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Pierre Legendre为《数量生态学-R语言应用》中文版第二版写的序言

已有 3785 次阅读 2019-5-4 21:53 |系统分类:科研笔记| Pierre, Legendre, 序言

中文版序 - 

像你们手中的那些书一样不会从天而降,本书中文版出版是一系列故事和很多人共同协作的成果!
数量生态学 (Numerical Ecology)
数量生态学(Numerical Ecology)属于生态学的一个分支,致力于生态学多元数据数量分析,特别是群落
组成数据,旨在了解生态系统中生物多样性产生和维持的过程。生态学家、分类方法学家、遗传学家和其他
研究人员共同开发多元统计的分析方法,因为他们在自己的研究领域都面临如何分析多变量数据的问题。
1975年5月在法国南部举行的一次名为“应用于海洋生物学的数学方法”的研讨会,标志着数量生态学
作为生态学亚学科被非正式成立。这次研讨会期间,十几位生态学家(大多是海洋生态学家)在离地中海
咫尺之遥的法国巴黎第六大学Villefranche-sur-Mer 海洋研究站古老的会议室内坐在一起讨论生态学文
献新的发展趋势:“多元生态学数据统计分析”。Legendre(2019)在生态学百科全书(Encyclopedia 
of Ecology)中的文章总结了数量生态学从上个世纪60年代至今的发展历程。数量生态学的发展得益于
在世界各地的大学和研究机构中,大量专业的科学家为了回答生态问题和检验生态学假设,开发了大量的
数量分析方法,该文章也列出了一些最重要的方法论文献(Legendre, 2019)。
森林动态监测样地 (Forest dynamics plots)
  现在,世界各地都建立了森林动态监测样地。截止到当前(2019年初),由CTFS(Center for Tropical
 Forest Science)组织协调的全球森林观测网络(ForestGEO,https://forestgeo.si.edu/)在世界上27个
 国家和地区建立了67个长期观测森林大样地。由Robin B. Foster和Stephen P. Hubbell于1981年开始建设的巴
 拿马50公顷BCI样地是ForestGEO-CTFS网络的第一个大样地(Hubbell和Foster 1983)。该网络的
 目标是通过反复调查世界各地的森林大样地来提高对天然林的认识,以便了解森林生物多样性产生和维持
 机制,分析和预测全球环境变化所引发的森林生态系统的持续变化。
 
      ForestGEO网页列出了中国大陆的14块森林大样地,其中大多数是中国森林生物多样性监测网络(Chinese 
 Forest Biodiversity Monitoring Network,CForBio)的成员。这些样地是如何发展的?这个网络是如何
 形成的?根据参与中国样地网络建设的一些关键人物向我提供的信息,以下是对其发展历程的简要回顾。
2001年夏天,中性理论创始人Stephen P. Hubbell教授和他的妻子,进化生物学家Patricia A. Gowaty
教授以及台湾植物生态学家孙义方(现为台湾东华大学教授)一起前往长白山考察。长白山是世界上生物多样
性比较高的温带森林之一, Hubbell一直对长白山很感兴趣。随后他们还前往北京访问了中国科学院植物研究
所,向时任植物研究所植物生态学研究中心主任的马克平研究员提出按照史密森热带研究所赞助的
ForestGEO-CTFS网络方案在中国建立森林大样地的建议。

2002年,加拿大阿尔伯塔大学何芳良教授在加拿大会见以中国科学院副院长陈宜瑜为团长的中国科学院代表团时,提出建设中国森林大样地并加入 CTFS网络的建议。在陈宜瑜副院长的建议下,何芳良教授于2003年秋季前往北京与时任中国科学院植物研究所副所长马克平研究员讨论了在中国建立沿纬度梯度的森林监测网络的想法。

2004年2月,应马克平研究员的邀请,何芳良教授、孙义方教授和来自CTFS的Stuart Davis博士在植物研究所举办了为期两天的研讨会,约有25人参加,其中包括大样地感兴趣的五个中国研究机构的主要研究人员 – 中国科学院沈阳应用生态研究所:郝占庆,长白山样地;华东师范大学:王希华,天童山样地;浙江大学:于明坚,古田山样地;华南植物园:叶万辉,鼎湖山样地;西双版纳热带植物园:曹敏,西双版纳样地。在那次研讨会期间,为启动了中国森林大样地网络建设制定了明确的方案。

2004年5月,孙义方教授前往长白山,按照CTFS的规范帮助建设长白山森林大样地,并培训一批其他欲建大样地的年轻学者。2004年建成的25公顷长白山样地是中国森林生物多样性监测网络第一个大样地, 2005年建成的24公顷古田山样地和20公顷鼎湖山样地紧随其后。从此该网络不断发展,基本上每年都有新增的样地。目前,每木定位(stem-mapping)的森林大样地已成为中国生态研究的重要自然基础设施之一,并在全球的ForestGEO-CTFS网络中发挥着至关重要的作用。

世界各地建立的国家或区域森林大样地网络,一方面促进了我们对天然林的了解,另一方面为政府和林业
部门的森林管理提供科学数据。在中国除CForBio外,北京林业大学也建设了另一个全国森林样地监测网络,
该网络始于2005年在长白山林区建设的三个样地,目前包括19个样地,分布在10个省、自治区和直辖市
(Zhao et al,2014)。

 如何分析森林大样地数据

2006年7月在北京西南的河北涿州培训中心举办的由马克平研究员和何芳良教授组织的为期四周的关于
“如何分析森林大样地数据”的培训班,旨在培养学生和研究人员使用R语言分析每木定位的大样地数据。培
训班学员来自曾经参与长白山和古田山样地调查工作的研究生和博士后及其它样地的同行。这可能是R首次被
引入中国生态学工作者群体。四位授课嘉宾每人授课一周,他们带领大家使用R语言,为R语言后来成为中国森
林大样地数据分析的通用工具奠定了基础。研讨会第一周由植物所任海保博士介绍了R基础。2005年,任海保
博士和和同事米湘成博士在加拿大阿尔伯塔大学何芳良教授实验室访问了4个月,主要任务是学习利用R语言分
析数据,他们可能是第一批使用R的中国生态学者。
我在第二周授课,内容是“高级空间生态学”。第三周是何芳良教授的“生物多样性分析”和第四周是来
自CTFS的Richard Condit的“用R分析数据和绘图”。培训班成员也实地考察了那时刚刚调查完成的古田山大
样地。在培训班期间,马克平研究员邀请我首先分析古田山样地的数据,并与样地主要研究人员一起撰写论文。
这项工作产生了第一篇关于古田山样地的研究论文,发表在Ecology上(Legendre et al,2009)。
2009年,马克平研究员邀请我为植物研究所和其他与中国森林大样地相关的大学和研究所的研究生讲授数量
生态学和空间分析的新课程。该培训班由中国科学院生物多样性委员会主办,主题为“空间生态学的最新进展:
理论与实践”,于10月1日至6日在北京植物研究所举办,恰逢中国人民共和国成立60周年,有40名学员参加了这
个课程,其中包括后来将这本书翻译成中文的赖江山。
数量生态学-R语言的应用(Numerical Ecology with R )
Numerical ecology with R (缩写为NEwR)是Daniel Borcard及其合作者François Gillet和我自己在2011
年出版的一本新书。该书的目的是向生态学家、生态学研究生和数量生态学教师展示如何使用R语言实现最常用
的生态学多元数据的定量分析。自2000年2月29日免费软件R语言在CRAN网站正式发布以来,用于群落生态学数据
分析的程序包层出不穷:2001年vegan发布,2002年ade4发布,2006年FactoMineR发布,adespatial也在2016年
晚些时候发布。我们认为是时候将这些用于生态学多元数据分析的函数进行汇总,这也是编写这本书的初衷。
我们希望这本书不仅对生态学家和生态学研究生有用,对教数量生态学方法的教师也有帮助。
2011年出版了第一版NEwR和“Numerical Ecology”英文版第3版(Legendre and Legendre,2012)后,植物
研究所赖江山博士把NEwR翻译成中文并于2014年4月由在北京的高等教育出版社出版。赖江山随后于2014年11月
 至2015年11月作为访问学者来到加拿大蒙特利尔大学我们的实验室学习1年,了解更多有关数量生态学方法和
 知识。回国后,赖江山积极在中国生态学学界普及R语言和数量生态学的知识,并受邀在中国国内多所大学和
 研究所举办R语言的培训。 2016年11月份受中国科学院委派,他还在尼泊尔特里布文大学举办为期10天的R语
 言培训。2017年开始以本书为教材,他在中国科学院大学开设深受研究生欢迎的“R语言在生态学中的应用”
 的课程。
     当NEwR英文版第二版于2018年出版时,赖江山提议及时将第二版翻译为中文,Daniel Borcard将新版的手稿
 发送给了他。赖博士开始从事翻译工作。最近,他写信给Daniel Borcard和我,翻译应该在2019年初完成,
 他让我为新的中文版写一篇序言。这个邀请让我有机会通过我的日记以及与部分活动中的主要参与者的交流,
 汇总了上述关于中国森林大样地建设和样地数据分析发展简史。
中国森林生物多样性监测网络的发展历程,以及后来出现的Numerical ecology with R的中文版,
是科学家之间国际合作的非常好的范例,我很高兴能作为一员参与其中。希望我们的新书能为中国生态学家
和研究生们提供有意义的帮助。
 
Pierre Legendre,
数量生态学教授,
加拿大蒙特利尔大学
 



  

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参考文献

 


Borcard, D., F. Gillet and P. Legendre. 2011. Numerical ecology with R. Use R! series, Springer Science, New York. xi + 306 pp.

Borcard, D., F. Gillet and P. Legendre. 2014. Numerical ecology with R, Chinese edition (translation: J. Lai, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences). Higher Education Press, Beijing. V + 275 pp.

Borcard, D., F. Gillet and P. Legendre. 2018. Numerical ecology with R, 2nd edition. Use R! series, Springer International Publishing AG. xv + 435 pp.

Hubbell S.P., Foster R.B. 1983 Diversity of canopy trees in a neotropical forest and implications for conservation. In: Whitmore T, Chadwick A, Sutton A (eds). Tropical Rain Forest: Ecology and Management. The British Ecological Society, Oxford. Pp. 25–41.

Legendre, P. 2019. Numerical ecology. In: Encyclopedia of Ecology, 2nd edition (B. D. Fath, Editor-in-Chief). Pp. 487–493 in volume: Earth systems and environmental sciences. Elsevier Inc., Oxford, England.

Legendre, P. and L. Legendre. 2012. Numerical ecology, 3rd English edition. Elsevier Science BV, Amsterdam. xvi + 990 pp.

Legendre, P., X. Mi, H. Ren, K. Ma, M. Yu, I. F. Sun, & F. He. 2009. Partitioning beta diversity in a subtropical broad-leaved forest of China. Ecology 90: 663-674.

Zhao, X., J. J. Corral-Rivas, C. Zhang, H. Temesgen & K. Gadow. 2014. Forest observational studies – An essential infrastructure for sustainable use of natural resources. Forest Ecosystems 1:8, pp. 1–10. https://doi.org/10.1186/2197-5620-1-8.

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