Page 203 - 低碳环境下的监测与保护
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第九章 生态保护中化学计量学研究
第九章 生态保护中化学计量学研究
第一节 生态化学计量学
一、生态化学计量学的定义
生态化学计量学是研究生物体在生态相互作用过程中多种化学元素（主要是
N、P、C）平衡关系的一门科学。生态化学计量学结合了生物学、化学和物理学
等基本原理，包括了生态学和化学计量学的基本原理，考虑了热力学第一定律、
生物进化的自然选择原理和分子生物学中心法则的理论。这一研究领域使得生物
学科不同层次（分子、细胞、有机体、种群、生态系统和全球尺度）的研究理论
能够有机地统一起来。
二、生态化学计量学的应用
生态化学计量学研究最早主要是针对水生生态系统开展的，海洋生态学家和
地球化学家应用了化学计量学原理指导养分限制和养分循环的研究已有 50 多年
的历史了。生态化学计量学是生态学与生物化学、土壤化学研究领域的新方向，
也是研究土壤 - 植物相互作用与碳、氮、磷循环的新思路。当前，生态化学计量
学已经广泛应用于种群动态、生物体营养动态、微生物营养、寄主－病原关系、
生物共生关系、消费者驱动的养分循环、限制性元素的判断、养分利用效率、生
态系统比较分析和森林演替与衰退及全球碳氮磷生物地球化学循环、资源竞争理
论等研究中，并取得了许多研究成果。当前，生态化学计量学在土壤养分循环与
限制作用研究中的应用受到了更多的关注。
生态化学计量学的关键参数——化学计量内稳性链接小尺度过程与大尺度格
局之间的桥梁，被成功地用于揭示湖泊生态系统的稳态转化（清水 浊水）机制，
即与由低内稳性物种占优势的生态系统相比，高内稳性沉水植物占优势的生态系
统具有较高的生产力、稳定性和可塑性（由高营养盐阈值所表征）；高内稳性植
物占优势的生态系统具有较宽的双稳态区，在前行衰退轨迹的末端具有较低的生
物量，由于保守的营养盐利用策略和较低的生长速率，在沿着恢复轨迹趋于平衡
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