Conceptual Ecology and Invasion Biology pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Cadotte, Marc William (EDT)/ Mcmahon, Sean M. (EDT)/ Fukami, Tadashi (EDT)

出品人:

页数:524

译者:

出版时间:2006-5

价格:$ 224.87

装帧:HRD

isbn号码:9781402041570

丛书系列:

图书标签:

• 生态学
• 入侵生物学
• 概念生态学
• 生物入侵
• 生态系统
• 生物多样性
• 生态过程
• 群落生态学
• 环境科学
• 进化生态学

理论生态学与入侵生物学：跨越学科边界的深度探索 本书导言 在当前全球环境剧变的背景下，理解生态系统的动态过程、物种的分布格局及其对人类活动（尤其是外来物种入侵）的响应，已成为生态学研究的核心议题。《理论生态学与入侵生物学》并非一部传统意义上的教科书或纯粹的综述，而是一次深入的、跨越学科边界的学术对话。本书旨在系统地梳理和整合理论生态学（如种群动态学、群落结构理论、宏观生态学）的基本框架与方法论，并将其精准地应用于当代入侵生物学研究的前沿挑战。 我们深知，生态学理论的构建往往需要高屋建瓴的视角和严格的数学模型支撑，而入侵生物学则更侧重于田野调查、实验验证和具体的保护管理实践。本书的独特之处在于，它成功地架起了这两者之间的桥梁，展示了如何利用严谨的理论工具来预测、解释和干预入侵事件。 第一部分：理论生态学基础的重塑与应用 本部分将环境与生物学观察转化为可操作的理论模型，为理解物种如何相互作用、如何在不同尺度上分布奠定基础。我们不会停留于基础概念的简单罗列，而是着重于对核心理论模型的现代批判性评估及其在实际生态情境中的适用性。 第一章：种群动态学的超越：从Logistic增长到随机过程 本章首先回顾经典的种群增长模型（如指数增长、Logistic增长），指出其在解释真实世界中物种数量波动时的局限性。核心内容转向对随机过程在种群生态学中应用的深入探讨。我们将详细分析环境随机性（Environmental Stochasticity）和人口随机性（Demographic Stochasticity）如何通过分支过程、马尔可夫链模型来影响小种群的灭绝概率和长期生存率。尤其关注随机游走理论在描述物种扩散边界扩展速度中的应用，为后续的入侵速度预测提供理论基础。 第二章：群落结构理论的现代视角：竞争、中性理论与尺度依赖性 传统的竞争理论（如Lotka-Volterra模型）在解释物种共存时常显不足。本章批判性地考察了“中性理论”（Neutral Theory）的假设和预测能力，并将其与基于竞争排斥原理的理论进行对比分析。我们重点探讨了“生态位理论”在多维环境梯度下的扩展，特别是如何利用信息论指标（如香农熵、有效多样性）来量化群落的复杂性。此外，尺度依赖性（Scale Dependency）是本章的另一核心：群落结构如何随观测尺度的变化而变化，以及在不同尺度下，竞争与随机过程的主导地位如何转换。 第三章：宏观生态学与生物地理学：理论模型的检验与修正 宏观生态学关注大规模的物种分布格局，它为入侵生物学的空间维度提供了理论框架。本章聚焦于“物种-面积关系”（SAR）的数学形式，探讨其在自然群落和被干扰群落中的差异。深入分析了“能量-生物地理学假设”（Energy-Biogeography Hypothesis）的现代修正版，特别是考察气候变量（如温度、降水变异性）如何通过影响能量流和物种生理限制来决定物种的潜在分布范围。我们将引入网络理论（Network Theory）的概念，以理解地理空间上的物种连接性和破碎化对宏观分布的影响。 第二部分：理论框架在入侵生物学中的实践性整合 本部分是本书的实践核心，它将前述的抽象理论模型转化为解决入侵生物学实际问题的工具箱。我们强调“预测力”而非仅仅是“解释力”。 第四章：入侵过程的阶段性建模：定植、扩散与高峰期动态 入侵过程被分解为三个关键阶段，每个阶段都需要特定的理论模型进行描述和预测。 1. 定植阶段（Establishment）： 重点讨论“Allee效应”的理论描述（如阈值模型），以及如何利用种群生存曲线和环境异质性模型来预测初始定植的成功率。 2. 扩散阶段（Spread）： 详细剖析反应-扩散方程（Reaction-Diffusion Equations）在模拟无障碍扩散中的应用，并引入基于异质环境（Habitat Heterogeneity）的随机游走模型来修正经典的前沿速度。 3. 高峰期动态（Peak Dynamics）： 探讨入侵种达到最大分布范围后的种群调节机制，理论上将其视为达到新的环境容纳量或与本地物种形成新的竞争平衡点的过程。 第五章：预测性生态位理论：从“环境”到“行为”的扩展 本书反对将入侵生物的生态位视为静态的概念。本章的核心是“预测性生态位建模”（Predictive Niche Modeling, PNM）的理论基础——即最大熵原理的应用。我们将区分“潜在分布范围”（Potential Distribution Range, PDR）和“实际分布范围”（Actual Distribution Range, ADR）。重点讨论如何将生理限制（Physiological Constraints）与种间相互作用（尤其是对本地物种的负面影响）纳入生态位模型中，从而更准确地预测入侵种的长期空间扩展潜力，避免过度依赖简单的气候匹配。 第六章：跨尺度风险评估与干预策略的理论基础 入侵生物学最终服务于保护管理。本章将理论模型应用于实际的风险评估和控制决策。 1. 空间风险评估： 如何利用图论和网络分析来识别入侵传播的关键节点（Hubs）和“热点地区”（Hotspots），从而优化监测和早期清除的资源分配。 2. 控制策略的优化： 运用最优控制理论（Optimal Control Theory）来设计成本效益最高的清除方案。例如，分析在面对具有强Allee效应的入侵种时，零星的、高强度的清除行动与持续的、低强度的压制行动在长期成功率上的理论差异。 3. 生物防治的理论前沿： 探讨引入生物防治剂（Agent）的种群动态模型，特别是如何通过引入多目标优化算法来平衡生物防治的有效性与对非目标物种（Non-Target Species）的潜在风险。 结论：整合的未来——从理论到行动的闭环 本书总结指出，理论生态学为入侵生物学提供了必要的预测性语言和量化工具，而入侵生物学的紧迫性则不断驱动理论生态学向更具预测能力的方向发展。未来研究的重点在于如何更有效地将个体层面的过程（如生理学、行为学）与群落和景观尺度的理论模型进行耦合（Individual-Based Models与连续模型的融合），最终建立一个能够实时、动态响应全球变化挑战的生态系统管理框架。本书期望能激发研究者跳出传统学科壁垒，利用跨学科的理论工具来应对这个时代最紧迫的生态危机。

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