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生态学读书笔记

第一篇：生态学读书笔记《陆地生态系统生态学原理第三篇格局》读书笔记在本书第三篇中，作者分两章分别讲述了时间动态和景观异质性与生态系统动态。生态系统的波动包括年际变化和长期变化。在一年中所测得的生态系统过程很少能代表生态系统长期过程平均值。许多生态系统过程，例如食植动物或病原体的爆发，对气候年际变化和生态系统内部动态的波动很敏感。例如，同一个生态系统今年是碳源（碳源即是在碳循环中释放二氧化碳的库），下一年就可能变成了碳汇（即是在碳循环中吸收二氧化碳的库），也即是说同一生态系统今年是在释放二氧化碳，下一年就有可能变成吸收二氧化碳。一个特定营养级的生产量能从受食物限制变为受捕食者限制，例如在一个单一的食物链中，兔捕食草，鹰捕食兔，对于兔而言，兔属于第二营养级，他的生产量会受草的多少限制也可能从受草限制变为受鹰的多少限制。生态系统动态的一些年际变异反映了潜在的可预测过程，例如气候的周期变化。气候和生态系统建模中出现的一项挑战是：充分的理解气候波动，以预测或解释他们对生态系统过程中年际变化的影响。生态系统的内部变化也在生态系统过程中产生了巨大的年际波动。对于长期变化来说，现在的生态系统过程同时取决于目前的环境和过去的事件。遗留效应是以往事件的持续影响，他在广泛的事件尺度上影响着生态系统过程。例如加州海岸的北美红杉个体能生存数千年，在新生代第三纪时，它们占据了北美西北大部分暖湿环境。现在，它们的分布范围被限制在仅仅某些山谷地区，那里海岸的浓雾将夏天的干旱压力降至最低。如果只考虑目前的环境就不能够很好的理解这一现象。当前生态系统的过程也对最近发生的变化产生响应。如近几个世纪以来，欧洲大部分区域和北美东北部伐林造田，直至近期又恢复为森林。同样，当前环境的遗留效应将对未来生态系统的结构和机能执行产生很大的影响。干扰是造成生态系统的结构和机能长期波动的主要因素之一。干扰即是指影响种群、群落和生态系统结构以及造成资源可利用性和物理环境变化的、时空上相对独立的事件。干扰也可定义为平静的中断即对正常过程的打扰和妨碍。因干扰和正常功能之间的分界线在某种程度上是武断的，所以干扰必须在生态系统所经历的正常环境变异的范围内进行定义。许多自然干扰，如食植动物种群的爆发、倒木、火灾、飓风、冰川移动和火山爆发，通过减少活植物的生物量，或骤然改变土壤中有机质的循环来造成干扰。人类活动已经改变了许多自然干扰（例火灾和洪水）的频率和大小，并且已经产生了新类型的干扰，如大规模砍伐原木、采矿和战争。由于和环境梯度间的相互影响，自然与人类干扰在景观上产生了许多格局分化。在干扰之后，生态系统经历演替。演替是指资源供给中有生物驱动的变化所造成的，生态系统结构和机能执行上的定向改变。如果没有进一步的干扰，演替就会走向顶级，即演替的终点（在此演替顶级是指每一个演替系列都是由先锋阶段开始，经过不同的演替阶段，到达中生状态的最终演替阶段。关于演替顶级主要有三种理论，即单元顶级论、多元顶级论和顶级－格局假说。）。此时生态系统过程的结构和速率接近稳态，植物对资源的需求与资源的补给速率平衡。但实际上在演替到达顶级之前一般已发生了新的干扰。过去数十年及数个世纪中发生的演替，解释了生态系统间的许多局部变化。尽管气候、土壤以及外貌可以解释生态系统过程中广泛的全球性和局域性格局，干扰体系以及干扰后的演替过程则可以说明很多空间变化的局部格局。在演替的过程中，依据原来是否有植被将演替分为原生演替和次生演替。原生演替又称为初生演替，是指在一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替。如在沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替。次生演替则是指在原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体（如能发芽的地下茎）的地方发生的演替。如火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行的演替。植被长期演替的过程强烈地受到初始移植物种组成的影响，因为随着演替的进行，移植的机会随之下降。在许多森林中，所有的树种移植都发生在演替早期，演替中优势种的变化反映了在大小和生长速率上的物种差异。次生演替与原生演替的不同在于，干扰过后的生境很快就会有现存的先锋物种移植。它们可能从干扰后存活下来的根或茎萌生，或从土壤种子库中所埋藏的种子萌发。种子库是干扰事件发生前产生的种子所形成，在土壤中保持休眠直到干扰后形成的环境条件刺激其发芽。一个地点被先锋植物移植后，物种组成就发生了变化。次生演替过程可以在利用营养水平不同的土壤中开始。当初始的可利用营养较丰富时，演替早期物种有较高的生长速率，由较高的光合作用和营养元素摄取速率来支持。随着演替的进行，物种的优势度会发生缓慢的变化，那些资源需求较低、生长较缓慢的物种逐渐占据优势。在原生演替和次生演替的干扰特征间存在一个连