Emulating Natural Forest Landscape Disturbances pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Columbia University Press

作者:Perera, Ajith H.; Buse, Lisa J.; Weber, Michael G.

出品人:

页数:352

译者:

出版时间:2007-12-20

价格:USD 34.50

装帧:Paperback

isbn号码:9780231129176

丛书系列:

图书标签:

森林干扰
自然景观
生态模拟
森林生态学
景观生态学
恢复生态学
生物多样性
森林管理
气候变化
可持续性

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具体描述

What is a natural forest disturbance? How well do we understand natural forest disturbances and how might we emulate them in forest management? What role does emulation play in forest management? Representing a range of geographic perspectives from across Canada and the United States, this book looks at the escalating public debate on the viability of natural disturbance emulation for sustaining forest landscapes from the perspective of policymakers, forestry professionals, academics, and conservationists. This book provides a scientific foundation for justifying the use of and a solid framework for examining the ambiguities inherent in emulating natural forest landscape disturbance. It acknowledges the divergent expectations that practitioners face and offers a balanced view of the promises and challenges associated with applying this emerging forest management paradigm. The first section examines foundational concepts, addressing questions of what emulation involves and what ecological reasoning substantiates it. These include a broad overview, a detailed review of emerging forest management paradigms and their global context, and an examination of the ecological premise for emulating natural disturbance. This section also explores the current understanding of natural disturbance regimes, including the two most prevalent in North America: fire and insects. The second section uses case studies from a wide geographical range to address the characterization of natural disturbances and the development of applied templates for their emulation through forest management. The emphasis on fire regimes in this section reflects the greater focus that has traditionally been placed on understanding and managing fire, compared with other forms of disturbance, and utilizes several viewpoints to address the lessons learned from historical disturbance patterns. Reflecting on current thinking in the field, immediate challenges, and potential directions, the final section moves deeper into the issues of practical applications by exploring the expectations for and feasibility of emulating natural disturbance through forest management.

绿野的低语：森林生态系统的动态与保育一部关于森林生态学、干扰生态学与可持续景观管理的深度探索本书旨在为读者提供一个关于森林生态系统复杂性的全面视角，重点聚焦于自然干扰（如火灾、风暴、病虫害爆发）在塑造森林结构、功能以及维持其长期健康方面所扮演的关键角色。我们深入剖析了不同类型干扰的发生机制、时空变异性及其对生物多样性、碳循环和水文过程产生的深远影响。 --- 第一部分：森林生态系统的基石与驱动力本部分奠定了理解森林动态的基础，从宏观的生态地理学到微观的种群生态学，系统性地介绍了影响森林格局和过程的基本要素。第一章：森林景观的结构与组成本章首先界定了“森林景观”的概念，将其视为一个由不同群落、斑块和基质构成的异质性空间集合。我们详细探讨了影响森林物种组成和空间格局的关键因子，包括气候梯度、土壤特性以及历史的土地利用。内容涵盖了： 1. 垂直结构的多样性：乔木层、林下灌木层、草本层和地被层的分层特征及其对光照和微气候的影响。 2. 水平异质性分析：斑块大小、形状、边缘效应以及连接度（连通性）在维持生态过程中的作用。我们引入了景观生态学中的关键指标，如斑块密度、形状指数和景观形状指数（LSI）。 3. 物种动态与群落演替：从先锋种到耐荫种的经典演替理论，并结合现代研究对“非平衡态”群落维持机制的讨论。第二章：自然干扰：重塑森林形态的根本力量自然干扰被视为森林生态系统演化不可或缺的一部分。本章详细考察了各类主要自然干扰的物理和生物学特性。 1. 火生态学（Fire Ecology）：重点探讨了火灾的发生频率、强度和规模如何与气候条件、燃料负荷相互作用。分析了火烧强度对土壤养分释放、种子萌发以及特定火适应性物种（如某些松树和栎树）生存策略的影响。引入了火情周期（Fire Regime）的概念，区分了不同历史时期下的火灾特征。 2. 风力干扰（Wind Disturbance）：从局部阵风到大范围台风/飓风引起的林木倒伏。分析了树木形态（如根系结构、树干强度）如何决定其对风的抵抗力，以及风倒木（Windthrow）如何创造新的林窗（Gaps）并促进次生演替。 3. 生物干扰（Biotic Disturbances）：深入研究了大规模病虫害（如甲虫爆发、真菌疫情）的作用。讨论了这些干扰的传播机制、对宿主选择的偏好性，以及气候变化如何可能加速或改变这些生物事件的严重程度和地理范围。 --- 第二部分：干扰对生态过程的量化影响本部分转向应用和量化分析，探讨了干扰事件如何改变森林的关键生态功能和生物地球化学循环。第三章：干扰与生物多样性的复杂关系干扰并非简单地导致物种减少，而是通过创造新的生境异质性来维持或提高某些尺度的生物多样性。 1. 生境异质性与物种丰富度：探讨“中度干扰假说”（Intermediate Disturbance Hypothesis, IDH），即适度的干扰可以防止优势物种的过度竞争，从而维持较高的物种多样性。我们通过案例研究对比了高干扰和低干扰斑块的物种组成差异。 2. 对特定生态群落的影响：关注对依赖干扰后空旷地（Gap Specialists）的植物和动物群落，以及对那些需要未受干扰成熟林环境的物种（Old-Growth Species）的负面影响。 3. 连通性与逃逸/定植：分析干扰后景观的连通性如何影响物种对新生的生境的定植速度，以及景观破碎化如何阻碍了对干扰的恢复性移动。第四章：干扰对碳、氮循环和水文过程的反馈森林生态系统是全球碳汇的重要组成部分。干扰事件显著地改变了这些物质的收支平衡。 1. 碳动态的瞬时冲击与长期恢复：评估火灾和风倒木造成的生物量损失（碳排放），并追踪森林在随后的生长阶段中重新积累碳（碳吸收）的过程。讨论了土壤有机质（SOM）在火烧后的分解速率变化。 2. 养分淋失与水文响应：植被被移除后，土壤暴露增加，导致蒸散发减少和地表径流增加。分析了氮（N）和磷（P）等关键养分在干扰后初期易于淋失的机制，以及植被恢复如何快速稳定土壤，减少侵蚀。 3. 气候反馈：考察大规模干扰（如持续多年的大火）对区域气候的影响，特别是通过改变地表反照率和水汽通量所产生的反馈机制。 --- 第三部分：管理、模拟与未来展望本部分将理论知识与实际应用相结合，探讨在不断变化的环境下，如何科学地管理森林以应对未来的干扰挑战。第五章：利用历史数据重建干扰史（Dendrochronology & Remote Sensing）准确了解历史干扰的频率和强度是预测未来的基础。 1. 树木年轮学（Dendrochronology）：介绍如何利用树木年轮的生长受限信号来识别过去的火伤、虫害爆发和快速生长期变化，从而重建长期的干扰历史序列。 2. 遥感技术在监测中的应用：探讨从航空摄影到卫星遥感（如Landsat, MODIS, LiDAR）如何实现对大尺度、长时间序列的森林冠层损失和恢复的定量监测。特别关注激光雷达（LiDAR）在精确获取三维结构信息方面的优势。第六章：面向不确定性的森林管理策略认识到自然干扰的不可避免性，现代森林管理的目标正从“阻止干扰”转向“增强生态系统的复原力”（Resilience）。 1. 结构化管理以提高抗干扰性：探讨通过调整种植的树种组成（增加多样性、混合不同抗性物种）和空间结构（如减少连续性的高密度纯林）来降低灾害风险的策略。 2. 受控燃烧与燃料管理：详细分析了在风险较高的地区实施的“预设燃烧”（Prescribed Burning）技术，其目标是降低燃料负荷，使其未来的自然火灾强度维持在生态可接受的范围内。 3. 适应性景观规划：介绍基于风险评估的规划方法，如何划定不同管理优先级的区域，并在景观尺度上确保关键生态过程（如物种迁移廊道）的持续性。本书最后强调，理解森林的动态变化是实现可持续森林管理的关键。唯有尊重自然过程的强度与频率，我们才能更好地引导森林景观走向一个既能提供生态服务，又能抵御未来环境剧变的新常态。