生态学：第1章：绪论

1、一、授课对象一、授课对象 生物学专业本科生 二、教材和参考书二、教材和参考书 教材: 生态学基础 Eugene P.Odum Gary W. Barrett著 陆健键等译 孙儒泳等 基础生态学 高等教育出版社 2002 李博 等 生态学 高等教育出版社 2002 参考书: 1、李振基等 生态学 2004 科学出版社 2、May R M. 孙儒泳等译 理论生态学 科学出版社 1980 3、Manuel C. Molles, Ecology: Concepts and Applications. McGraw-Hill Companies, Inc. (科学出版社2000影印版) (生态学：概念与

2、应用，科学出版社，影印版，2001) 4、盛连喜等编著 环境生态学导论 高等教育出版社 2005 三三. . 学时学时: : 24学时 四四. .考核方式考核方式：闭卷考试或开卷考试 其它参考书其它参考书 从褐色工业的绿色文明从褐色工业的绿色文明 产业生态学产业生态学 作者： 王如松 杨建新著 索书号：F062.9 SS号：11048985 出版日 期：2002年08月第1版 页数：162 地天人迟到的忏悔地天人迟到的忏悔 恢复生态学恢复生态学 作者： 章家恩著 索书号：X171 SS号：11048986 出版日期：2002 年08月第1版 页数：135 时间舞台上的物种时间舞台上的物种 进化

3、生态学进化生态学 作者： 陈蓉霞著 索书号：Q149 SS号：11048989 出版日期：2002 年08月第1版 页数：134 剖析自然的小剪刀剖析自然的小剪刀 分子生态学分子生态学 作者： 顾红雅编著 索书号：Q145 SS号：11048987 出版日期： 2002年08月第1版 页数：70 城市的迷惑与醒悟城市的迷惑与醒悟 城市生态学城市生态学 作者： 周纪纶 吴人坚著 索书号：X21 SS号：11048984 出版日期： 2002年08月第1版 页数：129 追捕与逃亡追捕与逃亡 行为生态学行为生态学 作者： 张恩迪 康蔼黎编著 索书号：Q149 SS号：11048990 出版日 期：

4、2002年08月第1版 页数：104 生态学的定义 生态学（ECOLOGY）：生态学是 关于居住环境的科学。即研究生物的聚 居地或生境。 生态学 第一专题第一专题 全球生态环境问题及特点全球生态环境问题及特点 第二第二专题专题 生态学的范畴生态学的范畴 第三第三专题专题 生物与环境生物与环境 第四专题第四专题 生物圈中的生命系统生物圈中的生命系统 第五专题第五专题 环境保护与可持续发展环境保护与可持续发展 第一专题 全球生态环境问题及特点 一、一、人口增长 二、全球气候变化 三、生物多样性锐减 四、资源短缺的危机加剧 五、环境酸化 六、环境荷尔蒙的威胁 全球生态环境问题及特点 持续增长持续增长

5、,至少至少 延续到延续到2100年年 越穷越生越穷越生,越穷越生越穷越生 人口质量下降人口质量下降 性别比例可能失调性别比例可能失调 其它问题其它问题 who will feed China?(1994) 为了避免世界性的粮食危机，中国，为了避免世界性的粮食危机，中国， 乃至整个世界，必须考虑四个建议。乃至整个世界，必须考虑四个建议。 （1）坚持计划生育政策，减少人口数）坚持计划生育政策，减少人口数 量，争取不突破现在预测的人口峰值量，争取不突破现在预测的人口峰值16.6 亿。亿。 （2）大力增加对农业基础设施的投资）大力增加对农业基础设施的投资 ，集中力量开发国家特别需要的农业新技，集中力量

6、开发国家特别需要的农业新技 术。术。 （3）实行保护耕地的国家战略，将交通）实行保护耕地的国家战略，将交通 系统从以轿车为重点，转为以公共交通为系统从以轿车为重点，转为以公共交通为 重点，发展城市铁路，提倡近途交通使用重点，发展城市铁路，提倡近途交通使用 自行车。自行车。 （4）推广全国性的节水计划）推广全国性的节水计划 莱斯特莱斯特布朗布朗 （Lester Brown) 全球气候变化 温室效应温室效应 水气水气 植被变化植被变化 大气气溶胶大气气溶胶 阳光的散射作用对阳光的散射作用对 全球气候变化产生全球气候变化产生 影响影响,它能造成天空它能造成天空 的浑浊度和能见度的浑浊度和能见度 降低

7、降低,影响对流层能影响对流层能 量平衡量平衡,使低层大气使低层大气 和地表温度降低和地表温度降低. 坦桑尼亚乞 力马扎罗山 美国蒙大纳州冰川国 家公园 博尔德公园 影响人类健康影响人类健康 影响水资源影响水资源 的时空分布的时空分布 改变原有的植被类改变原有的植被类 型和物种结构型和物种结构 导致海平面的升高导致海平面的升高 对农业生产的影响对农业生产的影响 阿尔.戈尔 生物多样性锐减 资源短缺的危机加剧 水资源水资源 土地资源土地资源 能源能源 矿产资源矿产资源 环境酸化 人为排放的人为排放的 酸性气体酸性气体 大气环境大气环境 的酸化的酸化 土壤土壤 酸化酸化 农业生产农业生产 森林生长森

8、林生长 生物的生存生物的生存 环境荷尔蒙的威胁 空气：焚烧垃圾；生产过程的某些泄漏；建筑材空气：焚烧垃圾；生产过程的某些泄漏；建筑材 料等的挥发物料等的挥发物 水：工业废水；生活污水和雨水水：工业废水；生活污水和雨水 食物食物 电离辐射电离辐射 10 2 10 3 10 4 10 5 10 6 哺乳动物 昆虫 细菌 比较不同类型有机体对比较不同类型有机体对辐射一次急性剂量的敏感度辐射一次急性剂量的敏感度 、粒子；粒子；射线射线,x辐射；宇宙射线辐射；宇宙射线 剂量（ rad） 钴-60 铯-137 锶-90 碘131 旧习惯旧习惯+新技术新技术= 不可预见性后果不可预见性后果 臭氧减少是潜在的

9、全球性生态灾臭氧减少是潜在的全球性生态灾 难难 臭氧 15-20KM 选择吸收对人体和动物选择吸收对人体和动物 有致癌和杀伤作用的有致癌和杀伤作用的 紫外线、紫外线、X射线和射线射线和射线 氟利昂 减 少 1985年人类首次发现南极上空出年人类首次发现南极上空出 现臭氧层空洞现臭氧层空洞 2075年臭氧比年臭氧比1985年减少年减少40% 全球皮肤癌患者达全球皮肤癌患者达1.5亿；亿； 农作物产量减少农作物产量减少7.5%； 水产品损失水产品损失25% 思考题 人口增长的利与弊？ 全球气候变化的影响有哪些？如何减少？ 为什么臭氧减少是潜在的全球性生态灾难？ 生多样性锐减的影响有哪些？ 如何减少

10、环境荷尔蒙的危害？ 环境酸化是如何形成的？ 资源短缺是如何体现的？ 第二第二专题专题 生态学的范畴生态学的范畴 一、一、生态学的定义 二、生态学的历史与人类的关系 三、生物组织层次 四、生态交叉学科 五、生态学模型 六、学科还原论与跨学科整体论 一、 生物与环境和生物与生物之间的 相互作用。 生物包括动物、植物、微生物和人类 及其不同的层次；环境指生物生活其中的 环境系统，包括无机、有机和社会环境 （或因素）。 热带部落 寒冷地区的部落 第二第二专题专题 生态学的范畴生态学的范畴 一、一、生态学的定义 二、生态学的历史与人类的关系 三、生物组织层次 四、生态交叉学科 五、生态学模型 六、学科还

11、原论与跨学科整体论 二、生态学的历史与人类的关系 生态学（ECOLOGY）一词，源于希腊文 oikos + logos，意为“住所、栖息地”和 “论述、学科”。Economics 经济学、生态 经济学。自然经济学 特特 征征 经济学经济学 生态学生态学 生长型 J-型 S-型 流通 货币 能量 选择压力选择选择 资源利用线性循环 系统调节指数指数增长环境容量 系统服务经济资本提供服务自然资本提供服务 技术方法高新技术实用技术 未来目标探索与发展可持续性与稳定性 （一）发展简史 1. 生态学的建立前期 积累了大量的生态学事实、现象和材料，如动 植物的生活习性和驯化。 2. 生态学建立期 （1）提

12、出了生态学的定义和许多定律、法则，如 最小因子定律、生存斗争学说； （2）生态学专著问世。 3. 生态学的巩固期（20世纪初50年代）： （1）大量生态学专著出版； （2）生态学会创建（英国1913，美国1916）； （3）生态学刊物创刊 Journal of Ecology,1913; Ecology,1920; Ecological Monographs,1931; Journal of Animal Ecology,1932 （4）各植物生态学派的形成： 北欧学派：群落分析（瑞典）；法瑞学派：植被等级 分类（法国、瑞士）；英美学派：群落演替、植物顶 级学说；苏联学派：植被生态和植被地理。

13、 （5）动物生态引入统计学，形成了种群生态学。 4. 现代生态学发展期（60年代至今） （1）动植物生态学合并，以生态系统 为研究的基本单位，促进了交叉（边 缘）学科的形成； （2）国际生态学组织的建立： 国际生物学规划（IBP）；人与生 物圈（MAB）；国际地圈生物圈计 划（IGBP）;环境问题科学委员会 （SCOPE） （3）应用生态学的产生： （二）生态学的发展趋势（展望） 1. 1. 向宏观和微观两极方向发展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（Landscape Ecology），保持土地 利用的方式的异质性（相异生态系统的组合）。 全球生态学（Glo

14、bal Ecology），以生物圈和全 球为研究对象。 微观：分子生态学 （Molecular Ecology），以 分子生物技术研究有机体对生态环境的适应性机理。 （1992年分子生态杂志在美国创刊） 2.2.研究手段的更新研究手段的更新 (1)系统理论在生态学中广泛 应用，计算 机起巨大的促进 作用。 (2)建立系统的模拟模型，选 择最优方案；以最优化原理 控制管理生态系统。 (3)定量化研究进一步发展。 系统理论和应用生态都要 求定量研究。 生态学的研究方法生态学的研究方法 1. 野外（field approach） 2. 实验（experimental approach） 3. 理论（

15、theoretical approach） 3. 3. 研究范围的扩展研究范围的扩展 (1)(1)向多学科方向发展，尤其与经济学相结合。向多学科方向发展，尤其与经济学相结合。 生态学在解决当今人类面临的重大社会问题中具有生态学在解决当今人类面临的重大社会问题中具有 重要作用，受到社会的普遍重视，研究对象的庞大和复重要作用，受到社会的普遍重视，研究对象的庞大和复 杂，生态学与多学科的相互渗透显得十分重要。经济生杂，生态学与多学科的相互渗透显得十分重要。经济生 态学研究人类活动（大型项目）对生态系统的影响。态学研究人类活动（大型项目）对生态系统的影响。 (2) (2) 应用生态学迅速发展。应用生态

16、学迅速发展。 从理论走向应用是学科成熟的标志。从理论走向应用是学科成熟的标志。8080年代以来，年代以来， 生态工程、生态技术、生态建设、生态管理等逐步被人生态工程、生态技术、生态建设、生态管理等逐步被人 们所认识和采用，并将极大地促进工农业生产的发展和们所认识和采用，并将极大地促进工农业生产的发展和 经济、生态效益的提高。经济、生态效益的提高。 第二第二专题专题 生态学的范畴生态学的范畴 一、生态学的定义一、生态学的定义 二、生态学的历史与人类的关系二、生态学的历史与人类的关系 三、生物组织层次三、生物组织层次 四、生态学分类与交叉学科四、生态学分类与交叉学科 五、生态学模型五、生态学模型

17、六、学科还原论与跨学科整体论六、学科还原论与跨学科整体论 三、生物组织层次 物质物质能量能量 生物成分生物成分 非生物成分非生物成分 生命系统生命系统 基因细胞器官个体种群群落基因细胞器官个体种群群落 基因系统细胞系统器官系统个体系统种群系统群落系统基因系统细胞系统器官系统个体系统种群系统群落系统 生物成分和非生物成分相互关系的生态学组织层次谱生物成分和非生物成分相互关系的生态学组织层次谱 个体（ individual） 种群 (population) 群落 (community) 生态系统 (ecosystem) 细胞细胞 组织组织 器官器官 器官系统器官系统 个体个体 种群种群 群落群落

18、生态系统生态系统 景观景观 生物群区生物群区 生物圈生物圈 整合整合 多样性多样性 行为行为 热力学热力学进化进化 发育发育 调节调节 生态学组织层次等级生态学组织层次等级 动态平衡动态平衡 内稳态内稳态 生物学与生态学研究对象的组织 层次 传统生态学是研究生物个体以上 水平（个体、种群、群落、生态系统） 的生物与生物、生物与环境之间关系 的科学。它是生物学的基础学科之一 （形态、生理、遗传等），同时又是 唯一将研究对象扩大到生物体以外的 科学。 现代生态学主要以生态系统为研究 的基本单位，生态系统由生产者、消费 者、分解者和非生物环境组成，其功能 主要表现在物质流、能量流和信息流 （稳态和调

19、节功能）上，通过这三大流， 生态系统的各个成员联系成为一个具有 统一功能的系统。 生态系统 植物 动物 微生物 无机物 环 境 光能 热能 图1-1 生态系统 第二第二专题专题 生态学的范畴生态学的范畴 一、生态学的定义一、生态学的定义 二、生态学的历史与人类的关系二、生态学的历史与人类的关系 三、生物组织层次三、生物组织层次 四、生态学分类与交叉学科四、生态学分类与交叉学科 五、生态学模型五、生态学模型 六、学科还原论与跨学科整体论六、学科还原论与跨学科整体论 1. 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、苔藓、森林、草原生态学等）；微

20、生物生态学（真菌、细菌、病毒生态学 等）；人类生态学（人口、民族、历史 生态学等）；土壤生态学；气象生态学； 社会生态学；经济生态学；等等。 2. 2. 研究对象的组织水平研究对象的组织水平 微观生态学（个体以下的各层次生态学） 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 3. 3. 研究目的和性质研究目的和性质 理论生态学：生态学理论和数学推理 应用生态学：工程、技术、医学生态学等多数 生态学分支学科。 4. 生物的生存环境 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 5.

21、 研究方法 数学生态学 化学生态学 物理生态学 地 理生态学 经济生态学 系统生态学 实验生 态学 进化生态学 行为生态学 生理生态学 古 生态学 等等 根据研究对象的组织水平划分根据研究对象的组织水平划分 分子生态学;进化生态学;个体生态学;种群生态学; 群落生态学;生态系统学;景观生态学与全球生态学 根据研究对象的分类学类划分根据研究对象的分类学类划分 植物生态学;动物生态学;微生物生态学;陆地生态学; 哺乳动物生态学;昆虫生态学;地衣生态学以及各个物 种生态学 根据研究对象的生境类别划分根据研究对象的生境类别划分 陆地生态学;海洋生态学;淡水生态学;岛屿生态学 根据研究性质划分根据研究性质划分 理论生态学和应用生态学 生态学分类 6.生态学研究对象生态学研究对象 生态学不同于其它学科，它由许多学科归纳而生态学不同于其它学