《普通生态学》课件1、绪论

1、普通生态学第一章 绪论 1.1 什么是生态学1.2. 生态学在生命科学中的地位及其基础学科1.3 生态学的研究层次及其分支学科1.4 生态学的形成与发展1.5 生态学的研究对象及其方法1.6 课后作业1.1 什么是生态学生态学 研究生物与环境之间相互作用关系的科学。 或 研究生命系统与环境系统之间相互作用关系的科学。 个体 生物环境 物质交换 种群 非生物环境 能量流动 信息传递 生态学是一门 “基础性强，研究范围广，学科间渗透面大，应用范围宽的正在蓬勃发展的重要学科”。生物对环境的改造作用Gaia假说英国科学家J. Lovelock于20世纪60年代提出Gaia假说: 地球表面的温度和化学组

2、成是受地球表面的生命总体（生物圈）主动调节的。 生物如何主动调节地球表面的环境？ 地球大气的成分、温度和氧化还原状态等受天文的、生物的或其他的干扰而发生变化，产生偏离，生物通过改变其生长和代谢，如光合作用吸收CO2释放O2，呼吸作用吸收O2释放CO2，以及排泄废物、分解等，对偏离作出反应，缓和地球表面的这些变化。1.2. 生态学在生命科学中的地位及其基础学科1.3 生态学的研究层次及其分支学科 分子生态学 个体生态学 种群生态学 1 . 按生物组织水平分 群落生态学 生态系统生态学 全球或景观生态学 淡水生态学 海洋生态学 河口生态学 2 . 按生物栖息地分 森林生态学 荒漠生态学 陆地生态学

3、 草地生态学 岩洞生态学 湿地生态学 1.3 生态学的研究层次及其分支学科 农业生态学 资源生态学 森林生态学 污染生态学 野生动物生态学 3、 按生物与生产关系分 野生植物生态学 (应用生态学) 渔业生态学 放射生态学 城市生态学 生态工程生态学 1.3 生态学的研究层次及其分支学科 地理生态学 数学生态学 4、 按学科交叉分边缘科学 化学生态学 物理生态学 经济生态学 原生生物生态学 昆虫生态学 5、 按生物类群分 鱼类生态学 植物生态学 动物生态学生态学不同的组织水平 分子细胞个体 种群群落 生态系统生物圈森林生态学 森林生态学是研究森林生物之间及其与森林环境之间相互作用和相互依存关系的

4、学科，它是生态学的一个重要分支。森林生态学的研究内容包括森林环境(气候、水文、土壤和生物因子)、森林生物群落(植物、动物和微生物)和森林生态系统。其目的是阐明森林的结构、功能及其调节、控制的原理，为不断扩大森林资源、提高其生物产量，充分发挥森林的多种效能和维护自然界的生态平衡提供理论基础。农业生态学（Agricultural Ecology, Agroecology） 是运用生态学和系统论的原理和方法，研究农业生态系统（把农业生物与其自然和社会环境作为一个整体）中的相互联系、协同演变、调节控制和持续发展规律的学科。农业生态学是生态学在农业领域的应用，属于应用生态学的分支之一。 农业生态学的目的

5、是使学生掌握生态学的基本原理，对农业生态系统的结构和功能有一个清晰的认识，对农业生态系统的自然调节、人工技术调节及社会部门的间接调节控制有全面的了解。污染生态学 污染生态学是研究生物与受污染的环境之间相互作用的机理和规律的学科，环境生物学的一个分支。 研究内容: 环境污染的生态效应：包括环境污染对生态系统中各种生物的影响，污染物在生物体内的积累、浓缩、放大、协同和拮抗等作用。 环境污染的生物净化：包括绿色植物对大气污染物的吸收、吸附、滞尘以及杀菌作用，土壤植物系统的净化功能，植物根系和土壤微生物的降解、转化作用，以及生物对水体污染的净化作用。 环境质量的生物监测和生物评价等。城市生态学 城市生

6、态学是以城市空间范围内生命系统和环境系统之间联系为研究对象的学科。由于人是城市中生命成分的主体，因此，城市生态学也可以说是研究城市居民与城市环境之间相互关系的科学。 城市生态学的研究内容主要包括：城市居民变动及其空间分布特征；城市物质和能量代谢功能及其与城市环境质量之间的关系(城市物流、能流及经济特征)；城市自然系统的变化对城市环境的影响；城市生态的管理方法和有关交通、供水、废物处理等；城市自然生态的指标及其合理容量等。可见，城市生态学不仅仅是研究城市生态系统中的各种关系，而是为将城市建设成为一个有益于人类生活的生态系统寻求良策。辐射生态学（radiation ecology） 主要研究两方面

7、问题：（1）电离辐射对生物个体、种群、群落和生态系统的效应。（2）释放到自然界的放射性物质在生态系统中的分布、转移、扩散和积累的过程。 原子武器的出现与核能和平利用，使环境中的放射性废物不断增加，监视其动态和控制其危害是当务之急。当输入环境的放射性物质超过其自然衰变率时，它就会积累于空气、土壤或水体中，并随着食物链在生态系统中扩散和积累。例如，哥伦比亚河中放射性磷的含量只有0.003ppm，但在那里觅食的雁的卵黄中，放射性磷的浓度比水中约高出200万倍，这是生物放大作用的结果。辐射生态学的研究为科学地利用核能和更有效地控制核污染的危害提供依据。 生态工程（EcologicalEngineeri

8、ng） 1962年美国的H. T. Odum首先提出,并把它定义为“为了控制生态系统，人类应用来自自然的能源作为辅助能对环境的控制”，管理自然就是生态工程，它是对传统工程的补充，是自然生态系统的一个侧面。 在我国生态工程的概念提出是由已故的生态学家、生态工程建设先驱马世骏先生在1979年首先倡导的。马世骏先生（1984）给生态工程下的定义为：“生态工程是应用生态系统中物种共生与物质循环再生原理，结构与功能协调原则，结合系统分析的最优化方法，设计的促进分层多级利用物质的生产工艺系统”。 中国生态工程 在中国面临的生态危机，不单纯是环境污染，而是由于人口激增，环境与资源破坏，能源短缺、食物供应不足

9、等共同而成的综合效应。因此中国的生态工程不但要保护环境与资源，更迫切的要以有限资源为基础，生产出更多的产品，以满足人口与社会的发展需要，并力求达到生态环境效益、经济效益和社会效益的协调统一，改善与维护生态系统，促进包括废物在内的物质良性循环，最终是要获得自然社会经济系统的综合高效益。正因为如此，在我国对生态系统的发展与生态工程的建设提出了“整体、协调、再生、良性循环”的理论。1.4 生态学的形成与发展1.4.1 生态学发展的各个时期1、生态学的萌芽时期（公元前16世纪）： 自然现象观察、 淳朴的生态观；2、 生态学的建立时期（公元17-19世纪）： 学科建立、分布规律、 种群生态学研究；3、

10、生态学巩固时期（20世纪初至50年代）： 生态学理论体系、群落生态学研究、不同学派的建立；4、 现代生态学时期（20世纪60年代至现在）： 关心人类生存与发展、 研究方法向微观和宏观两个方向上深入且更加系统化。1.4 生态学的形成与发展1.4.2 生态学定义的不同表述E. Haeckel(1866): 生物与环境的关系Warming(1909): 影响植物生活的外在因子等Elton(1927): 科学的自然史Kamkapob(1945): 生物在形态生理行为等的适应性Andrewartha(1954): 有机体分布与多度与环境的相互作用E. Odum(1958): 生态系统的结构和功能马世俊（

11、1980）: 生命系统与环境系统相互关系E. Odum(1997): 有机体、物理环境与人类社会1.4 生态学的形成与发展1.4.3 我国生态学的发展1972年当选为“人与生物圈”计划国际协调理事会的理事国建立了各类生态系统定位站植物生态学报1955年创刊（最初为植物生态学与地植物学资料丛刊，1994年改现名。）生态学报1981年创刊；生态学杂志1982年创刊；生态学进展创刊 1983年创刊；应用生态学报1990年创刊。1979年10月，正式成立了生态学会。 先后出版了不少生态学专著（见参考书目录）1.5 生态学的研究对象及其方法： 生态学的研究方法（ Methods of Approach

12、to Ecology ） 理论的 Theoretical野外的Field 实验室的 Laboratory1.5 生态学的研究对象及其方法： 1.5.1 对生物自然生存环境的研究： 大气：温度、湿度、气压、气流、化学成分等； 大环境 水域（淡水和海水）：水温、混浊度、溶解氧、pH值、 水流、水压、营养（或有毒）物质含量等； 陆地：土壤的结构和理化性质。 中环境：地形地貌、河流、湖泊、海拔、湿地、深海、岩洞等。 小环境（生态位）：浅水和深水、方位（东、南、西、北）、 森林、灌丛和草地、流水和静水、阴坡和阳坡等。 气候： 日照（日照强度、日照长短等）、 季节性气温变化（春、夏、秋、冬）、 风暴、沙尘

13、、雨水、降雪等。1.5 生态学的研究对象及其方法： 1.5.2 对生物种群的的研究： 1、种类鉴定； 2、数量统计：绝对数量、相对数量、现存量、最大容纳量等； 3、年龄鉴定；年轮、牙齿切片（兽）、鳞片（鱼） 4、确定出生率和死亡率、年龄结构； 5、种群分布（包括迁移和扩散）； 6、食性、昼夜节律、生活史； 7、行为； 8、繁殖生物学； 常用方法： 1、观察描述及分析； 2、标志和环志； 3、无线电追踪和遥测； 4、数学生态分析、生命表分析； 5、实验方法。1.5 生态学的研究对象及其方法： 1.5.3 对生物群落的研究： 1、直接描述群落外貌特征： 例：常绿阔叶林、落叶阔林、针阔混交林、针叶林

14、等。 2、分析群落的结构和组成成分； 3、物种多样性的研究： 4、生态位的宽度和重叠。1.5 生态学的研究对象及其方法： 1.5.4 对生态系统的研究： 1、生态系统中生产力的研究：如森林的年生产量等； 2、生态系统中物流的研究： 方法：1、 同位素跟踪法 ： a、观察物质在各亚系统之间的运行渠道； b、研究各环节的利用率和积累量； c、研究物质在整个生态系统中的循环规律。 2、数学模型研究（模拟技术）：重点介绍有关参考书1、 戈峰 2002 现代生态学科学出版社； 2 、孙儒泳 2000 动物生态学原理（第三版） 北京师 范大学出版社；3 、祝廷成等 1988 植物生态学 高等教育出版社；4

15、 、皮切尔 1986 渔业生态学 华东师范大学出版社；5 、李运甓 1987 昆虫生态学概论 湖北科学技术出 版社；6 、骆世明主编，农业生态学（面向21世纪教材）。北京： 中国农业出版社，2001. ；7 、李博 1990 普通生态学 内蒙古大学出版社；8、 马世骏 1990 现代生态学透视 科学出版社。课后作业 1、大致翻阅有关参考书及参考文献； 2、思考和理解生态学中的一些名词概念（附后）； 3、要求将自学期间你对某一生态问题的制成讲座课件，将在每次讨论课中参与座谈。附：生态学中的一些名词概念： 广义和狭义生态学 个体 种群 群落 生态系统 生物圈 分解者 生境 生态位 种间竞争 捕食与被捕食关系 互利共生关系 分布 寄生关系 内禀增长力（率） 生命表 生态平衡 种群动态 先锋植物群落演替 生物多样性 反馈调节 生态锥体 自养 异养 领域 消费者 生产者 腐食者 主动适应 被动适应 洄游 迁徙 冬眠 夏眠 巢域 扩散 边缘效应 地理隔离 生殖隔离 内源节律 狭盐性动物 恒温动物 变温动物 广温动物 广盐性动物 独栖 群居 保护色 狭食性动物 狭光性动物 （广生性生物和狭生性生物） 指示生物 社会行为 优势种 建群种生态问题举例：沙漠防治；生物入侵；沙漠防治；湿地生态；生态演替；草地生态系统的危机；奇特的寄生关系；生态系统健康；转基因作物是否引起生态灾难；植