第一章生态学概论PPT课件

.,1,生态学概论,贺秋芳,.,2,21世纪面临的许多世界性的难题，大都与生态学有关,人口膨胀粮食紧张环境污染能源不足资源紧缺遗传疾病,.,3,什么是生态？什么是生态学？,.,4,生态（eco-）自然环境下生存和发展的状态，也指生物的生理特性和生活习性它们之间和它与环境之间环环相扣的关系生态学（ecology）研究生物与环境及其相互关系的学科研究生物生存条件、生物及其群体与环境相互作用的过程及规律的科学，目的是指导人与生物圈（自然、资源、环境）的协调发展。,.,5,授课目标,讲授生态学基本概念和基础理论介绍部分生态学实例观摩相关影视资料要求掌握生物与环境相互作用的一般原理关注人类活动下生态过程的变化以及对人类生存的影响,.,6,生态学概论的讲课内容,绪论生物与环境（个体生态学）种群生态学群落生态学生态系统生态学应用生态学,.,7,生态学教材及教学参考书籍,曹凑贵主编，生态学概论，高等教育出版社，2006杨持主编，生态学（第二版），高等教育出版社，2000。孙儒泳主编，基础生态学，高等教育出版社，2001。李振基主编，生态学（第二版），北京:科学出版社，2004。,.,8,主要生态学期刊,生态学报中国生态学会，1982生态杂志中国生态学会，1982AMBIO-人类环境杂志瑞典皇家科学院，1972应用生态学报中国生态学会，1990生物多样性中国科学院濒危物种委员会，1993植物生态学报中国植物学会，中国科学院植物研究所，1955EcologytheEcologicalSocietyofAmerica，1920JournalofEcology1913EcologyMonorgraphs1931JournalofAnimalEcology1932,.,9,国内生态学有关网站,搜索引擎-WWF-万方数据-中国期刊网-生物学文摘（BA）-中国科学院生物多样性委员会-中国科学院生态环境中心-湿地国际,.,10,湿地国际,,.,11,世界自然保护联盟,/,.,12,生命百科,/,.,13,国际动物科学之家,/dct/page/1,.,14,.,15,第一章绪论,.,16,生态学的定义生态学历史、对象与范围生态学的分支科学、交叉学科生态学发展动态生态学的研究方法生态学的任务,.,17,生态文化、生态伦理,生态意识生态文学艺术生态运动生态党,.,18,生态意识,注重维护社会发展的生态基础，强调从生态价值的角度审视人与自然的关系和人生目的,.,19,生态伦理,生态伦理只有一个地球，毁掉后再无生存之地生态伦理多样化的世界才是稳定的、可持续的、美好的！,.,20,生态学的定义的发展,Oikos+logos(住所)(学科),Oekologie,生态学ecology,住所的学科,谁住,住哪里,怎么住,生物,环境,关系,生态学是研究生物与环境间相互关系的科学,动物植物微生物人类,无机因素生物因素人类社会,.,21,恩斯特海克尔,研究生物及环境间相互关系的科学（E.Haeckel,1866）恩斯特海克尔，德国博物学家，达尔文进化论的捍卫者和传播者，第一个为生态学下了明确定义的学者。内涵环境对生物的决定和塑造作用。生物对环境的适应。适应环境的生物对环境的改善作用。,.,22,不同的生态学定义,研究科学的自然历史（C.Elton,1927）。研究生物形态、生理和行为上的适应（克什卡洛夫）,1954）。研究有机体的分布和多度的科学（Andrewartha,1954）。研究有机体与生活之地相互关系的科学（环境生物学）（Smith,1966）。研究生态系统的研究决定有机体的分布与多度相互作用的科学(Krebs,1972,1978,1985)。结构和功能的科学（E.P.Odum,1956）；综合研究有机体、物理环境与人类社会的科学（E.P.Odum,1997）。研究生命系统与环境系统之间相互作用规律及其机理的科学（马世骏，1980）。,.,23,不同生态学定义的差异,生态学定义的差别主要是关于居住对象“生物”、居住地“环境”以及两者“关系”的内容有所不同。生物范畴不同包括有机体、生物个体、生物群体及生物群落。动物、植物、微生物及人类本身。环境范畴不同包括无机环境、有机环境、小生境、大环境及整个环境系统。物理环境要素、化学环境要素、生物环境要素乃至社会环境要素。关系内容不同环境因子对生物生长、发育，生存、发展的影响；生物对环境的适应、改造。生物（包括人类）处理自身利益与自然关系的“经济”策略。,.,24,生态学的研究对象、内容及分支学科,近代生态学研究的内容,近代生态学研究的内容,分子（molecular）个体（individual）种群（population）群落（community）生态系统（ecosystem）景观（landscape）生物圈（biosphere）,经典生态学研究的内容,.,25,生态学的研究内容,以野生生物类群和自然生态系统为对象，探索环境与生物之间的作用和反作用及其规律。不同环境中生物种群的形成与发展，种群数量在时间和空间上的变化规律，种内、种间关系及其调节过程，种群对特定环境的适应对策。中生物群落的组成，特征与分布，群落的结构、功能和动态。生态系统的基本成分和结构与功能；生态系统的能量流动与物质循环，生态系统的发展、演化及其与人类的关系,.,26,以人工生态系统和半自然生态系统为研究对象，研究在人类干扰和破坏后不同区域系统的组成、结构和功能；环境质量的生态学评价；生物多样性的保护和永续利用等。以自然经济社会复合生态系统为研究对象，从研究其结构和功能入手，探索人在此类生态系统中的地位和作用，协调人类作为生态系统组成者同时又是调控者与系统其他成分之间的关系，探索人口、资源、环境三者之间的和谐发展的途径，为改善全球人与环境的相互关系提供科学依据，以求达到在人口不断增长情况下，合理管理与利用环境资源，保证人类社会持续协调地发展。,.,27,生态学的分支学科（一）,按组织层次（levelsoforganization）划分：个体生态学(Individualecology):研究重点是个体对生物和非生物环境的适应（adaptation）。种群生态学(Populationecology):多度(abundance)和种群动态（populationdynamics）。群落生态学(Communityecology):决定群落组成和结构的生态过程（ecologicalprocesses）。生态系统生态学(Ecosystemecology):能流（energyflow）、食物网（foodweb）和营养循环（nutrientcycling）。,.,28,生态学的分支学科（二）,按生物类群划分：动物生态学植物生态学微生物生态学人类生态学昆虫生态学鱼类生态学鸟类生态学等等,.,29,生态学的分支学科（三）,按生物栖息环境划分：水生生态学淡水生态学河口生态学海洋生态学陆地生态学湿地生态学等等,.,30,生态学的分支学科（四）,按交叉学科划分：数学生态学地理生态学生理生态学行为生态学进化生态学等等,.,31,生态学的分支学科（五）,按应用领域划分：农业生态学城市生态学资源生态学环境生态学保护生态学恢复生态学旅游生态学污染生态学等等,.,32,生态学的分支学科（六）,景观(Landscape)和景观生态学(Landscapeecology)景观:由若干生态系统组成的异质区域(heterogeneousarea),这些生态系统构成景观中明显的斑块(patches),这些斑块称景观要素(landscapeelements)。景观生态学:研究景观结构及其过程(landscapestructureandprocesses)的科学。生物圈(biosphere)和全球生态学(Globalecology)全球生态学:研究生命系统和行星系统相互关系的科学。,.,33,现代生态学发展趋势,现代科学（包括生态学）发展特点学科间相互渗透，发展边缘学科，建立学科间的综合性研究。研究对象的特殊性强调生态系统中各个组成成分的相互联系，尤其是相互作用，从生态系统整体来研究能量、物质和住处的流动和转换，来研究其结构、功能和动态，甚至优化和调控。,.,34,宏观和微观两极发展生态学的研究层次已囊括了分子、基因、个体直到整个生物圈。研究手段自计电子仪、同位素示踪、稳定性同位素、“3S”（全球定位系统（GPS）、遥感（RS）与地理信息系统（GIS）、生态建模，系统论引入生态学。研究范围的拓展结合人类活动对生态过程的影响,从纯自然现象研究扩展到自然-经济-社会复合系统的研究。,.,35,从描述性科学走向实验科学受控生态系统、微宇宙、人工模拟实验室利用电子仪器和遥感技术，在不破坏生物种群的情况下取样和测量用放射性同位素示踪生态系统中营养物质的转移途径并判断其时间和范围等。研究重点从个体水平（繁殖、食性、迁移、生活史）转移到种群（数量变动）和群落（结构、演替、植被分析），进而发展到以生态系统研究为中心。,.,36,与实践领域结合得更加密切生态农业、生态经济、生态建设、生态管理、生态旅游、生态工程、生态技术、生态效益等都是生态学原理与人类实践密切结合的产物。数学模型广泛应用建立系统的模拟模型用计算机模拟生态系统的行为，进行参数的灵敏度分析，模拟各种管理措施，以便决策者选择最优方案应用最优化原理来控制和管理生态系统静态的有：线性规划和非线性规划，动态的如最优控制理论,.,37,向宏观和微观两极方向发展宏观：重视全球生态功能的研究景观生态学，保持土地利用的方式的异质性（相异生态系统的组合）。全球生态学，以生物圈和全球为研究对象。微观：分子生态学（MOLECULARECOLOGY），以分子生物技术研究有机体对生态环境的适应性机理。,.,38,系统理论对生态学起巨大的促进作用定量化研究进一步发展。建立系统的模拟模型，选择最优方案；以最优化原理调控、管理生态系统。向多学科方向发展，尤其与经济学相结合。生态学在解决当今人类面临的重大社会问题中具有重作用，受到社会的普遍重视，研究对象的庞大和复杂，生态学与多学科的相互渗透显得十分重要。应用生态学迅速发展。从理论走向应用是学科成熟的标志。80年代以来，生态工程、生态技术、生态建设、生态管理等逐步被人们所认识和采用，并将极大地促进工农业生产的发展和经济、生态效益的提高。,.,39,生态学的前沿,前沿问题全球变化生物多样性可持续发展城市生态学,.,40,生态学的前沿,实验生态学生理生态学分子生态学行为生态学理论生态学生态文化,.,41,生态学的后现代性质与21世纪的生态学,后现代现代（Modern）是一种社会形态现代的主要特征：机械化、资本化、单一化、货币最大化，破坏生态环境，。后现代（Post-modern）概念注意与现代后期区分全球化21世纪的生态学,.,42,本课程涉及的主要学科,生物学相关分支学科数理科学（包括非线性科学）及计算科学自然科学其他学科地理学、气象学、地质学、土壤学产业社会科学有关学科经济学、人口学、社会学、美学人文与社会宗教、民俗文学艺术,.,43,生态学研究方法,野外与现场调查实验室分析模拟实验数学模型与计算机模拟生态网络及综合分析,.,44,生态学研究的总体原则,整体观综合观层次观系统观进化观这些原则在21世纪科学发展中呈强势,.,45,模拟实验,实验室模拟系统人工气候箱微宇宙土壤系统野外模拟系统野外试验场,.,46,土壤渗透系统,.,47,人工气候箱,.,48,水生生态箱,.,49,“林冠模拟氮沉降和降雨”（CAN-WE）野外控制实验平台,.,50,人工湿地,.,51,生态网络及综合分析,地理信息系统（GIS）卫星遥感数据分析生态信息网络中国生态信息网,.,52,石漠化数据的卫星解译,.,53,中国生态信息网络,.,54,生态学的任务,全球变暖酸雨臭氧层破坏荒漠化生物多样性锐减生态安全,.,55,全球变暖,大量的二氧化碳等温室气体温室气体对来自太阳辐射的可见光具有高度透过性强烈吸收地面辐射中的红外线，导致地球温度上升，即温室效应当温室效应不断积累，导致地气系统吸收与发射的能量不平衡，能量不断在地气系统累积，从而导致温度上升，造成全球气候变暖,.,56,.,57,全球变暖会使全球降水量重新分配、冰川和冻土消融、海平面上升等,冰川融化,极端气候,海平面上升,海水升温生物死亡,.,58,酸雨,酸雨正式的名称是为酸性沉降，它可分为“湿沉降”与“干沉降”两大类前者指的是所有气状污染物或粒状污染物，随着雨、雪、雾或雹等降水型态而落到地面，后者则是指在不降雨的日子，从空中降下来的落尘所带的酸性物质而言,.,59,酸雨的由来,.,60,.,61,.,62,臭氧层空洞,臭氧空洞指的是因空气污染物质，特别是氧化氮和卤化代烃等气溶胶污染物的扩散、侵蚀而造成大气臭氧层被破坏和减少的现象臭氧吸收了大部分对生命有破坏作用的太阳紫外线，对地球生命形成了天然的保护作用,.,63,.,64,臭氧空洞,到2000年10月，南极上空臭氧洞的面积大约为2900万平方英里，这是迄今为止观测到臭氧空洞的最大面积2008年形成的南极臭氧空洞的面积到9月第二个星期就已达2700万平方公里，而2007年的臭氧空洞面积只有2500万平方公里,.,65,臭氧空洞,强烈的紫外辐射促使皮肤老化，增加皮肤癌的患病率紫外辐射增加使植物的叶片变小，因而减少俘获阳光的有效面积，对光合作用产生影响。对大豆的研究初步结果表明，紫外辐射会使其更易受杂草和病虫害的损害。臭氧层厚度减少25%，可使大豆减产2025%。减少渔业产量，破坏森林紫外线的增强还会使城市内的烟雾加剧，使橡胶、塑料等有机材料加速老化，使油漆褪色等,.,66,荒漠化,由于干旱少雨、植被破坏、大风吹蚀、流水侵蚀、土壤盐渍化等因素造成的大片土壤生产力下降或丧失的自然（非自然）现象。有狭义和广义之分，起源于20世纪60年代末和70年代初，非洲西部撒哈拉地区连年严重干旱，造成空前灾难，“荒漠化”名词于是开始流传开来荒漠化最终结果大多是沙漠化，中国是世界上荒漠化严重的国家之一,.,67,.,68,.,69,中国盐碱土地分布,.,70,西南石漠化分布,.,71,生物多样性锐减,生物多样性一定时间和一定地区所有生物（动