生態(tài)系統(tǒng)工程師

前言

本論文集的目的是表述關(guān)于可被列入“生態(tài)系統(tǒng)工程師”名單的物種的各種看法和一些研究。與許多在發(fā)展中的概念一樣，我們發(fā)現(xiàn)在文獻(xiàn)中，甚至我們自己對(duì)這個(gè)詞的意思與用法也不盡相同。出這么一本書的主意是由生態(tài)學(xué)分析與綜合國家中心（National Center for EcologicaI Analysis and Synthesis—NCEAS）為發(fā)展生態(tài)系統(tǒng)工程物種模型而組成的一個(gè)工作小組產(chǎn)生的。我們的會(huì)議討論可謂熱烈，并不時(shí)被有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)工程定義的辯論和是否某一物種的活動(dòng)可被認(rèn)為是工程行為的爭論而打斷。就連我們這個(gè)對(duì)此概念如此有興趣、僅有8人的小組都無法對(duì)定義達(dá)成共識(shí)，更不用說在不遠(yuǎn)的未來在更大的科學(xué)團(tuán)體中人們能對(duì)此看法一致。然而值得注意的是，我們所有這8個(gè)人都能在這個(gè)概念中找到可用之處。本書中，我們邀請(qǐng)其他作者貢獻(xiàn)他們對(duì)這個(gè)有爭議的概念的看法，希望這些看法及其應(yīng)用能促進(jìn)本領(lǐng)域的研究，并對(duì)這個(gè)概念進(jìn)行細(xì)化。由于這個(gè)問題的廣度，盡管像這類能廣邀不同領(lǐng)域的作者編寫而成的書也只可能提供表面上平衡的綜述。什么是生態(tài)系統(tǒng)工程師？在提出這個(gè)概念時(shí)，Jones等（1994，1997）描述了那些實(shí)際上改造、維護(hù)、制造了生境的物種。他們舉水獺作為一個(gè)典型例子：水獺造壩形成水泡子生境，改變了水流狀況。這個(gè)行為的一個(gè)關(guān)鍵特點(diǎn)是它不與消費(fèi)過程有直接聯(lián)系，即當(dāng)水獺啃食樹木的活組織時(shí)，這種消費(fèi)活動(dòng)并不直接導(dǎo)致水泡子的形成。這看來才是大多數(shù)關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)工程概念的辯論的發(fā)源點(diǎn)，即我們是否專注于生態(tài)系統(tǒng)工程的過程（如通過非食物營養(yǎng)的互動(dòng)而改造非生物環(huán)境），并定義這些活動(dòng)為生態(tài)系統(tǒng)工程，或是否專注于物種活動(dòng)的結(jié)果（如生境的產(chǎn)生而不管通過什么方式）。

內(nèi)容概要

生態(tài)系統(tǒng)工程的概念是以一種全新的方式來看待物種及其相互作用。它迫使生態(tài)學(xué)者們認(rèn)識(shí)到物種并非環(huán)境條件的被動(dòng)接受者，而是可以主動(dòng)地影響并改變環(huán)境的。此外，這一概念有希望為生理生態(tài)學(xué)、種群生態(tài)學(xué)、群落生態(tài)學(xué)，生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)和進(jìn)化生態(tài)學(xué)提供理性聯(lián)系。然而，此概念從一出現(xiàn)就產(chǎn)生爭執(zhí)，以致有人認(rèn)為它并未給生態(tài)學(xué)帶來新意。本書包括了這些辯論，并同時(shí)展示了生態(tài)系統(tǒng)工程方法作為理解生態(tài)與進(jìn)化關(guān)系的一種方式所具有的價(jià)值。    作為第一本專門針對(duì)生態(tài)系統(tǒng)工程師主題的著作，本書以生態(tài)系統(tǒng)工程師這一概念的形成歷史開篇，介紹了關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)工程不同的定義。這些不同的定義引起了激烈爭論，過去認(rèn)為的細(xì)小問題發(fā)展為今天的焦點(diǎn)問題，諸如基于結(jié)果的和基于過程的定義的價(jià)值。案例研究涵蓋了廣泛的物種及生境，包括地上與地下的，水生的與陸生的，現(xiàn)存的與古代的范例。這些研究案例可使讀者們懂得將物種界定為生態(tài)系統(tǒng)工程師，并用來構(gòu)造新的普適理論。對(duì)于所有的生態(tài)學(xué)家和環(huán)境工作者來說，本書的關(guān)鍵之處在于最后展示了如何了解和管理自然資源?！　亩x到理論到應(yīng)用，利用許多案例講解定義，促進(jìn)理論理解?！　?nèi)容平衡，結(jié)構(gòu)緊湊，寫作生動(dòng)，可讀性強(qiáng)?！　「髡鹿?jié)的圖、表、文獻(xiàn)引用非常規(guī)范，方便讀者查閱。    本書可作為研究生生態(tài)課程的參考書，對(duì)于從事生態(tài)學(xué)教學(xué)和研究的人員、生態(tài)學(xué)者和環(huán)境工作者均有非常重要的參考價(jià)值。

作者簡介

編者：(美國)Kim Cuddington (美國)James E.Byers (美國)William G.Wilson

書籍目錄

前言作者第一部分 生態(tài)系統(tǒng)工程的歷史和意義　第一章 生態(tài)系統(tǒng)物理工程概念的目的，意義及使用　　1.1 引言　　1.2 意義　　1.3 論普遍過程　　1.4 論影響程度與顯著性　　1.5 論用途　　1.6 論寬度與用法　　1.7 論基本觀點(diǎn)　　1.8 關(guān)于概念與理論的結(jié)束語　　致謝　　引用文獻(xiàn)　第二章 生態(tài)系統(tǒng)工程概念的歷史沿革　　2.1 引言　　2.2 土壤與沉積過程　　2.3 演替　　2.4 微氣候的改變，促進(jìn)和阻礙作用　　2.5 生境產(chǎn)生　　2.6 結(jié)論　　引用文獻(xiàn)　第三章 生態(tài)系統(tǒng)工程的新精神與新概念　　3.1 引言　　3.2 簡要?dú)v史回顧　　3.3 與關(guān)鍵種有關(guān)連嗎？　　3.4 生態(tài)系統(tǒng)工程有其獨(dú)特性嗎？　　3.5 關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)工程的爭論　　3.6 討論　　致謝　　引用文獻(xiàn)　第四章 生態(tài)系統(tǒng)工程：用途，內(nèi)容及過程第二部分 案例與應(yīng)用　第五章 蚯蚓在自我組織的土壤中是關(guān)鍵因子　　5.1 引言　　5.2 蚯蚓與其他生物對(duì)土壤限制條件的適應(yīng)：共生的能力　　5.3 作為自我組織系統(tǒng)的蚯蚓反應(yīng)圈（drilosphere）　　5.4 退化土壤中利用蚯蚓反應(yīng)圈來修復(fù)其生態(tài)系統(tǒng)功能　　5.5 結(jié)論　　引用文獻(xiàn)　第六章 微生境制造：建造保護(hù)所的昆蟲生態(tài)系統(tǒng)工程　　6.1 引言　　6.2 保護(hù)所與保護(hù)所建造者　　6.3 作為節(jié)肢動(dòng)物生境的葉片保護(hù)所　　6.4 節(jié)肢動(dòng)物群落的工程效應(yīng)　　6.5 展望　　致謝　　引用文獻(xiàn)　第七章 以莫邪菊（Carpobortus）為例談物種影響復(fù)雜性的研究　第八章 化石記錄中的生態(tài)系統(tǒng)工程：寒武紀(jì)的早期例證　第九章 與生物侵蝕海洋等足目動(dòng)物（isopods）相伴的生境改變　第十章 綜合：來自各個(gè)生態(tài)系統(tǒng)工程師案例的知識(shí)第三部分 理論與模型　第十一章 對(duì)環(huán)境改變的群落反應(yīng)：Lotka—Volterra群落理論的結(jié)果　第十二章 植物群落生態(tài)系統(tǒng)工程的模型研究　第十三章 平衡工程——環(huán)境等式：時(shí)下遺產(chǎn)　第十四章 生態(tài)系統(tǒng)工程理論的綜合第四部分 社會(huì)經(jīng)濟(jì)問題和解決方案　第十五章 恢復(fù)牡蠣礁及恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能　第十六章 經(jīng)營入侵的生態(tài)系統(tǒng)工程師：太平洋海灣區(qū)茅屬（Spartina）植物的案例　第十七章 以色列內(nèi)格夫的家畜和工程網(wǎng)絡(luò)：生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)營的應(yīng)用　第十八章 生態(tài)系統(tǒng)工程師與南加利福尼亞近岸太平洋島嶼土生物種經(jīng)營的復(fù)雜動(dòng)態(tài)過程　第十九章 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中生態(tài)系統(tǒng)工程師的多方面作用　第二十章 經(jīng)營與生態(tài)系統(tǒng)工程師：當(dāng)前的知識(shí)與未來的挑戰(zhàn)內(nèi)容索引

章節(jié)摘錄

插圖：ON COMBINING ENGINEERING PROCESS AND CONSEQUENCE Given a suitably broad construal of habitat encompassing all relevantabiotic aspects of place along with some biotic effect, process and con-sequence can be usefully combined into the recognition that physicalecosystem engineering is organismal, structurally mediated habitatchange, conforming to the definition of Jones et al. （1994, 1997a）. We think the definitions of ecosystem engineering process and con-sequence enhance the overall definition of physical ecosystem engineer-ing, helping provide clear criteria of demarcation as to what it is andwhat it is not. There is no fundamental change in either the intent ormeaning of the concept, hopefully just illumination. As we show later,this collectively informs expectations for effect magnitude and signifi-cance, and how to use the concept.ON "ECOSYSTEM" IN ECOSYSTEM ENGINEERING We will not go into the meaning of the word engineer. It is certainlyneither defined nor treated tautologically in the concept, and this issuehas been adequately discussed （Power 1997a, 1997b; Jones et al. 1997b;Wright and Jones 2006）. However, we will make a brief comment on"ecosystem" in ecosystem engineer. Some have construed the meaningas large scale or extensive. However, the meaning derives from Tansley（1935）. His definition of ecosystem was size independent. An ecosystemcan be large or small, but it is always a place with all the living and non-living interacting （Likens 1992, Pickett and Cadenasso 2002）. Thus here"ecosystem" refers to the biotic-abiotic-biotic interactions representingthe engineering process （biotic on abiotic） and consequence （abiotic onbiotic）. Certainly, some engineers can affect the functioning of largeareas （e.g., oyster reef influences on estuarine flows and sedimentation,Ruesink et al. 2005; tsunami attenuation by mangrove forests, Kathiresanand Rajendran 2005）, but they often have local effects （e.g., animalburrow, woodpecker hole, phytotelmata, birds nest）. So, although thespatial scale of engineering is an interesting and important topic （e.g.,see Hastings et al. 2007）, it is neither a defining feature of the concept,nor the meaning of the word ecosystem in the concept.

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