基于过程的群落生态学理论框架

如何解释群落的物种多样性是群落生态学的核心问题之一,贯穿于群落生态学的整个发展过程,至今仍未得到圆满解决.与这个问题有关的理论层出不穷,使得群落生态学研究产生了很多混乱,这种状况促使一些生态学家开始反思群落生态学是否一定要从群落结构出发?最近,一个新的、基于过程的理论框架为群落生态学提供了更有前景的发展方向.该理论框架...     

生态学在现代科学发展中的地位

生态学这个术语由Heckel所首创(1869),在当时并未为学术界所接受,Heckel本人也时以“自然经济学”,时而以“个体生态学”取而代之。尔后,其它生态学家又作过各种不同的解释,如“自然科学史”,“自然界的结构与功能的研究”等,但对生态学解释持反对意见的也不乏其人,如俄国著名的植物生理学家季米里亚捷夫直到最后才放弃自己的意     

水域生态系的结构和功能

根据Odum的著名定义,生态学研究生态系的结构和功能,即研究陆地、海洋和淡水的生物群的生物学及其功能。在Webster的“未删节的宇典”中,对生态学的定义作了解释,称生态学为“生物及其环境间的模型或关系的总和”。本文将以水域生态系——分层的富营养湖的生态系为例说明,在生态学研究分析     

植物生理生态学的学科起源与发展史

探讨了植物生理生态学的起源及其发展问题。植物生理生态学是植物生态学的一个分支,它主要是用生理的观点和方法来分析生态学现象。从现有的资料看,该门学科的创始人当为德国学者辛泊尔(A. F. W. Schimper);但近代最早建议将植物生理生态学作为独立的学科的为比林斯(W. D. Billings);拉夏埃尔(W. Larcher)为该门学科在国际上的传播起到了非常重要的作用。在中国,近代植物生理生态学的发展应归功于李继侗先生;然而,李博先生对拉夏埃尔《植物生理生态学》的翻译出版促进了该门学科在中国的传播。植物生理生态学目前在国内外发展十分迅速,由于它能够对一些生态学现象以及资源的可持续利用给以机理上的解释,因此越来越受到研究者的重视。     

随机森林算法基本思想及其在生态学中的应用——以云南松分布模拟为例

通常来讲,生态学者对于解释生态关系、描述格局和过程、进行空间或时间预测比较感兴趣。这些工作可以通过模拟输出值(响应)与一些特征值(即解释变量)的关系来实现。然而,生态数据模拟遇到了挑战,这是因为响应变量和预测变量可能是连续变量或离散变量。需要解释的生态关系通常是非线性的,并且解释变量之间具有复杂的相互作用关系。响应变量和解释变量存在缺失值并不是不常有的现象,奇异值也经常出现在生态数据中。此外,生态学者通常希望生态模型即要易于建立又易要于解释。通常是利用多种统计方法来分析处理各种各样情景中出现的独特的生态问题,这些模型包括(多元)逻辑回归、线性模型、生存模型、方差分析等等。随机森林是一个可以处理所有这些问题的有效方法。随机森林可以用来做分类、聚类、回归和生存分析、评估变量的重要性、检测数据中的奇异值、对缺失数据进行插补等。鉴于随机森林本身在算法上的优势,将就随机森林在生态学中的应用进行总结,对建模过程进行概述,并以云南松分布模拟研究为例,对其主要功能特点进行案例展示。通过对随机森林的一般术语、概念和建模思想进行介绍,有利于读者掌握本方法的应用本质,可以预见随机森林在生态学研究中将得到更多的应用和发展。     

工业生态学的内涵与发展

作为一门发展不到20a的综合性交叉学科,工业生态学目前需要界定其学术范畴和理论基础.首先评述了工业生态学的4个主要领域:(1)社会代谢是工业生态学起源最早也是发展最为成熟的领域.它提供了宏观层次上观察和测量经济发展与物质流动关系的方法和工具,但需要进一步细化物质流动图景和加强流动机制的解释;(2)工业共生是工业生态学最具特征的领域.它实质上是人们出于观察视角的转变而对工业体系的重新认识.逻辑严谨且规则统一的解释框架有助于工业共生理论的发展和实践;(3)基础设施与产业相互选择且协同演进,二者共同构成了城市的物质基础,而城市又是更大范围内区域经济系统的子集.这一组工业生态学的研究对象需要处理产业全球化与社会和生态要素本土化的矛盾;(4)工业发展的可持续性是工业生态学关注的核心目标,而多样性和复杂性给其研究带来了很大的挑战.这提醒我们要避免陷入简单化、还原论或机械论的陷阱,多开展实证研究.最后,从本体论、方法论和隐喻3个标准给出了工业生态学的初步界定,并指出4个重要的努力方向.     

八十年代生态学研究前景:国际生态学学会专题讨论会上的结果

近二十年来,生态学研究工作格外生气勃勃,其主要表现为:科研经费不断增加;专业队伍更加壮大;各种有关的杂志和书籍源源不断地问世以及研究机构越来越多。所有这些给这门学科无论在其深度上,或在其广度上都带来深刻的变化。人们已经能够运用生态学理论,对许多尤其在动植物生理生态学,微生物生态学以及在动植物间相互作用等方面的生态学过程,作出了令人信服的解释。在个体及物种研究     

《进化生物学》简介

进化生物学(Evolutionary Biology)(第二版),作者美国纽约州大学Douglas J.Futuyma 教授。1986年由美国马萨诸塞州巽得兰联合公司出版。进化生物学是一门刚刚兴起正在繁茂成长的学科。在美国大学里是高年级学生和研究生的课程。本书的特点是将生态学、种群生态学、种群遗传学、细胞遗传学、生物地理学等学科有机地揉合在一起,来解释生物进化,进一步体现出     

《行为生态学分析》简介

《行为生态学分析》(Analysis in Behavioral Ecology)一书,由美国乔治·梅森大学的Luther Brown和俄亥俄州大学的Jerry F.Downhower教授共同编著,于1988年由马萨诸塞州Sinauer联合出版公司出版,它是为从事动物生态学实验和野外工作者编著的一本实用性很强的指导手册。行为生态学的研究途径很多,从畜牧业的实践方法到心理学的比较方法,直到生物学的进化途径。每种途径都有各自所要解决的问题体系,有各自不同的分析和解释方法。本书所涉及的是进化途径,这是一种从生态学、特性论、进化理论、种群生物学、遗传学以及从不同意义上同生物生存和     

基于现代物种共存理论的入侵生态学概念框架

在入侵生态学60多年的发展历程中, 生态学家提出了多种多样的假说来解释生物入侵的机制。这些纷繁复杂的假说在丰富我们对生物入侵认知的同时, 也给入侵生态学概念的整合带来了困难。其中, 外来种和土著种是否存在生态学差异, 以及这种差异如何影响生物入侵, 是入侵生态学研究和争论的焦点问题。现代物种共存理论通过将外来种和土著种的生态学差异划分为生态位差异和适合度差异, 为入侵生态学概念的整合提供了新的视角。依据该理论, 外来种可以通过两种策略实现成功入侵: 一是扩大与土著种的生态位差异, 二是提高自身相较于土著种的适合度优势。因此, 外来种-土著种的生态位差异和适合度差异共同决定了入侵的成败与危害程度。通过对经典入侵假说进行梳理, 我们发现大部分假说都可以在该理论框架下进行解读, 不同假说的主要差别在于强调不同生态学过程对生态位和适合度差异的影响。同时, 这一理论框架很好地解释了为什么外来种-土著种的亲缘关系和性状差异会对生物入侵产生复杂的影响, 为达尔文归化谜团的和解以及外来种-土著种功能性状的比较研究提供了新的思路。目前, 现代物种共存理论还处于快速发展的阶段, 依旧存在很多不足, 但将其运用到生物入侵的实证研究中将是入侵生态学今后一个重要的发展方向。     

平衡与非平衡生态学在锡林河流域典型草原放牧系统中的应用

为认识放牧系统的复杂性和稳定性 ,产生了放牧系统的平衡生态学和非平衡生态学原理。放牧系统的平衡生态学原理假定 :一旦干扰在系统中发生 ,系统将偏离平衡态 ;而当干扰解除后 ,系统将自动返回原来的状态或在新的领域实现平衡。在对内蒙古锡林河流域典型草原放牧系统动态的研究中 ,来自平衡生态学的 Clem ents- Duksterhuis演替理论提供了一个基本的研究框架。尽管已经证实对退化不太严重的典型草原放牧系统 ,平衡生态学原理是适用的 ,但是对于这一地区严重退化的放牧系统的动态 ,它显然并不能给予合理的解释。事实上许多放牧系统动态遵循非平衡生态学原理。在非平衡放牧系统中 ,稳定的状态是不会实现的 ,因为在这样的系统中 ,非生物变量对于植被的动态似乎起着决定性的影响 ,从而也决定着草食动物的种群动态。状态与过渡模型基于非平衡生态学原理 ,它能够解释过度放牧下典型草原生态系统的崩溃或灌丛化 ,因此它适于该地区严重退化的典型草原放牧系统的动态。鉴于内蒙古锡林河流域典型草原放牧系统普遍严重退化的现实 ,未来该地退化放牧系统的研究应更多地应用非平衡生态学原理 ,并且严重退化的草原生态系统的恢复试验 ,特别是灌丛化草原的重建也应置于它的指导之下     

宏生态学(Macroecology)及其研究

宏生态学是生态学与其他宏观学科不断交叉和融合后的产物。它以个体、种群和物种的生态特征在大时空尺度上的格局和变化规律为主要研究内容,它比其他生态学更强调归纳和推论,也更依赖数据的积累。近年来,宏生态学在对物种一面积关系进行探讨的基础上,对生物类群间的物种数量的协同变化以及物种和高级分类单元间的关系等进行了新的研究;宏生态学试图将有机论和个体论结合来探讨和总结群落结构中的物种组成规律;并对物种多度和分布格局间的关系从生态位和异质种群角度进行新的解释;个体大小频次分布规律是宏生态学一重要内容,对其深入研究和探讨已与物种多度、能量、分布面积、历史起源等多方面特征相结合,并得到一些普遍性规律;最后,宏生态学还探讨物种在地理区域上的普遍性的分布模式,并对其假说进行检验和探讨。宏生态学在中国还处于刚起步阶段,但中国具有资源的优势,并具有一定的数据积累,将在宏生态学研究中发挥越来越重要的作用。     

长白山地区曲尾藓属植物生态分化的排序研究

曲尾藓属(ＤｉｃｒａｎｕｍＨｅｄｗ.)属于顶蒴藓类植物,在长白山地区主要分布于苔原、森林林下和沼泽地中[1,2]。分析曲尾藓属植物对不同生态环境的适应特点和种间生态关系,对揭示该属植物物种分化的生态学机制,有一定学术价值。排序是分析植物群落分布与环境关系的常用方法,以往人们主要是应用ＤＣＡ、ＰＣＡ等方法,因而不同种类与环境关系的解释带有较大的主观性。典范对应分析能够在同一排序图上展示植物种类与环境因子的关系,是当前最有效的排序方法,其结果的生态学解释比较客观。Ｓｌａｃｋ指出应用排序也能够研究植物种间的生态位分…     

植物功能生态学研究进展

植物功能生态学是研究植物种类间或环境梯度内植物某一功能性状变化,阐释其进化意义或生态意义的生态学分支学科;围绕3个主题开展工作:(1)利用功能性状作为研究解释的变量,(2)在种类间,清晰地进行性状比较,表述一般趋势,(3)在环境梯度内,清晰或模糊地比较性状的变化.性状是指从细胞到整个有机体个体水平的可测度的任何形态、生理、物候特点,不包括任何其它生物层次和环境因素.性状一般分为功能性状、表现性状等;功能性状是指对有机体表现产生强烈影响的性状,表现性状为反应功能性状作用和变化、并指示植物适合度的性状.功能性状研究不限于个体水平,现在已广泛联系了群落和生态系统过程与功能,正在开创植物生态学研究的一个崭新领域.比较是功能生态学的研究手段和途径.中国植物和植被研究基础丰富,开展中国植物区系的植物功能性状研究将积极贡献于功能生态学发展,种系发生途径和地理分布途径可能是功能生态学研究的全新视角.     

R程序包“rdacca.hp”在生态学数据分析中的应用:案例与进展

定量评估不同变量对群落组成的贡献是群落生态学分析的热点问题。但在具体的分析情景中,因子间的共线性与解释率的重叠对评估不同因子重要性造成了较大困难。基于这一问题, R程序包“rdacca.hp”通过引入层次分割法(HP)的理念,在所有可能的模型子集下为各解释变量(或解释变量组)分配单独效应,为典范分析中共线性解释变量的相对重要性评估提供了新的定量指标。目前,“rdacca.hp”包已经成为群落生态学分析的重要工具。为进一步促进用户对“rdacca.hp”包的理解与运用,该文通过引入一个分析塑造甲螨(Oribatida)群落的重要环境和空间驱动因素的实例,重点展示了使用该程序包进行典范分析的一般步骤。随后对近期应用“rdacca.hp”包开展分析的相关研究进行文献计量学分析,结果表明该程序包自上线以来已被广泛用作解决生态学、环境科学及相关学科问题的基本定量框架。最后,该文对“rdacca.hp”包的未来应用和升级进行了展望。总之,该文旨在使国内学者们进一步加深对“rdacca.hp”包的认识和应用。     

生物地理学的新进展

近３０年来，生物地理学的发展极为迅速。由于遗传学和生态学的介入，生物区系的研究由描述走向解释、分析。历史生物地理学中离散观点的兴起，不仅能对生物地理分布格局的形成过程作出客观的解释，也可对地球的演化提出生物学家的看法。     

用微生态的观点看中药有效成分在肠道的生物转化

微生态学与中医学的观点是极为相似的,中药有效成分口服后,被肠道微生物进行生物转化,药效会得到减弱或者增强。对肠道微生物转化中药有效成分与肠道微生态平衡关系的研究,将是解释中药作用机制不可忽略的一条途径。     

山地景观垂直分异研究进展

山地景观的垂直梯度大约是水平梯度的1000倍,仅利用景观格局指数很难反映垂直梯度上的规律性.山地垂直带是表征景观垂直分异的经典地学模型,在地理学和生态学研究中具有不可忽视的地位,但表达模式的离散性、垂直带界线的不准确性等限制了其在准确描述局域尺度景观格局、解释生态过程方面的作用.本文总结了有关山地垂直带的国内外研究现状和存在的问题,提出利用现代信息技术建立全方位的、连续的“山地景观信息图谱”,同时论述了构建山地景观信息图谱的思路、进展和展望,对于准确描述山地景观格局并解释特定的生态过程等具有一定的参考价值,有望促进山地生态学研究方法的进一步完善.     

动物的反捕食策略

达尔文在《物种起源》中提出"自然选择"理论,在一定程度上解释了动物的行为规律。动物的反捕食策略作为行为生态学研究的主要内容之一,是自然选择的结果,使动物更加适应环境。正确应用行为生态学的研究方法能够有效理解和分析动物的反捕食策略。对动物的反捕食策略按照消耗能量的大小进行了分类总结,分别是隐蔽、逃避、自卫三大类。简要阐述了关于反捕食策略的最新研究动态,同时对动物的反捕食策略进行了简单的介绍与评价。     

欢迎订购《应用生态学》

应用生态学是研究协调人类与生物圈之间关系和协调此种复杂关系以达到和谐发展目的的科学,应用生态学是一个极其宽广的研究领域,是生态学的一大研究门类,所有与研究人类活动有关的生态学分支如农业生态学、渔业生态学、林业生态学、草地牧业生态学、污染生态学、城市生态学、资源生态学以及野生动植物管理保护、生态预测乃至景观生态学、