目錄
第1章　海洋群落生態(tài)學(xué)簡史 1
海洋生態(tài)學(xué)的早期 1
簡單但有說服力的野外實(shí)驗(yàn)使海洋生態(tài)學(xué)的重點(diǎn)和嚴(yán)謹(jǐn)性發(fā)生轉(zhuǎn)變 3
2000年以來的海洋群落生態(tài)學(xué) 5
為什么是海洋生態(tài)學(xué)？ 6
引用文獻(xiàn) 7
第Ⅰ篇　產(chǎn)生海洋生物群落格局的過程
第2章　海洋生物群落的物理環(huán)境 11
生物與環(huán)境相互作用的情境感知 12
尺度上推效應(yīng) 12
物理環(huán)境的一些重要方面 13
流體的一些基本性質(zhì) 13
導(dǎo)出量 14
梯度的重要性 17
梯度是生理表現(xiàn)的決定性因素 17
質(zhì)量傳遞 18
熱量傳遞 18
水底、動(dòng)量和擴(kuò)散邊界層 19
生態(tài)意義 20
擴(kuò)散邊界層和質(zhì)量通量限制的生態(tài)影響 20
水流對(duì)水底邊界層的影響 21
不同尺度上的物理力效應(yīng) 23
受精、附著和繁殖體供給 26
食物傳輸 29
捕食者—獵物信息傳遞的調(diào)節(jié) 29
繁殖體供給和大尺度連通度 29
結(jié)語 31
致謝 31
引用文獻(xiàn) 32
第3章　海洋生態(tài)系統(tǒng)中的基礎(chǔ)種 37
環(huán)境脅迫梯度下的基礎(chǔ)種 39
塑造景觀生態(tài)空間格局的基礎(chǔ)種 41
多個(gè)基礎(chǔ)種之間的相互作用 43
基礎(chǔ)種的社會(huì)價(jià)值 46
保護(hù)的相關(guān)問題 47
未來關(guān)注的議題 50
致謝 51
引用文獻(xiàn) 51
第4章　海洋擴(kuò)散、生態(tài)學(xué)和保護(hù) 57
擴(kuò)散核 57
擴(kuò)散的重要性 58
種群動(dòng)態(tài) 58
群落結(jié)構(gòu) 59
集合種群數(shù)量動(dòng)態(tài) 60
生物地理 60
優(yōu)勢等位基因的擴(kuò)散 60
用基因技術(shù)測量擴(kuò)散 61
種群遺傳學(xué)中的標(biāo)準(zhǔn)平衡 61
遺傳漂變 62
哈迪－溫伯格定律 62
分化檢驗(yàn) 62
測量基因流 63
韋普爾斯帶 63
擴(kuò)散和遺傳的地理分布 64
距離隔離 64
基因流的海洋景觀模型 64
非平衡的條件 67
種群歸屬和親子鑒定 68
自然選擇、基因流和擴(kuò)散 68
擴(kuò)散傳播與模式的關(guān)鍵決定因素 69
浮游階段 69
幼體取食 70
幼體行為 70
成體的產(chǎn)卵行為 71
海洋條件的時(shí)間變化 71
生境的斑塊分布 71
存留與遷入 73
選擇或抵制遷入者 73
種群大小的影響 73
遺傳和擴(kuò)散的區(qū)域調(diào)查 74
遺傳和擴(kuò)散的元分析 76
關(guān)于擴(kuò)散所能做出的推斷 76
擴(kuò)散和海洋保護(hù) 77
擴(kuò)散的尺度 77
擴(kuò)散和當(dāng)?shù)貪O業(yè)資源 78
拯救種群 78
海洋保護(hù)區(qū)的設(shè)計(jì) 78
美國加利福尼亞州的海洋保護(hù)區(qū)和擴(kuò)散 79
擴(kuò)散和本地適應(yīng) 79
結(jié)語 80
致謝 81
引用文獻(xiàn) 81
第5章　傳染病在海洋生物群落中所扮演的角色 87
傳染病簡介 87
營養(yǎng)策略 87
生命周期 88
分類群 88
作為海洋生物多樣性一分子的寄生物 88
基礎(chǔ)流行病學(xué) 90
環(huán)境對(duì)傳染病的影響 91
熱脅迫與氣候變暖 91
海水酸化 92富營養(yǎng)化 92
自生生物多樣性對(duì)寄生物的影響 93
寄生物群落 94
魚類中的寄生物群落 95
螺類中的吸蟲幼體群落 95
傳染病對(duì)宿主的調(diào)節(jié) 97
噬菌體和細(xì)菌 97
海膽的流行病 98
吸蟲和螺類 98
特拉華灣的牡蠣和原生寄生動(dòng)物 99
寄生物與海獺 99
大規(guī)模死亡 99
傳染病對(duì)海洋生物群落的影響 102
傳染病的間接作用 102
行為 103
食物網(wǎng) 103
傳染病的應(yīng)用層面 104
漁業(yè)和傳染病 104
入侵物種 106
結(jié)語 107
致謝 107
引用文獻(xiàn) 107
第6章　生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)功能：格局會(huì)影響過程嗎？ 113
定義和核心概念 114
理論方法、概念方法和經(jīng)驗(yàn)方法 115
生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)功能研究的理論基礎(chǔ) 115
檢驗(yàn)概念、問題和理論的實(shí)驗(yàn)方法 118
海洋生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)功能研究的主要發(fā)現(xiàn) 121
遺傳多樣性對(duì)恢復(fù)力和其他功能的影響 121
物種多樣性對(duì)營養(yǎng)級(jí)內(nèi)外功能的影響 122
功能多樣性對(duì)多樣性效應(yīng)的解釋 124
食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)多樣性效應(yīng)的調(diào)節(jié) 125
滅絕順序能夠決定多樣性損失如何影響功能 125
從局部實(shí)驗(yàn)到區(qū)域過程的多樣性尺度上升效應(yīng) 127
生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)功能和海洋生態(tài)學(xué)研究面臨的挑戰(zhàn) 129
結(jié)語 130
致謝 131
引用文獻(xiàn) 131
第7章　海洋生物群落的生物地理學(xué) 135
物種地理分布范圍的限制 136
基于生態(tài)位的建模 136
溫度對(duì)存活和繁殖的影響：機(jī)理研究 138
生物地理邊界：溫度還是傳輸？ 138
擴(kuò)散限制和范圍邊界 140
溫度和擴(kuò)散對(duì)分布邊界的交互影響 141
演化過程與分布邊界 142
前景與展望 143
數(shù)量的分布 143
中心豐富假說 143
環(huán)境異質(zhì)性的作用 144
擴(kuò)散在分離生境有利性和局部豐度中所起的作用 145
個(gè)體性能和種群數(shù)量的空間變化 146
可塑性在生理和生活史性狀中的作用 148
演化過程的作用 149
前景與展望 150
物種相互作用的緯度變化 150
環(huán)境脅迫梯度與競爭和促進(jìn)的強(qiáng)度 151
溫度對(duì)單位捕食率和食草作用的影響 152
種群密度、群落構(gòu)成和環(huán)境依賴性 153
補(bǔ)充量變化的作用 153
選擇的空間鑲嵌 155
熱帶–溫帶物種相互作用對(duì)比 156
前景與展望 158
對(duì)物種豐富度的局部影響與區(qū)域影響 158
對(duì)海洋系統(tǒng)中群落飽和與區(qū)域富集的檢驗(yàn) 159
局部物種相互作用的緯度變化與區(qū)域富集 162
前景與展望 162
結(jié)語 162
致謝 163
引用文獻(xiàn) 164
第8章　海洋歷史生態(tài)學(xué)：知古鑒今 169
海洋歷史生態(tài)學(xué)的起源和發(fā)展 170
我們?nèi)绾瘟私膺^去？ 171
古生物學(xué)數(shù)據(jù) 172
考古數(shù)據(jù) 174
歷史數(shù)據(jù) 176
漁業(yè)和狩獵記錄 178
科學(xué)調(diào)查 180
鮮活的記憶 182
分子數(shù)據(jù) 182
不同數(shù)據(jù)源和學(xué)科的整合 183
我們能從過去了解到什么？ 187
環(huán)境變化 187
物種出現(xiàn)和豐度的變化 187
生境改變 189
水質(zhì)的變化 189
物種入侵 190
生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能和服務(wù)的變化 190
首要模式 191
如何從歷史中預(yù)知未來 192
科學(xué)和生態(tài)學(xué) 193
管理和保護(hù) 196
教育與宣傳 199
致謝 201
引用文獻(xiàn) 201
第Ⅱ篇　群落類型
第9章　巖岸潮間帶生物群落 207
巖岸潮間帶生物群落結(jié)構(gòu)的海洋學(xué)驅(qū)動(dòng)力 209
尺度：連接格局與過程 211
對(duì)多尺度格局的分析 212
操控實(shí)驗(yàn)中的尺度效應(yīng) 213
捕食風(fēng)險(xiǎn)的群落后果 215
非消費(fèi)性效應(yīng)和性狀調(diào)節(jié)間接相互作用 216
非消費(fèi)性效應(yīng)、食物鏈和生態(tài)系統(tǒng)功能 217
物理要素對(duì)非消費(fèi)性效應(yīng)和性狀調(diào)節(jié)間接相互作用重要性的影響 218
生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)功能 219
氣候變化和局部的人為影響 221
物種分布范圍的變遷 221
氣候驅(qū)動(dòng)的環(huán)境波動(dòng) 222
局部的人為影響 224
致謝 225
引用文獻(xiàn) 225
第10章　松軟沉積物群落 229
基本格局 229
松軟沉積中的入侵物種 236
松軟沉積物河口和草沼是入侵最為嚴(yán)重的海洋生境 236
外來種對(duì)松軟沉積物生境的影響可能更大 236
生境復(fù)雜度和松軟沉積物群落 238
松軟沉積物的非生物結(jié)構(gòu)和生物結(jié)構(gòu) 238
松軟沉積物作為理解結(jié)構(gòu)復(fù)雜度效應(yīng)的模型 239
人類活動(dòng)導(dǎo)致的生境復(fù)雜度喪失 241
松軟沉積物群落中的缺氧和富營養(yǎng)化 242
富營養(yǎng)化和底層水缺氧 242
缺氧對(duì)群落結(jié)構(gòu)和生物地球化學(xué)特性的即時(shí)與長期影響 243
微型底棲植物 244
結(jié)語 244
致謝 245
引用文獻(xiàn) 245
第11章　鹽沼群落 251
鹽沼生態(tài)學(xué)的歷史 252
鹽沼實(shí)驗(yàn)群落生態(tài)學(xué) 253
鹽沼群落生態(tài)學(xué)的進(jìn)展 255
鹽沼生物地理學(xué) 255
生物多樣性 256
人為影響 257
植食控制、營養(yǎng)級(jí)聯(lián)和鹽沼消亡 260
美國南部沼澤中的消費(fèi)者控制 261
食草動(dòng)物驅(qū)動(dòng)的美國北部鹽沼消亡 264
沼澤如何在人類影響沖擊下生存？ 266
鹽沼群落生態(tài)學(xué)將何去何從？ 267
致謝 267
引用文獻(xiàn) 267
第12章　海草床群落 271
海草床群落的相互作用網(wǎng)絡(luò)：一個(gè)概念框架 274
基礎(chǔ)種——海草 275
海草對(duì)環(huán)境與生物相互作用的影響 275
海草床種群數(shù)量動(dòng)態(tài)過程：群落水平上的后果 277
海草床群落過程的控制 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
捕食的間接影響：海草床生態(tài)系統(tǒng)中的營養(yǎng)級(jí)聯(lián) 282
海草床中的食草動(dòng)物多樣性和營養(yǎng)過程 284
海草床生態(tài)系統(tǒng)的功能與服務(wù) 284
對(duì)海草床生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力和營養(yǎng)傳遞的控制 284
海草床與其他生境在景觀水平上的相互作用 285
海草床對(duì)人類社會(huì)的重要性 286
人類對(duì)海草床生態(tài)系統(tǒng)的影響 286
海草床生態(tài)系統(tǒng)的變化 286
海草床的管理與恢復(fù) 290
結(jié)論與展望 290
全球景觀尺度上的海草床群落 291
海草床生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性與功能 291
變化世界中的海草床 291
致謝 292
引用文獻(xiàn) 292
第13章　珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)十年來的進(jìn)展 299
生物多樣性 299
珊瑚礁中有多少物種？ 299
物種多樣性的格局 300
生態(tài)相互作用 301
捕食與疾病 301
競爭作用 302
食草作用 302
正相互作用 303
食物網(wǎng)與營養(yǎng)級(jí)聯(lián) 304
群落的組合/分解規(guī)則 305
珊瑚礁的狀態(tài) 306
珊瑚礁衰減的局部原因 308
珊瑚礁衰減的全球性原因 309
多個(gè)應(yīng)激源之間的相互作用 310
相移、臨界點(diǎn)、替代狀態(tài)與滅絕 310
保護(hù)與管理的前景 310
致謝 311
引用文獻(xiàn) 311
第14章　海藻林群落：動(dòng)態(tài)格局、過程與反饋 315
一個(gè)重要海洋生物群系的演化和全球分布 315
多樣性、生物地理與演化 317
海藻林的全球分布：準(zhǔn)備階段 318
海藻林的組合與分解：全球與局部的生態(tài)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)力 319
大型海藻的生長與成林 319
海藻林的消亡：非生物與生物驅(qū)動(dòng)力 320
捕食作用：對(duì)海藻林的間接影響 324
營養(yǎng)級(jí)聯(lián)：以海藻林群落動(dòng)態(tài)為例的生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)理論 325
替代的穩(wěn)定狀態(tài)：生態(tài)系統(tǒng)的翻轉(zhuǎn)、鎖定與反饋 327
氣候變化與漁業(yè)的倍增效應(yīng) 329
其他類型的海藻林相移：局部應(yīng)激源與氣候變化的相互作用 332
結(jié)語 333
致謝 334
引用文獻(xiàn) 334
第15章　遠(yuǎn)洋生物群落 339
無邊無際的海洋的邊界 342
物理環(huán)境 342
溫度 342
層化 343
鋒面 344
上升流 344
渦旋 345
遠(yuǎn)洋生境與生產(chǎn)力單元的劃分 346
邊界劃分的方案 346
無界的物種 346
遠(yuǎn)洋生境中的格局與過程 348
物理和生物變量的斑塊分布和尺度 348
海底–水層耦合 349
基于體型大小的食物網(wǎng)結(jié)構(gòu) 349
物種多樣性與個(gè)體大小的梯度 350
遠(yuǎn)洋生物群落自上而下與自下而上的驅(qū)動(dòng)力 352
自下驅(qū)動(dòng)——自下而上的控制 352
自上驅(qū)動(dòng)——捕食作用 353
食物鏈穩(wěn)定性的環(huán)境依賴性 355
影響遠(yuǎn)洋生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的主要干擾 356
氣候變化 356
富營養(yǎng)化 357
對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的開發(fā)利用接近或超過極限 357
結(jié)論與展望 358
致謝 359
引用文獻(xiàn) 359
第16章　浮游植物群落 365
海洋浮游植物的主要分類群 366
浮游植物群落結(jié)構(gòu)與維持多樣性的基本原理 368
資源與捕食者對(duì)細(xì)胞大小和群落的共同約束 368
光照與養(yǎng)分可供性梯度 371
養(yǎng)分比與固氮 372
非平衡動(dòng)態(tài)變化 374
食物網(wǎng)的復(fù)雜性 376
全球變化 378
致謝 379
引用文獻(xiàn) 379
第17章　深海熱液生物群落 383
熱液口生境和棲息者 385
物種間相互作用研究的新進(jìn)展 387
物種間相互作用在極端物理生境中的作用是什么？ 387
受干擾斑塊化生境中的幼體擴(kuò)散與交換 388
幼體移動(dòng)足以完成在噴口間的擴(kuò)散嗎？ 389
熱液種群是開放式的還是封閉式的？ 390
定植和演替 392
集合群落的動(dòng)態(tài) 394
熱液生物群落的保護(hù) 396
致謝 397
引用文獻(xiàn) 398
第Ⅲ篇　保護(hù)
第18章　海洋生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)：從定量的角度 403
海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù) 403
海岸景觀生態(tài)生產(chǎn)力功能的空間變化 406
珊瑚礁收益的評(píng)價(jià) 408
為什么要定量化生態(tài)系統(tǒng)服務(wù) ? 409
評(píng)估權(quán)衡 409
評(píng)價(jià)累積影響 409
評(píng)估管理效率 410
海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)定量化與評(píng)價(jià)案例研究 412
泰國的紅樹林保護(hù)與養(yǎng)蝦業(yè)開發(fā)利用 412
美國路易斯安那州海岸恢復(fù)與保護(hù)總體規(guī)劃 413
加拿大不列顛哥倫比亞省基于生態(tài)系統(tǒng)的多種海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)規(guī)劃 415
建設(shè)彈性沿海社區(qū)的本地投資 416
未來的挑戰(zhàn) 417
量化生物多樣性在支撐海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)中的作用 417
評(píng)估海洋生態(tài)系統(tǒng)的彈性 419
科學(xué)聯(lián)系實(shí)踐 420
結(jié)語 420
致謝 421
引用文獻(xiàn) 421
第19章　氣候變化與海洋生物群落 425
什么是氣候變化？ 425
氣候變化對(duì)海洋物理和化學(xué)的影響 426
海水變暖 428
海洋酸化 429
氣候變化的生態(tài)影響 429
海水變暖對(duì)生物個(gè)體的影響：生態(tài)生理學(xué) 429
海水變暖對(duì)種群的影響 430
海洋酸化對(duì)個(gè)體和種群的影響 431
地理分布范圍及物候的變化 434
種群和物種水平上的影響：適應(yīng)與氣候馴化 437
種群和物種水平上的影響：滅絕 438
氣候變化在群落水平上的影響 439
海洋應(yīng)對(duì)氣候變化的對(duì)策 441
氣候變化與海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù) 442
結(jié)語 442
致謝 443
引用文獻(xiàn) 443
第20章　對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)的威脅：過度捕撈與生境退化 447
漁業(yè)的類型 448
捕魚對(duì)群落結(jié)構(gòu)的直接影響 451
豐度和生物量的變化 451
大小與年齡結(jié)構(gòu)的變化 452
物種構(gòu)成和多樣性的變化 452
滅絕風(fēng)險(xiǎn) 454
直接影響的總結(jié) 455
對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的間接影響 455
自上而下的作用和營養(yǎng)級(jí)聯(lián) 455
自下而上的影響 458
對(duì)生態(tài)系統(tǒng)功能的影響 459
間接影響的總結(jié) 459
生境喪失和轉(zhuǎn)變 459
漁業(yè)造成的生境干擾 460
其他形式的生境干擾 461
漁業(yè)對(duì)底棲生境的直接影響 461
其他生境退化活動(dòng)的影響 464
生境退化的間接影響 466
生境退化影響的總結(jié) 467
生境恢復(fù) 468
綜合：用生態(tài)系統(tǒng)方法進(jìn)行漁業(yè)管理 469
什么是過度捕撈？ 469
生態(tài)系統(tǒng)過度捕撈 470
管理的參考基準(zhǔn)點(diǎn) 470
對(duì)基于生態(tài)系統(tǒng)的漁業(yè)管理方法的總結(jié) 472
結(jié)論與展望 473
致謝 473
引用文獻(xiàn) 473
第21章　基于生態(tài)系統(tǒng)的海洋保護(hù)和管理方法 477
基于生態(tài)系統(tǒng)的管理 478
海洋保護(hù)區(qū) 478
海洋保護(hù)區(qū)科學(xué) 479
海洋保護(hù)區(qū)的實(shí)際應(yīng)用 481
海洋空間規(guī)劃 483
關(guān)鍵相關(guān)工具：累積效應(yīng)制圖 486
過去十年海洋保護(hù)和管理的主題 488
人類作為該系統(tǒng)的一部分（社會(huì)生態(tài)系統(tǒng)） 488
生態(tài)系統(tǒng)功能和動(dòng)態(tài) 488
支持多目標(biāo)管理的交叉學(xué)科 489
彈性 489
結(jié)論與展望 491
致謝 491
引用文獻(xiàn) 492
第22章　海洋恢復(fù)生態(tài)學(xué) 495
什么是恢復(fù)？ 495
種群層面的方法 497
生境層面的方法 499
鹽沼 500
海草床 503
牡蠣礁 504
珊瑚礁 506
紅樹林 506
景觀生態(tài)層面的方法 508
生態(tài)系統(tǒng)層面的恢復(fù) 508
海洋恢復(fù)中的社會(huì)經(jīng)濟(jì)考慮 510
結(jié)語 510
致謝 511
引用文獻(xiàn) 511
第23章　海洋保護(hù)與管理的未來 517
海洋保護(hù)和管理的歷史 517
新框架：海洋保護(hù)和管理中的新問題 518
海洋保護(hù)的前景與挑戰(zhàn) 519
超越單一物種的漁業(yè)管理 519
為就業(yè)保障與保護(hù)提出的漁業(yè)捕撈份額 521
超越海洋保護(hù)區(qū)：對(duì)累積效應(yīng)和陸—海相互作用的管理 522
生態(tài)系統(tǒng)指標(biāo)：跟蹤多目標(biāo)管理的進(jìn)展 524
恢復(fù)生態(tài)與經(jīng)濟(jì) 526
將氣候納入適應(yīng)和減災(zāi)規(guī)劃 527
對(duì)社會(huì)和生態(tài)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)動(dòng)態(tài)的考慮 528
對(duì)公共池塘資源的治理 529
多目標(biāo)管理的中等復(fù)雜度模型 531
生態(tài)標(biāo)簽和漁場認(rèn)證 533
在決策中使用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)信息 534
通過海產(chǎn)品改善糧食安全 536
交流的科學(xué)和藝術(shù) 538
下一代海洋保護(hù)科學(xué)家的機(jī)遇 538
致謝 540
引用文獻(xiàn) 540