生态学概述 1

1、生态学的使命 工业革命以来，人类的社会、经济、科学技术和人口都在迅猛发展，人类物质文明臻于新的高峰。与此同时，人类对地球资源的消耗、环境的破坏和污染也越来越严重。 人们发现：地球环境正在全面恶化中，威胁着人类自身的生存和发展。,地球在发烧吗？ 温室效应 2. 臭氧层在减肥？ 臭氧层变薄 3. “贫水症”与“败水症” ！ 淡水资源短缺、化肥污染、酸雨 4. 海洋在叹息！ 赤潮、海平面上升、石油污染 5. 物种，你们去了哪里？ 生物多样性锐减 6. 失色的生机！ 树林锐减、水土流失 、沙漠化、盐碱化 7. 物种，你们从哪里来？ 生物入侵,全球变暖 从工业革命以来大气的二氧化碳浓度升高了30% 最近

2、120年，全球温度上升0.4 0.7,莫纳罗亚山(夏威夷岛),南极,2. 臭氧层减薄 1984年英国南极考察队的科学家首先在南极观察到在南极上空有一个巨大的、面积与美国面积差不多大的臭氧层“空洞”，并且在不断扩大；后来在北极、青藏高原上空均也发现。,研究表明，紫外线辐射能破坏生物蛋白质和DNA，造成细胞死亡；使人类皮肤癌发病率增高；伤害眼睛，导致白内障；抑制植物如大豆、瓜类、蔬菜等的生长，并穿透10米深的水层，杀死浮游生物和微生物，从而危及水中生物的食物链和自由氧的来源，影响生态平衡和水体的自净能力。,3.人类利用的地表淡水，已经超过可用总量的二分之一 现在世界有三分之一人口的淡水供应不足；3

3、0年后，经受淡水供应不足的人口将加倍。,人为固氮一直在增加，而且远远超过了陆地生态系统的自然固定速率，导致了一系列的环境问题，包括生物入侵（Kaiser 2001, Science, 294, 1268-9）。,化肥,酸雨,4. 赤潮,我国东南沿海的大规模赤潮 我国自1933年首次报道以来，至1994年共有194次较大规模的赤潮，其中60年代以前只有4次，1990年后则有157起。,2000年我国海域共发现赤潮事件29起，其中 渤海8起（赤潮发生面积：2461km2）、 黄海4起（面积：850km2）、 东海13起（面积：12,446km2） 南海4起（面积：60km2）。,大连新港输油管线爆

4、炸起火事故，至少已造成附近海域50平方公里的海面污染,石油污染,5.自1600年以来， 人类已经导致75%的物种灭绝；近2000年来，地球上大概有四分之一的鸟类物种已经灭绝。有关学者估计，世界上每年至少有5万种生物物种灭绝，平均每天灭绝的物种达140个,维多利亚湖引进了尼罗尖吻鲈，但是把许多当地土著鱼类推向灭亡，并且完全改变了湖泊生态系统的面貌。,接近三分之二的海洋渔业资源已经过捕或耗尽,蓝鲸、长须鲸、 抹香鲸、鰛鲸的数量锐减,6. 有三分之一到二分之一的陆地面积已经被人类活动所改变,（犹他州Bingham露天开采的铜矿，其废弃物含有高浓度的重金属，阻碍了植物的再移植和群落的重新建立）,树林锐

5、减,我国主要流域水土流失比较,植被破坏引起的水土流失,沙漠化,盐碱化,我国沙尘暴频起与荒漠化扩展的步伐是一致的： 50至60年代，沙化土地每年扩展1560平方公里； 70至80年代，沙化土地每年扩展2100平方公里； 90年代，沙化土地每年扩展2460平方公里。 沙尘暴就是土地荒漠化的警报，而沙尘暴发生的频率与强度的增大，则是敲响了生态危机的警钟。,水花生入侵：上海青浦,风眼莲入侵：上海东海农场,互花米草入侵：上海九段沙,环境问题（环境污染和生态破坏）的核心是生态问题，人口、资源等世界性问题使得生态问题更加严重。人类活动对于环境或地球生态系统的影响已经上升为现代生态学的焦点，而全面、充分了解各

6、种生态系统的生态过程是科学确定环境对策的关键。 除了环境和生态保护之外，资源和产业领域均有大量的生态学问题需要解决。这些正是生态学的使命。,绪 论,一、生态学的定义 二、生态学的研究历史 三、生态学的研究内容与分支学科 四、生态学的研究方法,一、生态学的定义,1生态学（ecology）：研究有机体与其周围环境（包括生物环境和非生物环境）相互关系的科学。 （德国动物学家赫克尔E.Haeckel，1866） 包含了个体种群群落生态系统4个主体。,2. 生态学的其它定义(依据自己的研究重点)：,科学的自然历史。 （英国 埃尔顿Elton，1927） 生态学研究应包括生物的形态、生理和行为的适应性。

7、（原苏联 卡什卡洛夫KakapoB，1945） 自然历史和适应性,植物生态学是研究影响植物生活的外界因子及其对植物的影响；地球上所出现的植物群落及其决定因子。 （丹麦 瓦明E. Warming，1909） 植物生态学：植物社会学，研究植物群落的科学。 （法国 布劳恩-布兰特J. Braun-Blanquet，1932） 植物群落生态学,生态学是研究有机体的分布和多度的科学。 （澳大利亚 安德鲁瓦萨Andrewartha, 1954） 生态学是研究有机体分布和多度与环境的相互作用的科学。 （加拿大 克雷布斯C. Krebs，1972） 动物种群生态学,生态学是研究生态系统的结构与功能的科学。 （

8、美国 奥德姆E.P.Odum，1958） 生态学是研究生命系统和环境系统相互关系的科学。 （中国 马世骏，1980） 生态学是综合研究有机体、物理环境与人类社会的科学。 （美国 奥德姆E.P.Odum，1977） 生态系统生态学,归纳为四类： 自然历史和适应性； 植物群落生态学； 动物种群生态学； 生态系统生态学。,二、生态学的研究历史,理论上：概念上的提出论著的出版学科的形成。 时间上： 生态学建立前期（17世纪以前） 生态学建立期和成长期（17世纪20世纪50年代） 现代生态学发展期（20世纪60年代至今） 实验技术上：描述定性定量模拟。,1.生态学建立前期（17世纪以前）,在我国： 公元

9、前1200年，尔雅一书（草、木两章分别记载了草本植物和木本植物的形态和生态环境）； 公元前200年，管子“地员篇”（记述了江淮平原上沼泽植物沿水分梯度的带状分布以及土地的合理利用）； 公元前100年前后，农历确立了24节气（反映了作物、昆虫等的生态现象与气候之间的关系），同时禽经一书（鸟类生态）问世； 在西方： 公元前450年也有类似著作问世（安比杜列斯；亚里士多德自然史；狄奥弗拉斯图斯植物群落）。,我国古籍管子 地员篇曾详细记载了江淮平原上沼泽植物沿水分梯度的带状分布与水文土质环境的生态关系,农耕,春雨惊春清谷天，夏满芒夏暑相连，秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒。 立春：立是开始的意思,立春就

10、是春季的开始。雨水：降雨开始，雨量渐增。惊蛰：春雷乍动，惊醒了蛰伏在土中冬眠的动物。春分：表示昼夜平分。清明：天气晴朗，草木繁茂。谷雨：雨量充足而及时，谷类作物能茁壮成长。立夏：夏季的开始。小满：麦类等夏熟作物籽粒开始饱满。芒种：麦类等有芒作物成熟。夏至：炎热的夏天来临。小暑：暑是炎热的意思。小暑就是气候开始炎热。大暑：一年中最热的时候。立秋：秋季的开始。处暑：处是终止的意思。处暑是表示炎热的暑天结束。白露：天气转凉，露凝而白。秋分：昼夜平分。寒露：露水以寒，将要结冰。霜降：天气渐冷，开始有霜。立冬：冬季的开始。小雪：开始下雪。大雪：降雪量增多，地面可能积雪。冬至：寒冷的冬天来临。小寒：气候开

11、始寒冷。大寒：一年中最冷的时候。,2.生态学建立期和成长期（17世纪20世纪50年代）,建立期（19世纪末叶前）： 1670年波义尔Boyle研究了低气压对动物的影响； 1735年法国雷米尔Reaumur昆虫自然史 1807年德国洪堡德A.Humboldt出版植物地理学知识提出“植物群落”“外貌”等概念； 1798年马尔萨斯T.Malthus人口论的发表； 1859年达尔文Darwin的物种起源； 1866年赫克尔Haeckel在他的著作普通生物形态学中首先提出ecology一词，并首次提出了生态学定义。 1895年瓦明E.Warming发表了他的划时代著作植物分布学（1909年经改写成植物生

12、态学）。 1898年德国辛珀尔Schimper以生理为基础的植物地理学,达尔文,赫克尔,成长期（20世纪初至20世纪50年代）： （1）动植物生态学并行发展，著作与教科书大量出版。 Clements(1904)发表的植被的结构与发展； C.Cowels(1910)发表的生态学； Tamsley(1911)发表的英国的植被类型； R.N.Chapman(1931)的动物生态学； 中国费鸿年（1937）的动物生态学纲要； 特别是W.C.Alle（1949）等的动物生态学原理出版，被认为是动物生态进入成熟期的重要标志。,英美等国相继成立生态学会，出版了一些生态学刊物： Journal of Ecol

13、ogy (1913) Ecology (1920) Ecological Monographs (1931) Journal of Animal Ecology (1930),（2）学派的形成： 英美学派：研究植物群落的演替和创建顶级学说。代表人物是Clements和Tansley 法瑞学派：群落分析上强调区系成分，强调特征种的作用。代表人物是布劳恩-布兰特J.Braum-Blanquet 北欧学派：以注重群落分析为特点。代表人物：瑞典 杜瑞兹G. E. Du Rietz 原苏联学派：以建群种和优势种命名植物群落，将植物（群落）与地学结合。代表人物：苏卡乔夫B.H.Cykayeb,3.现代生态

14、学发展期（20世纪60年代至今）,特点： (1)向宏观和微观两个方面发展 (2)生态学研究对象的多层次性更加明显。 (3)生态学研究的国际性是其发展的趋势 (4)生态学在理论、应用和研究方法各个方面获得了全面的发展。,生态学的研究对象很广，从分子到生物圈。,三、生态学的研究对象,生态学的组织层次,基础生态学起源于生物学，它是以个体、种群、群落、生态系统四个不同生物组织层次为研究对象的。 个体生态学：有机体对环境的反应，对环境因子的控制和测定，建立环境控制装置，模拟生态实验室，开展生理生态学的研究等。 种群生态学（尤其动物种群生态学）：动物的分布和多度，种群数量的自然调节，内分泌调节学说，行为调

15、节学说等。 群落生态学：植物群落的结构和演替，群落和环境的相互关系等。 生态系统生态学：生态系统的能量流动和物质循环研究，结构和功能间的调节和相互作用等。,四、生态学的分支学科,古生态学 种群生态学 气候生态学 紫外辐射生态学 微生态学 个体生态学 行为生态学 人类文化生态学 生态哲学 系统生态学 群落生态学 极端环境生态学 生态美学 进化生态学 放射生态学 展望宏观生态学 生态神学 生理生态学 宇宙生态学 高级生态工程学 生态法学 能量生态学 空间生态学 生物物理生态学 生态银行 物理生态学 经济生态学 集合种群生态学 生态旅游 数学生态学 社会生态学 生态系统生态学 普通生态学 地理生态学 工业生态学 自然环境生态学 现代生态学 城市生态学 文艺生态学 社会环境生态学 应用生态学 资源生态学 教育生态学 自然资源生态学 分子生态学 化学生态学 未来生态学 野生生物生态学,现在的生态学已经有了100多个分支：,陆地生态学 冻原生态学 全球生态学 水生生物生态学海洋生态学 理论生态学 深层生态学 植被数量生态学草地生态学 环境生态学 恢复生态学 植物种群生态学河口生态学 污染生态学 重建生态学 植物病理生态学