系统服务的可能走向。

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