1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1 Concepts of Ecosystem Regions, or Ecoregions . . . . . 1
1.2 Need for a Comparative System of Generic Regions . . . . 2
1.3 The Process of Defining . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.4 The Role of Climate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.5 Macroclimate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.6 Advantages of the Ecoclimatic Approach . . . . . . . . . . . . 6
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2 Oceanic Types and Their Controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.1 Factors Controlling Ocean Hydrology . . . . . . . . . . . . 9
2.1.1 Latitude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.1.2 Major Wind Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.1.3 Precipitation and Evaporation . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.2 Types of Hydrologic Regions, or Oceanic Ecoregions . . . 12
2.2.1 Dietrich’s Oceanographic Classification . . . . . . . . 12
2.3 Distribution of the Oceanic Regions . . . . . . . . . . . . . . . . 15
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3 Ecoregions of the Oceans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.1 500 Polar Domain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.1.1 510 Inner Polar Division . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.1.2 520 Outer Polar Division . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.2 600 Temperate Domain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.2.1 610 Poleward Westerlies Division and 620
Equatorward Westerlies Division . . . . . . . . . . . . 19
3.2.2 630 Subtropical Division . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.2.3 640 High-Salinity Subtropical Division . . . . . . . . 20
3.2.4 650 Jet Stream Division . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.2.5 660 Poleward Monsoon Division . . . . . . . . . . . . . 21
3.3 700 Tropical Domain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.3.1 710 Tropical Monsoon Division . . . . . . . . . . . . . 21
3.3.2 720 High-Salinity Tropical Monsoon Division . . . 22
3.3.3 730 Poleward Trades Division . . . . . . . . . . . . . . 22
3.3.4 740 Trade Winds Division . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.3.5 750 Equatorward Trades Division . . . . . . . . . . . . 23
3.3.6 760 Equatorial Countercurrent Division . . . . . . . . 24
3.4 Shelf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4 Continental Types and Their Controls . . . . . . . . . . . . . . . . 27
4.1 The Controls of Macroclimate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
4.1.1 Latitude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
4.1.2 Continental Position . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
4.1.3 Modified by Elevation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
4.2 Types of Ecoclimatic Zones, or Continental Ecoregions . . . 33
4.2.1 Principles of Ecological Climate Regionalization . . . 33
4.2.2 The Ko¨ppen–Trewartha Classification
of Climates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
4.3 Distribution of the Continental Regions . . . . . . . . . . . . . 38
4.4 Relationship to Other Ecoregional Zoning Systems . . . . . 40
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
5 Ecoregions of the Continents: The Polar Ecoregions . . . . . . 47
5.1 100 Polar Domain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
5.2 110 Icecap Division . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
5.3 120 Tundra Division . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
5.4 130 Subarctic Division . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
6 The Humid Temperate Ecoregions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
6.1 200 Humid Temperate Domain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
6.2 210 Warm Continental Division . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
6.3 220 Hot Continental Division . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
6.4 230 Subtropical Division . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
6.5 240 Marine Division . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
6.6 250 Prairie Division . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
6.7 260 Mediterranean Division . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
7 The Dry Ecoregions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
7.1 300 Dry Domain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
7.2 310 Tropical/Subtropical Steppe Division . . . . . . . . . . . . 69
7.3 320 Tropical/Subtropical Desert Division . . . . . . . . . . . . 72
7.4 330 Temperate Steppe Division . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
7.5 340 Temperate Desert Division . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
8 The Humid Tropical Ecoregions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
8.1 400 Humid Tropical Domain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
8.2 410 Savanna Division . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
8.3 420 Rainforest Division . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
9 The Mountain Ecoregions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
9.1 M Mountains with Elevational Zonation . . . . . . . . . . . . . 89
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
10 Ecoregions and Climate Change . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
10.1 Long-Term Climate Change . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
10.2 Use of the Ko¨ppen Climate Classification to Detect
Climate Change . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
10.3 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
11 Continental Patterns and Boundaries . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
11.1 Pattern Within Zones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
11.2 Disturbance and Succession . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
11.3 Boundaries Between Zones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
12 Applications of Ecoregional Patterns . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
12.1 Design for Sustainability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
12.1.1 Understand Ecosystem Pattern in Terms
of Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
12.1.2 Use Pattern to Design Sustainable
Landscapes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
12.2 Significance to Ecosystem Management . . . . . . . . . . . . 113
12.2.1 Local Systems Within Context . . . . . . . . . . . . 114
12.2.2 Spatial Transferability of Models . . . . . . . . . . 114
12.2.3 Links Between Terrestrial and Aquatic
Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
12.2.4 Design of Sampling Networks . . . . . . . . . . . . 116
12.2.5 Transfer Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
12.2.6 Determining Suitable Locations for Seed
Transfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
12.2.7 Understanding Landscape Fragmentation . . . . 119
12.2.8 Choosing Planting Strategies for Landscaping
and Restoration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
12.2.9 Environmental Risk Assessment . . . . . . . . . . . 119
12.2.10 Learn from Successful Ecological Designs and
Predict Establishment of Invasive Species . . . 120
12.2.11 Maintain and Restore Biodiversity . . . . . . . . . 120
12.2.12 Facilitate Conservation Planning . . . . . . . . . . 120
12.3 Significance to Research . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
12.3.1 Restructuring Research Programs . . . . . . . . . . 122
12.3.2 Some Research Questions . . . . . . . . . . . . . . . . 122
12.3.3 Natural Ecosystem Patterns . . . . . . . . . . . . . . . 123
12.3.4 Effects of Climatic Variation . . . . . . . . . . . . . . 123
12.3.5 Relationships Between Vegetation and
Landform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
13 Use of Fire Regimes at the Ecoregion Scale . . . . . . . . . . . . . 127
13.1 Ecosystem Structure and Process . . . . . . . . . . . . . . . 127
13.2 Range of Variation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
13.3 Different Ecoregions, Different Fire Regimes . . . . . . . . 128
13.3.1 Precolonial Fire Regimes (Vale) . . . . . . . . . . . 128
13.3.2 Fire Regime Types (The Nature Conservancy) . . . 128
13.3.3 Characterizing the US Wildfire Regimes
(Malamud et al.) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
13.3.4 Other Studies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
13.4 Use of Fire Regime at the Ecoregion Scale . . . . . . . . . . 132
13.5 Why Ecoregions Are Needed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
13.6 Use of Ecosystem Patterns Within Ecoregions . . . . . . . 134
13.7 Future Range of Variation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
14 Summary and Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
Appendix A: Air Masses and Frontal Zones . . . . . . . . . . . . . . . . 141
Appendix B: Common and Scientific Names . . . . . . . . . . . . . . . . 143
Appendix C: Conversion Factors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
Appendix D: Comparison of Ecoregion and Related
Approaches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
Glossary of Technical Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
Maps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
About the Author . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
· · · · · · (收起)