综述：演替作为生态系统生态学与保护的统一模型

《Trends in Ecology & Evolution》：Succession as a unifying model of ecosystem ecology and conservation

　　

摘要

演替是生态学中的一个基本概念，因为它提供了关于生态系统随时间变化以及受干扰后响应的视角。它也是保护和恢复中的一个有用概念，因为人类活动增加了全球干扰的频率和幅度。生态系统生态学为演替提供了独特的视角，因为它通过基于过程的“货币”（如净生态系统生产力）的视角来看待动态，这些“货币”囊括了能量和养分流动的同时发生的多种特性，从而提供了一种有用的衡量标准，用于监测和预测净变化。通过这些视角研究演替揭示了基本模式，这些模式统一了生态系统生态学的核心原则，并提供了用于指导保护和恢复工作的预测模型。

章节片段

为什么生态演替对恢复和保护很重要

历史上，干扰的严重性和频率受气候或地质事件控制。今天，许多影响生态系统的干扰事件是人类造成的。因此，更好地理解任何类型干扰后的演替动态可以帮助指导生态管理和恢复 1, 2, 3。这个主题日益重要，因为除了人类对生态系统造成的直接物理退化外，气候变化正在增加数量

为什么生态系统生态学对于揭示生态演替的基本机制很有用

生态系统生态学寻求理解养分和能量在生态系统内部及之间的流动如何体现在活体和死亡物质的形成中 [9]。一个基本目标是量化能量和物质的库和通量，以生成模型，从而在生态系统尺度上估算和预测基本过程。例如，光合作用和呼吸作用的速率是生态系统生态学中的主要计量单位，因为碳是的主要构建模块

生态系统演替的概念模型

研究人员为理解生态群落的演替所做的努力，对于生态系统生态学作为一门子学科的发展很重要 14, 15。在一篇开创性论文中，Odum [8] 根据关键生态系统过程：总初级生产力 (GPP) 和生态系统呼吸 (ER)，概述了生态演替的一般模式（他称之为“发展”）(8, 16)。这些观点在概念上很简单：在生态系统演替早期，总生物量（自养型加上

资源管理和恢复的应用

保护的一个核心目标是维持或恢复生态系统服务。因为大多数（如果不是全部）生态系统服务都依赖于初级或次级生产力，所以理解和预测 NEP 的时间轨迹对于保护至关重要，并且有助于设定目标、确定时间表以及识别何时不同的干预措施可以进一步协助工作 [42]。虽然我们开发的统一概念可以推广到所有

结语：生态系统生态学的统一模型

生态系统生态学的一个基本目标是识别塑造生态系统碳质量平衡的模式和治理过程，最终目标是预测未来的生态系统结果。生态演替一直是生态学领域，以及随后的生态系统生态学子学科产生的核心主题。本文描述的演替模型描绘了生态系统之间能量和养分平衡的共同时间模式。虽然

致谢

本文是作者们在七年富有启发性和愉快经历的共同教授生态系统生态学课程的产品。我们要感谢所有参与热烈讨论的学生，这些讨论帮助我们随着时间的推移磨练了想法。我们还要感谢 Nina Wale 早期的评论，这些评论大大改善了手稿。我们还要感谢 Katrina Munsterman, Nepsis Garcia, Sean Richards 和 Sarah Luongo 对手稿后期草稿的反馈。JEA

利益声明

作者声明没有竞争利益。

词汇表

生态系统生态学

将生物体及其环境作为一个综合系统来研究它们之间相互作用的研究。

生态系统呼吸 (ER)

给定生态系统的自养呼吸 (R_A) 和异养呼吸 (R_H) 的总呼吸量，以生态系统尺度表示，例如，g C m² yr^?1。

能量

做功或引起变化的能力。

通量

能量或物质从一个库流向另一个库的流动，表示为单位时间（速率）每单位面积的数量，例如，g m^?2 day^?1。

Jacob E. Allgeier|Donald R. Zak

美国密歇根大学安娜堡分校生态与进化生物学系