生态学 中文版PDF电子书下载

第1章 绪论 1

生态学系统可以小如生物个体，大如整个生物圈 2

生态学家从不同的透视角度研究自然 5

植物、动物和微生物在生态学系统中起不同的作用 6

栖息地定义生物在自然中的位置；生态位定义其功能地位 9

一切生态学系统及其过程都有特征性的时间和空间尺度 10

生态学系统服从物理学和生物学一般原理 13

生态学家通过观察和实验研究自然界 14

生态学家在野外一个假说的实验检验 16

人类是生物圈中重要的组成部分 17

人类对于自然界的影响已上升为生态学研究的焦点 19

生态学实践谁、怎样和为什么 21

第2章 自然环境 23

水具有许多适合维持生命的特性 24

所有自然水体都含有可溶性物质 26

氢离子浓度深刻地影响着生态系统 27

生物的能量转换与碳和氧密切相关 28

无机养分的可利用性影响着生命的丰度 31

光是生物圈能量的主要来源 32

热环境为热的获得和丧失提供了几种途径 35

生态学家在野外在热带岛屿上保持凉爽 37

生物必须应付极端温度 38

生物通过许多物理刺激来感觉环境 39

生态学实践未来的自然环境 43

第3章 对水和陆地环境的适应 45

水的可利用性取决于土壤的物理结构 46

植物通过根细胞的渗透势从土壤中得到水 47

蒸腾作用促进水从根移动到叶 48

控制叶子水分散失是对干旱环境的适应 48

植物从土壤水中获得矿物营养 50

光合作用随光照水平而改变 51

生态学家在野外斑块状分布的土壤营养物对植物生长的影响 51

植物利用高水压调节光合作用 52

盐平衡与水平衡紧密相伴 54

动物以小有机分子形式排出多余的氮 58

水保存机制在热环境中是重要的 58

生物保持稳定的内环境 59

大型动物通过循环系统输送氧到组织中 60

逆流循环增加了流体间热和物质的传递 62

每个生物体在有限条件范围下功能最佳 63

生态学实践适应与保护 65

第4章 自然环境的变化 67

太阳辐射能确定了全球的温度和降雨模式 68

洋流重新分配热和湿气 72

气候的季节变化由太阳顶点的运动造成 72

温度和风驱使温带湖泊中形成季节性周期 75

气候维持不规律的波动 76

地形和地质特征引起气候的局部变异 80

生态学家在野外50万年的气候记录 80

气候和地下岩床决定了土壤的多样性 81

土壤或森林，谁第一个出现？ 86

生态学实践空间和时间的变化 88

第5章 生物群落：生物群系的概念 91

气候是决定植物分布的主要因素 93

地形和土壤的变化影响着当地植物的分布 94

形态和功能的适应与环境吻合 95

气候确定了陆地生物群系的边界 96

Walter气候图区分出主要的陆地生物群系 98

温带气候带的年均温度在5～20℃之间 101

北方气候带和极地气候带的年均温度低于5℃ 105

赤道气候带和热带气候带的年均温在20℃以上 107

水生生态系统的生物群系概念需修正 109

生态学实践变动的生物群系边界 113

第6章 生态系统中的能量 115

Alfred J.Lotka发展了生态系统的第一热力学概念 116

初级生产借助光合作用同化能量和生产有机物 118

生态学家在野外初级生产量可用气体交换法或植物生长量测定 118

营养级间的能量传递效率只有5％～20％ 121

能量以不同的速率通过生态系统 124

生态系统能量学是对生态系统中能量传递的概括 126

生态学实践食物链有多长？ 128

第7章 生态系统中元素的循环途径 130

能量转换和元素循环密不可分 131

生态系统可模型化为一系列相联结的分室 131

水为生态系统中的元素循环提供了一个物理模型 132

碳循环与生物圈的能流紧密相连 134

生态学家在野外泥盆纪大气CO2浓度急剧下降的原因是什么？ 137

氮在生态系统中循环时呈现多种氧化态 138

磷循环在化学上不复杂 141

硫存在多种氧化和还原形式 142

微生物在元素循环中起多种作用 143

生态学实践甲烷生成 145

第8章 陆地生态系统和水域生态系统的养分更新 147

陆地生态系统的养分更新主要发生于土壤 148

植物碎屑的质量影响养分更新速率 149

菌根是真菌和植物根系的共生体 150

气候影响养分更新速率 151

生态学家在野外全球变暖将会加快北方林土壤中有机物的分解吗？ 154

在水域生态系统中，养分在深水层和沉积物中缓慢更新 155

水域生态系统中温度分层阻止垂直混合 157

铁能限制海洋生产力吗？ 158

养分经常制约着海洋的生产量 158

氧耗促进深水区某些养分的更新 159

磷浓度控制着湖泊的营养状况 160

外部和内部的高养分输入使河口湾和沼泽具高生产力 161

生态学实践深海火山口附近的养分和生产力 162

第9章 适应在变化的环境中生活 164

适应是影响进化适合度特性的自然选择的结果 166

表型是生物个体在形态和功能上的基因型表现 167

每类生物有一个受环境条件限制的活动空间 167

生物能够选择微栖息地 168

生态学家在野外棕曲嘴鹪鹩对温度和小栖息地的选择 169

驯化是响应环境变化在结构上作出的可逆性变化 170

发育反应是响应环境中持久稳定改变而产生的不可逆变化 171

迁移、贮存和休眠能使生物在极端环境中生存 172

动物搜索食物在一定程度上扩大其适合度 175

欧椋鸟的最佳摄食 176

风险-敏感摄食实验 177

生态学实践可变环境的耐受 179

第10章 生活史和进化适合度 181

资源分配中的权衡为了解生活史提供了基础 183

表型可塑性使个体能够适应环境的变化 184

生态学家在野外一个相互移植实验 186

生活史沿着慢-快连续谱变化 188

欧洲红隼亲体投入的花费 189

生活史代表生物体各种矛盾需求的最好解决 189

生活史平衡当前生殖与未来生殖之间的权衡 190

单次生殖的生物只繁殖一次然后死亡 193

衰老是生理机能随年龄增加而下降的表现 194

生态学实践生活史令人惊奇 197

第11章 性与进化 199

有性生殖是两个个体遗传物质的混合 201

有性生殖是昂贵的 202

产生遗传多变后裔的优势使性被保护下来 202

生态学家在野外淡水蜗牛的寄生物与性 204

个体可能有雌性功能、雄性功能，或两者兼具 206

后裔性比受进化所修饰，并使个体适合度最大 207

交配制度描述种群内雌雄配对的格局 209

性选择导致雄-雄格斗和雄性精细华丽的妆饰 211

生态学实践雌性两性异体：百里香 215

第12章 家庭、社会和进化 217

领域和优势等级构成了种群内的社会相互作用 218

集群生活使个体获益和受损 220

自然选择平衡了社会行为的花费与收益 220

亲缘选择促使利他行为利于亲缘个体 221

生态学家在野外合作行为常是利他行为吗？ 223

扩展家庭内个体间合作意味着亲缘选择的作用 223

对策论分析证明无关系个体之间的合作的困难 225

亲代与子代可能在亲代投入水平上发生冲突 226

真昆虫社会起源于同胞间利他行为和亲代优势 227

生态学实践愤怒的蚂蚁 229

第13章 种群结构 232

种群的地理分布决定于生态上适宜的栖息地 233

种群内部个体的散布反映栖息地的异质性和社会相互作用 234

种群存在于异质性景观中 236

生态学家在野外珊瑚多度的变化尺度和大堡礁的恢复 238

一个实验种群的理想自由分布 240

可用几种方法种群大小进行估算 241

个体移动可保持种群的空间连接 242

生态学实践繁殖体与气（水）流 244

第14章 种群增长和调节 246

种群增长依靠倍增而不是加成 247

种群增长速度取决于年龄结构 250

生命表是对特定年龄存活和生育力的概括 253

生态学家在野外组建自然种群生命表 254

生命表能够估算内禀增长率 256

种群大小受密度制约因素调节 261

白尾鹿种群的密度制约 263

生态学实践负密度制约 265

第15章 种群的时空动态 268

波动是自然种群的常规 269

种群周期是由种群对自身密度的反应时滞引起的 272

时间变化影响种群年龄结构 272

生态学家在野外丽蝇种群的时滞和波动 275

集合种群是由个体的移动联系在一起的离散亚种群 276

莱茵河沿岸草原斑块中的集合种群 277

偶然事件可能使小种群走向灭绝 279

生态学实践种群和自然保护区设计 281

第16章 种群遗传与进化 283

突变与重组是遗传变异之源 284

哈迪-温伯格法则决定大种群平衡时等位基因和基因型的频率 286

全部个体的基因型构成种群的基因库 286

多数自然种群都会偏离哈迪-温伯格法则 287

生态学家在野外植物的近交衰退和选择性败育 289

自然选择可以是稳定选择、定向选择或分裂选择 292

等位基因频率的进化改变已在自然种群中得到证实 295

选择与黑化蛾的频率变化 295

生态学家可以从种群遗传学研究中得出有用的结论 297

生态学实践种群遗传学和进化速度 297

第17章 捕食和植食 299

捕食者有利用其猎物的适应性 301

生态学家在野外哺乳动物捕食者及其猎物的相对大小 302

猎物具有逃避其捕食者的适应性 304

青蛙蝌蚪对捕食者的回避与生长 304

寄生物具有确保其在寄主间散布的适应性 307

寄生物-寄主系统的特征是具有致病性和抗性的适应 309

植物具有防御植食动物的形态和化学适应 309

植食动物可以有效控制一些植物种群 311

生态学实践防御的代价 313

第18章 捕食动态 315

消费者可以限制资源种群 316

捕食者和猎物种群常常表现为有规律的周期性增长或下降 318

生态学家在野外Huffaker关于螨种群的实验 319

捕食者-猎物的相互作用可以用简单的周期动态模型进行模拟 321

检验Lotka-Volterra模型的预测 323

Lotka-Volterra模型的改进型能体现更复杂的捕食者-猎物关系 324

几种因素常可减小捕食者-猎物模型中的波动 327

捕食者-猎物系统可以有一个以上稳定状态 328

生态学实践把捕食者-猎物模型应用于野生生物管理 330

第19章 竞争 333

消费者的资源竞争 335

生态学家在野外受一种以上资源的限制 336

在实验条件下物种不能共存导出竞争排除原理 337

竞争和共存理论是逻辑斯谛增长模型的扩展 338

野外研究表明竞争在自然界普遍存在 339

森林阔叶草本植物竞争的实验研究 339

植物竞争在富养生境和贫养生境有所不同 340

通过利用共占资源或直接干扰而引起竞争 341

藤壶竞争空间 342

竞争结果可能受捕食者影响 344

无尾两栖类群落中的捕食和竞争 345

生态学实践不对称竞争 346

第20章 协同进化和互惠共生 348

颉颃物是在彼此反应中形成的 350

生态学家在野外拟寄生物-寄主系统进化的研究 350

植物-病原物系统的协同进化揭示了基因型与基因型的相互作用 351

消费者和资源可以达到进化平衡 353

竞争能力显示出遗传变异和对选择的反应 354

关于竞争优势进化的研究 355

竞争种群的特性通过性状替换而发生趋异 356

互惠共生生物具有互补功能 356

协同进化是种群之间的相互进化反应 358

植食动物和植物的化学防御 359

生态学实践蚂蚁和植物 362

第21章 群落结构 365

生态学家持有不同的群落概念 366

生态学家使用若干方法测度群落结构 366

“群落”一词被赋予多种含义 367

群落是生态组织的一个自然单位吗 368

生态学家在野外物种如何沿生态梯度分布？ 371

食物关系将群落组织成食物网 372

岩石潮间带的食物网复杂性 373

营养级受上一级捕食者和下一级生产量的影响 375

生物群落内物种相对多度的变化 377

养分增加如何影响水生生态系统营养级？ 377

物种数目随取样面积的增加而增加 379

多样性指数以相对多度来衡量物种丰富度 381

生态学实践植物上的植物 383

第22章 群落发育 385

演替系列的概念包含演替变化的所有阶段 386

生态学家在野外断层大小如何影响海洋硬基质上的演替？ 390

演替发生的部分原因是定居者造成的环境改变 392

北卡罗来纳州Piedmont地区的撂荒地演替 393

早期和晚期的演替种具有不同的适应性 395

某些顶极群落由极端环境条件维持 396

多变环境及不稳定的演替顺序导致暂时性顶极和循环顶极 398

生态学实践演替发挥作用 400

第23章 生物多样性 403

大尺度的多样性格局能反映纬度、栖息地异质性和生产力 404

多样性兼有区域和局域组分 406

局部群落是区域物种库的一个子集 407

生态学家在野外湿地植物群落中的物种拣选 407

生态释放为局部相互作用提供证据 408

多样性可理解为生态位关系 409

多样性的平衡理论均衡着迁入和迁出物种的因素 413

岛屿动物区系的实验操控 414

热带地区树种高度多样性的解释着重于森林动态 416

生态学实践土壤病原体对幼苗死亡率的影响 418

第24章 历史与生物地理学 420

生物进化史可用地质年代度量 423

大陆漂移改变了大陆板块的位置 423

生物地理区反映着大区域的长期进化隔离 426

气候变迁改变动植物分布 427

灾变引起进化方向的重大改变 428

相似环境中的生物在形态和功能上趋同 430

相似环境中的群落常包括不同的物种数 431

生态学家在野外温带落叶林的物种多样性 432

多种尺度的变化过程调节着生物多样性 434

生态学实践北美洲植食哺乳类多样性的历史 436

第25章 灭绝和保护 438

生物多样性的描述和编目是不完全的 439

生态学家在野外识别生物多样性的关键地区 440

生物多样性的价值从社会、经济和生态方面产生 441

灭绝是自然的，但当前的灭绝速率不是自然的 444

人类通过几种机制引起灭绝 446

对于个别物种的保护计划必须包括供种群自我维持的足够栖息地 450

某些关键濒危物种已从灭绝边缘拯救出来 453

生态学实践通过它的道路 454

第26章 经济发展与全球生态学 457

生态过程是环境政策的关键 458

人类活动威胁局域生态过程 458

毒素已经在环境中积累 464

大气污染在全球尺度上威胁环境 466

人类生态学是最后的挑战 467

生态学家在野外评估地球的人类容纳量 468

生态学实践臭氧减少的影响 469

图表致谢 472

术语表 473

索引 487