第一章生态学概论.ppt

生态学概论，贺秋芳，21世纪面临的世界性难题多与生态学有关，人口膨胀、粮食紧张、环境污染、能源不足、资源不足、遗传疾病，生态是什么？ 什么是生态学？ 生态(eco-)在自然环境下的生存与发展状态，是指生物的生理特性和生活习惯之间及其与环境之间的环境相关生态学(ecology )研究生物与环境及其相互关系的学科研究生物的生存条件、生物及其集体与环境相互作用的过程和规律的科学，是指人与生物圈(自然、资源、环境)的协调发展讲课目标、生态学的基本概念和基础理论，介绍生态学实例的视频资料，掌握生物和环境相互作用的一般原理，关注生态过程在人的活动中的变化和对人的生存的影响，生态学概论的讲课内容，绪论生物和环境(个体生态学)种群生态系统生态学应用生态学， 生态学教材和教育参考书曹凑贵主编，生态学概论，高等教育出版社，2006年杨持主编，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。 主要的生态学期刊，生态学报 中国生态学会，1982 生态杂志 中国生态学会，1982 AMBIO-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，1955 Ecology theecologicalsocietyofamerica，1920 JournalofEcology 1913 EcologyMonorgraphs 1931 JournalofAnimalEcology 1932 ， 国内生态学相关网站搜索引擎-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 ，湿地国际， ，世界自然保护联盟/，生活百科，/，国际动物科学家，http:/www.global /DCT/page/1，第一章绪论，生态学的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重视保护生态文化、生态伦理、生态意识生态文学艺术生态运动生态党、生态意识、社会发展的生态基础，从生态价值的角度看人与自然的关系和人生目的，生态学定义的发展，Oikos logos (学科)， Oekologie，生态学ecology，地址学科，谁住，如何住，生物，环境，关系，生态学是研究生物和环境相互关系的科学。 研究生物与环境之间关系的科学(E.Haeckel，1866 )恩斯特海克尔、德国博物学家、达尔文进化论的拥护者和传播者是第一位在生态学中明确定义的学者。 内涵环境作用于生物的决定和建模。 生物对环境的适应。 适应环境的生物的环境改善作用。 研究不同的生态学定义，科学的自然历史(C.Elton，1927 )。 研究生物的形态、生理、行动的适应。 研究生物的分布和多度的科学。 研究生物与生活之地关系的科学(环境生物学) (Smith，1966 )。 研究生态系统的研究决定了生物分布和多度相互作用的科学(Krebs，1972，1978，1985 )。 综合研究结构和功能的科学(E.P.Odum，1956 )生物、物理环境和人类社会的科学(E.P.Odum，1997 )。 研究生命系统与环境系统的相互作用规则及其机制的科学(马世骏，1980 )。生态学定义的差异、生态学定义的差异主要是居住对象“生物”和居住地“环境”两者“关系”的内容不同。 生物范畴不同的是生物、生物个体、生物集团、生物群落。 动物、植物、微生物、人类本身。 环境范畴不同的是无机环境、有机环境、小学生环境、大环境以及整个环境系统。 物理环境要素、化学环境要素、生物环境要素或社会环境要素。 关系内容不同的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)处理自己利益与自然关系的“经济”战略。 生态学的研究对象、内容和分支学科、现代生态学研究的内容、现代生态学研究的内容、分子个体群群落生态系统景观生物圈(biospe ) 以生态学的研究内容、野生生物类群和自然生态系统为对象，探讨环境与生物之间的作用和反作用及其规律。 不同环境下生物种群的形成和发展、种群数量的时间和空间变化规律、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、特征和分布、群落的结构、功能和动态。 生态系统的基本成分和结构和功能生态系统的能量流动和物质循环、生态系统的发展、进化和人的关系、以人工生态系统和半自然生态系统为研究对象，研究人类干扰和破坏后不同地区的系统构成、结构和功能的环境质量的生态学评价、生物多样性的保护和可持续利用等。 以自然经济社会复合生态系统为研究对象，通过研究其结构和功能，探讨人在这种生态系统中的地位和作用，使人作为生态系统的构成者和谐，同时探索控制者与系统其他成分的关系，探索人口、资源、环境三者之间的协调发展道路， 为改善世界人民和环境的相互关系提供科学依据，在人口持续增长中，合理管理和利用环境资源，保证人类社会可持续协调发展。 生态学的分支学科(1)被分为组织水平：个体生态学：研究的重点是个体对生物和非生物环境的适应。 种群生态学：多度(abundance )和种群动态。 群落生态学：决定群落构成和结构的生态过程。 生态生态学(Ecosystemecology):能流(能源流)、食物网(foodweb )、营养循环(nutrientcycling )。 生态学分支学科(二)，生物群：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、鸟类生态学等生态学分支学科(三)，生物栖息环境分支学科：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、湿地生态学等生态学分支学科(四) 交叉学科类别：数学生态学、地理生态学、生理生态学行为生态学、进化生态学等生态学分支学科(5)，应用领域：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、污染生态学等生态学分支学科(6)景观(Landscapeecology )和景观生态学(Landscapeecology ) 景观：是由几种生态系统组成的异质地区，这些生态系统构成了景观中的明显斑点，这些斑点被称为景观要素(landscapeelements )。 景观生态学：研究景观结构及其过程的科学。 生物圈(biosphere )和全球生态(Globalecology )全球生态：研究生命系统和行星系统之间相互关系的科学。、现代生态学的发展趋势、现代科学(包括生态学)发展特征学科之间的相互渗透、边缘学科的发展、学科间综合研究的建立。 研究对象的特殊性强调了生态系统各构成成分的相互关系，特别是相互作用，从整个生态系统中研究能量、物质和住宅的流动和转换，研究其结构、功能和动态，以及优化和控制。 宏观和微观两极发展生态学的研究水平已经涵盖了整个生物圈。 研究手段自计电子设备、同位素示踪、稳定同位素、“3S”(全球定位系统(GPS )、遥感(RS )和地理信息系统(GIS ) )、生态建模、系统理论引入生态学。 研究范围的扩大结合了人类活动对生态过程的影响，从单纯的自然现象的研究扩展到自然经济社会复合系统的研究。 描述性科学到实验科学的控制生态系统、微宇宙、人工模拟实验室利用电子设备和遥感技术，在不破坏生物种群的情况下，用放射性同位素采样测定生态系统中营养物质的移动路径，判断其时间和范围等。 研究的重点从个体水平(繁殖、食性、移动、生活史)转移到种群(数量变动)和群落(结构、演绎、植被分析)，以生态系统研究为中心发展。 与实践领域更密切的生态农业、生态经济、生态建设、生态管理、生态旅行、生态工程、生态技术、生态效果等是生态学原理与人的实践密切结合的产物。 数学模型是一种建立系统的仿真模型，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，决策者选择最佳方案并应用优化原理进行生态系统的静态控制和管理，是线性规划和非线性规划、 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、保持土地利用方式的异质性(不同生态系统的结合)。 世界生态学是以生物圈和世界为研究对象的。 微观：分子生态学，通过分子生物技术研究生物适应生态环境的机制。 系统理论进一步发展了对生态学有很大促进作用的量化研究。 建立系统仿真模型，用选择最佳方案的最佳原理控制和管理生态系统。 向多学科方向发展，尤其是与经济学相结合。 生态学在解决人类目前面临的重大社会问题上具有重要作用，受到社会的普遍重视，研究对象巨大复杂，生态学与多学科的相互渗透非常重要。 应用生态学迅速发展。 从理论走向应用是学科成熟的象征。 80年代以来，生态工程、生态技术、生态建设、生态管理等逐渐得到认识，大大促进了农业生产的发展和经济、生态效果的提高。 生态学的前沿、前沿问题全球变化生物多样性可持续城市生态学、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文化、生态学的后现代性质和21世纪生态学、后现代现代现代(Modern )是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、生态环境破坏。 的双曲正切值。 的双曲正切值。后现代(Post-modern )的概念关注现代后期和全球化的21世纪生态学，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)和计算科学自然科学的其他学科地理学、气象学、地质学、土地学产业社会科学相关学科经济学、人口学、社会学、美学人文和社会宗教， 民俗文学艺术、生态学研究方法野外和现场调查实验室的分析模拟数学模型和计算机模拟生态网络和综合分析、生态学研究的整体原则、整体观、综合观、层次观、系统观进化观这些原则在21世纪的科学发展中很强，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实验场，土壤渗透系统，人工气候箱， “林冠模拟氮沉降与降雨”(CAN-WE )野外控制实验平台包括人工湿地、生态网络和综合分析、地理信息系统(GIS )卫星遥感数据分析生态信息网络、中国生态信息网络、石漠化数据卫星解释、中国生态信息网络、生态学地球变暖、酸雨、臭氧层破坏、沙漠化、生物多样性、生态安全、地球变暖大量的二氧化碳等温室效应气体，对太阳放射的可见光具有很高的透过性，强烈地吸收地面放射的红外线，使地球的温度上升。 也就是说，温室效应不断蓄积，地球的气体系统导致吸收和释放的能量不均衡，能量不断蓄积地面的气体系统，温度上升，地球的气候变暖。 全球变暖是世界降水量的再分配，冰川和冻土的融化，海面上升等，冰川的融化，极端的气候，、海面上升，海水的升温生物死亡，酸雨，酸雨的正式名称是酸性沉降，它可分为“湿沉降”和“干沉降”两种，前者是指所有的气体状污染物和粒状污染物，雨、雪随着雾和冰雹等降水形态落到地面上，后者是指不下雨的日子，关于从空中下降的尘埃所伴随的酸性物质，酸雨的由来是，臭氧层空洞、臭氧空洞是指大气污染物，特别是氧化氮和卤代烃等气溶胶污染物的扩散、侵蚀导致大气臭氧层破坏、减少臭氧吸收了大部分对生命有破坏作用的太阳紫外线，对地球的生命形成了天然的保护作用，臭氧空洞，到2000年10月为止南极上空的臭氧洞面积约为2900万平方公里， 迄今为止观测到臭氧空洞的最大面积在2008年形成的南极臭氧空洞面积到9月第二周达到2700万平方公里，2007年臭氧空洞面积只有2500万平方公里，臭氧空洞、强烈的紫外辐射促进皮肤老化，提高皮肤癌的患病率的紫外辐射的增加使植物的叶变小大豆研究的初步结果显示紫外线容易受到杂草和病虫害的侵害。 臭氧层的厚度可以减少25%，大豆可以减少2025%。 减少渔业产量，破坏森林紫外线的增强会加剧城市内的烟，加速橡胶和塑料等有机材料的老化，使油漆退色等，沙漠化，干旱少雨、植被破坏、大风吹食、流水侵蚀、土壤盐渍化等因素会使土壤生产力下降或失去有狭