内容简介
Manuel C. Molles Jr. is an emeritus Professor of Biology at the University of New Mexico, where he has been a member of the faculty and curator in the Museum of Southwestern Biology since 1975 and where he continues to write and conduct ecological research. He received his B.S. from Humboldt State University and his Ph.D. from the Department of Ecology and Evolutionary Biology at the University ofArizona. Seeking to broaden his geographic perspective, he has taught and conducted ecological research in Latin America, the Caribbean, and Europe. He was awarded a Fulbright Research Fellowship to conduct research on river ecology in Portugal and has held visiting professor appointments in the Department of Zoology at the University of Coimbra, Portugal, in the Laboratory of Hydrology at the Polytechnic University of Madrid, Spain, and at the University of Montana's F1athead Lake Biological Station.
OriginalManuel C. Molles Jr.y trained as a marine ecologist and fisheries biologist, the author has worked mainly on river and riparian ecology at the University of New Mexico. His research has covered a wide range of ecological levels, including behavioral ecology, population biology, community ecology, ecosystem ecology, biogeography of stream insects, and the influence of a large-scale climate system (El Nino) on the dynamics of southwestern river and riparian ecosystems. His current research concerns the influence of climate change and climatic variability on the dynamics of populations and communities along steep gradients of temperature and moisture in the mountains of the Southwest. Throughout his career, Dr. Molles has attempted to combine research, teaching, and service, involving undergraduate as well as graduate students in his ongo ing projects. At the University of New Mexico, he has taught a broad range of lower division, upper division, and graduate courses, including Principles of Biology, Evolution and Ecology, Stream Ecology, Limnology and Oceanography, Marine Biology, and Community and Ecosystem Ecology. He has taught courses in Global Change and River Ecology at the University of Coimbra, Portugal, and General Ecology and Groundwater and Riparian Ecology at the Flathead Lake Biological Station. Dr. Manuel Molles was named Teacher of the Year by the University of New Mexico for 1995-1996 and Potter Chair in Plant Ecology in 2000. In 2014, he received the Eugene P. Odum Award from the Ecological Society of America based on his "ability to relate basic ecological principles to human affairs through teaching, outreach and mentoring activities."
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目录
1 Introduction to Ecology: Historical Foundations and Developing Frontiers
Section 1 Natural History-and Evolution
2 Life on Land
3 Life in Water
4 Population Genetics and Natural Selection
Section 2 Adaptations to the Environment
5 Temperature Relations
6 Water Relations
7 Energy and Nutrient Relations
8 Social Relations
Section 3 Population Ecology
9 Population Distribution and Abundance
10 Population Dynamics
11 Population Growth
12 Life Histories
Section 4 Interactions
13 Competition
14 Exploitative Interactions: Predation, Herbivory, Parasitism, and Disease
15 Mutualism
Section 5 Communities and Ecosystems
16 Species Abundance and Diversity
17 Species Interactions and Community Structure
18 Primary and Secondary Producrion
19 Nutrient Cycling and Retention
20 Succession and Stability
Section 6 Large-Scale Ecology
21 Landscape Ecology
22 Geographic Ecology
23 GlobalEcology
Appendix Statistical Tables
Glossary
References
Photo Credits
现代生态学前沿:跨越尺度的综合研究 图书名称:现代生态学前沿:跨越尺度的综合研究 作者: 艾伦·T·布莱克伍德(Alan T. Blackwood),玛丽亚·R·索托(Maria R. Soto),李明(Li Ming) 出版社: 环球科学出版社 出版年份: 2024年 --- 内容简介 《现代生态学前沿:跨越尺度的综合研究》旨在为生态学领域的研究人员、高级本科生和研究生提供一个全面且深入的视角,探讨当代生态学研究如何应对日益复杂的全球性环境挑战。本书摒弃了传统上侧重于单一尺度的局限性,强调跨尺度(cross-scale)和跨学科(interdisciplinary)的整合方法,聚焦于从分子生态学到全球生态系统动态的统一理论框架。 本书的核心理念在于,生态系统的功能和结构是由在不同时间尺度和空间尺度上相互作用的机制共同塑造的。因此,要理解生物多样性的维持、生态系统服务的稳定,乃至气候变化的影响,必须建立一个能够无缝连接微观过程(如基因流动、生理限制)与宏观现象(如生物地理格局、全球碳循环)的综合理论。 全书共分为六个部分,共十八章,结构严谨,内容前沿。 --- 第一部分:生态学理论的范式转变(The Paradigm Shift in Ecological Theory) 本部分回顾了生态学理论从经典的种群生态学和生物群落理论向复杂系统生态学过渡的关键里程碑。重点讨论了非线性动力学、临界点理论(Tipping Points)以及“随机性与确定性”在生态系统建模中的新角色。 第一章:从平衡观到动态平衡:生态过程的重新审视 本章深入剖析了传统生态平衡假设(如Gleasonian群落观)在面对快速环境变化时的局限性。引入了远非平衡态(Far-from-Equilibrium)的生态系统概念,探讨了内部扰动和外部强迫如何驱动生态系统进入新的稳定状态或混沌状态。讨论了生物物理学和信息论在量化生态系统“远非平衡”程度中的应用。 第二章:尺度理论的整合:空间与时间耦合 这是本书理论框架的基石。详细阐述了空间尺度(如斑块大小、景观异质性)与时间尺度(如世代时间、气候周期)如何通过多重效应机制(Multiplicative Effect Mechanisms)相互耦合。引入了多尺度同位素示踪法(Multi-Scale Isotopic Tracing),展示如何利用稳定同位素在不同时间尺度上揭示能量流动的真实路径。 --- 第二部分:分子与生理学的生态学基础(Foundations in Molecular and Physiological Ecology) 本部分将研究的焦点推向了生命体的内部机制,探讨遗传、表观遗传和生理适应性如何作为生态学模式的驱动力。 第三章:基因组学与宏基因组学在群落结构解析中的应用 不再局限于传统的物种识别,本章关注功能基因的丰度和分布。详细介绍了环境DNA(eDNA)技术如何结合宏基因组学分析,揭示了土壤微生物群落对短期污染胁迫的实时分子响应,并将其与长期群落多样性变化联系起来。探讨了遗传负荷(Genetic Load)在入侵物种扩散中的作用。 第四章:环境塑性与生态适应的动态边界 重点讨论了表观遗传修饰(Epigenetic Modifications)在跨代生态适应中的作用。通过对极端环境(如高盐度、极端温度)下模式生物的研究案例,阐明了表观遗传变化如何快速地调整表型反应范畴(Reaction Norms),从而影响种群在气候变化梯度上的生存能力。讨论了“适应的滞后性”(Lag of Adaptation)对生态系统恢复力的影响。 --- 第三部分:生物群落与景观的结构与功能(Structure and Function in Communities and Landscapes) 本部分回归到中等尺度的生态学,关注物种间相互作用的网络化结构及其在景观尺度上的表现。 第五章:复杂相互作用网络:从捕食链到互惠网络 本书超越了经典的食物网分析,采用了高阶网络拓扑分析。探讨了多重营养相互作用(如兼性食腐、机会性寄生)如何增加网络的鲁棒性。引入了网络中心性指标(Network Centrality Metrics),用于预测关键物种的丧失如何导致整个群落结构崩溃。 第六章:景观连通性与破碎化:异质性驱动的物种流动 本章将景观生态学与源-汇理论(Source-Sink Theory)相结合。详细介绍了基于行为的景观模型(Behavior-Based Landscape Models),模拟动物在不同破碎化程度下的路径选择和基因流限制。重点分析了廊道设计如何有效地减轻栖息地边缘效应,并探讨了“生态走廊的有效性”与物种运动能力的尺度依赖性。 --- 第四部分:全球变化生态学:驱动力与反馈回路(Global Change Ecology: Drivers and Feedback Loops) 本部分聚焦于当前全球性压力源(气候变暖、氮沉降、土地利用变化)对生态系统的综合影响。 第七章:气候变化对生物地理格局的重塑 本章着重于气候速度(Climate Velocity)概念的应用,以及物种响应气候变化的速度与它们迁移能力之间的不匹配。引入了生态系统替代(Ecosystem Replacement)的概念,即在某些区域,物种组成可能无法适应气候变化,导致完全不同的生态系统类型出现。 第八章:氮磷循环失衡:生物地球化学的生态后果 深入探讨了人类活动导致的氮、磷排放如何干扰生态系统的化学计量学平衡。重点分析了碳-氮交互作用(C:N Interaction)在森林生长限制和温室气体排放(如N2O)中的复杂反馈机制。案例研究集中于富营养化对淡水和海洋生态系统稳定性的影响。 --- 第五部分:生态系统服务与人类福祉(Ecosystem Services and Human Well-being) 本部分强调生态学研究如何直接服务于可持续发展目标(SDGs)和资源管理实践。 第九章:量化与评估生态系统服务:超越传统的价值衡量 本章侧重于动态和情景化的服务评估。介绍了基于过程的生态系统服务模型(Process-Based ES Models),它们能够模拟不同管理干预下(如恢复造林、湿地保护)的未来服务产出。讨论了如何将生态系统服务的不确定性和替代成本纳入决策框架。 第十章:城市生态学:新兴的人工生态系统 探讨了城市作为高度复杂和人工强化的生态系统所面临的独特挑战,如热岛效应、新引入物种的优势化以及与人类健康相关的生态过程(如病原体传播的生态学)。强调了绿色基础设施设计如何优化城市中的生物多样性和气候调节功能。 --- 第六部分:前沿方法与未来展望(Frontier Methodologies and Future Directions) 本书的最后一部分展望了生态学研究即将到来的技术革命和理论整合。 第十一章:高通量数据与整合建模 详细介绍了数据同化技术(Data Assimilation)在生态系统模型中的应用,即将观测数据(遥感、传感器网络)实时反馈给模型以提高预测精度。讨论了因果推断方法(Causal Inference Methods)在生态学中取代传统相关性分析的重要性,特别是在处理高维观测数据时。 第十二章:理论生态学的新边界:从复杂性到可预测性 本章总结了跨尺度整合的必要性,并提出了生态学未来研究的几个核心问题:如何在宏观尺度上预测由微观突变引发的系统性崩溃?如何建立能够处理人类行为反馈的共存生态学(Coexistence Ecology)理论?本书最终强调,未来的生态学研究必须是高度协作的、数据驱动的,并直接面向全球挑战的综合科学。 --- 目标读者群: 生态学、环境科学、生物学及地理学专业的研究生和博士后研究人员。 从事自然资源管理、环境保护和气候变化适应的专业人士。 对生命系统复杂性与可持续性有浓厚兴趣的资深本科生。 本书特色: 本书不依赖于任何既有教科书的框架,而是基于近十年来的顶级期刊文献,系统地构建了一个从分子到全球,从机制到管理的生态学研究新范式。其严谨的数学模型引入和丰富的实证案例相结合的写作风格,使其成为当前生态学领域最具前瞻性和综合性的参考著作。