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出版者:Columbia Univ Pr

作者:McKinney, Michael L. (EDT)/ Drake, James A. (EDT)

出品人:

页数:552

译者:

出版时间:2001-4

价格:$ 47.46

装帧:Pap

isbn号码:9780231104159

丛书系列:

图书标签:

• 生物多样性
• 生态学
• 生态动力学
• 群落生态学
• 物种分布
• 生物地理学
• 保护生物学
• 环境变化
• 生态系统
• 演替

生态系统演化：驱动力、反馈机制与未来展望 书籍简介 《生态系统演化：驱动力、反馈机制与未来展望》是一部深入探讨全球生态系统复杂动态的权威著作。本书旨在超越传统的物种名录与静态群落描述，聚焦于驱动生态系统结构与功能持续变革的核心机制。通过整合演化生物学、生态学、气候科学以及地球系统科学的前沿研究，本书为读者提供了一个理解生命网络如何适应、重塑并被环境力量塑造的全面框架。 第一部分：驱动生态系统演化的基本力量 本部分系统梳理了影响生态系统演化的主要内在与外在驱动力。 第一章：地质时间尺度上的环境脉动 本章首先探讨了行星尺度上的宏观变化——板块构造、火山活动以及米兰科维奇旋回——如何塑造了物种的地理分布和生态系统的基本结构。重点分析了大陆漂移如何隔离或连接生物地理区域，以及冰期/间冰期循环如何作为强大的选择压力，驱动了物种的迁移、分化与适应。我们考察了古气候代理数据如何揭示过去生态系统对气候波动的敏感性，并建立起环境变化速率与生物响应时间之间的关系模型。 第二章：生物相互作用的协同演化 生态系统内部的相互作用是演化的核心动力。本章深入剖析了捕食-被捕食、竞争、共生以及植物-传粉者关系中的协同演化（Co-evolutionary Arms Races）。我们探讨了“红皇后假说”在特定生态系统中的实证支持，并分析了互利共生关系（如菌根网络和根瘤菌固氮）如何作为关键创新（Key Innovations），彻底改变了生态系统的物质循环效率和初级生产力。特别关注了水平基因转移在微生物生态系统演化中的关键作用。 第三章：遗传变异的库存与选择的滤镜 本章聚焦于驱动演化的原材料——遗传变异。内容涵盖了突变率的生态调控、基因组大小的演化意义，以及由群体遗传学方法揭示的有效群体规模（$N_e$）对适应速率的约束。我们详细讨论了选择的类型（正选择、负选择、稳定化选择）如何在不同时间尺度上作用于表型特征，并介绍了衡量“演化潜力”（Evolutionary Potential）的现代分子指标。 第二部分：生态系统复杂性的反馈机制 生态系统并非被动响应环境的系统，它通过复杂的反馈回路主动调控自身的演化轨迹。 第四章：营养级联与自下而上的控制 本章分析了营养级联效应（Trophic Cascades）如何通过改变种群密度，间接影响到植物群落的结构和演化方向。我们考察了顶级捕食者缺失或回归如何重塑栖息地异质性，进而影响到中层物种的选择压力。本章引入了基于能量流和生物地球化学循环的动态模型，展示了营养级联如何影响碳和氮在生态系统中的截留和释放速率。 第五章：生物地球化学循环的生态调控 生物地球化学循环是生命与其物理环境相互作用的基石。本章探讨了生物活动（如微生物的呼吸作用、植物的吸收和分解速率）如何反馈性地调节大气成分（如氧气和二氧化碳浓度）和土壤化学性质。重点讨论了生物风化作用（Biotic Weathering）在长期地质演化中对岩石圈-大气圈交换的影响，以及溶解性有机质（DOM）在水生生态系统中的循环反馈机制。 第六章：群落重组与冗余性（Redundancy）的演化角色 生态系统在受到干扰后会经历群落重组。本章探讨了物种功能冗余度（Functional Redundancy）在维持生态系统服务稳定性中的作用。我们分析了功能特化与广谱适应性物种在不确定环境中的权衡，并引入了“功能多样性”（Functional Diversity）的概念，说明功能位点的填充或丢失如何影响整个群落的演化轨迹和对未来扰动的弹性（Resilience）。 第三部分：当代挑战与未来生态演化展望 本部分将理论框架应用于当前人类世面临的重大生态危机，并展望未来的演化方向。 第七章：人类世对演化速率的加速效应 人类活动，包括栖息地破碎化、污染和资源过度利用，已成为当代最重要的选择压力。本章量化了人类活动如何改变自然选择的强度和方向，导致“新选择”（Novel Selection）。讨论了“演化陷阱”（Evolutionary Traps）的出现，即物种快速适应了被人类创造的、但不可持续的环境条件。特别关注了抗生素耐药性、城市化对形态的快速影响等案例。 第八章：气候变化与生态响应的异步性（Asynchrony） 气候变化正在以前所未有的速度改变环境条件。本章分析了物种响应气候变化的几种模式：适应（Adaptation）、迁移（Migration）和灭绝（Extinction）。重点讨论了生态学时间尺度上的物候错配（Phenological Mismatches）如何源于不同营养级物种对温度变化的响应速率差异，这种异步性如何导致系统失稳。我们还探讨了“演化适应的滞后性”（Evolutionary Lag）对生态系统韧性的长期影响。 第九章：保护生物学中的演化思维 最后，本章将演化动态学的知识应用于保护实践。提出了“保护演化潜力”的策略，强调保护遗传多样性不仅是为了维持物种数量，更是为了保障其未来演化的能力。讨论了通过“演化适应性管理”（Evolutionary Adaptive Management）来主动干预或引导受威胁种群的演化路径的可能性，尤其是在引入辅助迁移（Assisted Migration）等争议性措施时，必须考虑的演化风险与收益。本书最后总结了构建能够预测和管理未来生态系统动态的跨尺度、跨学科模型的必要性。

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