绪论(基础生态学)

1、生态学生态学 （Ecology）教材：牛翠娟，教材：牛翠娟， 娄安如娄安如, 孙儒泳，李庆芬，基础生态孙儒泳，李庆芬，基础生态学。北京学。北京: 高等教育出版社高等教育出版社, 2007 （第二版）。（第二版）。教师：牛翠娟牛翠娟、娄安如娄安如牛老师联系方式牛老师联系方式:58807966（O）办公地点：生地楼办公地点：生地楼210室室辅助教材：辅助教材：1 动物生态学原理动物生态学原理. . 第三版。孙儒泳第三版。孙儒泳，北京师范大学北京师范大学出版社出版社, 2001 , 2001 2 Instant Notes in Ecology .第二版。第二版。孙儒泳等译，孙儒泳等译，Macken

2、zie, A., Andy S. Ball, and Sonia R. Virdee.，科学出版社科学出版社, 2004 3 Elements of Ecology, 5th Edition. Smith, R. L. and T. M. Smith. ，Benjamin Cummings， 20024 Ecology: Concepts and Applications. 5nd Edition. （影印版）（影印版）Manuel C. Molles Jr. ，高教出版社，高教出版社， 2011 绪论绪论 1 1 什么是生态学？什么是生态学？2 2 生态学的研究对象？生态学的研究对象？3 3

3、 生态学研究是如何进行的？生态学研究是如何进行的？4 4 为什么要学习生态学为什么要学习生态学? ?一一 定义：定义：生态学生态学(ecology)(ecology)：是研究是研究有机体有机体及其及其周围周围环境环境- -包括非生包括非生物环境和生物环境物环境和生物环境相互关系相互关系的的科学科学。第一节第一节 定义、发展史与研究对象定义、发展史与研究对象生态学的定义是在1866年由德国动物学家Haeckel(赫克尔)首次提出的。Ecology is a ScienceEcology is the scientific study of the relationship between org

4、anisms and their environment.引自引自Begon et al., 1986地球上生物进化对大气含氧量的影响。地球上生物进化对大气含氧量的影响。引自引自 Ricklefs, 1993二二 生态学的研究对象生态学的研究对象 生物生物 生物成分生物成分 基因基因-细胞细胞-器官器官-有机体有机体-种群种群-生物群落生物群落 + + 环境环境 非生物成分非生物成分 基因基因-细胞细胞-器官器官-有机体有机体-种群种群-生态生态 系统系统 系统系统 系统系统 系统系统 系统系统 系统系统Major unit of ecology is the ecosystem尺度（尺度（S

5、cale):某一现象或过程在空间、某一现象或过程在空间、时间上所涉及到的范围和时间上所涉及到的范围和发生频率。发生频率。一般可分为空间、时间、组一般可分为空间、时间、组织尺度。织尺度。引自引自 Ricklefs, 1993生物圈（生物圈（biospherebiosphere）：）： 地球上的全部生物和一切适合于生物地球上的全部生物和一切适合于生物栖息的场所。包括岩石圈的上层、全部水栖息的场所。包括岩石圈的上层、全部水圈和大气圈的下层。圈和大气圈的下层。三 生态学在生物学科中所处的地位： 生理学生理学生态学生态学遗传学遗传学行为学行为学进化论进化论生态学是生物学领域重要的基础学科。与上图中生态学

6、是生物学领域重要的基础学科。与上图中四门学科关系最为密切。四门学科关系最为密切。第二节第二节 生态学的发展及其分支学科生态学的发展及其分支学科一 生态学发展历史及现状：生态学建立前期-建立和成长期-现代生态学发展期1 生态学建立前期：-16世纪， 动植物生活习性等，生态思想萌芽 2 2 建立和成长期：建立和成长期： 1616世纪世纪-20-20世纪世纪5050年代年代1670 现代化学家Boyle发表了低气压影响动物反应的实验， 标志着生理生态学研究的开始。1866 Haeckel 首次提出生态学定义。20世纪初动物行为学、水生生物学、生理生态学等发展起来。1926 Lotka提出种间竞争的数

7、学模型。1927 Elton出版动物生态学1937 我国第一本生态学书籍动物生态学纲要出版，费鸿年著 植物生态学比动物生态学成熟早，在20世纪60年代以前与动物生态学独立平行发展。50-60年代，动植物生态学研究发生交汇、融合，群落与生态系统生态学形成与发展。现代生态学发展期：现代生态学发展期：2020世纪世纪0 0年代年代-群落结构和演替的研究： 水域动、植物关系及能流、物流的研究促进了群落与生态系统生态学的形成与发展。英国英国TansleyTansley（19351935），），首创生态系统的概念，美国美国E.OdumE.Odum（1953，1959，1971）的书生态学基础对生态学研究与

8、教学产生了深远影响。发展趋势：发展趋势：（1） 70年代-,生态系统生态学成为发展主流。IBPIBP计划计划： (International Biology Plan,1964-1974)，有97个国家参加，对全球主要生态系统的结构、功能和生产力进行了研究。 （2） 种群生态学进一步发展，模型、集合种群理论、生态遗传学。（3） 群落生态学的发展，由观察描述，进而探讨结构形成的机理。（4） 行为生态学、进化生态学、化学生态学等各交叉学科互 相渗透形成的生态学分支学科的发展。（5） 向宏观、微观两极发展：景观生态学、全球生态学、分子生态学（近年发展起来的新方向）。分子生态学（Molecular e

9、cology)：以分子遗传标记研究生态学和进化问题。如遗传多样性研究。（6） 应用生态学的迅速发展生态保护、生态工程、生态系统的恢复与重建、生态毒理、生态农业、生态旅游。我国未来我国未来15年科学发展规划的一个重要内容：脆弱生态系统年科学发展规划的一个重要内容：脆弱生态系统的恢复与重建的恢复与重建景观生态学（景观生态学（landscape ecologylandscape ecology）: 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。(景观是由不同生态系统组成的异质性区域，生态系景观是由不同生态系统组成的异质性区域，生态系统在景观中形成斑块（统在景观中形成斑块（patch

10、)patch)全球生态学（全球生态学（global ecologyglobal ecology）: : 研究全球性的环境问题与全球变化。其主要理论为：地球表面温度和化学组成受地球所有生物总体的生命活动所主动调节，并保持动态平衡.二 生态学分枝学科： 按研究的生物组织水平划分：分子、个体、种群、群落、生态系统、景观、全球生态学按对象生物分类划分：动物、植物、微生物、水生生物生态学等按栖息地环境划分：淡水、海洋、湿地、陆地生态学（草原、森林）等按交叉学科划分：地理、生理、进化、行为生态学理论、化学等应用生态学分枝：农业、工业、城市、污染、生态工程等生态学研究大致可分生态学研究大致可分为野外、实验和

11、模型为野外、实验和模型研究研究3大类。大类。野外研究数学模型研究实验研究 环境的研究方法:生物的研究方法：第三节第三节 生态学研究方法生态学研究方法Information (observation, experiment, published paperQuestionHypothesisTest of hypothesis (observation, experiment, modelingPrediction案例：研究傍晚市内树上聚集的乌鸦一 环境的研究方法 环境因子的测定（野外）：大气（温度、湿度、气流、空气成分等）、水域（水的化学成分、污染物、物理成分等）、陆地 （包括土壤） 环境控制

12、与模拟（实验室）：人工模拟水体、草地、各种温、湿度环境等水质分析仪水质分析仪气象仪气象仪二 生物的研究方法 1 以动物学、植物学为基础的动植物分类技术。2 行为观测、分子、生理、生化等生物学实验技术。3 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（野外研究中运用遥感、GPS-全球定位系统、GIS-地理信息系统）。4 群落与生态系统研究方法：同位素示踪研究物流、数学模型的建立、卫星遥感海区彩色扫描仪测初级生产力等。引自引自 Ricklefs, 1993引自引自 Ricklefs, 1993引自引自 Ricklefs, 1993引自引自 Ricklefs, 1993引

13、自引自 Ricklefs, 1993第四节第四节 学习生态学的意义学习生态学的意义人类对地球生态系统的影响：1）有三分之一到二分之一的陆地面积被人类活动所改）有三分之一到二分之一的陆地面积被人类活动所改变（种植）。变（种植）。2）人工固氮总量已经超过天然固氮总量。）人工固氮总量已经超过天然固氮总量。3）工业革命以来，二氧化碳浓度提高了）工业革命以来，二氧化碳浓度提高了30%。4）被人类利用的地表淡水，超过可用总量的二分之一。）被人类利用的地表淡水，超过可用总量的二分之一。5）地球上大概四分之一的鸟类物种在过去两千年中灭）地球上大概四分之一的鸟类物种在过去两千年中灭绝。绝。6）接近三分之二的海洋

14、渔业资源过捕或耗尽。）接近三分之二的海洋渔业资源过捕或耗尽。7）大量不易分解的人工合成化学物质进入环境。）大量不易分解的人工合成化学物质进入环境。当前最引人注目的问题当前最引人注目的问题：全球变化（全球变化（global change): 全球变暖（全球变暖（global warming)、温室效应（、温室效应（green house effect)、厄尔尼诺现象（厄尔尼诺现象（El Nio Phenomenon) ) 、拉尼娜现象（、拉尼娜现象（ La Nia Phenomenon ） 。 引自引自 Molles, 1993引自引自 臭氧层的破坏：臭氧层的破坏：距地球距地球25-40千米的大气平流层千米的大气平流层中的臭氧是地球的保护层。使中的臭氧是地球的保护层。使生物离开海洋变为陆生的关键生物离开海洋变为陆生的关键因素是平流层中臭氧的存在。因素是平流层中臭氧的存在。 生物多样性的丧失：生物多样性的丧失：各种生态系统结构和功能的改变各种生态系统结构和功能的改变 我国沙尘暴问题、洪水问题、污染问题、生物入侵问题我国沙尘暴问题、洪水问题、污染问题、生物入侵问题 解决所有上述