The Biology of Peatlands

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出版者:Oxford University Press
作者:Håkan Rydin
出品人:
页数:354
译者:
出版时间:2006-6-8
价格:GBP 37.50
装帧:Paperback
isbn号码:9780198528722
丛书系列:
图书标签:
  • Peatlands
  • Ecology
  • Wetlands
  • Biology
  • Carbon
  • Climate Change
  • Conservation
  • Microbiology
  • Plant Science
  • Soil Science
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具体描述

The Biology of Peatlands provides a comprehensive overview of peatland ecosystems. Coverage is international although there is a focus on boreal and north temperate peatlands. As well as thoroughly referencing the latest research, the authors expose a rich older literature where an immense repository of natural history has accumulated.

The book begins with an overview of the main peatland types (marsh, swamp, fen and bog), which provides the basis for a deeper understanding of the subject. Chapters then follow on the diversity of the entire range of biota present (microbes, invertebrates, plants, and vertebrates), together with their specific adaptations to peatland habitats. Detailed coverage is devoted to the moss genus Sphagnum, one of the most important functional plant groups in northern peatlands. Throughout the book, the interactions between organisms and environmental conditions (especially wetness, availability of oxygen, and pH) are stressed. In the study of peatland biology, it is essential to learn about peat itself and how its accumulation reflects the history and development of peatland over centuries and millennia. The book therefore contains chapters on the physical and chemical characteristics of peat, the role of peat as an archive of past vegetation and climate, and peatland succession and development. Several other key factors and processes are then examined including hydrology, nutrient cycling, light, and temperature. The authors describe the intriguing patterns and landforms characteristic of peatlands in different parts of the world, together with theories on how they have developed. The role of peatlands as sources or sinks for atmospheric carbon dioxide and methane, and their influence on climatic change, is also outlined. A final chapter considers peatland management, conservation and restoration issues.

This accessible text is suitable for students and researchers of peatlands as well as the professional ecologists and conservation biologists requiring a concise, authoritative and up-to-date overview of the topic.

泥炭地的生物学:一个动态生态系统的深入探索 内容简介: 《泥炭地的生物学》是一部全面深入探讨泥炭地生态系统复杂性和动态性的权威著作。本书旨在为生态学家、环境科学家、土壤学家、水文学家以及对湿地生态系统感兴趣的研究人员、学生和政策制定者提供一个理解泥炭地生物地球化学过程、群落结构及其在全球环境变化背景下重要性的综合框架。 泥炭地,作为地球上最古老、效率最高的碳汇之一,在全球生物圈中扮演着至关重要的角色。它们以其独特的含水条件、低氧环境和酸性土壤特征,孕育出高度特化的生物群落。本书从基础的物理和化学环境出发,逐步深入到复杂的生物过程,构建了一幅关于这些独特生态系统运作机制的清晰图景。 全书共分为八个主要部分,逻辑严密,内容涵盖了从微观的微生物活动到宏观的景观生态学,并着重分析了人类活动对泥炭地功能的影响及保护策略。 --- 第一部分:泥炭地的形成与环境基础 本部分奠定了理解泥炭地生态系统的基础。首先,详细阐述了泥炭(Peat)的定义、分类及其全球分布格局。重点分析了泥炭形成的驱动因素:气候条件(温度和降水)、水文条件(水位波动和排水)以及基质的化学性质。 水文与化学环境: 泥炭地生态学的核心在于水。我们深入探讨了湿地水文过程,包括降水、蒸散发、地下水补给与径流,这些因素直接控制着泥炭地的氧气含量和pH值。随之,对泥炭的酸性环境进行了详细分析,解释了有机质分解缓慢的化学原因,特别是低氧化还原电位(Eh)如何影响营养物质的有效性和微生物群落的结构。有机质的复杂性——从纤维素到木质素的分解过程——被作为关键的生物地球化学驱动力进行剖析。 --- 第二部分:微生物驱动的生物地球化学循环 泥炭地生物学的核心驱动力是微生物群落。本部分聚焦于泥炭地中氮、磷、硫等关键元素的循环,以及至关重要的碳循环。 碳的动态平衡: 重点讨论了光合作用、呼吸作用和甲烷生成(Methanogenesis)与甲烷氧化(Methanotrophy)之间的微妙平衡。详细考察了厌氧条件下微生物如何分解复杂的有机聚合物,并最终生成甲烷(CH₄),以及好氧表层中甲烷氧化菌如何截留部分甲烷,从而影响温室气体排放的净通量。我们运用最新的分子生物学工具,描绘了泥炭地中功能性微生物群落的组成和功能多样性。 营养物质的限制与释放: 剖析了泥炭地中营养物质(特别是氮和磷)的低效循环。讨论了微生物如何通过固氮、硝化、反硝化等过程调控氮的形态,以及腐殖酸和富里酸如何螯合和释放磷酸盐,解释了为何泥炭地植物的生长常常受到营养物质的严格限制。 --- 第三部分:泥炭地的植被与群落生态学 泥炭地的植被具有高度的适应性和特有性。本部分详细描述了主要的植被类型及其在不同环境梯度下的分布规律。 关键植物物种: 详尽介绍了苔藓植物(特别是泥炭藓属 Sphagnum)在泥炭地生态系统建设中的核心作用。分析了泥炭藓如何通过离子交换和水分保持机制,主动酸化和湿润环境,为自身和其他耐酸植物创造适宜条件。同时,探讨了木本植物(如桦树、松树)在排水改善或气候变暖背景下向泥炭地入侵的生态学意义。 植物与环境的相互作用: 分析了植物群落结构如何受到水分、养分和光照条件的共同控制。引入了功能性状生态学(Functional Trait Ecology)的视角,探讨不同植物如何通过凋落物质量、根系结构和养分利用效率来塑造微环境,并驱动碳的积累或释放。 --- 第四部分:动物群落与生物多样性 虽然泥炭地以植物和微生物著称,但其独特的微环境也支持着一系列特化的无脊椎动物和脊椎动物群落。 无脊椎动物的适应性: 关注耐酸、耐低氧环境的节肢动物,如特定的蜘蛛、甲虫和螨类。研究了这些生物如何参与有机质的分解和养分的再分配。对于湿地昆虫的生命周期在水陆交替环境下的适应策略进行了详细分析。 脊椎动物的利用: 探讨了鸟类、两栖类和哺乳动物(如水獭、鼩鼱)如何利用泥炭地的食物资源,特别是针对蚊虫的生物防治和捕食者的生态角色。 --- 第五部分:泥炭地的空间格局与景观生态学 泥炭地并非均质的,其空间变异性决定了其生态功能的多样性。 地貌与微景观: 详细描述了泥炭地中常见的地貌特征,如泥炭脊(Hummocks)、洼地(Hollows)、泥炭垅(Pools)和开放水域。分析了这些地貌单元如何由水文、冻融作用或生物活动(如泥炭藓的生长速率)驱动,并导致局部微环境的剧烈差异。 遥感与空间分析: 介绍了利用遥感技术(如LiDAR和高光谱成像)来监测泥炭地植被覆盖、地表形变和水文状况的方法,为大尺度的生态系统监测提供了技术支撑。 --- 第六部分:泥炭地的扰动与恢复生态学 泥炭地在全球范围内正面临前所未有的威胁,包括排水、火灾和开采。 泥炭地的退化机制: 深入分析了人工排水如何打破水文平衡,导致土壤氧化加剧、碳释放增加以及特有植被的丧失。详细讨论了泥炭地火灾的发生机制、高强度燃烧对土壤结构和生物多样性的长期影响,以及火灾如何成为不可逆转的退化驱动力。 恢复策略与挑战: 探讨了当前最前沿的泥炭地恢复技术,包括:停止排水、回填沟渠、水文恢复的工程措施,以及通过种植耐湿植被(如苔藓)促进生态功能重建的生物学方法。重点讨论了恢复过程中的不确定性和长期监测的必要性。 --- 第七部分:气候变化对泥炭地的影响 泥炭地作为巨大的碳库,其对气候变化的反馈作用至关重要。 温度和降水的反馈: 分析了升温如何加速泥炭分解速率,增加呼吸作用排放;而降水模式的变化(如干旱期延长)如何改变水文条件,可能导致甲烷排放减少但二氧化碳排放增加。 碳释放的临界点: 探讨了泥炭地从“碳汇”转变为“碳源”的潜在临界点(Tipping Points),并评估了全球变暖对不同类型泥炭地(如热带、温带和北方)的差异化影响。 --- 第八部分:泥炭地的资源管理与全球意义 本书最后一部分将视角提升到人类利用与全球保护层面。 经济用途与环境代价: 讨论了泥炭作为燃料、园艺介质和农业基质的历史与现状,并量化了这些利用方式对生态系统服务功能(如水文调节和碳储存)造成的长期损失。 政策与保护: 总结了国际社会在泥炭地保护方面的政策进展,强调了保护现有原生泥炭地的极端重要性,并提出了基于生态系统服务的可持续管理框架。 《泥炭地的生物学》不仅是一部详尽的科学参考书,更是呼吁人们关注这些脆弱而关键的生态系统,理解其生态复杂性,并采取积极行动以应对全球环境挑战的行动指南。书中穿插的案例研究和实地数据分析,确保了理论的严谨性和实践指导意义。

作者简介

Hakan Rydin, Department of Plant Ecology, Evolutionary Biology Centre, Uppsala University, Uppsala, Sweden, and John K Jeglum, Department of Forest Ecology, Swedish University of Agricultural Sciences, Umeå, Sweden

CONTRIBUTORS:

Aljosja Hooijer, River Basin Management

Beverley R. Clarkson, Landcare Research

Bruce D. Clarkson, Centre for Biodiversity and Ecology Research

Dmitri Mauquoy, Department of Geography and Environment

Keith D. Bennett, Department of Earth Sciences

目录信息

Preface
1: Peatland habitats
2: Diversity of life in peatlands
3: Adaptations to the peatland habitat
4: Sphagnum - the builder of boreal peatlands
5: Peat and organic soil
6: The peat archives
7: Peatland succession and development
8: Hydrology of peatlands
9: Nutrients, light, and temperature
10: Peatland patterns and landforms
11: Peatlands around the world
12: Productivity and carbon balance
13: Uses, functions, and management of peatlands
Glossary
· · · · · · (收起)

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