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出版者:

作者:Maes, Florian P. (EDT)

出品人:

页数:247

译者:

出版时间:

价格:1309.00元

装帧:

isbn号码:9781604560800

丛书系列:

图书标签:

• 环境科学
• 环境研究
• 环境工程
• 可持续发展
• 生态学
• 污染控制
• 环境监测
• 环境政策
• 气候变化
• 环境技术

气候变迁下的海洋生态系统：挑战与适应 引言： 海洋，覆盖地球表面百分之七十以上的广阔水域，是地球上生命的主要摇篮，也是调节全球气候系统的关键组成部分。然而，在人类活动的影响下，海洋正以前所未有的速度经历着深刻的变革。从珊瑚礁的白化到深海热液喷口的生态失衡，海洋生物多样性正面临严峻的考验。本书旨在深入探讨气候变迁对全球海洋生态系统产生的多方面影响，并着重分析这些生态系统在不断变化的环境压力下所展现出的适应性潜力与面临的结构性挑战。 第一部分：气候变迁对海洋物理和化学环境的重塑 海洋物理和化学环境是塑造海洋生态系统的基石。全球气候变迁通过多种途径，正在根本性地改变这些基础参数，从而对生物体及其相互作用产生连锁反应。 1. 海水温度的上升与热力学效应： 海洋吸收了地球系统超过90%的过剩热量。这种热能的累积正导致全球海表温度和深层水温持续升高。温度的升高直接影响了海洋生物的生理代谢速率、繁殖周期以及地理分布。对于许多冷水物种而言，温度阈值的突破意味着生存压力的急剧增加。我们将详细考察海洋热浪（Marine Heatwaves, MHWs）的频率、强度和持续时间的变化，以及它们如何引发大规模的物种迁徙（如热带化现象）和局部物种灭绝事件。特别是对那些迁移能力有限的底栖生物和固定生物（如海草床、海藻林）的影响，将是本书关注的重点。 2. 海洋酸化：碳酸钙平衡的瓦解： 大气中二氧化碳浓度的持续攀升，导致海洋吸收了大量的二氧化碳，引发了海洋pH值的下降，即海洋酸化。这一过程极大地降低了碳酸钙的饱和度，直接威胁到所有依赖碳酸钙骨骼或外壳生存的生物，如翼足类（海洋食物网中的关键环节）、珊瑚虫、贝类和某些浮游生物。本书将结合实验数据和模型预测，阐述酸化对钙化过程的抑制作用，并讨论不同物种对酸性环境的生理耐受差异，以及这可能导致的生态系统结构重组。 3. 氧气含量下降与海洋脱氧： 温暖的水体溶解气体的能力降低，加上海洋环流模式的变化（特别是对深层水混合的抑制），正在导致海洋中溶解氧的普遍下降——海洋脱氧（Ocean Deoxygenation）。“死亡区”（Dead Zones）的范围和频率增加，对中层和深层生物群落构成了致命威胁。我们将分析脱氧现象如何与温度升高形成协同效应，挤压生物的栖息地，并探讨在低氧条件下生态系统功能（如营养物质循环）的改变。 第二部分：对关键海洋生态系统的具体影响 气候变迁的影响并非均匀分布，某些生态系统因其特殊的生态特性和地理位置，正承受着更为剧烈的冲击。 1. 珊瑚礁：脆弱的生物工程奇迹： 珊瑚礁生态系统是全球生物多样性最丰富的生态系统之一，但它们对温度变化极为敏感。本书将详述珊瑚白化事件的机制、频率与严重程度的增加，以及长期温度胁迫如何削弱珊瑚的骨骼结构，使其易受侵蚀和疾病侵害。同时，我们将探讨珊瑚共生藻（虫黄藻）的适应性变化，以及这种伙伴关系在未来海洋环境中的稳定性前景。 2. 极地与高纬度生态系统：冰雪消融的连锁反应： 北极和南极生态系统是气候变迁的“前哨站”。海冰的提前融化和持续减少，直接影响了依赖冰层生存的物种，如北极熊、海豹和冰藻（极地食物网的基础）。我们将分析海冰的丧失如何改变光照穿透深度和初级生产力的季节性分布，以及这如何影响磷虾等关键物种的种群动态，进而影响上层捕食者（如鲸鱼和海鸟）。 3. 沿海湿地与红树林：海平面上升的困境： 海平面上升与极端天气事件（如更强的风暴潮）对沿海生态系统构成双重威胁。红树林、盐沼和海草床是重要的碳汇和海岸保护屏障。本书将评估这些湿地在应对快速海平面上升时的“迁移空间”（Transgression Space）限制，以及在人类基础设施（如海堤）阻碍下，这些生态系统发生淹没和退化的风险。 第三部分：生物的应对策略与生态系统重组 面对持续变化的环境，海洋生物并非被动接受，而是展现出不同层次的适应与反馈机制。 1. 物种层面的适应性反应： 我们将讨论生物对气候压力做出的三种主要反应：适应（Adaptation），包括基因型频率的变化和表观遗传学的调控；迁移（Shifting），即物种向更高纬度或更深水域迁移以寻找适宜温度；以及时序错配（Phenological Mismatch），例如浮游生物的繁殖高峰与捕食者幼体孵化时间的不一致性，可能导致营养传递效率的下降。 2. 生态网络的功能性变化： 气候驱动的物种组成变化必然导致生态系统功能和服务（如碳封存、营养物质循环）的改变。我们将分析“营养级联”效应，即关键物种的消长如何通过食物网传递，影响整个生物地球化学循环。例如，对某些浮游生物群落的改变，可能影响海洋将大气碳转移到深海的能力（生物泵效率）。 3. 人类干预与恢复生态学的潜力： 本书最后一部分将探讨减轻气候影响的潜在策略。这包括基于生态系统的管理方法（Ecosystem-based Management），如建立气候适应性强的海洋保护区（MPAs），优化渔业管理以减少对受胁物种的额外压力。此外，我们还将审视前沿的生态工程尝试，例如珊瑚礁的“辅助进化”和“抗热”珊瑚的培育，并客观评价这些人工干预措施的长期可持续性和伦理考量。 结论： 气候变迁对海洋生态系统的冲击是系统性、跨尺度的。理解这些复杂相互作用的机制，是制定有效保护和管理策略的基础。本书力求提供一个全面、细致的图景，描绘出海洋生态系统在未来几十年中可能演变的方向，强调了立即采取行动以维护这些至关重要的全球资源的必要性。 --- （总字数：约1510字）

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