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出版者:

作者:van Lohuizen, Kadir 摄

出品人:

页数:240

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价格:$ 33.84

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isbn号码:9781884167706

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好的，这是一部关于气候变迁下极地生态系统动态及其对全球环境影响的专著的详细简介。 --- 《冰封边缘的低语：极地生态系统在气候驱动下的重构与未来》 导言：临界点上的蓝色星球 本书深入探讨了地球上最敏感、最具挑战性的自然环境——极地生态系统——在当代全球气候变迁驱动下的深刻转型。极地地区，包括北极和南极，不仅是地球气候系统的关键调节器，更是生物多样性独特的避难所。然而，快速升温的速率远超全球平均水平，正以前所未有的速度重塑着海冰、冰盖、永久冻土及其承载的生命网络。 《冰封边缘的低语》旨在提供一个多学科的综合视角，结合海洋生物学、冰川学、大气化学以及生态系统功能研究的前沿成果，剖析当前极地生态系统所面临的结构性压力、关键物种的适应策略，并预测这些变化将如何反馈至全球气候、生物地理分布乃至人类社会经济活动。 第一部分：冰雪消融下的物理基础重构 本部分聚焦于驱动极地生态系统变化的核心物理过程——冰雪圈的退缩。 第一章：海冰动力学与初级生产力的季节性革命 海冰的范围、厚度和持续时间是决定极地海洋生态系统结构的首要因素。本章详述了过去三十年间，特别是北极夏季海冰面积的急剧下降趋势。我们利用卫星遥感数据与现场观测相结合，量化了不同类型的海冰（多年冰、一年冰）对光照穿透率和水体热力学的影响。 重点分析了冰藻生态系统的命运。冰藻是极地海洋食物网的基石，其生长周期与冰层融化同步。随着冰期的缩短，冰藻的爆发性繁殖窗口正在改变，导致浮游植物群落结构发生偏移，可能偏向于更小的、依赖开阔水域的物种。本章还探讨了冰下海洋生物群落，如端足类和磷虾，如何应对栖息地丧失和食物来源不稳定的双重挑战。 第二章：永久冻土融化与陆地碳库的释放 本书将大量篇幅献给永久冻土——地球上最大的有机碳储存库。我们审视了西伯利亚、阿拉斯加和加拿大北部的冻土剖面数据，揭示了温度升高如何触发微生物活动增强和碳释放加速。 详细模型分析了甲烷（CH₄）和二氧化碳（CO₂）从湿地、湖泊和融沉区域逸出的通量机制。不同于传统线性预测，本章引入了“热喀斯特”和“热侵蚀”等非线性过程，探讨了冻土退化引发的景观级联效应，包括对水文系统的改变、基础设施稳定性的破坏，以及这些温室气体释放对全球气候反馈环的潜在贡献。 第三章：冰盖边缘的海洋酸化与淡水注入 格陵兰和南极冰盖的加速融化正在向周边海洋输送大量的淡水和营养物质。本章研究了这种巨量淡水注入对海洋分层结构的影响。层结增强可能抑制深层营养物质的上涌，从而影响远洋浮游生物的生产力。 同时，我们深入分析了冰川融水带来的海洋酸化趋势。冰川融水通常含有被冰川捕获的古老碳酸盐，其混合过程对近岸和冰缘海域的pH值变化提出了新的挑战。这对于依赖碳酸钙骨骼的生物（如翼足类、有孔虫）构成直接威胁。 第二部分：极地生物多样性对气候驱动的响应 本部分侧重于生态过程和生物群落层面的变化，考察物种如何调整其地理分布、生命史策略和种间相互作用。 第四章：物种的“北方迁移”与生态位重叠 气候变暖正在模糊极地与温带生物的界限。本章量化了“北极化”现象，即温带或亚北极物种向更高纬度和更高海拔迁移的速率。这不仅包括鱼类和无脊椎动物，也涉及植被的灌木化趋势。 关键分析在于评估物种迁移带来的竞争与捕食压力。例如，红狐（Vulpes vulpes）在北极苔原的扩张对北极狐（Vulpes lagopus）生存空间的挤压，以及新传入的病原体和寄生虫对本土脆弱种群的影响。 第五章：关键物种的生理阈值与适应极限 本书对几个标志性极地物种的生理生态学进行了深入考察： 1. 北极熊 (Ursus maritimus)：分析其依赖海冰捕猎的成功率与体重、繁殖率之间的关系，探讨其转向陆地食物来源的适应性与局限性。 2. 帝企鹅 (Aptenodytes forsteri)：研究其对南大洋海冰稳定性的极端依赖性，以及在不同繁殖地（如罗斯海与威德尔海）对气候变化响应的区域差异。 3. 驯鹿/北美驯鹿 (Rangifer tarandus)：聚焦于“雨雪事件”——即融化的雪层在夜间重新冻结形成坚硬冰壳，阻碍了它们获取地表苔藓和地衣食物的现象，揭示了气候变异性对大型食草动物的致命打击。 第六章：极地食物网的解耦与重组 极地食物网相对简单，因此对干扰更为敏感。本章利用同位素追踪技术和基于群落的生态模型，展示了食物链的时间失配（Trophic Mismatch）。 当浮游植物的早期高峰提前到来时，依赖其产出的下一营养级的幼体（如北极鳕鱼幼鱼）可能错过最佳的进食窗口，导致整个食物网的能量传递效率降低。同时，海洋捕食者（如海豹、鲸类）可能因海冰的消失而被迫改变其觅食深度和路线，导致其与传统捕食地的脱节。 第三部分：全球影响与治理挑战 极地变化并非孤立事件，它们是全球系统的信号和驱动力。 第七章：冰雪反照率效应与区域气候反馈 本章将极地生态系统的变化与全球热力学联系起来。海冰和冰雪表面的高反照率是地球冷却的关键机制。随着冰雪消融，暴露的深色海洋或苔原吸收更多太阳辐射（反照率效应），形成了正反馈回路。 我们量化了北极放大效应（Arctic Amplification）的程度，并探讨了植被覆盖变化（灌木入侵）如何进一步降低地表反照率，影响区域能量平衡。 第八章：微生物群落：全球健康的隐形卫士 本书最后强调了极地微生物群落的角色。永久冻土中休眠的古老微生物一旦被激活，不仅释放碳，还可能携带远古病毒或细菌。本章概述了对这些潜在生物风险的监测和研究，以及它们在全球健康安全中的隐蔽角色。 此外，分析了极地表层水域中微生物群落（如产甲烷菌和固氮菌）的变化如何影响全球生物地球化学循环。 结论：展望一个更温暖的极地未来 总结全书的发现，本书认为极地生态系统正处于一个快速、不可逆的转型期。未来的挑战不仅在于减缓气候变化的速度，更在于理解和管理“新的常态”（New Normal）——一个冰层更薄、生物群落更混杂、物理过程更具不确定性的世界。本书呼吁加强跨学科、跨国界的监测与合作，以期在科学认知与政策制定之间架起桥梁，应对这一星球级的生态危机。 --- 目标读者： 气候科学家、生态学家、环境政策制定者、地球科学专业学生以及所有关注全球环境可持续性的读者。 关键词： 北极、南极、海冰消融、永久冻土、生态系统重构、物种迁移、气候反馈、海洋酸化。

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