生态(二)
2.2.1概念化利基
栖息地
从历史上看,利基的想法可以回到达尔文,然而,在Joseph Grinnell的工作中发现了利用的第一个漫长的治疗,这些概念在Joseph Grinnell的工作中发现,他们使用该术语来描述一种物种的环境,生物和非生物的方面占领(Gaffney 1975; Pocheville 2015)。 Grinnellian利基有两种中枢特征。 首先是每个利基只能被一个物种占据,即,同一生态系统中的两个物种不能占据完全相同的利基。 其次,新的利基可以作为栖息地改变而出现,并且现有的利基可以空置,因为物种变得彻底灭绝,为其他物种提供空间和自适应压力占据它们。 这使得Grinnellian的利基解释性能力,因为利基的性质可以解释某些物种的表型适应:生物适应填补空缺的利基(参见Justus 2021的讨论)。
功能
Charles Elton提出了不同的利基的概念。 埃尔顿注意到,虽然填补了不同栖息地的物种的种类存在许多变化,但在营养级别方面存在一些重要的相似之处:大多数社区都有食草动物,食肉动物和DETRITIVORIVORY。 他对利基的概念侧重于社区内有机体的功能,即它在生物环境中的位置及其与其他生物的关系,例如其猎物和掠夺者。 埃尔顿认为利基类似于占领,着名:
当一个生态学家说“有一个獾”时,他应该包括在他所属的社区中动物位置的一些明确的想法,就好像他说过“那里的牧狼”一样。 (埃尔顿1927:64)
Elton的利基的功能概念也适用于空置利基的想法,它可以被适应,迁移或侵入社区的生物占据。
n维超空间
埃尔顿,G.E左右约20年。 Hutchinson提出了一个冒充某些相似之处的利基的另一个概念,而且对以前的两个概念的一些重要差异。 基本思想是:对于任何特定的物种,想象一个影响它(生物和非生物)的环境因素在轴上表示。 相关因素的数量(n)确定空间有多少轴。 这些轴内的空间,其中物种可以持续存在(即,具有正面的健身)是其基本的利基。 在这个空间内是一个较小的一个界限,其中物种实际存在 - 这是它实现的利基(Chase&Leibold 2003)。
2.2.2对利基
利基概念的一个重要特征是它有助于解释生态社区的动态和结构。 它通过竞争排除(CEP)的原则,使得完全竞争对手,即具有相同的利基的物种,不能共存(Bausman 2019; Griesemer 1992)。 因此,竞争越近,物种之间的激励越高,使一个人的利基或迁移的促进越高。 对于一些,竞争理论,包括CEP,是生态的基石及其与进化生物学的关系,因为它是了解社区动态和社区进化结构的基础(Griesemer 1992; Kingsland 1985 [1995])。
利基概念的普及是广泛但不是普遍存在的。 一些生态学家认为,利基/竞争框架不足以解释社区级生态现象。 例如,CEP被批评为不可批评,而不是科学上有用的(参见Justus 2019的讨论)。 这场辩论中的一个重要地标是Stephen Hubbell的中立社区结构理论,其中物种之间的差异是中立的,即与社区内的成功无关(Hubbell 2001)。 相反,社区结构受到漂移(随机出生和死亡),分散和形态的影响。 换句话说,利基不会影响社区中每种物种的相对丰度,因此他们在社区结构的研究中几乎没有进口。 中立理论本身是非常有争议的,与利基/竞争框架(Bausman 2019; Chase&Leibold 2003; Justus 2021)确切的关系。 中立理论可以被视为竞争框架的替代方案,或作为零假设,即,在接受替代(这里,竞争假设)之前必须被证明是假的假设(Bausman 2019)。 一些生态学家试图将这两个替代品与一个整合两种方法的一个理论调和,(参见例如Chesson 2000; Vellend 2010)。
不同的批评来自贾斯特斯(2019年; 2021年),据称利基概念是多余的,基于现有的利基概念实际上没有在生态研究中有用,因为它们并不一致地解释或预测现实世界中的群落结构。 此外,将现有的利基概念结合起来以克服各个定义的缺陷被注定要失败,因为这种组合变得过于抽象,没有因果信息,以充分代表真正的生态社区,更不用说预测群落结构。
2.3生物侵犯
识别物种在其本地范围之外可能导致土着物种的问题追溯到达尔文,他们意识到,在每个栖息地物种中都有影响他们人口增长的朋友和敌人,而当A被引入一个没有敌人的新栖息地时,它可以以牺牲本地物种(Reichard&White 2003)为代价。 在达尔文之后,对与侵入物种相关的问题几乎没有兴趣,直到查尔斯·埃尔顿的出版物1958年通过动物和植物的侵犯生态学。埃尔顿认为侵入物种非常有问题,他的主要目标是提供框架为了保护本地社区(Davis 2006)。 从那时起,对生物侵犯的研究有一种迅速增加,这导致了致力于生态学的入侵生物学,研究方案和期刊致力于研究生物入侵者的概念,方法,影响和管理(Ender等人。2020; Reichard&White,2003)。
2.3.1定义生物入侵者
定义生物入侵者不是一项简单的任务。 描述其本土范围之外的物种的条款包括“侵入性”,“外星人”,“异国情调”,“介绍”,“非本土”,“冒险”,“Neophyte”,“归化”,“移民”,“杂草”,“杂草”,“有害”,“有害”,“有害”,以及复合术语,如“侵入式外星人”,“非本土侵犯者”等(Colautti&Richardson 2009; Pysek 1995; Ashley Young&Larson 2011)。 这些术语中的每一个都有自己的假设和含义,这可以排除普遍可接受的分类。 例如,如果我们要将“侵入性”定义为在其本地范围之外普遍存在的物种,则该分类包括通常归类为侵入性的许多物种。 然而,大量的病例将不那么明显。 首先,作为物种的本土范围计入什么? 植物和动物的迁移(包括人民辅助迁移)发生了千年,但并非所有迁移都导致入侵。 对于许多广泛的物种,我们甚至可能甚至无法确定其原生范围(Courchamp,Hulme和Pyšek2020)。 第二,什么是普遍的? 一些物种建立并传播但不会对本地生态系统构成威胁。 这些是否应该作为入侵者? 第三,一些物种将“综合”进入新的生态系统,并删除它们实际上可以为本土物种(歌手和Parmesan 2018)产生问题。 这些物种是否应该算作侵入性?
周围的辩论是生物入侵者的定义已经获得了势头,导致着名的入侵生物学家(以及一些哲学家)之间的加热交换(Frank等,2019;Guiaşu&tindale 2023; Ricciardi&Ryan 2018; Richardson&Ricciardi 2013; 2018年间谍2018年; Young&Larson 2011)。 辩论中心关于增值术语对非本土物种及其管理的看法的影响。 在辩论的一侧是那些认为用于描述非本地物种(如外星语或侵入性)的术语是仇外症,并导致生物入侵的研究,资源分配和管理中的偏见(戴维斯,咀嚼,et al。2011;瓜瑞&tindale 2023; SAGOFF 2018)。 他们认为,感知的入侵者的威胁通常是超越的,例如因为很少的灭绝可以归因于生物侵犯的影响(Gurevitch和Padilla 2004),而在某些情况下它们的效果甚至可以是积极的,因为它们可以减轻其他人为紊乱,如土壤侵蚀,而他们的存在可能会增加生物社区中的生物多样性或引入新的(并且有时稳定)相互作用(戴维斯,Chew,et al。2011)。 此外,努力管理生物侵犯的努力通常是不必要的,因为尽管产生了显着的经济成本,但在某些情况下,它们甚至可能对本地社区造成额外伤害,加剧现有问题甚至创造新的问题(戴维斯,咀嚼,等人。2011;Guiaşu&tindale 2023; Thiengo等人。2007)。
相反的观点是,尽管偶尔的益处,侵入性物种的整体效果是压倒性的(Richardson&Ricciardi 2013)。 这一观点的支持者引用了众多案件,特别是岛屿社区,入侵者摧毁了土着物种,并破坏了生态系统运作(Simberloff 2011)。 即使在侵略者的影响尚不明显的情况下,也是因为它们尚未广泛传播在一个新的领域,或者因为它们没有与某些本土物种竞争,因此始终有可能在未来对本土生态系统构成威胁的可能性,由于气候变化的影响(SAX&BROWN 2000; SIMBERLOFF 2014)的影响,这一可能性变得越来越有可能。 辩论这一方面的言论也非常强劲,因为这个营地的科学家用借鉴“侵入物种否认”来对手,即采用非科学或伪科学的生物侵犯方法,通过专注于术语的价值 - 侵略性侵害和忽略或忽视侵权作用证据的术语,樱桃挑选例子(Frank等,2019; Ricciardi&Ryan 2018)。
2.3.2生物侵犯的原因
入侵生物学的另一个重要问题是:什么导致成功和其他人失败的原因? 寻找生物侵犯原因有自己的历史和紧张局势。 归发原因有两个主要的研究传统。 在第一个传统中,从人口生态流出,入侵的侵犯原因是在入侵者的水平中找到。 这个想法是,当入侵者拥有特征的组合时,归发是成功的,这让他们在新区域建立和传播,以外耐受或以其他方式扰乱原生物。 例如,(Grotkopp等人2002)确定了小种子质量,短发酵时间和高相对生长速率,作为Pinus Genus中成功侵犯的特征。 具有快速增长策略的物种增加了生产力,导致更大的整体生物量。 这种效率更大,这赋予了新地区的种类竞争优势,以牺牲本地物种。 就个人和人口水平生物量而言,即更快的增长,可以降低同一栖息地的其他植物的可用资源。
第二个传统识别社区或生态系统水平的入侵原因,即,通过专注于允许社区抵抗入侵的特征。 这个想法是,每个社区建立一系列障碍,该境地必须克服,以便在入侵中取得成功。 一个受到生态系统级别的侵袭的一个流行示例是生物多样性,这一想法是一个更多样化的社区对扰动更加强大(Kennedy等,2002)。 虽然这种分集稳定性假设的后代已经很大程度上被遗弃(McCann 2000),它已被更细微的账户所取代。 例如,(Davis,Grime,&Thompson 2000)认为,不同的社区,占据环境的更多的社区不太可能在更一致地使用它们时具有波动的资源,从而降低了侵略者资源的可用性。
没有研究传统在生产可用于预测和管理的广义入侵理论方面都没有成功地制作(Catford等,2009; Hayes&Barry 2007; Reichard&White 2003)。 尽管试图融合两项研究传统,但尚未开发出统一的入侵生物学理论。 这是一些入侵生物学家一侧的持续刺,因为他们担心入侵生物学无法在没有这样的理论的情况下进步(Blackburn等,2011; Ender等,2020)。 然而,一些生态学家和哲学家认为,由于生物侵犯是非常复杂的和依赖的生物侵犯(Jeschke等,2012;Valéry等,2013)。 产生每种入侵的特殊因果因素和动态相互作用是特殊的,可能是一个甚至是独一无二的,因此即使我们找到一般理论,它也会有这么多例外,无法对预测和管理入侵是非常有用的(Elliott-Graves 2016)(另见§3.3)。
2.4保护
保护生物学侧重于保护被视为生态重要性的世界的部分。 它可以被视为生态学的子学科,或者是一个不同的研究领域,目的有时从传统或“基础”生态(Justus&Wakil 2021; Linquist 2008,另见§3.7)。 接下来的两个部分检查了保护生物学中的两个重要问题,性质和荒野的思想及其与恢复和生物多样性概念的关系。 保护生物学的其他重要主题包括道德驱动的程度,这在第3.7节中概述,以及关于确定和实施保护策略的最佳方法和方法的辩论。 后一种问题是广泛的(保护生物学)涵盖的问题,并且不会在此条目中讨论。
2.4.1自然,荒野和恢复
保护生物学哲学的一套问题涉及保护的“理想”,即,我们应该如何概念概念保护的目标。 有关如何了解如何理解“自然”和“荒野”的概念的争论,例如,人类和人类活动是否属于自然界的一部分,而当栖息地可以被视为“野外”(Higgs 2003;伍兹2017年)。 这些分歧不仅仅是语义,因为它们可能会影响保护的实际策略。 一个重要且持续的讨论涉及恢复项目的历史保真度。 在其他人的生态恢复(SER)中提出的是,恢复不应只是旨在“修补”损坏的生态系统,但它应该旨在通过将生态系统返回到一些过去的状态来恢复生态系统功能,即,即,因此此功能由同一实体执行,这是如此如此过去(Ser在Desjardins 2015; Garson 2014)。 替代观点是历史保真度难以识别和衡量(这是生态系统的相关过去?我们应该走多远?我们如何确定过去版本的生态系统中的物种组成,因此应该替换为其他,更基本的目标(Sarkar 2011,2014a,2014b)。 那些回应这种历史保真度的批评意识到具有历史保真度的概念和实际困难,但仍然是作为保护的目标仍然有价值(Desjardins 2015; Garson 2014)。
相关辩论涉及“生态系统健康”的概念。 我们可以考虑保护生物学的目标(或至少一个目标)作为健康生态系统的促进和维护。 但是,关于生态系统可以成为健康的承载(McShane 2004)几乎没有一致。 辩论中的三个主要意见是:
那种生态系统可以真正健康,不健康(McShane 2004),
生态系统健康是一种隐喻的概念,类似于“健康经济”(古老的1995年)
这种生态系统不是可以是健康或不健康的实体类型,例如,因为它们不是生物,因为它们只是社会构造,或者因为生态系统函数的适当概念没有提供了概念所需的性能规范健康(参见Odenbaugh 2010,McShane 2004和第3节中的讨论)。
2.4.2生物多样性
保护生物保存应该是什么? 这个问题的通常答案是“生物多样性”(Justus 2021; Maclaurin和Sterelny 2008; Santana 2014; Sarkar 2002; Sarkar和Margules 2002,另见生物多样性和保护生物学)。 有人普遍认为,生物多样性极为重要,但就究竟究竟是什么意思(Santana 2014; Maclaurin&Sterelny 2008)。 在良好的水平上,生物多样性只是指各种生态系统中的“生物体之间的可变性”(联合国首脑会议定义,在Santana 2014中发现,第763页。然而,这种肤浅的定义并不是特别有用,因为它类似于说生物多样性包括“生物学中的一切”(Sarkar 2002)。这样的概念既不易于运作,也不是帮助我们决定应该保守的(Santana 2014; Sarkar 2002)。
定义生物多样性有两种普遍的方法。 首先是明确地定义它,即,以识别共同挑选概念的一组特征。 生物多样性最常见的明确定义是物种丰富性,往往与另一个特征(Maclaurin&Sterelny 2008)增强。 简而言之,物种丰富性只是某个地区的物种数量。 物种丰富度的措施通常包括另一个维度,例如丰富(人群中的个体的数量),均匀性(物种的常见或稀有性),表型差异(多种状同数是多种物种中的种类如何)或进化差异(物种在进化轨迹中有多远)(Santana 2014)。
第二种方法是通过指定一组规则或公理,“放置优先级排序”算法,从中确定的概念来定义生物多样性,从中可以确定概念(Sarkar 2002)。 基本思想是在我们只有有限的预算时识别世界的哪些部分。 我们从生物多样性替代物(如物种,特征,环境参数以及各种物种组成,物种亚物和环境参数的组成)开始。 然后,我们将一个区域雕刻成“细胞”(不同尺寸),并鉴定每个细胞中的替代品。 该算法可用于确定需要受到保护的最小数量的单元,从而表示所有代理或者,给定可以保护算法的许多小区可以确定应保护哪些小区以最大化代理的数量代表。 因此,生物多样性被定义为应优先考虑算法确定的算法。
另一个观点是完全分配概念。 Santana(2014年,2017年)认为,生物多样性的现有定义都不可行。 反对物种丰富,他认为它没有捕获生物价值的各个方面。 他指出,并非所有领域或物种都具有相同的价值。 例如,即使生物多样性低于其他生物多样性,旧的生长森林或稀有生物群也值得保存。 相比之下,某些物种如某些病毒的价值远低得多,并应该被淘汰。 他还认为,许多生物多样性的概念包括其他概念,例如稳定性是有争议的; 他担心这些联系可能会破坏节约努力。 总而言之,他认为,生物多样性的概念比良好的危害更大,因此应该被淘汰。 只有这样,我们才能专注于真正重要的,即生物价值。
有关2.2节中所有职位的更详细概述,请参阅(保护生物学,生物多样性)和(Justus 2021:Ch。5)。 有关具体意见的更多详细信息,请参阅:对于多维方法/多元化,Maclaurin&Sterelny(2008),用于生物多样性,Sarkar(2002,2005)和在Justus 2021的讨论,为生物多样性消费者,桑塔纳(2014年,2017年)和对消除主义的反应,见(Burch-Brown&Archer 2017; Justus 2021)。
3.生态学科学哲学
3.1生态学的科学状况
生态学家展示了关于生态研究质量和纪律的整体科学地位的罢工程度。 这可能是由于生态学的历史发展,其中许多人认为物理学的数学模型是建立真正科学纪律的重要一步(Kingsland 1985 [1995])。 在整个历史中,生态学家一直处于与自然历史中区分他们的纪律,他们认为他们被视为仅仅是一般的理论和预测权力(Johnson 2007; Kingsland 1985 [1995])。 这些担忧继续存在。 有许多出版物哀叹生态学或其子学科的研究状态,因为所谓的理论和经验失败,缺乏进展,跨越方法或子学科等统一等(Courchamp,Dunne等,2015; Houlahan等人。2017; Lawton 1996; Marquet等,2014; Peters 1991; Schiner&Willig 2011; Shrader-Frechette&McCoy 1993;Valéry等,2013)。