《生态系统科学基础》
Fundamentals
of Ecosystem Science
作者：Kathleen C. Weathers, David L. Strayer, Gene E.
Likens
出版社：Academic Press
索书号：Q14/W362(2)/2021Y
ISBN：978-0128127629
生态系统简称ECO，是ecosystem的缩写，指在自然界的一定的空间内，生物与环境构成的统一整体，在这个统一整体中，生物与环境之间相互影响、相互制约，并在一定时期内处于相对稳定的动态平衡状态。生态系统的范围可大可小，相互交错，太阳系就是一个生态系统，太阳就像一台发动机，源源不断给太阳系提供能量。地球最大的生态系统是生物圈；最为复杂的生态系统是热带雨林生态系统，人类主要生活在以城市和农田为主的人工生态系统中。生态系统是开放系统，为了维系自身的稳定，生态系统需要不断输入能量，否则就有崩溃的危险；许多基础物质在生态系统中不断循环，其中碳循环与全球温室效应密切相关，生态系统是生态学领域的一个主要结构和功能单位，属于生态学研究的最高层次。生态系统由非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者组成。其中生产者为主要成分。不同的生态系统有:森林生态系统、草原生态系统、海洋生态系统、淡水生态系统(分为湖泊生态系统、池塘生态系统、河流生态系统等)、农田生态系统、冻原生态系统、湿地生态系统、城市生态系统。其中，无机环境是一个生态系统的基础，其条件的好坏直接决定生态系统的复杂程度和其中生物群落的丰富度；生物群落反作用于无机环境，生物群落在生态系统中既在适应环境，也在改变着周边环境的面貌，各种基础物质将生物群落与无机环境紧密联系在一起，而生物群落的初生演替甚至可以把一片荒凉的裸地变为水草丰美的绿洲。生态系统各个成分的紧密联系，这使生态系统成为具有一定功能的有机整体。
全球变化的发展过程总体上是线性的，进而表现出渐变的特征，而生态系统结构与功能的响应可能会以突变的形式发生。生态系统脆弱性则是对生态系统受到全球变化持续危害的范围或程度的一个度量。许多全球变化因子将导致生态系统恢复力下降，脆弱性增加，由于生态系统响应的非线性特征，当环境胁迫到达一定阈值时将导致生态系统崩溃、服务功能丧失。例如，气候变暖和富营养化的
协同作用导致湖泊蓝藻爆发，生态系统崩溃；过度捕捞和富营养化导致海草失控生长致使珊瑚礁灭亡；气候变暖和森林砍伐、火灾的多重压力导致热带森林恢复力显著降低等。因此，揭示生态系统全球变化对生态系统脆弱性的影响，预测和适应生态系统发生崩溃的风险显得尤为重要。
在多变的环境状况下，生态系统恢复力(简称恢复力)对维持理想的生态系统状态极为重要，是维持必要的生态系统服务所必须的，保持和提高生态系统恢复力是区域可持续发展的基础。受气候变化和人类活动等影响，全球生态系统发生了巨大变化，自然生态系统面积不断缩减、生物多样性急剧减少、生态系统生产力显著下降等导致了区域乃至全球生态系统恢复力的不断下降，成为制约生态系统可持续发展能力因素之一；人们逐渐意识到传统的科学方法不再生效，甚至问题更加严重。如何维持生态系统的稳定状态，最大限度地降低不确定性因素所造成的影响和损失，已引起学术界及社会各界的高度重视；尽管科技进步能够在一定程度上改善生态系统服务功能，但不能替代遵循生态系统恢复力变化规律，有序开发并调控人类活动对生态系统的扰动所带来的功效。生态系统恢复力理论为解决这些问题提供了思路，同时，也提供缓解生态系统状态转化的措施，是制定管理措施时要考虑的重要因素
这本书有六个主要部分。第1章介绍了生态系统的概念，探讨了这一概念的一些后果，描述了科学的知识工具，并简要回顾了这一年轻科学的历史。第2-9章为生态系统的研究奠定了基础，涵盖了生态系统科学的两个主要分支:能量学(第2-5章)和生物地球化学(第5-9章)。这些章节详细介绍了生态系统科学的核心内容——生态系统中能源和材料的运动和命运。在综合的第10-12章中，我们回顾了跨越生态系统科学多个研究领域的主要主题。这些章节的作者回顾了生态系统概念的力量和效用，时空异质性的作用，以及各种类型的控制在生态系统中的重要性。第13-18章通过六个案例研究，阐述了生态系统科学在识别和解决一系列环境问题方面的价值，将生态系统科学带入现实世界。这本书以第19章结尾，其中列出了一些未来的挑战和需求。
《生态系统科学基础》一书于2021年由Academic Press出版，作者是Kathleen C. Weathers, David L. Strayer, Gene E.
Likens。本书全面介绍了现代生态系统科学，涵盖陆地、淡水和海洋生态系统。生态系统科学现在被应用于解决广泛的环境问题。该更新版由专家撰写，涵盖了生态系统科学、生物地球化学和能量学的主要概念。 重要环境问题的案例研究为采用生态系统方法如何帮助解决重要的知识和实际问题提供了个人见解。这本书介绍了当代生态系统科学的内容、思想和主要发现。本书适用于刚开始学习生态学的研究生和高级的本科生，但它也应该对广泛的学术科学家和资源管理人员有用，甚至对寻求该领域介绍的热心的业余爱好者。
本书作为生态学的书籍，内容专业详实，语言浅显易懂，具有以下特点：
1、 语言精练，深入浅出。
2、每章都包含解决问题的练习，帮助读者进一步加深理解。
3、罗列专业词汇，大大方便了大家在阅读过程中对书中专业术语的认知。
4、本书提供了教学和学习资源，方便那些选择在课堂环境中的老师和学生使用。
本书目录
第一部分 介绍
1.
生态系统科学导论
第二部分 生态能量
2.
初级生产：生态系统的基础
3.
二次生产和消费者能量
4.
有机物分解
5.
微生物介导的氧化还原反应
第三部分 生物地球化学
6.
元素循环
7.
碳循环：全球生物化学的简要介绍
8.
氮循环
9.
磷循环
第四部分 合成
10.
重新审视生态系统概念，促进普遍性和理解的重要特征
11.
异源世界的生态系统研究
12.
生态系统结构的控制和功能
第五部分 案例研究
13.
溪流和他们的山谷
14.
莱姆病生态学
15.
了解水坝对生态系统的影响
16.
酸雨
17.
纳拉甘西特湾的营养不良
18.
从全球环境变化到可持续发展科学：墨西哥的雅基山谷生态生态系统研究
第六部分 我们
19.
生态系统科学：我们学科的持续变化
王昊宇 武汉大学生命科学学院 博士研究生