生物學與生活(第10版)(修訂版)
作 者:(美)特麗莎·奧德斯克,(美)布魯斯·E.布耶斯
出 版 社:電子工業出版社
出版日期:2023年08月01日
頁 數:496
裝 幀:平裝
ISBN:9787121460364
內容介紹
生物學是自然科學的一個門類，是研究生物的結構、功能、發生和發展的規律，以及生物與周圍環境的關係等的科學。本書是生物學的簡介性圖書，全書透過結合身邊的具體實例，介紹了細胞、遺傳、演化與生物多樣性、行為和生態等內容。本書的特點是，詳細介紹了與人類生活密切相關的生物學問題。在人類作為地球主宰目空一切、為解決食物而日益關注基因改造的今天，了解生物學及物種多樣性，對人與自然共存具有重要的現實意義。本書結合人類生活，透過豐富的圖表，為我們解答了生物學的研究意義及生物學對人類自身的影響，可作為高等學校相關專業學生的教材，也可供相關人員自學或作為高中學生的科普讀物。
作者介紹
Teresa Audesirk，南加州大學海洋生態學博士，華盛頓大學海洋實驗室博士後，丹佛大學生物學榮譽教授，主講「生物學導論」和「神經生物學」兩門課程，主要研究方向為環境中低濃度污染物對神經元的危害及雌激素對神經元的保護作用機制，現已退休。
目錄
第1章 緒論 1
1．1 什麼是生命 2
1．1．1 生物需要物質和能量以維持生存 2
1．1．2 生物需要複雜的調節機制來維持自身的生存 3
1．1．3 面對刺激，生物會有所應對和保護自己 3
1．1．4 生物會生長 4
1．1．5 生物會繁衍後代 4
1．1．6 生物都有進化的能力 5
1．2 什麼是進化 5
1．2．1 生物演化的三個步驟 5
1．3 科學家是如何進行生物學研究的 7
1．3．1 生物學研究的多個層面 7
1．3．2 生物學家依生物在演化過程中的親緣關係對其分類 8
1．4 什麼是科學 11
1．4．1 科學基於以下公理：一切自然事件皆有起因 11
1．4．2 科學研究需要大量科學方法作為工具 11
1．4．3 生物家用對照實驗來驗證假說 11
1．4．4 生物理論經過嚴密的驗證 12
1．4．5 科學是一種人類活動 13
複習題 14
第一篇 細胞是生命體的基本單位
第2章 原子、分子與生命 16
2．1 什麼是原子 17
2．1．1 原子是元素的基本結構單位 17
2．1．2 原子由較小的粒子構成 17
2．1．3 元素用原子序來定義 18
2．1．4 同位素是質子數相同但中子數不同的同種元素 18
2．1．5 原子核和電子在原子中相互依存 18
2．2 原子是如何相互作用而形成分子的 20
2．2．1 原子形成分子以填補外層電子層的空缺 20
2．2．2 原子之間依賴化學鍵形成分子 20
2．2．3 離子之間可以形成離子鍵 20
2．2．4 原子之間共享電子而形成共價鍵 21
2．2．5 原子間透過共價鍵形成極性分子或非極性分子 21
2．2．6 氫鍵是特定極性分子間的引力 22
2．3 為什麼水對生命如此重要 23
2．3．1 水分子之間相互吸引 23
2．3．2 水分子可與其他生物大分子相互作用 23
2．3．3 水起到維持溫度恆定的作用 24
2．3．4 水可以形成冰 25
2．3．5 水溶液可以是酸性、鹼性或中性 25
複習題 27
第3章 生物大分子 28
3．1 為什麼碳元素在生物大分子中至關重要 29
3．1．1 複雜多樣的有機物分子由碳原子之間形成的化學鍵決定 29
3．2 有機物分子是如何形成的 30
3．2．1 聚合物經由脫水縮合而形成、經由水解分解 30
3．3 什麼是碳水化合物 31
3．3．1 不同的單醣具有相同的分子式和不同的結構 31
3．3．2 二糖是兩個單醣經由脫水縮合連接形成的 32
3．3．3 多醣是由多個單醣結合而成的鏈狀結構 33
3．4 什麼是脂類 35
3．4．1 油脂、脂肪和蠟是僅含碳、氫和氧三種元素的脂類 35
3．4．2 磷脂類含有親水的頭基團和疏水的尾部基團 36
3．4．3 固醇類含有4個稠合的碳環 37
3．5 什麼是蛋白質 37
3．5．1 蛋白質由胺基酸長鏈構成 38
3．5．2 胺基酸經由脫水縮合形成蛋白質 38
3．5．3 蛋白質可以形成多達四級的結構 38
3．5．4 蛋白質的功能與其三維立體結構相關 40
3．6 什麼是核苷酸、什麼是核酸 41
3．6．1 核苷酸作為儲存能量的載體、胞內訊號傳導的信使 41
3．6．2 DNA和RNA都是核酸 41
複習題 42
第4章 細胞的結構與功能 43
4．1 什麼是細胞學說 44
4．2 細胞的基本特性是什麼 44
4．2．1 所有細胞都具有共同的特徵 45
4．2．2 細胞分為兩種基本類型：原核細胞和真核細胞 47
4．3 真核細胞的主要特徵是什麼 48
4．3．1 有些真核細胞需要依賴細胞壁來支撐細胞結構 48
4．3．2 細胞骨架維持細胞形態、支撐細胞結構及調控細胞運動 48
4．3．3 鞭毛和纖毛使細胞沿著液體的流向運動，或使液體流過細胞表面 49
4．3．4 含有DNA的細胞核是真核細胞的控制中心 50
4．3．5 真核細胞的細胞質中的膜結構形成細胞中的內膜系統 52
4．3．6 液泡的功能多種多樣，包括調節水分、儲存物質和支撐細胞結構 55
4．3．7 粒線體從食物分子中提取能量，葉綠體直接捕獲太陽能 56
4．3．8 植物利用質體來儲存某些物質 57
4．4 原核細胞的主要特徵是什麼 58
4．4．1 原核細胞具有特殊的表面特徵 59
4．4．2 原核細胞比真核細胞具有較少的特化細胞質結構 59
複習題 59
第5章 細胞膜的結構與功能 61
5．1 細胞膜的結構是如何與其功能相關的 62
5．1．1 細胞膜是流動鑲嵌結構，蛋白質在脂質分子層內移動 62
5．1．2 磷脂雙層隔離細胞的內容物與外界 63
5．1．3 多種蛋白質在細胞膜上形成鑲嵌圖案 64
5．2 物質是如何通過細胞膜的 65
5．2．1 梯度使流體中的分子產生擴散現象 65
5．2．2 跨膜運輸包括被動運輸和耗能運輸 65
5．2．3 被動運輸包括簡單擴散、協助擴散和滲透 66
5．2．4 耗能運輸包括主動運輸、內吞及胞吐 69
5．2．5 跨膜的物質交換會影響細胞的大小和形狀 72
5．3 特化的連結是如何使細胞連結與溝通的 72
5．3．1 橋粒將細胞黏附在一起 72
5．3．2 緊密連接使細胞黏附滴水不漏 73
5．3．3 間隙連接和胞間連絲使細胞之間可以直接交流 73
複習題 74
第6章 細胞中的能量流動 75
6．1 什麼是能量 76
6．1．1 熱力學定律描述了能量的基本特徵 76
6．1．2 生物利用太陽能為生命創造低熵的環境 77
6．2 能量在化學反應中是如何轉化的 77
6．2．1 放能反應釋放能量 78
6．2．2 吸能反應需要吸收能量 78
6．3 能量在細胞中是如何轉運的 79
6．3．1 ATP和電子載體是細胞內的載能分子 79
6．3．2 偶合反應聯繫放能反應與吸能反應 80
6．4 酵素是如何催化生物化學反應的 80
6．4．1 催化劑降低啟動反應所需的能量 80
6．4．2 酵素是生物催化劑 81
6．5 生物酵素是如何調節的 82
6．5．1 細胞透過控制生物酵素的合成和活化來調節代謝途徑 83
6．5．2 有毒物質、藥物和環境因素都會影響酵素的活性 85
複習題 87
第7章 光合作用 88
7．1 什麼是光合作用 89
7．1．1 葉片和葉片中的葉綠素是光合作用的必備條件 89
7．1．2 光合作用由光反應和卡爾文循環組成 90
7．2 光反應階段：光能如何轉化為化學能的 91
7．2．1 捕獲光能的是葉綠體中的色素 91
7．2．2 光反應階段發生在基粒的膜結構上 92
7．3 卡爾文循環：化學能如何儲存在醣類分子中的 95
7．3．1 卡爾文循環捕獲二氧化碳 95
7．3．2 卡爾文循環固定的碳元素用來合成葡萄糖 96
複習題 97
第8章 糖解作用與細胞呼吸作用 98
8．1 細胞是如何獲得能量的 99
8．1．1 光合作用所產生的能量是細胞能量的最終來源 99
8．1．2 葡萄糖是主要的儲能分子 100
8．2 什麼是糖解作用 100
8．3 什麼是細胞的呼吸作用 101
8．3．1 丙酮酸分解 101
8．3．2 電子沿著電子傳遞鏈傳遞 102
8．3．3 化學滲透作用形成ATP 102
8．3．4 細胞的呼吸作用可從多種分子中獲取能量 104
8．4 發酵是如何發生的 104
8．4．1 細胞在無氧環境下透過發酵作用循環利用NAD+ 104
8．4．2 有些細胞透過發酵作用將丙酮酸分解為乳酸 104
8．4．3 有些細胞透過發酵作用將丙酮酸轉化為乙醇和二氧化碳 105
複習題 106
第二篇 遺 傳
第9章 生命的延續：細胞增生 108
9．1 細胞為什麼會分裂 109
9．1．1 細胞分裂將遺傳訊息傳遞給每個子代細胞 109
9．1．2 細胞分裂是生長和發育所必需的 110
9．1．3 細胞分裂是有性繁殖和無性繁殖所必需的 110
9．2 什麼是原核細胞的細胞週期 111
9．3 真核細胞的DNA分子是如何排列的 112
9．3．1 真核細胞的染色體由一條線性DNA雙螺旋分子及其上連接的蛋白質所構成 113
9．3．2 基因是染色體上的DNA片段 113
9．3．3 複製後的一對染色體在細胞分裂時分開 114
9．3．4 真核細胞的染色體通常成對出現且包含相同的遺傳訊息 114
9．4 真核細胞的細胞週期是如何發生的 116
9．4．1 真核細胞的細胞週期包括分裂間期和有絲分裂期 116
9．5 細胞如何透過有絲分裂生成遺傳背景完全相同的兩個子代細胞 117
9．5．1 有絲分裂前期 117
9．5．2 有絲分裂中期 119
9．5．3 有絲分裂後期 119
9．5．4 有絲分裂末期 119
9．5．5 細胞質分裂 119
9．6 細胞週期是如何調節的 120
9．6．1 特定蛋白質的活化與失活推動細胞週期進程 120
9．6．2 細胞週期檢查點調節細胞週期的進程 121
9．7 為什麼如此多的生物會透過有性生殖進行繁殖 122
9．7．1 有性生殖產生的後代可以結合兩個親代的等位基因 122
9．8 減數分裂是如何產生單倍體細胞的 122
9．8．1 減數第一次分裂 123
9．8．2 減數第二次分裂 126
9．9 真核細胞生命週期中的有絲分裂和減數分裂何時發生 126
9．9．1 處於二倍體生命週期的生物的大多數細胞處於二倍體狀態 127
9．9．2 處於單倍體生命週期的生物的大多數細胞處於單倍體狀態 127
9．9．3 在世代交替的生命週期中存在二倍體多細胞階段和單倍體多細胞階段 127
9．10 生物如何透過減數分裂和有性生殖產生基因多態性 129
9．10．1 同源染色體的隨機分離創造新的染色體組合 129
9．10．2 交換創造具有新基因組合的染色體 129
9．10．3 配子的融合增加了子代基因的多樣性 129
複習題 130
第10章 遺傳方式 131
10．1 遺傳的物質基礎是什麼 132
10．1．1 基因是染色體特定區域的核苷酸序列 132
10．1．2 基因突變是等位基因的來源 132
10．1．3 生物的一對等位基因可能相同也可能不同 132
10．2 遺傳法則是如何被發現的 132
10．2．1 做對的事是孟德爾成功的秘訣 133
10．3 單一性狀是如何遺傳的 133
10．3．1 同源染色體上顯性和隱性基因的遺傳可解釋孟德爾雜交實驗的結果 134
10．3．2 簡單的遺傳統計可以預測後代的基因型和表現型 136
10．3．3 孟德爾的假說可用來預測新的單性狀雜交的結果 137
10．4 多個性狀是如何遺傳的 138
10．4．1 孟德爾認為性狀是獨立遺傳的 138
10．4．2 生不逢時的天才被埋沒 139
10．5 孟德爾遺傳規則對所有的性狀都適用嗎 140
10．5．1 在不完全顯性的情況下，雜合子的表現型介於兩種純合子之間 140
10．5．2 一個基因可能有多個等位基因 141
10．5．3 很多性狀受幾個基因的影響 142
10．5．4 單一基因對表現型可能有許多影響 143
10．5．5 環境影響基因的表達 143
10．6 同一染色體上的基因是如何遺傳的 143
10．6．1 同一條染色體上的基因傾向共同遺傳給下一代 143
10．6．2 交換產生新的連鎖等位基因組合 144
10．7 性別及與其相關的性狀是如何遺傳的 145
10．7．1 哺乳動物後代的性別由精子中的性染色體決定 145
10．7．2 與性別相關的基因僅在X或Y染色體上有 145
10．8 人類的遺傳缺陷是如何遺傳的 147
10．8．1 有些人類遺傳疾病由單一基因控制 148
10．8．2 有些人類遺傳疾病是由染色體數量異常所導致的 150
複習題 153
第11章 DNA：遺傳分子 154
11．1 科學家是如何發現基因由DNA組成的 155
11．1．1 細菌轉化實驗揭示了基因和DNA之間的關係 155
11．1．2 轉化分子就是DNA 156
11．2 DNA的結構是怎樣的 156
第30章 保護地球的生物多樣性 464
30．1 什麼是生物保育學 465
30．2 為什麼生物多樣性很重要 465
30．2．1 生態系服務是生物多樣性的實際用途 465
30．2．2 生態經濟學試圖估量生態系服務的價值 467
30．2．3 生物多樣性支持生態系功能 468
30．3 地球的生物多樣性正在減少嗎 468
30．3．1 物種滅絕是一個自然過程 469
30．4 生物多樣性面臨的主要威脅是什麼 469
30．4．1 人類生態足跡超過了地球的資源 469
30．4．2 人類活動直接威脅生物多樣性 470
30．5 生物保護學是如何保護生物多樣性的 473
30．5．1 保護棲息地對保護生物多樣性至關重要 473
30．6 環境永續發展為何對人類未來至關重要 475
30．6．1 永續發展促進生態和人類長遠福祉 475
30．6．2 地球的未來在你手中 477
海洋學與生活(第13版)
作 者:(美)阿蘭·P.特魯希略,(美)哈羅德·V.瑟曼 著
出 版 社:電子工業出版社
出版日期:2021年09月01日
頁 數:568
裝 幀:平裝
ISBN:9787121417726
編輯推薦
每章開始有主要學習內容，每節結束有課堂小測驗，每章結束有主要內容回顧，中間穿插了大量插圖、表格、常見問題、科學過程、深入學習、生物特徵、簡要回顧、思考題、討論等特色內容。
內容介紹
本書是海洋學領域的暢銷書籍之一，全書從各種科學領域（地質學、物理學、化學和生物學）的知識寶庫中提煉出了與海洋相關的一些基礎科學知識，透過通俗易懂的語言和精美的圖片，將海洋學帶入人們的日常生活。全書共16 章，主要內容包括地球簡介，板塊構造和洋底，海洋地形單元，海洋沉積物，水和海水，海氣相互作用，海洋環流，海浪和水動力學，潮汐，海灘、海濱線過程和近岸海洋，海洋污染，海洋生命和海洋環境，生物生產力和能量傳遞，水層環境中的動物，底棲環境中的動物，底棲環境變化等。本書的設計編排獨具一格，每章開始有主要學習內容，每節結束有課堂小測驗，每章結束有主要內容回顧，中間穿插了大量插圖、表格、常見問題、科學過程、深入學習、生物特徵、簡要回顧、思考題、討論等特色內容。
作者介紹
Alan P. Trujillo（阿蘭P. 特魯希略），美國加州聖馬科斯市帕洛瑪學院地球、太空與環境科學系資深教授，加州大學戴維斯分校地質學學士，北亞利桑那大學地質學碩士。畢業後，在工業領域歷練了多年，1990 年任教於帕洛瑪學院，1997 年獲得帕洛瑪學院傑出教學獎，2005 年獲得帕洛瑪學院傑出研究獎，曾與他人合著《海洋學基礎》和《地球與地球科學》等教材。
目錄
第1章 地球簡介 1
1.1 地球上的海洋為何 2
1.1.1 地球上的神奇海洋 3
1.1.2 地球上有多少海洋 4
1.1.3 四大洋及南大洋 4
1.1.4 海與洋 5
1.1.5 海洋與大陸 6
1.2 人類早期如何探測海洋？ 8
1.2.1 早期歷史 8
1.2.2 中世紀 10
1.2.3 歐洲的發現時代 11
1.2.4 海洋科考的萌芽 13
1.2.5 海洋學史 14
1.3 海洋學包括哪些科學領域？ 14
1.4 什麼是科學過程？科學探究的本質是什麼？ 15
1.4.1 觀察 16
1.4.2 假設 16
1.4.3 實驗 17
1.4.4 理論 17
1.4.5 理論與真理 18
1.5 地球和太陽係是如何形成的？ 19
1.5.1 星雲假說 20
1.5.2 原始地球 21
1.5.3 密度與密度分層 21
1.5.4 地球內部結構 22
1.6 地球上的大氣和海洋是如何形成的？ 26
1.6.1 地球大氣的起源 26
1.6.2 地球海洋的起源 26
1.7 海洋是地球生命的搖籃嗎？ 27
1.7.1 氧氣對生命的重要性 28
1.7.2 史丹利?米勒實驗 28
1.7.3 生物演化與自然選擇 30
1.7.4 植物和動物的演化 31
1.8 地球的年齡有多大？ 34
1.8.1 放射性定年法 34
1.8.2 地質年代表 34
主要內容回顧 35
第2章 板塊構造與洋底 38
2.1 支持大陸漂移的證據有哪些？ 39
2.1.1 檢驗觀點：岩石序列與山脈序列的匹配 41
2.1.2 更多觀察：冰期及其他氣候證據 42
2.1.3 化石證據：生物分佈 43
2.1.4 反對的聲音 43
2.2 板塊構造理論源自哪些觀測研究？ 44
2.2.1 地球磁場與古地磁 44
2.2.2 海底擴張與海盆地貌特徵 49
2.2.3 其他海洋盆地證據 51
2.2.4 透過衛星探測板塊運動 54
2.2.5 理論獲得認可 54
2.3 板塊邊界存在哪些地形特徵？ 55
2.3.1 離散型邊界的地形特徵 56
2.3.2 匯聚型邊界的地形特徵 60
2.3.3 轉換型邊界的地形特徵 64
2.4 測試模型：板塊構造能解釋海洋和陸地的其他地形特徵嗎？ 65
2.4.1 熱點與地函柱 66
2.4.2 海山和海底平頂山 68
2.4.3 珊瑚礁分佈 69
2.5 地球過去經歷了哪些變化，未來又會怎麼樣？ 70
2.5.1 過去：古地理學 70
2.5.2 未來：大膽預測 71
2.5.3 預測模型：威爾遜旋迴 72
主要內容回顧 73
第3章 海洋地形單元 75
3.1 海洋測深技術有哪些？ 76
3.1.1 探空測深 76
3.1.2 迴聲測深 77
3.1.3 利用衛星從空中描繪海洋特徵 79
3.1.4 地震反射剖面 80
3.2 大陸邊緣存在哪些地形特徵？ 82
3.2.1 被動型大陸邊緣與主動型大陸邊緣 82
3.2.2 大陸棚 83
3.2.3 大陸坡 84
3.2.4 海底峽谷和濁流 85
3.2.5 大陸隆 86
3.3 深海盆地存在哪些地形特徵？ 87
3.3.1 深海平原 88
3.3.2 深海平原的火山峰 89
3.3.3 海溝和火山弧 90
3.4 洋中脊存在哪些地形特徵？ 91
3.4.1 火山地形特徵 92
3.4.2 熱液噴口 93
3.4.3 斷層帶與轉換斷層 96
3.4.4 海洋島嶼 98
主要內容回顧 98
第4章 海洋沉積物 100
4.1 海洋沉積物如何採集？揭示了哪些歷史事件？ 102
4.1.1 海洋沉積物的採集過程 102
4.1.2 海洋沉積物所揭示的環境條件 104
4.1.3 古海洋學 105
4.2 成岩沉積物具有哪些特徵？ 105
4.2.1 成岩沉積物的成因 105
4.2.2 成岩沉積物的成分 107
4.2.3 成岩沉積物的結構 108
4.2.4 成岩沉積物的分佈 109
4.3 生物沉積物具有哪些特徵？ 110
4.3.1 生物沉積物的成因 110
4.3.2 生物沉積物的成分 110
4.3.3 生物沉積物的分佈 114
4.4 水生沉積物具有哪些特徵？ 118
4.4.1 水生沉積物的成因 119
4.4.2 水生沉積物的成分和分佈 119
4.5 宇宙沉積物具有哪些特徵？ 121
4.5.1 宇宙沉積物的成因、成分與分佈 121
4.6 遠洋沉積及淺海沉積如何分佈？ 123
4.6.1 海洋沉積混合物 123
4.6.2 淺海沉積 124
4.6.3 遠洋沉積 124
4.6.4 海底沉積物能否反映表層海水狀況？ 125
4.6.5 全球海洋沉積物的厚度 126
4.7 海洋沉積物能夠提供哪些資源？ 127
4.7.1 能源資源 127
4.7.2 其他資源 129
主要內容回顧 131
第5章 水和海水 133
5.1 為什麼水的化學性質如此獨特？ 134
5.1.1 原子結構 134
5.1.2 水分子 135
5.2 水有哪些重要物理性質？ 137
5.2.1 熱性質 137
5.2.2 密度 143
5.3 海水為什麼是鹹的？ 144
5.3.1 鹽度 145
5.3.2 鹽度測定 146
5.3.3 純水與海水之比較 148
5.4 為什麼海水鹽度會有變化？ 149
5.4.1 鹽度變化 150
5.4.2 影響海水鹽度的過程 150
5.4.3 海水中溶解組分的增減 153
5.5 海水鹽度在表層如何改變？隨深度如何變化？ 154
5.5.1 表層海水的鹽度變化 154
5.5.2 鹽度隨深度變化 155
5.5.3 鹽度躍層 156
5.6 海水密度隨深度如何變化？ 157
5.6.1 影響海水密度的因素 157
5.6.2 溫度和密度隨深度變化 157
5.6.3 溫度躍層和密度躍層 159
5.7 海水是酸性的還是鹼性的？ 160
5.7.1 pH標度 160
5.7.2 碳酸鹽緩衝系統 161
5.8 海洋中碳和氧分佈的控制因素有哪些？ 162
5.8.1 海洋中二氧化碳的溶解度及分佈 162
5.8.2 海洋中溶氧的溶解度及分佈 163
5.8.3 海洋中的溶解碳和溶氧量如何影響氣候？ 164
主要內容回顧 165
第6章 海氣相互作用 167
6.1 引發地球上的太陽輻射變化的原因是什麼？ 168
6.1.1 地球為何存在季節變化？ 169
6.1.2 緯度如何影響太陽輻射的分佈 170
6.1.3 海洋熱流 171
6.2 大氣的物理性質有哪些？ 172
6.2.1 大氣的組成成分 173
6.2.2 大氣的溫度變化 173
6.2.3 大氣的密度變化 173
6.2.4 大氣中的水蒸氣含量 174
6.2.5 大氣壓力 174
6.2.6 大氣運動 175
6.2.7 舉例說明：不自轉的地球 175
6.3 科氏效應如何影響運動物體？ 176
6.3.1 教學案例1：旋轉木馬的透視圖與參考系 176
6.3.2 教學案例2：兩枚飛彈的故事 178
6.3.3 科氏效應隨緯度而改變 179
6.4 全球大氣環流模式有哪些？ 179
6.4.1 環流圈 180
6.4.2 氣壓 180
6.4.3 風帶 181
6.4.4 邊界 181
6.4.5 環流圈：理想或真實？ 182
6.5 海洋如何影響全球天氣現象與氣候模式？ 184
6.5.1 天氣與氣候 184
6.5.2 風 185
6.5.3 風暴與鋒面 186
6.5.4 熱帶氣旋（颶風） 188
6.5.5 海洋氣候模式 196
6.6 風能是否能夠作為能源加以利用？ 198
主要內容回顧 199
第7章 海洋環流 201
7.1 如何測量海流？ 202
7.1.1 表層流的測量 202
7.1.2 深層流的測量 204
7.2 海洋表層流的成因及其組織方式為何？ 206
7.2.1 表層流的成因 206
7.2.2 海洋表層環流的主要組成 206
7.2.3 海洋表層環流的其他影響因素 209
7.2.4 海流與氣候 213
7.3 上升流和下沉流是如何形成的？ 214
7.3.1 表層水輻散 214
7.3.2 表層水輻合 215
7.3.3 沿岸上升流與沿岸下沉流 215
7.3.4 上升流的其他成因 216
7.4 各海洋盆地存在哪些主要表層環流模式？ 217
7.4.1 南極環流 217
7.4.2 大西洋環流 218
7.4.3 印度洋環流 222
7.4.4 太平洋環流 224
7.5 海冰和冰山是如何形成的？ 233
7.5.1 海冰的形成 233
7.5.2 冰山的形成 235
7.6 深海海流是如何形成的？ 236
7.6.1 溫鹽環流的成因 237
7.6.2 深層水的來源 237
7.6.3 全球深水環流 238
7.7 海流所產生的能量是否能作為能量？ 240
主要內容回顧 241
第8章 海浪與水動力學 243
8.1 海浪是如何生成及傳播的？ 244
8.1.1 擾動生成海浪 244
8.1.2 波浪運動 245
8.2 海浪具有哪些特徵？ 247
8.2.1 海浪術語 247
8.2.2 圓形軌道運動 248
8.2.3 深水波 249
8.2.4 淺水波 250
8.2.5 過渡波 250
8.3 風生浪是如何發展的？ 251
8.3.1 海浪的發育 251
8.3.2 干涉模式 256
8.3.3 瘋狗浪 257
8.4 碎浪帶中的海浪如何改變？ 259
8.4.1 海浪接近海濱時的物理變化 259
8.4.2 破碎波與衝浪運動 260
8.4.3 海浪折射 260
8.4.4 海浪反射 262
8.5 海嘯是如何形成的？ 264
8.5.1 海岸的影響 266
8.5.2 海嘯的歷史及近期實例 266
8.5.3 海嘯預警系統 270
8.6 海浪能量是否能夠作為能源？ 273
8.6.1 海浪發電廠和海浪農場 273
8.6.2 全球海岸沿線的海浪能量資源 274
主要內容回顧 275
第9章 潮汐 277
9.1 海洋潮汐是如何形成的？ 278
9.1.1 引潮力 278
9.1.2 潮汐隆起：月球的影響 283
9.1.3 潮汐隆起：太陽的影響 284
9.1.4 地球自轉與潮汐 284
9.2 潮汐在月潮週期內如何變化？ 285
9.2.1 月潮週期 285
9.2.2 複雜因素 287
9.2.3 理想潮汐預測 289
9.3 海洋中的潮汐是什麼樣的？ 290
9.3.1 無潮點和同潮線 291
9.3.2 大陸的影響 292
9.3.3 其他影響因素 292
9.4 潮汐形態有哪些類型？ 292
9.4.1 全日潮形態 293
9.4.2 半日潮形態 293
9.4.3 混合潮形態 294
9.5 沿海地區有哪些潮汐現象？ 295
9.5.1 潮汐的極端案例：芬迪灣 295
9.5.2 沿海潮流 296
9.5.3 漩渦：是真實還是虛構？ 298
9.5.4 銀漢魚：海灘上產卵 298
9.6 潮汐可以發電嗎？ 300
9.6.1 潮汐發電廠 300
主要內容回顧 302
第10章 海灘、海濱線過程和近岸海洋 304
10.1 沿海區域是如何定義的？ 305
10.1.1 海灘術語 306
10.1.2 海灘的物質組成 307
10.2 海灘上的沙是如何運移的？ 307
10.2.1 垂直於海濱線的運移 307
10.2.2 平行於海濱線的運移 309
10.3 侵蝕型海濱和堆積型海濱的典型地形特徵為何？ 311
10.3.1 侵蝕型海濱的地形特徵 311
10.3.2 堆積型海濱的地形特徵 312
10.4 海平面變化如何形成新生海濱線和
淹沒海濱線？ 319
10.4.1 新生海濱線的地形特徵 319
10.4.2 淹沒海濱線的地形特徵 319
10.4.3 海平面的變化 319
10.5 硬穩定是如何影響海岸線的？ 322
10.5.1 丁壩和丁壩群322
10.5.2 突堤 322
10.5.3 防波堤 323
10.5.4 海堤 325
10.5.5 硬穩定的替代方案 326
10.6 近海具有哪些特徵和類型？ 327
10.6.1 近海的特徵 328
10.6.2 河口 330
10.6.3 潟湖 334
10.6.4 邊緣海 335
10.7 濱海濕地面臨的問題有哪些？ 337
10.7.1 濱海濕地的模式 337
10.7.2 濱海濕地的特徵 338
10.7.3 濱海濕地的消失 339
主要內容回顧 341
第11章 海洋污染 343
11.1 什麼是污染？ 344
11.1.1 海洋污染的定義 344
11.1.2 環境生物監測 345
11.1.3 在海洋中處置廢棄物 345
11.2 哪些海洋環境問題與石油污染有關？ 346
11.2.1 埃克森?瓦爾迪茲號油輪溢油事件（1989年） 346
11.2.2 其他石油洩漏 347
11.2.3 海洋中石油污染物的危害性 350
11.2.4 對海洋中石油的其他憂慮 351
11.2.5 溢油的清理 352
11.2.6 溢油的防範 353
11.3 哪些海洋環境問題與非石油化學污染有關？ 354
11.3.1 污水污泥 354
11.3.2 滴滴涕和多氯聯苯 356
11.3.3 汞與水俁病 357
11.3.4 其他類型的化學污染物 360
11.4 哪些海洋環境問題與非點源污染有關？ 361
11.4.1 非點源污染與垃圾 361
11.4.2 海洋垃圾：塑膠 362
11.5 個人能夠為防止海洋污染做些什麼？ 367
11.6 哪些海洋環境問題與生物污染有關？ 369
11.6.1 杉葉蕨藻 369
11.6.2 斑馬貽貝 370
11.6.3 海洋生物污染的其他案例 370
主要內容回顧 370
第12章 海洋生命與海洋環境 372
12.1 什麼是生物及其如何分類？ 373
12.1.1 生命的工作定義 373
12.1.2 生命的三域 374
12.1.3 生物的六界 375
12.1.4 林奈和生物分類 375
12.2 海洋生物是如何分類的？ 377
12.2.1 浮游生物 377
12.2.2 游泳生物 379
12.2.3 底棲生物 379
12.3 海洋物種知多少？ 381
12.3.1 為什麼海洋物種的數量這麼少？ 382
12.3.2 水層環境與底棲環境中的物種 382
12.4 海洋生物如何適應海洋的物理條件？ 383
12.4.1 物理支撐需求 383
12.4.2 粘度 383
12.4.3 溫度 385
12.4.4 鹽度 386
12.4.5 溶解氣體 389
12.4.6 水的高透明度 390
12.4.7 壓力 392
12.5 海洋環境主要劃分為哪些部分？ 393
12.5.1 水層/海水環境 393
12.5.2 底棲（海底）環境 396
主要內容回顧 397
第13章 生物生產力與能量傳遞 398
13.1 什麼是初級生產力？ 399
13.1.1 初級生產力的測量 400
13.1.2 初級生產力的影響因素 401
13.1.3 海水中的光傳播 403
13.1.4 為什麼海洋邊緣的生命如此豐富？ 406
13.2 光合海洋生物有哪些種類？ 407
13.2.1 種子植物 407
13.2.2 大型藻類 408
13.2.3 微型藻類 409
13.2.4 海洋優養化與死區 413
13.2.5 光合細菌 415
13.3 不同區域的初級生產力有何差異？ 416
13.3.1 極地（高緯度）海洋的生產力：北緯及南緯60°～90° 417
13.3.2 熱帶（低緯度）海洋的生產力：北緯及南緯0°～30° 418
13.3.3 溫帶（中緯度）海洋的生產力：北緯及南緯30°～60° 419
13.3.4 不同區域的生產力比較 421
13.4 能量和營養鹽在海洋生態系中如何傳遞？ 421
13.4.1 海洋生態系中的能量流動 421
13.4.2 海洋生態系中的營養鹽流動 422
13.4.3 海洋攝食關係 423
13.5 海洋漁業的影響因素有哪些？ 427
13.5.1 海洋生態系與漁業 428
13.5.2 過度捕撈 428
13.5.3 附帶漁獲物 431
13.5.4 漁業管理 433
13.5.5 全球氣候變遷對海洋漁業的影響 439
13.5.6 海鮮選擇 440
主要內容回顧 441
第14章 水層環境中的動物 443
14.1 海洋生物為什麼能駐留在海底之上？ 444
14.1.1 氣室的用途 444
14.1.2 漂浮能力 445
14.1.3 游泳能力 446
14.1.4 浮游動物的多樣性 446
14.2 水層生物具有哪些覓食適應力？ 450
14.2.1 機動性：突襲者與巡遊者 450
14.2.2 游泳速度 451
14.2.3 深水游泳生物的適應性 453
14.3 水層生物具有哪些逃生適應性？ 455
14.3.1 集群 455
14.3.2 共生 456
14.3.3 其他適應性 457
14.4 海洋哺乳動物有何特徵？ 457
14.4.1 哺乳動物的特徵 458
14.4.2 食肉目 459
14.4.3 海牛目 460
14.4.4 鯨目 461
主要內容回顧 472
第15章 底棲環境中的動物 474
15.1 岩質海濱沿線存在哪些生物群落？ 476
15.1.1 潮間帶 476
15.1.2 浪花帶：生物及其適應性 478
15.1.3 高潮帶：生物及其適應性 478
15.1.4 中潮帶：生物及其適應性 479
15.1.5 低潮帶：生物及其適應性 481
15.2 沉積物覆蓋海濱沿線存在哪些生物群落？ 482
15.2.1 沉積物的物理環境 482
15.2.2 潮間帶 482
15.2.3 沙灘：生物及其適應性 483
15.2.4 泥灘：生物及其適應性 484
15.3 外濱淺海海底存在哪些生物群落？ 485
15.3.1 岩質底部（潮下帶）：生物及其適應性 485
15.3.2 珊瑚礁：生物及其適應性 488
15.3.3 珊瑚礁的發育 490
15.4 深海海底存在哪些生物群落？ 497
15.4.1 物理環境 497
15.4.2 食物來源與物種多樣性 497
15.4.3 深海熱液噴口生物群落：生物及其適應性 499
15.4.4 低溫滲口生物群落：生物及其適應性 504
15.4.5 深海生物圈：新前線 506
主要內容回顧 507
第16章 海洋與氣候變遷 508
16.1 地球氣候系統由哪些部分組成？ 509
16.1.1 碳循環 511
16.2 地球近期氣候變遷：是自然事件還是人類活動影響？ 513
16.2.1 科學界是否就人類活動引發氣候變遷達成共識 518
16.2.2 聯合國政府間氣候變遷專門委員會：記錄人類引發的氣候變遷 519
16.3 大氣溫室效應由哪些因素引發？ 521
16.3.1 地球的熱量收支和波長變化 522
16.3.2 引發溫室效應的氣體有哪些 523
16.3.3 其他因素：氣溶膠 529
16.3.4 由於全球暖化而發生的氣候變遷記錄有哪些 529
16.4 全球暖化引發了哪些海洋變遷？ 531
16.4.1 海洋溫度上升 531
16.4.2 深水環流改變 533
16.4.3 極地海冰融化 534
16.4.4 海洋酸化 536
16.4.5 海平面上升 538
16.4.6 預測和觀測到的其他變化 541
16.5 如何減少溫室氣體數量？ 543
16.5.1 方法1：再生清潔能源 544
16.5.2 方法2：減少溫室氣體排放的解決方案－改變行為 544
16.5.3 方法3：減少溫室氣體排放的全球工程解決方案 545
16.5.4 像科學家一樣思考：下一步該怎麼做 548
主要內容回顧 548
後記 550
生態學與生活――故事背後的生態科學（第5版）
作者：（美）William D. Bowman（威廉？D. 鮑曼），Sally D. Hacker（薩莉D.哈克）
ISBN號： 9787121503429 出版時間： 2025-07-01
出版社： 電子工業出版社 印刷時間： 2025-07-01
版次： 1 印次： 1
開本： 16開
頁碼：500
內容介紹
生態學是研究生物與環境之間相互關係及作用機理的科學，在世界走向永續發展的現-在正發揮著越來越重要的作用。本書是經典的生態學教材與科普圖書，共分7個單元：*1單元概述生物體及其環境，包括自然環境、生物圈、環境因子等內容；*2單元講述進化生態學，包括進化與生態、生活史、行為生態學等；第3單元介紹種群，包括種群分佈和豐度、種群動態、種群增長與調節等；第4單元簡介物種相互作用，包括捕食、寄生、競爭、互利共生等；第5單元介紹群落，闡述群落的性質與動態、多樣性等內容；第6單元介紹生態系統，包括物質生產、能量流動及食物網等；第7單元介紹應用及宏觀生態學，講述保育生物學、全球生態學。本書內容翔實、圖文並茂、案例豐富，既具有專業書籍的嚴謹性，又具有科普書籍的可讀性，對生態保護教學、研究和決策等具有重要參考價值，可作為生態學、環境科學等相關專業學生的導論性教材，也可作為生態學工作者和愛好者的參考資料，還可作為中小學生拓展知識面的普科書籍。
作者介紹
William D. Bowman（威廉·D.鮑曼），美國杜克大學博士，美國科羅拉多大學博爾德分校教授，主講生態學導論、植物生態學、植物土壤相互作用和生態系統生態學課程，指導本科生暑期實地課程和研究計畫。研究方向為生理生態學、群落動力學和生態系功能。 Sally D. Hacker（薩莉·D.哈克），美國俄勒岡州立大學科瓦利斯分校教授，主講生態學導論、群落生態學和海洋生物學課程。研究方向為在物種相互作用和全球變化的不同背景下，自然和管理生態系統的結構、功能和服務。
目錄
1章 生命之網 1
1.1 引言 2
1.2 自然界中的聯繫 2
1.2.1 早期觀察顯示寄生蟲導致了兩棲動物畸形 2
1.2.2 實驗室實驗檢驗了寄生蟲的作用 3
1.2.3 野外實驗顯示多種因素會影響青蛙畸形 4
1.2.4 自然界中的連結可能會導致意想不到的影響 6
1.3 什麼是生態學 7
1.3.1 大眾和專業人士對生態的看法往往不同 7
1.3.2 生態研究的尺度影響對事物的認知 8
1.3.3 生態學的研究範圍廣泛 8
1.3.4 有助於研究自然界中的聯繫的一些關鍵術語 10
1.4 回答生態問題 12
1.4.1 生態學家使用實驗、觀察和模型來回答生態學問題 13
1.4.2 以一致的方式設計和分析實驗 14
1.4.3 我們對生態學的了解一直在深入 15
1.5 複習題 17
*1單元 生物體及其環境
*2章 自然環境 20
2.1 引言 21
2.2 氣候 21
2.2.1 氣候控制生物體的生存位置與方式 22
2.2.2 全球能量平衡驅動氣候系統 23
2.2.3 大氣環流與海洋環流 24
2.2.4 大氣環流圈是以規則的緯度模式建立的 24
2.2.5 大氣環流單元產生不同類型的地表風 26
2.3 洋流由表面風驅動 28
2.4 全球氣候模式 30
2.4.1 海洋環流及大陸的分佈與地形影響全球溫度 30
2.4.2 氣壓和地形的模式影響降水 31
2.5 區域氣候影響 32
2.5.1 靠近海洋會影響區域氣候 32
2.5.2 山脈影響風向以及溫度和降水的梯度 33
2.5.3 植被透過地表能量交換影響氣候 34
2.6 氣候隨時間的變化 36
2.6.1 地軸傾斜導致季節變化 36
2.6.2 水生環境的季節變化與水溫和密度的變化有關 38
2.6.3 氣壓單元變化導致數年或數十年的氣候變遷 38
2.7 化學環境 39
2.7.1 所有的水中都含有溶解的鹽 40
2.7.2 生物對其環境的酸性敏感 41
2.7.3 含氧量隨海拔高度、擴散及消耗量變化 41
2.8 複習題 43
第3章 生物圈 44
3.1 引言 45
3.2 陸地生物群落 45
3.2.1 陸地生物群落反映全球降水與溫度模式 46
3.2.2 陸地生物群落的潛在分佈與實際分佈有差異 47
3.2.3 熱帶季節性森林和稀樹草原 50
3.2.4 山區的生物群落依海拔帶分佈 60
3.3 淡水生物區 62
3.3.1 江河中的生物群落因溪流大小及其在河道中的位置而異 62
3.3.2 湖泊中的生物群落隨水深和透光度的不同而變化 63
3.4 海洋生物區 64
3.4.1 近岸帶反映潮汐和基質穩定性的影響 64
3.4.2 開闊海洋和底棲帶取決於透光區和接近底部的程度 68
3.4.3 海洋生物區受到人類活動的影響 69
3.5 複習題 70
第4章 因應環境變化：溫度與水 71
4.1 引言 72
4.2 對環境變化的反應 72
4.2.1 物種分佈反映環境對能量獲取和生理耐受性的影響 72
4.2.2 個體透過適應來因應環境變化 74
4.2.3 族群透過適應對環境變化做出反應 74
4.3 溫度變化 75
4.3.1 溫度控制生理活動 75
4.3.2 生物體透過改變能量平衡來影響其溫度 77
4.4 水資源可用性的變化 84
4.4.1 水沿能量梯度流動 84
4.4.2 必須補償水損失和溶質損失 84
4.5 複習題 91
第5章 因應環境變化：能量 92
5.1 引言 93
5.2 能量來源 93
5.3 自養 95
5.4 光合作用途徑 99
5.4.1 光呼吸降低光合作用的效率 99
5.4.2 C4光合作用降低光呼吸能量損失 100
5.5 異養 105
5.6 複習題 110
*2單元 演化生態學
第6章 進化與生態 112
6.1 引言 113
6.2 什麼是進化 113
6.2.1 進化是等位基因頻率變化 113
6.2.2 進化是經過改變的繼承 114
6.2.3 族群進化，個體不進化 115
6.3 進化機制 115
6.3.1 突變為演化提供原料 116
6.3.2 自然選擇增加有利等位基因的頻率，降低有害等位基因的頻率 116
6.3.3 隨機事件導致的遺傳漂變 118
6.3.4 基因流動是族群間等位基因的轉移 120
6.4 適應性演化 120
6.4.1 適應是自然選擇的結果 121
6.4.2 適應性演化可迅速發生 122
6.4.3 基因流動促進或限制當地的適應性 124
6.4.4 適應性並非*美無缺 124
6.5 生命進化史 125
6.5.1 隨著時間的推移，族群的遺傳分化導致物種形成 125
6.5.2 生命的多樣性反映了物種形成和滅絕速率 126
6.5.3 大規模滅絕和適應性輻射塑造了長期的進化模式 127
6.6 生態與演化的聯合效應 129
6.6.1 生態交互作用導致演化 130
6.6.2 演化可以改變生態交互作用 130
6.6.3 生態?演化回饋可以在短時間內發生 130
6.7 複習題 132
第7章 生活史 133
7.1 引言 134
7.2 生活史的多樣性 134
7.2.1 生活史特徵的個體差異無所不在 134
7.2.2 繁殖方式是一種基本的生活史特徵 137
7.2.3 生命週期通常很複雜 139
7.3 權衡 140
7.3.1 後代數量和大小之間的權衡 141
7.3.2 在當前繁殖和其他生活史特徵之間存在權衡 142
7.4 生命週期演化 144
7.4.1 體型小有好處也有壞處 144
7.4.2 複雜的生命週期可能源自於特定階段的選擇壓力 146
7.5 生活史的連續性 147
7.5.1 有些生物繁殖一次，有些生物繁殖多次 147
7.5.2 是快生快死還是慢而穩健 148
7.5.3 植物生活史可以根據棲息地的特徵分類 149
7.5.4 生活史可以獨立於體型和時間分類 150
7.6 複習題 152
第8章 行為生態學 153
8.1 引言 154
8.2 行為的演化方法 154
8.2.1 自然選擇隨時間塑造動物行為 154
8.2.2 行為由基因和環境條件決定 155
8.3 覓食行為 156
8.3.1 *佳覓食理論強調提高能量報酬率的行為選擇 156
8.3.2 捕食者出現時個體通常改變覓食決策 159
8.3.3 獵物表現出防止被捕食者發現或威懾捕食者的行為 161
8.4 交配行為 162
8.4.1 雄性和雌性之間的差異可能是性選擇的結果 163
8.4.2 配子大小、親代撫育及生態因素影響交配行為 165
8.5 群居 166
8.5.1 群體生活的好處包括獲得配偶、免受掠食者傷害和提高覓食成功率 167
8.5.2 集體生活的成本包括更多的能量消耗、更多的食物競爭和更高的疾病風險 167
8.5.3 群體規模反映群體生活成本與利益之間的平衡 168
8.6 複習題 169
第3單元 族群
第9章 族群分佈與豐度 172
9.1 引言 173
9.2 族群與個體 173
9.2.1 什麼是個體 173
9.2.2 生態學家透過基於面積的計數法、距離法和標記-重捕法來估算豐度 174
9.3 分佈和豐度模式 177
9.3.1 物種的地理範圍大小不一 177
9.3.2 物種的地理範圍錯落有致 178
9.3.3 物種分佈模型可用於預測物種地理範圍 179
9.4 分佈和豐度的重要過程 180
9.4.1 棲地適宜性決定分佈與豐度 180
9.4.2 分佈和豐度反映演化和地質歷史 183
9.4.3 擴散是在整個景觀中分佈生物體的過程 183
9.5 集合種群 185
9.5.1 集合種群的特徵是反覆滅絕和殖民 185
9.5.2 即使適宜棲地仍然存在，集合族群也可能滅絕 186
9.5.3 滅絕率和殖民率通常因地塊而異 186
9.6 複習題 190
*10章 族群動態 191
10.1 引言 192
10.2 族群成長模式 193
10.2.1 條件有利時發生指數成長 193
10.2.2 在邏輯史蒂成長中，族群接近平衡狀態 194
10.2.3 所有族群規模都在波動 194
10.2.4 有些物種表現出族群週期 196
10.3 延遲密度依賴 197
10.3.1 族群密度的影響往往隨著時間的推移而延遲 197
10.3.2 延遲密度依賴使得麗蠅族群發生週期性變化 198
10.4 族群滅絕 199
10.4.1 族群規模波動增加滅絕的風險 199
10.4.2 小規模族群與大規模族群相比面臨更大的滅絕風險 199
10.5 複習題 205
*11章 族群成長與調節 206
11.1 引言 207
11.2 幾何成長與指數成長 207
11.2.1 當繁殖以固定的時間間隔進行時，族群規模幾何成長 207
11.2.2 當繁殖持續進行時，族群規模指數成長 208
11.2.3 族群規模可以快速成長，因為它是乘法增加的 209
11.2.4 族群規模成長是有限的 210
11.3 密度的影響 211
11.3.1 密度無關因子決定族群規模 211
11.3.2 在許多族群中觀察到密度有關因素 213
11.4 邏輯斯蒂增長 214
11.4.1 邏輯史蒂方程式模擬密度有關的族群成長 214
11.4.2 邏輯史蒂成長能否預測美國人口的環境承載量 215
11.5 生命表 216
11.5.1 年齡或體型結構影響族群成長的速率 216
11.5.2 三類存活曲線 217
11.5.3 生命表可以基於年齡、大小或生命週期階段 219
11.5.4 人類有大量的生命表資料 220
11.6 複習題 223
第4單元 物種交互作用
*12章 捕食 226
12.1 引言 227
12.2 肉食動物和草食動物的飲食偏好 229
12.2.1 許多食肉動物的飲食範圍很廣 229
12.2.2 大多數草食動物的飲食範圍相對狹窄 230
12.3 捕食的重要機制 231
12.3.1 有些食肉動物主動搜尋和捕獲獵物，而其他肉食動物則選擇守株待兔 231
12.3.2 逃離食肉動物：物理防禦、毒素、擬態和行為 232
12.3.3 植物與草食動物的互動 232
12.3.4 演化影響植物與草食動物的相互作用 235
12.4 捕食者-獵物族群週期 236
12.4.1 捕食者-獵物種群週期可用數學模型建模 236
12.4.2 捕食者-獵物週期可在實驗室條件下重現 238
12.5 捕食對群落的影響 239
12.5.1 草食動物能以驚人的方式改變群落 241
12.6 複習題 245
*13章 寄生 246
13.1 引言 247
13.2 寄生蟲自然史 248
13.2.1 體外寄生蟲生活在宿主的體表 249
13.2.2 體內寄生蟲生活在宿主的體內 250
13.2.3 體內寄生和體外寄生各有優缺點 250
13.3 防禦與反防禦 251
13.3.1 免疫系統、生化防禦和共生生物可保護宿主免受寄生蟲侵害 251
13.3.2 寄生蟲具有繞過宿主防禦的機制 252
13.4 寄生蟲-宿主共同演化 254
13.4.1 選擇有利於宿主和寄生蟲基因型的多樣性 255
13.4.2 宿主防禦和寄生蟲反防禦都有代價 257
13.5 宿主-寄生蟲族群動態 257
13.5.1 寄生蟲可使宿主族群滅絕 257
13.5.2 寄生蟲可以影響宿主族群週期 258
13.5.3 宿主-病原體動態的簡單模型提出了控制疾病建立和傳播的方法 259
13.6 寄生蟲可以改變生態群落 261
13.6.1 物種交互作用的變化 261
13.6.2 群落結構的變化 262
13.7 複習題 264
*14章 競爭 265
14.1 引言 266
14.2 競爭的基本特徵 267
14.2.1 物種可以直接或間接競爭 267
14.2.2 競爭的強度因資源可利用性和類型而異 268
14.2.3 競爭往往是不對稱的 268
14.2.4 競爭可能發生在親緣關係較近或較遠的物種之間 269
14.2.5 資源競爭在自然群落中普遍存在 270
14.3 競爭共存 270
14.3.1 以相同方式使用有限資源的競爭者無法共存 271
14.3.2 競爭者以不同方式使用資源時可能共存 272
14.3.3 競爭會導致特徵分化與資源分割 273
14.4 洛特卡-沃泰拉競爭模型 274
14.4.1 預測競爭結果 275
14.4.2 競爭交互作用的強度影響共存 277
14.5 改變競爭結果 278
14.5.1 自然環境影響競爭並*終影響物種的分佈 279
14.5.2 幹擾可以阻止競爭正常進行 280
14.6 複習題 281
*15章 互利共生與偏利共生 282
15.1 引言 283
15.2 正相互作用 283
15.2.1 互利共生和偏利共生無所不在 283
15.2.2 正相互作用可以是義務性的或選擇性的，且結構鬆散 285
15.2.3 正相互作用在某些情況下可能不再有益 286
15.2.4 正交互作用在壓力環境中可能較常見 287
15.3 互利共生的特徵 288
15.3.1 互利共生可以根據它們提供的好處進行分類 289
15.3.2 互利共生者都是為了自身利益 289
15.3.3 有些互利共生者有防止過度開發的機制 290
15.4 正相互作用的生態後果 292
15.4.1 正向交互作用影響族群的豐度與分佈 292
15.4.2 正相互作用可以改變群落和生態系 294
15.5 複習題 296
第5單元 群落
*16章 群落的本質 298
16.1 引言 298
16.2 什麼是群落 299
16.2.1 生態學家通常根據自然或生物特徵來劃分群落 299
16.2.2 生態學家可使用物種子集來定義群落 300
16.3 群落結構 301
16.3.1 物種多樣性是群落結構*常用的衡量標準 301
16.3.2 群落內的物種在共性或稀有性上有所不同 304
16.3.3 物種多樣性估計因採樣工作和規模而異 305
16.3.4 物種組成告訴我們誰在群落 306
16.4 多個物種的相互作用 306
16.4.1 間接物種交互作用可產生巨大影響 307
16.4.2 物種交互作用的強度和方向差異很大 310
16.4.3 環境背景可以改變物種互動的結果 313
16.5 複習題 315
*17章 群落變化 316
17.1 引言 317
17.2 變化的動因 317
17.2.1 變化的因素可以是非生物因素，也可以是生物因素 318
17.2.2 變化的動因在強度、頻率和範圍方面各不相同 319
17.3 演替基礎 319
17.3.1 原生演替和次生演替在初始階段是不同的 320
17.3.2 生態學的早期歷史是演替的研究 320
17.3.3 缺乏科學共識催生了多種演替模式 322
17.4 演替機制 323
17.4.1 沒有一個模型適合任何一個群落 323
17.4.2 阿拉斯加冰河灣的原生演替 323
17.4.3 新英格蘭鹽沼的次生演替 326
17.4.4 岩石潮間帶群落的原生演替 327
17.4.5 實驗顯示促進在初始階段很重要 329
17.5 替代性穩定狀態 330
17.5.1 替代性狀態由強相互作用者控制 331
17.5.2 人類行為導致群落轉向替代狀態 332
17.6 複習題 334
*18章 生物地理學 335
18.1 引言 336
18.2 生物地理學與空間尺度 336
18.2.1 不同空間尺度下的物種多樣性模式是相互關聯的 338
18.2.2 局部和區域過程交互作用決定了局部物種多樣性 339
18.3 全球生物地理學 341
18.3.1 生物地理區域的生物群落反映了演化隔離 342
18.3.2 物種多樣性隨緯度變化 345
18.3.3 緯度梯度有多種相互關聯的原因 346
18.4 區域生物地理學 350
18.4.1 物種豐度隨著面積增加而增加，隨著距離增加而減少 350
18.4.2 物種豐度是遷入和滅絕之間的平衡 352
18.4.3 島嶼生物地理學的平衡理論適用於大陸地區 355
18.5 複習題 356
*19章 群落中的物種多樣性 357
19.1 引言 358
19.2 群落組成 358
19.2.1 物種供應是影響群落組成的「*一道關卡」 359
19.2.2 環境條件在限制群落組成方面扮演重要角色 360
19.2.3 交互作用對群落構成產生重大影響 360
19.3 資源劃分 363
19.4 資源調節與物種多樣性 366
19.4.1 調節資源的過程可以讓物種共存 366
19.4.2 中度幹擾假說探討了變化條件下物種多樣性的問題 367
19.4.3 中度幹擾假說已有多種闡述 368
19.4.4 門格-薩瑟蘭模型區分了捕食與幹擾和壓力的影響 371
19.4.5 彩票模型和中性模型依賴平等與機會 372
19.5 多樣性的後果 373
19.5.1 物種多樣性與群落功能之間的某些關係是正相關的 374
19.5.2 關於物種多樣性與群落功能關係及其解釋的爭議 375
19.6 複習題 377
第6單元 生態系統
*20章 生產 380
20.1 引言 381
20.2 初級生產力 381
20.2.1 總初級生產力是總生態系光合作用 382
20.2.2 淨初級生產力是呼吸消耗後剩餘的能量 382
20.2.3 生態系發展過程中的NPP變化 383
20.3 NPP的環境控制 388
20.3.1 陸地生態系中的NPP受氣候控制 388
20.3.2 水生生態系中的NPP受養分的控制 391
20.4 NPP的全球格局 393
20.4.1 陸地和海洋NPP幾乎相等 393
20.4.2 不同生物群落間NPP的差異反映了氣候和生物變異 395
20.5 次級生產力 395
20.5.1 從食物來源的同位素組成可以確定異養生物的取依偏好 395
20.5.2 淨次級生產力等於異養生物生長 396
20.6 複習題 397
*21章 能量流動與食物網 398
21.1 引言 399
21.2 取食關係 399
21.2.1 生物可以分割出不同營養等級 399
21.2.2 所有生物要麼被消費，要麼*終變成碎屑 400
21.3 營養級之間的能量流動 401
21.3.1 營養級之間的能量流動可用能量或生物量金字塔描繪 401
21.3.2 營養級之間的能量流動因生態系類型而異 402
21.3.3 能量轉移效率因消費者而異 403
21.3.4 營養效率影響族群動態 404
21.4 營養級聯 406
21.4.1 營養交互作用可透過多個營養級向下滲透 406
21.4.2 什麼決定了營養級的數量 409
21.5 食物網 410
21.5.1 食物網是複雜的 411
21.5.2 營養交互作用的強度是可變的 412
21.5.3 複雜度會增加食物網的穩定性嗎 413
21.6 複習題 415
*22章 營養供應與循環 416
22.1 引言 417
22.2 營養需求與來源 417
22.2.1 生物有特定的營養需求 417
22.2.2 礦物質和大氣中的氣體是營養的*終來源 419
22.3 營養轉化 421
22.3.1 微生物改變養分的化學形式 424
22.3.2 植物可在內部循環中利用養分 425
22.4 營養循環與流失 425
22.4.1 養分循環速率隨元素特性和生態系類型的不同而不同 426
22.4.2 流域研究用於測定生態系中的養分損失 427
22.4.3 生態系的長期發展影響養分循環並限制初級生產力 429
22.5 水生生態系中的養分 430
22.5.1 溪流和河流中的養分在順流而下的過程中不斷循環 431
22.5.2 湖泊中的養分在水體中高效循環 432
22.5.3 河川輸入和上升流是海洋生態系中養分的重要來源 434
22.6 複習題 435
第7單元 應用與宏觀生態學
*23章 保育生物學 438
23.1 引言 439
23.2 保育生物學 440
23.2.1 保護生物多樣性在實務和道德上都很重要 440
23.2.2 保育生物學領域是為因應全球生物多樣性的喪失而興起的 440
23.2.3 保育生物學是一門以價值為基礎的學科 441
23.3 生物多樣性下降 442
23.3.1 地球物種消失的速度正在加速 442
23.3.2 滅絕是生物逐漸衰退的終點 443
23.3.3 地球上的生物群落正變得越來越同質化 444
23.4 對多樣性的威脅 446
23.4.1 棲地喪失和退化是對多樣性*重要的威脅 447
23.4.2 入侵種可以取代本地物種並改變生態系特性 447
23.4.3 物種過度開發對生態群落有很大影響 449
23.4.4 污染、疾病和氣候變遷削弱了族群的生存能力 450
23.5 保護方法 452
23.5.1 遺傳分析是保育物種的重要工具 453
23.5.2 族群數量統計模型可以指導管理決策 454
23.5.3 遷地保育是拯救瀕危物種的*後手段 455
23.6 保育物種排名 456
23.6.1 *稀有和衰退*快速的物種是優先保護對象 456
23.6.2 保護替代物種可為具有類似棲息地需求的其他物種提供保護 457
23.7 複習題 459
*24章 全球生態學 460
24.1 引言 461
24.2 全球生物地球化學循環 461
24.2.1 全球動態的碳循環 461
24.2.2 生物通量主導全球氮循環 464
24.2.3 全球磷循環由地球化學通量主導 467
24.2.4 生物和地球化學通量共同決定全球硫循環 468
24.3 全球氣候變遷 469
24.3.1 氣候變遷的證據是充分的 469
24.3.2 觀察到的氣候變遷原因 469
24.3.3 對氣候變遷的生態反應正在發生 472
24.3.4 氣候變遷將持續產生生態後果 474
24.4 酸沉降和氮沉降 475
24.4.1 酸沉降導致營養失衡和鋁中毒 475
24.4.2 氮沉降：物極必反 477
24.5 大氣臭氧 479
24.5.1 平流層臭氧的喪失增加了有害輻射的傳播 479
24.5.2 對流層臭氧對生物有害 481
24.6 複習題 483
