第0章：生态学绪论

1、1,基 础 生 态 学,授课人： 岳强 博士 黄红英,09生物科学专业,教 材 牛翠娟 娄安如 孙儒泳 李庆芬 2007 基础生态学（第二版） 高等教育出版社,参 考 书 介 绍 1. 孙儒泳、李博、诸葛阳、尚玉昌编 1993 普通生态学，高等教育出版社。 2. 尚玉昌编 2002 普通生态学（第二版），北京大学出版社。 3. 孙儒泳 2001 动物生态学原理（第三版） 北京师范大学出版社。 4. Begon M. et al., 2006 Ecology: From Individuals to Ecosystems. 4th ed. Oxford: Blackwell Publishing

2、. 5. Molles M. C., 1999 Ecology: Concepts and Applications. McGraw-Hill Companies, Inc. (科学出版社2000影印版) 6. 何兴元主编 2004 应用生态学 科学出版社。,绪 论 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地发展，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，即人类对各种生态环境的影响越来越大。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。,4,地球环境的六大变化,5,从工业革命以来大气的二氧化碳浓度提高了3

3、0%,近120年，全球温度上升0.4-0.7,化石燃料的燃烧和植被的破坏导致二氧化碳含量上升,极地、高山的冰会融化 海洋会因热而膨胀，海平面上升 全球气候的大规模变化,温室效应的危害,人工固氮的总量已经超过了天然固氮总量,9,水体硝酸盐污染地下水和地表水。 “蓝婴病 ” 水体富氧化，鱼类、贝类大规模死亡。 某些赤潮藻类还形成毒素，引起记忆缺失、肾脏和肝脏的疾病。,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； 30年后，经受淡水供应不足的人口将加倍,11,近二千年来，地球上大概有四分之一的鸟类物种已经灭绝,维多利亚湖引进了尼罗尖吻鲈，但是把许多当地土著鱼

4、类推向灭亡，并且完全改变了湖泊生态系统的面貌。,自1600年以来， 人类已经导致75 % 的物种灭绝！,生物多样性的价值 调节环境和生命维持系统，是生物生存 的基础 向人类提供了食物、纤维、药物和燃料、 建材等 伦理或道德价值,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,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）,石油泄漏于海洋(a) 遭难的油船到达巴拿马的加拉比海岸。（b）被油泄漏所杀死的红树林的边缘。,南极臭氧空洞,生物圈2号（8个人生存的生物圈尚不能

5、持久）,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问题已经上升为现代生态学的焦点，而全面、充分了解各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 0.1 生态学的定义 0.2 生态学的研究对象 0.3 生态学的分支学科 0.4 生态学的研究方法,0.1 生态学的定义,Ecology源于希腊文oikos + logos，意为“住所、栖息地”和 “学科、学问”。生态学是研究生物居住环境的科学，也就是管理自然界生物

6、的科学。 1858年索瑞（Henry D Thoreau）首先使用了该词，赫克尔（Ernst H Haeckel）1866提出，1869年定义：研究有机体与其环境全部关系的科学。 该定义简明而广泛。,生态学家后来将研究对象之一（有机体）分为三个层次：个体、种群和群落。研究的层次不同，内容就不同，对生态学的定义也就存在差异。,1. Warming(1909)：植物生态学研究环境因子对植物的影响。（个体和群落） 2. Weaver & Clements(1929)：强调生态学是一门野外科学。 3. Braun Blanquet(1932)：研究植物群落的科学。 4. (1933)：植物与其周围环境

7、相互作用中的形态、结构与化学特点。（个体）,植物生态学家主要强调个体和群落：,动物生态学家主要强调个体和种群： 1. 美国谢尔福德(Shelford,1907)：研究有机体生活要求和家务习性的科学。 2. 英国埃尔顿（Charles Elton, 1927)：科学的自然历史。 3. 前苏联克什卡洛夫(1945)：研究生物的适应性。 4. 澳大利亚安德烈沃斯(Andrewartha,1954)：研究有机体的分布和多度。 5. 前苏联纳乌莫夫(HaymoB,1955)：研究动物的生活方式与生存条件的联系，以及动物生存条件对繁殖、生活数量及分布的意义。 6. 加拿大克雷布斯(Krebs,1972)：

8、环境与生物分布和数量的相互关系。,坦斯利（Tansley A.G. 1935）提出生态系统的概念，即：有机体必然与它们的环境形成一个自然生态系统。20世纪60年代，研究重点开始向生态系统转移，动植物生态学合并，现代生态学家给生态学下了新的定义。 1. Odum(1959): 研究生态系统的结构和功能的科学。 2. 马世骏（1984）：研究包括人类在内的生物系统与环境系统之间物质循环和能量转化规律的科学。提出了社会-经济-自然复合生态系统的概念。 强调生态系统及其能流、物流、信息流。,生态学过去的重点在个体、种群、群落和生态系统四个组织尺度方面，现代生态学超越了这四个组织尺度，还十分重视研究的空

9、间和时间尺度。 由于生态学研究范围的不断扩大，不同时期提出的生态学定义难以包容所有的内容，所以，多数学者还是采用赫克尔最初的定义。,第0章 绪论 0.1 生态学的定义 0.2 生态学的研究对象 0.3 生态学的分支学科 0.4 生态学的研究方法,生态学的研究对象很广，从分子到生物圈。,生物圈 （整体性）,生态系统 （能量流动和物质循环）,群落 （种群之间的相互作用）,种群 （种群动态，进化或演化的单位）,个体 （生存和繁殖，自然选择的单位）,第0章 绪论 0.1 生态学的定义 0.2 生态学的研究对象 0.3 生态学的分支学科 0.4 生态学的研究方法,1. 按研究对象的组织层次 微观生态学（

10、如分子生态学） 个体生态学 种群生态学 群落生态学 生态系统生态学 景观生态学 全球生态学,分子生态学：采用分子生物技术研究生态问题，主要研究领域为：进化生物学、种群生物学、系统进化地理学、保护遗传学、行为生态学、群落生态学、GMO(基因修饰生物)的释放后果。 景观生态学: 研究景观单元的类型组成，空间格局及其与生态学过程相互作用的学科。 全球生态学: 研究全球性的环境问题与全球变化。主要理论：地球表面温度和化学组成受生物总体的生命活动所主动调节，并保持动态平衡。全球变暖、臭氧层破坏、酸雨等。,2. 按研究对象的分类类群： 动物生态学（哺乳动物、昆虫、鸟类、鱼类生态学等） 植物生态学（地衣、苔

11、藓、森林、草原生态学等） 微生物生态学（真菌、细菌、病毒生态学等） 人类生态学（人口、伦理、历史生态学等）,3. 按生物的栖息地 陆地生态学 海洋生态学 淡水生态学 河口生态学 荒漠生态学 草原生态学 沼泽生态学 冻原生态学 土壤生态学 城市生态学 太空生态学 ,4. 按交叉学科划分 数学生态学 物理生态学 化学生态学 地理生态学 生理生态学 进化生态学 行为生态学 遗传生态学 土壤生态学 气象生态学 社会生态学 伦理生态学 经济生态学 ,社会生态学：研究作为社会主体的人与周围环境及各种事物之间的关系的学科。 包括原生生态学、亚原生生态学和人文生态学。 生态伦理学：人类中心主义、动物解放论与动

12、物权利论、生物中心主义和生态整体主义等生态伦理思想。,5. 应用生态分支 基础与综合技术：保护生态学、恢复生态学、生 态工程学、景观生态学、生态系统健康学、 生态系统管理学 资源：土壤生态学、森林生态学、草地生态学、 湿地生态学、水生生态学、资源生态学 环境：城市生态学、污染生态学、放射生态学 产业：工业生态学、农业生态学、林业生态学、 牧业生态学、渔业生态学、旅游生态学 人类：人类生态学、经济生态学、生态伦理学、 疾病生态学,第0章 绪论 0.1 生态学的定义 0.2 生态学的研究对象 0.3 生态学的分支学科 0.4 生态学的研究方法,野外（田间） 研究 实验研究 数学模型研究 （理论）,

13、0.4 生态学研究方法,0.4.1 环境的研究方法: 环境因子的测定（野外）：大气（温度、湿度、气流、气压、空气成分等）的测定一般采用气象学仪器和方法、水域（水温、透明度、酸碱度、溶氧、水流、水压、营养物质含量等）的测定采用海洋学和湖沼学仪器和方法、陆地 （包括土壤）的结构和理化性质。 环境控制与模拟（实验室）：在实验室内人工控制环境因素，研究环境对生物的影响；模拟生态系统（模拟实验室）即人工模拟水体、草地等，如海洋围隔等。,0.4.2 对生物的研究： 以动物学、植物学为基础的动植物分类技术。 行为观测、分子、生理、生化等生物学实验 技术。 研究种群的分布、迁移、出生率、死亡率、 活动节律等特征的调查与数量统计技术（野 外研究中常采用3S技术：遥感、GPS-全球定 位系统、GIS-地理信息系统）。 群落与生态系统研究：定位监测、同位素示 踪研究物流、卫星遥感海区彩色扫描仪测初 级生产力等。,