係統生態學導論 [Introduction to Systems Ecology] 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

內容簡介

　　《係統生態學導論》可能是一本介紹具有實際應用意義的生態係統理論的教科書，將幫助讀者理解生態係統是如何運作的，以及係統是如何對擾動産生響應的。《係統生態學導論》通過大量的實例和圖解來闡述如何運用理論來解釋觀測結果、開展定量計算以及進行預測。
　　在《係統生態學導論》中，作者Sven　Erik　Jorgensen在試圖將熱力學、生物化學、層級結構和網絡理論整閤為一個整體的係統生態學理論上邁齣瞭探索的第一步。《係統生態學導論》的第一部分介紹瞭熱力學定律和生物體的基本生物化學特性，以及這些定律和特性是如何約束生態係統的。當然，生態係統為瞭生長和發育也會設法突破這些約束，因此《係統生態學導論》的第二部分討論瞭確保生態係統得以生長、發育和生存的七條基本性質。
　　這本適時推齣的教科書也關注瞭係統生態學理論在綜閤環境管理上是如何應用的，尤其是在生態建模、生態工程以及選用閤適的生態指標進行生態係統健康評估等方麵。鑒於在上述領域依然有很大的提升空間，這也將鼓勵生態學傢發展齣一套更完善的、具有更廣泛應用價值的生態係統理論。

作者簡介

　　Sven　Erik　Jorgensen，是丹麥哥本哈根大學環境化學教授，葡萄牙科英布拉大學和坦桑尼亞達纍斯薩拉姆大學榮譽博士；自1975年《生態模型》（Ecological　Modelling）雜誌開辦之時起至2009年，擔任該雜誌主編。2004年，Jorgensen博士榮獲斯德哥爾摩水奬和普利高津奬等著名國際奬項，2005年被中國科學院評選為“愛因斯坦講席教授”，2007年榮獲帕斯卡奬並當選為歐洲科學院院士！Jorgensen教授迄今已撰寫論文約350篇，編著書籍64部，並應邀在全球各地開設生態模型、生態係統理論與生態工程講座及課程。

內頁插圖

目錄

第1章 係統生態學：一門生態學學科
1.1 什麼是係統生態學？
1.2 整體分析
1.3 本書提綱

第一部分 係統生態學的科學基礎
第2章　能量和物質的守恒
2.1 守恒定律
2.2 其他熱力學函數
2.3 李比希最小因子定律
2.4 生物積纍和生物放大
2.5 生態係統和生態圈中的循環
2.6 生態係統中的能量流動
本章小結
練習題/思考
第3章 生態係統：生長和發育
3.1 最大功率原理
3.2 體現能/能值
3.3 生態係統：一個生化反應器
3.4 對埃三極這一熱力學概念的技術和生態學解讀
3.5 生態埃三極和信息
本章小結
練習題/思考題
第4章 不可逆性和有序性熱力學第二、第三定律
4.1 開放係統
4.2 物理開放性
4.3 本體開放性
4.4 生態係統中的熱力學第二定律
4.5 應用於開放係統的熱力學第三定律
4.6 耗散結構和生態埃三極
4.7 如何計算有機物和生物體的埃三極？
4.8 為什麼生命係統有如此高的埃三極？
本章小結
練習題/思考題

第5章 生態係統的生物化學
5.1 生命係統的一個生物化學常識
5.2 嚮生物化學過程進化的第一步
5.3 原核細胞
5.4 真核生物
5.5 生命過程所需的溫度範圍
5.6 生命所需的自然條件
5.7 生態化學計量學
本章小結
練習題/思考題
第6章 生態係統生長與發育的熱力學錶達
6.1 引言
6.2 通過三種生長形式的熱力學錶達來描述生態係統發育
6.3 季節變化
6.4 新生態係統
本章小結
練習題/思考題
第7章 生態熱力學定律
7.1 引言：達爾文理論
7.2 生態熱力學定律
7.3 能夠用ELT解釋的基本生態學現象（規律）
7.4 結構動態模型
7.5 ELT與進化論之間的一緻性
本章小結
練習題/思考題

第二部分 生態係統的特性
第8章 生態係統是開放的係統
8.1 為什麼生態係統必須是開放的？
……

參考文獻
附錄
索引
譯後記

《地球生命的演化：從分子到全球尺度的生態學視野》 內容簡介 本書旨在為讀者提供一個宏大而深入的視角，審視地球生命體在數十億年間的演化曆程，重點關注生命係統如何與環境相互作用，並在不同尺度上構建和維持其結構與功能。我們不再僅僅關注特定物種的生存鬥爭，而是將生命視為一個跨越時間與空間的、復雜的、動態的係統。 全書圍繞生命係統的四個核心維度展開敘述：起源與基礎、結構與功能、交互與網絡、以及適應與變遷。 --- 第一部分：生命的起源與基礎的物理化學邊界 本部分深入探討瞭生命如何在地球早期環境中從無機物嚮有機物轉變，並最終形成第一個自我復製係統的過程。 1.1 原始地球的化學景觀與能量梯度 詳細解析瞭早期地球大氣、海洋的成分特徵，以及地質活動（如火山噴發、深海熱泉）所提供的能量驅動力。我們探討瞭生命起源的經典假說，如“原始湯”理論、深海熱液噴口模型，並重點分析瞭這些環境如何滿足生命所需的基本化學反應條件。 1.2 分子機器的誕生：從聚閤到復製 著重分析瞭構成生命體的基本單元——核酸、蛋白質、脂質——的化學閤成路徑。這部分內容將超越教科書式的分子結構描述，探討這些分子如何在物理約束下，自發地形成具有催化和信息存儲能力的聚閤體。我們研究瞭“RNA世界”假說中的關鍵證據，以及原始細胞膜（微囊泡）的形成機製，探討瞭如何界定“生命”的最小物理邊界。 1.3 能量流動的驅動力：代謝的初始形式 生命係統的核心在於能量的獲取與轉化。本章詳細考察瞭早期微生物可能采用的化能閤成路徑。我們區分瞭光閤作用齣現之前的異養和自養代謝模式，並討論瞭熱力學第二定律在生命係統內部如何被“局部逆轉”——即通過增加環境的熵來維持自身低熵狀態的機製。 --- 第二部分：結構與功能的湧現：從細胞到生物圈 生命係統一旦形成，便開始通過多層級的組織來應對復雜性。本部分關注生命結構如何通過物理法則的約束，湧現齣超越其組成部分的新功能。 2.1 細胞的架構與穩態的維持 細胞被視為一個最小的、具有邊界的開放係統。我們運用物理學原理分析細胞膜的滲透性、離子泵的運作效率，以及細胞骨架如何提供結構支撐和動力。重點討論瞭“穩態”（Homeostasis）在細胞層麵的體現：如何通過負反饋迴路來抵抗外部擾動，維持內部環境的動態平衡。 2.2 多細胞組織的形成與功能分化 探討瞭從單細胞到多細胞生物轉變的生態學驅動力（如捕食壓力、資源競爭）。本章分析瞭細胞間信號傳遞網絡的復雜性，以及組織和器官作為特定功能單元的齣現。我們引入瞭“層級組織理論”，解釋瞭為什麼生命傾嚮於以離散的、可識彆的層次結構進行組織。 2.3 宏觀生物體的形態發生與生長動力學 本章關注生物體的物理形態（Morphogenesis）是如何被基因、物理應力（如流體力學、重力）以及化學梯度共同塑造的。通過分析反應-擴散係統（如圖靈模式）的數學模型，我們揭示瞭看似隨機的生物形態背後隱藏的普適性物理規律。 --- 第三部分：交互與網絡：生態係統的連接性 生命不是孤立存在的，它們的生存依賴於復雜的、動態的相互作用網絡。本部分將焦點從單個生物體轉移到它們所處的群體和環境係統。 3.1 種群動態學的數學基礎 基於邏輯斯蒂增長模型（Logistic Growth）和捕食者-獵物模型（Lotka-Volterra），我們係統地分析瞭種群數量隨時間變化的內在動力學。關鍵在於理解密度的製約作用、延遲效應以及周期性振蕩的生態學意義。 3.2 群落結構與生物相互作用的拓撲分析 本章深入研究瞭不同物種間的相互作用：競爭、互利共生、寄生。我們使用網絡理論來描繪群落結構，分析物種間的連接密度、中心性以及冗餘度。探討瞭“關鍵物種”（Keystone Species）在維持網絡穩定性和功能多樣性中的決定性作用。 3.3 生物地球化學循環的耦閤 生物係統與地球的非生物係統（大氣、水圈、岩石圈）通過物質循環緊密耦閤。詳細分析瞭碳、氮、磷、硫等元素的全球循環路徑。特彆關注微生物在這些循環中的催化地位，以及人類活動如何通過改變這些循環的速率和路徑，對全球環境産生影響。 --- 第四部分：適應、演化與係統的長期穩定性 生命係統的最終特徵在於其能夠適應不斷變化的環境，並通過遺傳變異實現長期的演化。 4.1 演化的驅動力與適應的權衡 本章將自然選擇視為一種反饋機製，解釋瞭適應性性狀是如何在特定環境壓力下被篩選和固化的。我們強調“權衡”（Trade-offs）在生物學中的普遍性——任何優化都必然伴隨著其他方麵的損失，並探討瞭這種限製如何塑造瞭生命的多樣性。 4.2 基因流、突變與錶型可塑性 分析瞭遺傳變異的來源，並討論瞭基因流在不同種群間維持遺傳連接的重要性。同時，深入探討瞭“錶型可塑性”（Phenotypic Plasticity）——即在不改變基因型的情況下，生物體根據環境條件調整自身錶現型的能力——作為一種快速適應機製的重要性。 4.3 係統韌性與生態係統的崩潰閾值 本部分探討瞭復雜生態係統在麵對外部衝擊（如氣候變化、入侵物種）時的行為。我們引入瞭“係統韌性”（Resilience）的概念，即係統吸收擾動並恢復到原狀的能力。通過分析反饋迴路的增強與減弱，我們研究瞭係統何時會跨越臨界點，導緻不可逆的相變或功能崩潰。本書的結論部分將這些概念延伸至更廣泛的地球係統科學框架下，展望未來生命係統在快速變化的地球界麵上所麵臨的挑戰。