海洋群落生态学与保护

本书是Marine Community Ecology（2001）的第二版。Marine Com-munity Ecology曾被评为海洋生物/生态学方面的最佳教材之一。全书共23章，第1章介绍海洋生态学的发展简史，其后22章分为三个部分。第一部分以产生海洋生物群落格局的过程为中心，介绍塑造海洋生物群落的各种物理和生物的驱动力、生物多样性与生态系统功能之间的关系，海洋生物地理学，海洋历史生态学等内容。第二部分分别介绍各种典型海洋生物群落类型的特征及其动态变化。第三部分介绍海洋面临的威胁及海洋生物保护学为应对气候变化、人为干扰在保护与管理上的应用与进展。

第1章 海洋群落生态学简史 1
海洋生态学的早期 1
简单但有说服力的野外实验使海洋生态学的重点和严谨性发生转变 3
2000年以来的海洋群落生态学 5
为什么是海洋生态学？ 6
引用文献 7
第Ⅰ篇 产生海洋生物群落格局的过程
第2章 海洋生物群落的物理环境 11
生物与环境相互作用的情境感知 12
尺度上推效应 12
物理环境的一些重要方面 13
流体的一些基本性质 13
导出量 14
梯度的重要性 17
梯度是生理表现的决定性因素 17
质量传递 18
热量传递 18
水底、动量和扩散边界层 19
生态意义 20
扩散边界层和质量通量限制的生态影响 20
水流对水底边界层的影响 21
不同尺度上的物理力效应 23
受精、附着和繁殖体供给 26
食物传输 29
捕食者—猎物信息传递的调节 29
繁殖体供给和大尺度连通度 29
结语 31
致谢 31
引用文献 32
第3章 海洋生态系统中的基础种 37
环境胁迫梯度下的基础种 39
塑造景观生态空间格局的基础种 41
多个基础种之间的相互作用 43
基础种的社会价值 46
保护的相关问题 47
未来关注的议题 50
致谢 51
引用文献 51
第4章 海洋扩散、生态学和保护 57
扩散核 57
扩散的重要性 58
种群动态 58
群落结构 59
集合种群数量动态 60
生物地理 60
优势等位基因的扩散 60
用基因技术测量扩散 61
种群遗传学中的标准平衡 61
遗传漂变 62
哈迪－温伯格定律 62
分化检验 62
测量基因流 63
韦普尔斯带 63
扩散和遗传的地理分布 64
距离隔离 64
基因流的海洋景观模型 64
非平衡的条件 67
种群归属和亲子鉴定 68
自然选择、基因流和扩散 68
扩散传播与模式的关键决定因素 69
浮游阶段 69
幼体取食 70
幼体行为 70
成体的产卵行为 71
海洋条件的时间变化 71
生境的斑块分布 71
存留与迁入 73
选择或抵制迁入者 73
种群大小的影响 73
遗传和扩散的区域调查 74
遗传和扩散的元分析 76
关于扩散所能做出的推断 76
扩散和海洋保护 77
扩散的尺度 77
扩散和当地渔业资源 78
拯救种群 78
海洋保护区的设计 78
美国加利福尼亚州的海洋保护区和扩散 79
扩散和本地适应 79
结语 80
致谢 81
引用文献 81
第5章 传染病在海洋生物群落中所扮演的角色 87
传染病简介 87
营养策略 87
生命周期 88
分类群 88
作为海洋生物多样性一分子的寄生物 88
基础流行病学 90
环境对传染病的影响 91
热胁迫与气候变暖 91
海水酸化 92富营养化 92
自生生物多样性对寄生物的影响 93
寄生物群落 94
鱼类中的寄生物群落 95
螺类中的吸虫幼体群落 95
传染病对宿主的调节 97
噬菌体和细菌 97
海胆的流行病 98
吸虫和螺类 98
特拉华湾的牡蛎和原生寄生动物 99
寄生物与海獭 99
大规模死亡 99
传染病对海洋生物群落的影响 102
传染病的间接作用 102
行为 103
食物网 103
传染病的应用层面 104
渔业和传染病 104
入侵物种 106
结语 107
致谢 107
引用文献 107
第6章 生物多样性和生态系统功能：格局会影响过程吗？ 113
定义和核心概念 114
理论方法、概念方法和经验方法 115
生物多样性和生态系统功能研究的理论基础 115
检验概念、问题和理论的实验方法 118
海洋生物多样性和生态系统功能研究的主要发现 121
遗传多样性对恢复力和其他功能的影响 121
物种多样性对营养级内外功能的影响 122
功能多样性对多样性效应的解释 124
食物网结构对多样性效应的调节 125
灭绝顺序能够决定多样性损失如何影响功能 125
从局部实验到区域过程的多样性尺度上升效应 127
生物多样性和生态系统功能和海洋生态学研究面临的挑战 129
结语 130
致谢 131
引用文献 131
第7章 海洋生物群落的生物地理学 135
物种地理分布范围的限制 136
基于生态位的建模 136
温度对存活和繁殖的影响：机理研究 138
生物地理边界：温度还是传输？ 138
扩散限制和范围边界 140
温度和扩散对分布边界的交互影响 141
演化过程与分布边界 142
前景与展望 143
数量的分布 143
中心丰富假说 143
环境异质性的作用 144
扩散在分离生境有利性和局部丰度中所起的作用 145
个体性能和种群数量的空间变化 146
可塑性在生理和生活史性状中的作用 148
演化过程的作用 149
前景与展望 150
物种相互作用的纬度变化 150
环境胁迫梯度与竞争和促进的强度 151
温度对单位捕食率和食草作用的影响 152
种群密度、群落构成和环境依赖性 153
补充量变化的作用 153
选择的空间镶嵌 155
热带–温带物种相互作用对比 156
前景与展望 158
对物种丰富度的局部影响与区域影响 158
对海洋系统中群落饱和与区域富集的检验 159
局部物种相互作用的纬度变化与区域富集 162
前景与展望 162
结语 162
致谢 163
引用文献 164
第8章 海洋历史生态学：知古鉴今 169
海洋历史生态学的起源和发展 170
我们如何了解过去？ 171
古生物学数据 172
考古数据 174
历史数据 176
渔业和狩猎记录 178
科学调查 180
鲜活的记忆 182
分子数据 182
不同数据源和学科的整合 183
我们能从过去了解到什么？ 187
环境变化 187
物种出现和丰度的变化 187
生境改变 189
水质的变化 189
物种入侵 190
生态系统结构、功能和服务的变化 190
首要模式 191
如何从历史中预知未来 192
科学和生态学 193
管理和保护 196
教育与宣传 199
致谢 201
引用文献 201
第Ⅱ篇 群落类型
第9章 岩岸潮间带生物群落 207
岩岸潮间带生物群落结构的海洋学驱动力 209
尺度：连接格局与过程 211
对多尺度格局的分析 212
操控实验中的尺度效应 213
捕食风险的群落后果 215
非消费性效应和性状调节间接相互作用 216
非消费性效应、食物链和生态系统功能 217
物理要素对非消费性效应和性状调节间接相互作用重要性的影响 218
生物多样性与生态系统功能 219
气候变化和局部的人为影响 221
物种分布范围的变迁 221
气候驱动的环境波动 222
局部的人为影响 224
致谢 225
引用文献 225
第10章 松软沉积物群落 229
基本格局 229
松软沉积中的入侵物种 236
松软沉积物河口和草沼是入侵最为严重的海洋生境 236
外来种对松软沉积物生境的影响可能更大 236
生境复杂度和松软沉积物群落 238
松软沉积物的非生物结构和生物结构 238
松软沉积物作为理解结构复杂度效应的模型 239
人类活动导致的生境复杂度丧失 241
松软沉积物群落中的缺氧和富营养化 242
富营养化和底层水缺氧 242
缺氧对群落结构和生物地球化学特性的即时与长期影响 243
微型底栖植物 244
结语 244
致谢 245
引用文献 245
第11章 盐沼群落 251
盐沼生态学的历史 252
盐沼实验群落生态学 253
盐沼群落生态学的进展 255
盐沼生物地理学 255
生物多样性 256
人为影响 257
植食控制、营养级联和盐沼消亡 260
美国南部沼泽中的消费者控制 261
食草动物驱动的美国北部盐沼消亡 264
沼泽如何在人类影响冲击下生存？ 266
盐沼群落生态学将何去何从？ 267
致谢 267
引用文献 267
第12章 海草床群落 271
海草床群落的相互作用网络：一个概念框架 274
基础种——海草 275
海草对环境与生物相互作用的影响 275
海草床种群数量动态过程：群落水平上的后果 277
海草床群落过程的控制 278
海草床群落中自下而上的控制 278
海草床群落中自上而下的控制 280
捕食的间接影响：海草床生态系统中的营养级联 282
海草床中的食草动物多样性和营养过程 284
海草床生态系统的功能与服务 284
对海草床生态系统生产力和营养传递的控制 284
海草床与其他生境在景观水平上的相互作用 285
海草床对人类社会的重要性 286
人类对海草床生态系统的影响 286
海草床生态系统的变化 286
海草床的管理与恢复 290
结论与展望 290
全球景观尺度上的海草床群落 291
海草床生态系统的生物多样性与功能 291
变化世界中的海草床 291
致谢 292
引用文献 292
第13章 珊瑚礁生态系统十年来的进展 299
生物多样性 299
珊瑚礁中有多少物种？ 299
物种多样性的格局 300
生态相互作用 301
捕食与疾病 301
竞争作用 302
食草作用 302
正相互作用 303
食物网与营养级联 304
群落的组合/分解规则 305
珊瑚礁的状态 306
珊瑚礁衰减的局部原因 308
珊瑚礁衰减的全球性原因 309
多个应激源之间的相互作用 310
相移、临界点、替代状态与灭绝 310
保护与管理的前景 310
致谢 311
引用文献 311
第14章 海藻林群落：动态格局、过程与反馈 315
一个重要海洋生物群系的演化和全球分布 315
多样性、生物地理与演化 317
海藻林的全球分布：准备阶段 318
海藻林的组合与分解：全球与局部的生态系统驱动力 319
大型海藻的生长与成林 319
海藻林的消亡：非生物与生物驱动力 320
捕食作用：对海藻林的间接影响 324
营养级联：以海藻林群落动态为例的生态学基础理论 325
替代的稳定状态：生态系统的翻转、锁定与反馈 327
气候变化与渔业的倍增效应 329
其他类型的海藻林相移：局部应激源与气候变化的相互作用 332
结语 333
致谢 334
引用文献 334
第15章 远洋生物群落 339
无边无际的海洋的边界 342
物理环境 342
温度 342
层化 343
锋面 344
上升流 344
涡旋 345
远洋生境与生产力单元的划分 346
边界划分的方案 346
无界的物种 346
远洋生境中的格局与过程 348
物理和生物变量的斑块分布和尺度 348
海底–水层耦合 349
基于体型大小的食物网结构 349
物种多样性与个体大小的梯度 350
远洋生物群落自上而下与自下而上的驱动力 352
自下驱动——自下而上的控制 352
自上驱动——捕食作用 353
食物链稳定性的环境依赖性 355
影响远洋生态系统结构与功能的主要干扰 356
气候变化 356
富营养化 357
对生态系统的开发利用接近或超过极限 357
结论与展望 358
致谢 359
引用文献 359
第16章 浮游植物群落 365
海洋浮游植物的主要分类群 366
浮游植物群落结构与维持多样性的基本原理 368
资源与捕食者对细胞大小和群落的共同约束 368
光照与养分可供性梯度 371
养分比与固氮 372
非平衡动态变化 374
食物网的复杂性 376
全球变化 378
致谢 379
引用文献 379
第17章 深海热液生物群落 383
热液口生境和栖息者 385
物种间相互作用研究的新进展 387
物种间相互作用在极端物理生境中的作用是什么？ 387
受干扰斑块化生境中的幼体扩散与交换 388
幼体移动足以完成在喷口间的扩散吗？ 389
热液种群是开放式的还是封闭式的？ 390
定植和演替 392
集合群落的动态 394
热液生物群落的保护 396
致谢 397
引用文献 398
第Ⅲ篇 保护
第18章 海洋生态系统的服务：从定量的角度 403
海洋生态系统服务 403
海岸景观生态生产力功能的空间变化 406
珊瑚礁收益的评价 408
为什么要定量化生态系统服务 ? 409
评估权衡 409
评价累积影响 409
评估管理效率 410
海洋生态系统服务定量化与评价案例研究 412
泰国的红树林保护与养虾业开发利用 412
美国路易斯安那州海岸恢复与保护总体规划 413
加拿大不列颠哥伦比亚省基于生态系统的多种海洋生态系统服务规划 415
建设弹性沿海社区的本地投资 416
未来的挑战 417
量化生物多样性在支撑海洋生态系统服务中的作用 417
评估海洋生态系统的弹性 419
科学联系实践 420
结语 420
致谢 421
引用文献 421
第19章 气候变化与海洋生物群落 425
什么是气候变化？ 425
气候变化对海洋物理和化学的影响 426
海水变暖 428
海洋酸化 429
气候变化的生态影响 429
海水变暖对生物个体的影响：生态生理学 429
海水变暖对种群的影响 430
海洋酸化对个体和种群的影响 431
地理分布范围及物候的变化 434
种群和物种水平上的影响：适应与气候驯化 437
种群和物种水平上的影响：灭绝 438
气候变化在群落水平上的影响 439
海洋应对气候变化的对策 441
气候变化与海洋生态系统服务 442
结语 442
致谢 443
引用文献 443
第20章 对海洋生态系统的威胁：过度捕捞与生境退化 447
渔业的类型 448
捕鱼对群落结构的直接影响 451
丰度和生物量的变化 451
大小与年龄结构的变化 452
物种构成和多样性的变化 452
灭绝风险 454
直接影响的总结 455
对生态系统的间接影响 455
自上而下的作用和营养级联 455
自下而上的影响 458
对生态系统功能的影响 459
间接影响的总结 459
生境丧失和转变 459
渔业造成的生境干扰 460
其他形式的生境干扰 461
渔业对底栖生境的直接影响 461
其他生境退化活动的影响 464
生境退化的间接影响 466
生境退化影响的总结 467
生境恢复 468
综合：用生态系统方法进行渔业管理 469
什么是过度捕捞？ 469
生态系统过度捕捞 470
管理的参考基准点 470
对基于生态系统的渔业管理方法的总结 472
结论与展望 473
致谢 473
引用文献 473
第21章 基于生态系统的海洋保护和管理方法 477
基于生态系统的管理 478
海洋保护区 478
海洋保护区科学 479
海洋保护区的实际应用 481
海洋空间规划 483
关键相关工具：累积效应制图 486
过去十年海洋保护和管理的主题 488
人类作为该系统的一部分（社会生态系统） 488
生态系统功能和动态 488
支持多目标管理的交叉学科 489
弹性 489
结论与展望 491
致谢 491
引用文献 492
第22章 海洋恢复生态学 495
什么是恢复？ 495
种群层面的方法 497
生境层面的方法 499
盐沼 500
海草床 503
牡蛎礁 504
珊瑚礁 506
红树林 506
景观生态层面的方法 508
生态系统层面的恢复 508
海洋恢复中的社会经济考虑 510
结语 510
致谢 511
引用文献 511
第23章 海洋保护与管理的未来 517
海洋保护和管理的历史 517
新框架：海洋保护和管理中的新问题 518
海洋保护的前景与挑战 519
超越单一物种的渔业管理 519
为就业保障与保护提出的渔业捕捞份额 521
超越海洋保护区：对累积效应和陆—海相互作用的管理 522
生态系统指标：跟踪多目标管理的进展 524
恢复生态与经济 526
将气候纳入适应和减灾规划 527
对社会和生态系统关联动态的考虑 528
对公共池塘资源的治理 529
多目标管理的中等复杂度模型 531
生态标签和渔场认证 533
在决策中使用生态系统服务信息 534
通过海产品改善粮食安全 536
交流的科学和艺术 538
下一代海洋保护科学家的机遇 538
致谢 540
引用文献 540