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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:John Wiley & Sons, Inc.

出品人:

页数:18348

译者:

出版时间:2007-4

价格:657.00 元

装帧:HRD

isbn号码:9780470066515

丛书系列:

图书标签:

• 百科全书
• 生物
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• 生物学
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• 参考书
• 学术
• 研究
• 自然科学
• 生物多样性
• 环境科学

好的，以下是一本名为《大自然的交响曲：生态系统与生物多样性》的图书简介，其内容完全不涉及《Encyclopedia of Life Sciences》中的任何特定信息，旨在提供一个详尽且引人入胜的全新视角。 --- 大自然的交响曲：生态系统与生物多样性 导言：生命的复杂织锦 人类文明的进步往往伴随着对自然界力量的重新审视。我们生活在一个由无数相互关联的生命形式构成的动态网络之中，这个网络——生态系统——是地球生命得以延续的基石。然而，在现代化的浪潮下，这个宏大而精妙的“交响曲”正面临前所未有的失衡。《大自然的交响曲：生态系统与生物多样性》并非一本枯燥的物种名录，而是一次深入的哲学与科学探索之旅，旨在揭示生命组织的核心原理、系统运作的精妙机制，以及我们作为生态系统一部分所肩负的责任。 本书的核心目标是带领读者超越对单个物种的孤立认知，进入一个更宏大的框架：理解能量如何在食物链中流动、物质如何在循环中再生、以及物种间的相互作用如何共同塑造了地球的面貌。我们将探究生态学的基本定律，从微观的微生物群落到宏观的生物群系，绘制出一幅关于生命互动艺术的全面图景。 第一部分：系统的基石——能量流与物质循环 生命的存在依赖于持续的能量输入和物质的循环利用。本部分将详细剖析生态系统运作的物理与化学基础。 1.1 能量的单向旅程：从太阳到生产者 我们从基础开始：太阳能。生态学中的“能流”是理解一切动态的起点。本书详尽描述了光合作用这一地球上最关键的化学过程，以及它是如何将无机能量转化为生物可利用的化学能。我们将深入探讨初级生产者（如浮游植物、森林树木）的效率限制，以及能量传递中不可避免的损失——热力学第二定律在生物学中的体现。不同类型的生态系统，如热带雨林与寒带苔原，在能量捕获和分配效率上的显著差异将被系统地比较和分析。 1.2 营养级的阶梯与生态金字塔 能量如何在营养级之间传递？本书将详细阐述消费者（初级、次级、三级）的角色，以及分解者在“回收”工作中的关键地位。我们将通过构建和解析不同生态系统中的生态金字塔（数量、生物量、能量），直观地展现能量递减的规律。特别关注那些能量效率极高的系统（如海洋食物网）与那些受限于环境的系统之间的差异。 1.3 地球的循环系统：碳、氮与水的永恒回归 生命不是线性的，而是循环的。本书花费大量篇幅来解析构成生命体的关键元素——碳、氮、磷和水是如何在生物圈、大气圈、水圈和岩石圈之间往复运动的。我们将重点探讨“生物地球化学循环”： 碳循环的平衡：分析自然界中碳的固定与释放过程，并引入当前气候变化背景下，人类活动如何打破这一古老平衡的讨论。 氮的固定悖论：氮气在空气中含量丰富，但生物可利用性极低。本书将剖析固氮微生物的“奇迹”，以及硝化和反硝化过程如何维持生态系统的氮素供应。 第二部分：多样性的维度与模式 生物多样性是地球生命的财富，它不仅仅是物种数量的简单叠加，更是一种复杂的功能冗余和适应潜力。 2.1 测度多样性：基因、物种与生态系统层面 如何量化我们所拥有的生命？本书提供了一套严谨的工具来评估多样性：从遗传变异的丰富度，到物种丰富度（物种数量）与均匀度（相对丰度），再到景观尺度上的异质性。我们将探讨α、β和γ多样性指标的实际应用，例如如何利用β多样性来衡量不同栖息地之间的物种替代率。 2.2 生物群系的全球分布规律 是什么决定了在撒哈拉沙漠不会出现苔原，而在亚马逊流域不会出现沙漠？本书系统地概述了控制全球生物群系（如森林、草原、湿地、海洋带）分布的主要宏观环境因素——温度和降水。我们将深入研究气候梯度、季风模式以及洋流对区域生物多样性的塑造作用，并分析“中间地带效应”（Mid-Domain Effect）等复杂理论在解释物种地理分布极限上的应用。 2.3 群落的结构与相互作用：生命之舞 生态群落是动态的实体。本部分聚焦于物种之间的直接互动，这些互动是群落结构和演化的驱动力： 竞争与排他性原理：对资源有限性的反应，以及“竞争排除原理”如何塑造了物种的生态位分化。 捕食、寄生与被捕食：探讨这种不对等的互动如何驱动双方的协同进化，例如著名的“走得快才能留原地”的协同进化军备竞赛。 互惠共生：详细分析那些看似“无私”的合作关系，如传粉者与开花植物、根瘤菌与豆科植物，它们是维持生态系统功能的核心。 第三部分：生态系统的功能、稳定与变化 一个健康的生态系统，其功能必须稳定可靠，并能有效应对外界干扰。 3.1 生态系统服务：看不见的经济价值 本书提出了一个重要的概念转化：生态系统不仅仅是自然存在的，它们还为人类提供了不可替代的“服务”。我们将分类和量化这些关键服务： 供给服务：食物、淡水、木材。 调节服务：气候调节、水净化、病虫害控制。 支持服务：土壤形成、初级生产。 文化服务：审美、精神价值。 通过案例研究，展示当这些服务因生态退化而丧失时，人类社会必须付出的巨大经济代价。 3.2 稳定性、抵抗力与恢复力 生态系统如何应对洪水、火灾或干旱？本书区分了生态系统抵抗（Resistance，抵抗干扰的能力）和恢复（Resilience，从干扰中恢复的能力）。我们探讨了多样性与稳定性的关系：高物种多样性是否必然带来更高的系统稳定性？书中将引用复杂性理论和冗余度概念，讨论功能冗余在维持关键生态过程不中断中的关键作用。 3.3 干扰、演替与群落的动态重塑 干扰是生态学的常态而非例外。我们将详细研究自然干扰（如火山爆发、森林火曳）和人为干扰对群落结构的影响。重点在于“生态演替”理论： 初级演替：从裸岩或新形成的火山岩上开始的漫长重建过程。 次级演替：在原有土壤保留的情况下，快速恢复的过程。 我们将分析不同气候带和基质上，演替的路径和最终可能达到的“顶极群落”的形态。 第四部分：人类世的生态挑战 在当代，人类活动已成为影响全球生态系统的最主要因素。本部分将聚焦于当前生态学家面临的最紧迫问题。 4.1 栖息地的破碎化与丧失 栖息地丧失是生物多样性下降的首要驱动力。本书分析了道路、城市扩张和农业集约化如何将连续的栖息地切分成孤立的“斑块”。我们将探讨边缘效应（Edge Effects）、岛屿生物地理学理论在保护规划中的应用，以及构建生态廊道的重要性。 4.2 入侵物种的生态灾难 当物种被不当地引入新环境时，可能引发灾难性的后果。我们将通过分析几个全球性的入侵物种案例（如亚洲鲤鱼、栗瘟病菌），研究它们如何通过竞争、捕食或疾病传播来颠覆本地生态平衡，并探讨预防和控制入侵物种的生态学策略。 4.3 全球变化下的生物地理响应 气候变化、污染物和营养物质的过量输入正在全球尺度上重塑生命分布。我们将研究物种对温度升高的地理迁移反应（气候带上移），海洋酸化对钙化生物的影响，以及氮沉降对敏感森林生态系统的“富营养化”效应。 结论：理解是为了负责 《大自然的交响曲》最终将读者的目光引向未来。我们希望读者能够认识到，生态系统并非取之不尽、用之不竭的资源库，而是需要精心维护的复杂系统。深入理解能量的流动、物质的循环和物种间的依存关系，是制定有效保护策略的先决条件。这本书呼吁所有读者从宏观视角审视自身的生态足迹，将生态学的智慧融入到日常决策中，以确保这首宏伟的生命交响曲能够持续、和谐地演奏下去。

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