第一章 绪论 生态学研究方法概述

1、现代生态学研究方法与技术，延安大学生命科学学院生态方法论王文强教授，生态学专业多媒体课件系列，联系我，办公室：延安大学逸夫大厦406室电话：2332041子邮件：欢迎光临，主要参考书，克雷布斯，生态方法论(第二版)，1998。萨瑟兰，生态调查方法手册，1997年，科技文献版，生态学杂志，生态学杂志(中文)生态学(英文)分子生态学(英文)，课程教学内容，导论：动植物种群数量调查方法，种群空间格局判断方法，样本数量确定方法，常用抽样技术，生态研究实验设计方法，群落、物种多样性和生态位研究方法，种群存活率估计方法，生态研究数据的数据转换方法， 第一章绪论，自然生态学课程的研

2、究方法，总结现代生态学发展的特点和趋势，课程前的知识回顾，生态学的定义？ 生态学是一门研究生物与其周围环境(包括生物和非生物环境)之间关系的科学。海克尔(1869)生态学是一门研究生命系统和环境系统之间关系的科学。马世军(1979)，分子个体种群群落生态系统景观全球景观：生态景观是指在一定空间范围内由不同生态系统组成的具有重复模式的异质区域单元(福尔曼1986)。生态学研究的生物组织水平是什么？1.生态学研究方法课程的性质，它是一门介绍生态学研究所需的基本方法的原理和操作的应用课程。它是一门应用型课程，课程体系跨度大。是介绍研究方法的原理和操作，还是回答做什么？怎么做？怎么样了？等等。课程的范

3、围没有绝对的限制。生态学研究规律的课程性质及其研究方法不断涌现，这就要求研究者跟上生态学发展的步伐，不断吸收新知识，掌握新方法。(阅读文献)本课程侧重于生态学研究中的种群规模估计、空间分布、种群存活率估计、群落研究和数据转换等方法，并侧重于实验调查、设计和计算等常用方法。但没有介绍一些具体实验方法。生态研究方法概述1野外观测和定位站野外观测是生态研究最基本的方法，定位站全球变化生态学是现代生态研究的热点之一，其研究需要大规模的时间和空间数据。国际地圈生物圈计划(IGBP)、美国长期生态研究网络LTER(海拔04，000米)和中国生态系统研究网络(29个生态站)，LTER旨在促进大地理区域内不同

4、学科的合作研究。LTER涉及的地理区域有北美洲、中美洲和南美洲、西欧、中欧和东欧、东亚、澳大利亚和新西兰、长期生态研究网络、热带森林、极地冻原、温带森林和沙漠。1993年，LTER举行了第一次研讨会，并达成了以下共识：从事长期生态研究的科学家可以在世界范围内交流和分享信息，并在全球范围内比较和模拟监测数据。建立长期生态研究地点的全球目录。鼓励发展和建立其他长期生态研究场所。建立适当的标准取样和测试设计方法。中国生态系统研究网成立于20世纪80年代，包括29个野外定位站，并形成了一个网络。农田、森林、草地、湖泊和海洋目的：长期监测这些生态系统及其环境因素，研究其结构、功能和动态，以及自然资源的可

5、持续利用。2、实验方法原位实验或野外实验：是指在自然或半自然条件下，某些因素通过某种手段获得的对生物的影响。人工控制实验：研究受控条件下各种因素对生物的影响。分子标记技术：探索群体遗传物质的变化。分子生态学杂志成立于1992年生态研究方法概述分子生态学研究始于20世纪50年代末，主要在分子水平上开展群体遗传学研究和进化生物学研究。同工酶标记同工酶DNA分子标记(RAPD，ALFP)微卫星标记(SSR)决定种群的源和库：种群迁移和扩散途径决定动物的繁殖策略；2.生态学研究方法概述；3.数学模型和定量分析方法“生态学本质上是一门数学”e . c .皮埃罗数学生态学导论系统分析和数学模型方法是生态系

6、统研究最理想的方法。只有它才能解决诸如预测系统行为和提出最佳治理方案等问题。生态实验和数据分析离不开生物统计方法。推动生态模型发展的两个重要因素计算机技术的迅速发展和工业化的迅速发展20世纪70年代形成的系统生态学被著名生态学家奥杜姆誉为“生态学的革命”。诺贝尔奖获得者朱预言：“未来几十年，一些物理学将与一些生命科学相结合，这意味着系统分析和数学模型将占据越来越重要的地位。”，3。现代生态发展的特点和趋势，1 .生态学研究的趋势越来越宏观。生态系统生态学、景观生态学、全球生态学，60年代，国际生物计划(IBP)，70年代，人与生物圈计划(MAB)，80年代，国际地圈生物圈计划(IGBP)，这些

7、国际计划都是以生态系统为基础，通过生态系统生态学和景观生态学的方法，研究生态系统的结构和功能以及人类活动对生态系统的影响。海洋生物地球化学过程对气候变化的影响全球气候变化对陆地生态系统的影响，3S技术已广泛应用于宏观生态研究，地理信息系统遥感全球定位系统，地理信息技术地理信息系统，目前广泛使用的地理信息系统软件：ArcGIS ArcView GIS Mapinfo，地理信息技术，地理信息系统由一些基本模块和许多扩展模块组成，包括：数据输入：数据库管理，用于收集和处理各种空间数据和属性数据(如普通地图，航空图片，遥感图像，测量数据，野外调查数据等)。)；数据存储、查询、验证和修改；空间或地图数据

8、的数字表示，这是地理信息系统的一个基本特征；空间数据的操作和分析；用于分析数据元素层之间和内部关系的数据输出；用于显示图形或报告的数据输出。其中，空间数据的操作和分析是地理信息系统的核心模块，也是地理信息系统与其他信息系统的根本区别。橡树草原的历史范围，地理信息系统地理信息系统，红头啄木鸟，红头啄木鸟趋势图，野外备用，野外备用趋势图，地理信息系统的空间分析功能，阿巴拉契亚山脉信息素陷阱中舞毒蛾数量的分布。孤立的人群是明显可见的。美国森林服务“减缓蔓延”项目的目标是通过检测和根除在人口增长前沿之外的孤立种群来降低舞毒蛾的蔓延速度。ArcGIS的空间分析功能_网格统计，ArcGIS的空间分析功能_

9、图层和叠加，ArcGIS的空间分析功能_图层和叠加，遥感，是一种无需直接接触目标对象即可获得其信息的技术。遥感是指使用各种传感器(如航空相机、卫星扫描仪、微波雷达等)。)获取和处理地球表面的信息，特别是关于自然资源和人类环境的信息，这些信息最终反映在获取的照片或数字图像上。根据遥感器使用的平台，可分为空间遥感技术、航空遥感技术和地面遥感技术。遥感技术，卫星遥感_卫星类型，通信卫星气象卫星资源卫星，海洋卫星科学实验卫星军事侦察卫星天空实验室，卫星遥感_卫星遥感图像。卫星遥感图像按分辨率可分为高分辨率图像、中分辨率图像和低分辨率图像。不同分辨率的卫星图像适合不同的场合。低分辨率地球资源卫星和气象卫

10、星数据通常用于害虫预测。卫星遥感技术的应用、地表水系统变化、水位动态、土地利用变化、沙漠进退和荒漠化、森林破坏和草地退化等。可以显示在遥感图像上。根据图片，可以在宏观尺度上研究研究特征的空间分布和时间变化。例如，植被的时空动态直接反映了全球、区域和地方的环境变化。迁移性害虫经常伴随着大雨密集地降落，这是这种害虫入侵的警告对象。通过卫星监测冷云的分布，可以形成这样的暴雨，可以警告主要地区的登陆和迁移害虫的危害。沙漠蝗虫的发生与植被状况密切相关，降水是植被生长的关键制约因素。自1975年以来，粮农组织利用卫星遥感植被指数和冷云数据监测降水，探测和监测沙漠蝗虫生境，从而对蝗虫情况进行预警和预测。粮农

11、组织沙漠蝗虫信息中心产品：降水分布，降雨量50毫米，2003年7月8日12:00 FY2B卫星图像，2003年7月9日6:00 FY2B卫星图像，2003年7月9日8: 00 FY2B卫星图像，2003年7月8日8:00至7月9日00:00 FY2B卫星图像，2003年7月9日08: 00至7月10日08: 00，降水分布，雷达遥感，迁移中国农业科学院植物保护研究所廊坊观测场，雷达观测图，廊坊基地姐妹灯诱虫，昆虫迁移雷达观测辅助设备，网上携带氦气球，充氦气悬浮气球空中采样，低空探测设备示意图，从中可以看到天线部分和白色演播室(包括数据采集和处理设备)。观测场当地工作人员每周更换一至两次光盘，基

12、地工作人员每年24次到观测场进行维护。 由于监测对象为夜间迁徙物种，所有的初步和深入分析将在第二天早上进行，分析结果将立即上传至基地的IMR网页进行图形化显示。如何使用VLR/国际微波辐射计监测安装在澳大利亚昆士兰州塔尔戈明达天文台的国际微波辐射计？_雷达遥测，同时采集8-16个高度200-1400米的信号，垂直分辨率为50米，如何利用VLR/内模雷达进行监测？_参数图形输出：DRS德雷克和查普曼访问南京气象研究所(2004年5月)，DRS德雷克和查普曼访问南京气象研究所(2004年5月)，南京农业大学多普勒昆虫监测雷达于2006年6月建成。委托单位：南京信息科技大学电子工程系，全球定位系统技术三。现代生态学的发展特点和趋势2、系统生态学的产生和发展是现代生态学方法论的突破，是生态学领域的一场革命。系统研究方法中的生态模型涉及多变量、线性和非线性的组合，包括时滞、突变和反馈机制，只能通过计算机进行集成和模拟。生态学的一些分支已经出现：进化生态学：行为生态学：动物行为的行为机制、生存价值、适应性和进化意义等。化学生态学：化学信息物质在动植物行为中的作用。分子生态学的兴起是20世纪末生态发展的重要特征之一。利用分子遗传研究和解决生态和进化问