Principles And Methods in Landscape Ecology pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Kluwer Academic Pub

作者:Farina, Almo

出品人:

页数:412

译者:

出版时间:

价格:864.00元

装帧:Pap

isbn号码:9781402033285

丛书系列:

图书标签:

• 景观
• Landscape Ecology
• Ecology
• Environmental Science
• Geography
• Spatial Analysis
• Conservation Biology
• Remote Sensing
• GIS
• Pattern Analysis
• Scale

生态学前沿：自然系统的复杂性与可持续发展 图书名称： 生态学前沿：自然系统的复杂性与可持续发展 作者： 艾丽斯·格林 约翰·迈尔斯 出版年份： 2023年 --- 内容概要 本书深入探讨了当代生态学研究的核心议题，重点关注自然系统的内在复杂性、动态演变规律以及在人类活动日益增强的背景下实现可持续发展的多学科方法。与传统的、侧重于描述性观察的生态学著作不同，《生态学前沿》采取了一种高度整合的、基于模型的视角，旨在解析生态过程在不同尺度（从基因到全球）上的相互作用。 全书共分为六个部分，共计二十章，系统地构建了一个理解现代生态学挑战的理论框架。它不仅回顾了经典生态学理论（如群落结构、生物多样性维持机制），更将重心放在了整合新兴技术和跨学科知识上，以应对气候变化、栖息地破碎化和生物入侵等紧迫的环境问题。 --- 第一部分：生态系统复杂性的量化基础 (第1-4章) 本部分奠定了理解复杂生态系统的数学和统计学基础。我们认为，生态系统并非简单的要素叠加，而是充满了非线性和反馈回路的复杂适应系统。 第1章：从简单模型到复杂系统的转变 本章首先回顾了早期生态学中使用的理想化模型（如 Lotka-Volterra 模型），并指出这些模型在描述真实世界中的变异性和不确定性时的局限性。重点介绍了复杂性科学中的核心概念，例如涌现现象（Emergence）、临界点（Tipping Points）和自组织（Self-Organization）。我们强调，对生态系统稳定性的评估必须超越线性回归分析，转向对吸引子（Attractors）和吸引盆地（Basins of Attraction）的探究。 第2章：空间异质性与尺度依赖性分析 空间结构在生态过程中扮演着决定性角色。本章详述了如何量化和表征生态系统中的空间异质性，包括使用分形几何（Fractal Geometry）来描述景观格局。关键内容在于“尺度效应”：讨论了在不同研究尺度上（如地块尺度、景观尺度、全球尺度）观察到的生态过程是否一致，并引入了多尺度模型（Multiscale Models）来整合不同尺度下的数据。 第3章：网络理论在生态学中的应用 传统的生态学分析多关注物种间的直接相互作用（如捕食或竞争）。本章则转向社会网络分析（Social Network Analysis）和图论（Graph Theory）在生态学中的应用。详细探讨了食物网、微生物群落相互作用网络、以及物种间传播路径网络的结构特征（如中心性、模块化程度）。我们展示了网络拓扑结构如何预测系统的鲁棒性（Robustness）和脆弱性（Vulnerability）。 第4章：不确定性、随机过程与贝叶斯推断 真实世界的生态数据充满噪声和不确定性。本章专注于处理这些不确定性。详细介绍了贝叶斯统计学框架在生态模型构建中的优势，特别是它如何有效地结合先验知识和观测数据。内容涵盖马尔可夫链蒙特卡洛（MCMC）方法在参数估计中的应用，以及如何通过情景分析（Scenario Analysis）来评估模型预测的不确定性范围。 --- 第二部分：动态过程与反馈机制 (第5-8章) 本部分聚焦于驱动生态系统变化的内在时间动态和反馈回路。 第5章：时间延迟与滞后效应 许多生态过程并非瞬时响应，时间延迟（Time Lags）是导致生态系统不稳定的重要因素。本章分析了种群动态、营养物质循环以及气候驱动因子（如海洋环流）中时间延迟的数学建模方法。特别讨论了生物学意义上的代际延迟如何影响种群的周期性振荡。 第6章：非线性反馈与状态转变 生态系统经常表现出“阈值行为”，即在外部压力达到某个临界点时，系统会迅速、不可逆地转变到新的稳定状态（State Shift）。本章以珊瑚礁白化、草原沙化为例，详细分析了正反馈（Positive Feedback）如何驱动这些转变，并探讨了识别系统正处于临界状态的早期预警指标（Early Warning Signals）。 第7章：能量流、物质循环与生态经济学 本章超越了传统的生物量统计，着重于物质（如碳、氮、磷）在生态系统内部的循环效率和限制性因子。引入了生态经济学（Ecological Economics）的观点，探讨了生态系统服务（Ecosystem Services）的价值量化，并评估了能量流失率与系统可持续性之间的关系。 第8章：进化生态学与快速适应 在全球变化背景下，物种的适应速度至关重要。本章整合了进化生态学和种群遗传学，讨论了在短期内（如几代之内）发生的表型可塑性（Phenotypic Plasticity）和基因组层面的快速进化如何影响种群对环境压力的响应。讨论了“适应滞后”（Evolutionary Lag）的概念及其对物种存续的意义。 --- 第三部分：人地耦合系统与全球变化 (第9-13章) 本部分将目光投向了日益紧密的人类活动与自然环境的相互作用。 第9章：景观格局变化的驱动力与反馈 人类土地利用（Land Use Change）是当前全球生态变化的主要驱动力。本章运用遥感数据和地理信息系统（GIS）技术，量化了城市化、农业集约化对栖息地破碎化的影响。重点分析了人类决策过程如何通过市场机制和政策间接影响景观结构，形成复杂的“人地系统”（Coupled Human and Natural Systems, CHANS）。 第10章：气候变化对生物地理分布的重塑 本章集中分析了气候变暖、降水模式改变对物种地理分布范围（Range Shifts）的影响。除了传统的栖息地适宜性模型（Habitat Suitability Models）外，本章引入了基于过程的迁移模型（Process-Based Migration Models），以更准确地预测物种的迁移速度与潜在的“气候难民”现象。 第11章：生物入侵：机制、预测与管理 生物入侵已成为威胁全球生物多样性的核心问题。本章从生态位理论（Niche Theory）和传播动力学角度，系统分析了入侵物种成功定植和扩散的生态学机制。重点探讨了基于网络分析的“入侵风险评估”工具，以及如何通过干预关键连接点来阻断入侵链条。 第12章：生物多样性与生态系统功能（Biodiversity–Ecosystem Functioning, BEF） 本章深入探讨了物种丰富度、功能多样性与生态系统提供的关键功能（如初级生产力、养分循环速率）之间的量化关系。通过对长期实验数据的元分析（Meta-Analysis），厘清了功能冗余（Functional Redundancy）和关键物种（Keystone Species）在维持生态系统服务中的作用。 第13章：耦合系统中的社会韧性与生态适应 将社会系统的脆弱性与生态系统的恢复力（Resilience）相结合。本章探讨了社区层面的知识（Traditional Ecological Knowledge, TEK）在增强生态适应性方面的重要性，并研究了适应性管理（Adaptive Management）框架如何允许决策者在高度不确定性的环境中进行学习和调整。 --- 第四部分：保护生态学的前沿方法 (第14-17章) 本部分面向实际的保护挑战，介绍最先进的空间规划和干预技术。 第14章：基于价值的保护优先排序（Conservation Prioritization） 传统的保护规划常基于物种稀有度。本章引入了基于成本效益分析（Cost-Benefit Analysis）和进化显著性（Evolutionary Distinctiveness）的综合评估方法。详细介绍了确定性规划（Deterministic Planning）和概率性规划（Stochastic Planning）在资源有限情况下的应用。 第15章：栖息地连通性与生态廊道设计 栖息地破碎化要求我们关注连接性。本章不仅停留在景观连通性的描述，更侧重于基于流模型（Flux Models）的廊道功能评估。讲解了如何利用成本距离分析和电路理论（Circuit Theory）来识别真正具有生物学意义的“生物通道”，而非仅仅是空间上的邻近区域。 第16章：恢复生态学的过程性视角 生态系统恢复的目标不应是重现过去的状态，而是建立具有长期可持续性的新系统。本章批判了简单地重新引入物种的做法，倡导“过程导向的恢复”（Process-Based Restoration），即优先恢复驱动生态过程的机制（如水分循环、土壤微生物群落健康），从而让系统自主恢复到更具适应性的状态。 第17章：转基因生物（GMOs）与基因驱动技术在保护中的伦理和生态考量 本章以审慎的态度探讨了尖端生物技术在应对入侵物种或保护濒危物种中的潜力与风险。详细分析了基因驱动（Gene Drives）技术在理论上控制携带疾病的物种（如疟疾媒介）的可能性，并重点讨论了其在自然生态系统中可能引发的不可预测的长期生态后果。 --- 第五部分：观测技术与数据生态学 (第18-20章) 本部分关注推动生态学研究范式转变的新技术革命。 第18章：遥感、环境 DNA (eDNA) 与生态系统监测 本章概述了从卫星遥感（高光谱、LiDAR）到微观尺度的监测革命。重点介绍了环境 DNA (eDNA) 技术如何彻底改变了生物多样性调查的效率和精度，以及如何结合机器学习方法从海量数据中提取生态学信号。 第19章：数据驱动的建模与“宏观生态学”的兴起 随着全球数据的爆炸性增长，本章讨论了宏观生态学（Macroecology）如何通过整合跨地域、长时间尺度的海量数据，发现超越传统局部研究的普适性规律。重点介绍了数据同化（Data Assimilation）技术在整合观测数据与过程模型中的应用。 第20章：构建预测性生态学：从描述到预见 总结全书，本章展望了生态学未来的方向：从解释过去（What happened?）转向预测未来（What will happen?）。强调构建高度集成化、可交互的模拟平台，使决策者能够在管理实践中实时检验不同的干预策略，实现科学与政策的无缝衔接。 --- 目标读者 本书面向高年级本科生、研究生以及从事环境科学、资源管理、城市规划和可持续发展领域的专业人士。它要求读者具备基础的生态学和微积分知识，旨在培养读者运用复杂系统思维和先进定量工具解决现实世界生态难题的能力。

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