2010汇华生态学第0章绪论

1、1普普 通通 生生 态态 学学欢迎同学们学习普通生态学！ 授课人：授课人： 杨振才杨振才 刘海燕刘海燕授课安排对象：2010级汇华生物科学专业1班地点：第二教学楼205教室时间：2011-12年第二学期1-18周 星期一上午1-3节对象：2010级汇华生物科学专业2班地点：第二教学楼210教室时间：2011-12年第二学期1-18周 星期五下午1-3节3/644/64教 材课课 外外 参参 考考 书书 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）

2、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. 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 2004 应用生态学 科学出版社。 5/64第第0 0章章 绪论绪论生态学的使命生态学的使命 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

3、，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：地球生态环境正在全面恶化中，威胁着人类自身的生存和发展。6/64地球环境的六大变化地球环境的六大变化Lubchenco Jane. 1998 Science 279(5350) :491-497 从工业革命以来大气的二氧化碳浓度提高了30%近120年，全球温度上升0.4-0.78/64 化石燃料的燃烧和植被的破坏导致二氧化碳含量上升 温室效应的危害极地、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 10/64南极洲一浮冰上的企鹅。全球变暖已经

4、威胁到生存在两极的动物。11/64珠峰冰川对比图片1968年2007年12/64丹麦首都哥本哈根 世界气候会议（2009.12.7-18） 联合国气候变化框架公约15次会议， 192个国家商讨2012年至2020年的全球减排协议。 13/64 人工固氮的总量已经超过了天然固氮总量14/64 水体硝酸盐污染地下水和地表水。 硝酸盐在消化道内转化为亚硝酸盐，引起血红细胞输氧功能丧失，“蓝婴病 ” 水体富营养化，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。15/64 人类利用的地表淡水，已经超过可用总量的二分之一人类利用的地表淡水，已经超过可用总量的二分之一 现在

5、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 16/6410月29日拍摄的裸露河床的漓江17/64近二千年来，地球上大概有四分之一的鸟类近二千年来，地球上大概有四分之一的鸟类物种已经灭绝物种已经灭绝维多利亚湖引进了尼罗尖维多利亚湖引进了尼罗尖吻鲈，但是把许多当地土吻鲈，但是把许多当地土著鱼类推向灭亡，并且完著鱼类推向灭亡，并且完全改变了湖泊生态系统的全改变了湖泊生态系统的面貌。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 1

6、9/64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）生态环境破坏、荒漠化 污染：污染： 石石油泄漏于海洋油泄漏于海洋(a) 遭难的油船到达巴拿马的遭难的油船到达巴拿马的 （b）被油泄漏所杀死的红树林）被油泄漏所杀死的红树林 加拉比海岸。加拉比海岸。 的边缘。的边缘。23/64南极臭氧空洞南极臭氧空洞24/64生物圈II号（8个人生存21个月的生物圈）25/64 环境问题（环境污染和生态破坏）的核心是生态问题，人口、资

7、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。26/64第第0 0章章 绪论绪论 0.1 0.1 生态学的定义 0.2 生态学的研究对象 0.3 生态学发展简史 0. 4 生态学的分支学科 0.5 生态学的研究方法27/64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的科

8、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。研究有机体与其环境全部关系的科学。 该定义简明而广泛。28/64 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。29/64 1. Warming(1909)：植物生态学研究环境因子对植物的影响。 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

9、学。 4. (1933)：植物与其周围环境相互作用中的形态、结构与化学特点。植物生态学家主要强调个体和群落：30/64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.

10、加拿大克雷布斯(Krebs,1972)：环境与生物分布和数量的相互关系。 31/64 坦斯利（Tansley A.G. 1935）提出生态系统生态系统的概念，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。强调生态系统及其能流、物流、信息流。 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。32/64 生态学过去的重点在个体、种群、群落和生态系

11、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间和时间尺度。 由于社会发展的需要，生态学的研究范围不断扩大，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。 33/64第第0 0章章 绪论绪论 0.1 0.1 生态学的定义 0.2 生态学的研究对象 0.3 生态学发展简史 0. 4 生态学的分支学科 0.5 生态学的研究方法34/64生态学的研究对象很广，从分子到生物圈。36/64环境环境 生物和非生物成分有机体有机体种群种群群落群落器官器官细胞细胞基因基因有机体系统有机体系统种群系统种群系统生态系统生态系统基因系统基因系统细胞系统细

12、胞系统器官系统器官系统生物成分生态学对象第第0 0章章 绪论绪论 0.1 0.1 生态学的定义 0.2 生态学的研究对象 0.3 生态学发展简史 0. 4 生态学的分支学科 0.5 生态学的研究方法37/640.3.1 生态学发展简史生态学发展简史1. 1. 生态学的建立前期生态学的建立前期（公元前2世纪公元17世纪） 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. 2. 生态学建立期生态学建立期（18世纪初19世纪末） （1）提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、逻辑斯谛方程； （2）生态学专著问世。38/643. 3. 生态学的巩固期生态学的

13、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。 （5）动物生态引入统计学，形成了种群生态学。39/644. 4. 现代生态学发展期现代生态学发展期（60年代至

14、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）应用生态学的产生与发展40/640.3.2 0.3.2 生态学的发展趋势生态学的发展趋势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 宏观上，重视全球生态功能的研究。 景观生态学（Landscape Ecology）是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（景观结构、功能和动态；见17章）。 保持土地利用的方式的异质性 全

15、球生态学（Global Ecology）研究全球性环境问题与全球变化,及其与生物的关系。41/64 微观上，分子生态学 （Molecular Ecology）以分子生物技术(分子遗传标记)研究生态与进化问题。 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。目前研究较多的是生物抗逆性分子机制和种群遗传多样性。（见16章）42/642. 2. 系统理论在生态学中广泛应用，计算系统理论在生态学中广泛应用，计算 机起巨大的促进作用。机起巨大的促进作用。 建立系统的模拟模型，选择最优方案；以最优化原

16、理控制管理生态系统。3. 3. 定量化研究进一步发展。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。43/644. 4. 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。经济生态学研究人类活动（大型项目）对生态系统的影响。5. 5. 应用生态学迅速发展。应用生态学迅速发展。 从理论走向应用是学科成熟的标志。在环境生态、管理生态和产业生态方面快速发展。44/64第第0 0章章 绪论绪论 0.1 0.1 生态学的定义 0.2

17、 生态学的研究对象 0.3 生态学发展简史 0. 4 生态学的分支学科 0.5 生态学的研究方法 45/641. 1. 按研究对象的组织层次按研究对象的组织层次 微观生态学（如分子生态学）q 个体生态学 q 种群生态学 q 群落生态学q 生态系统生态学 景观生态学 区域生态学 全球生态学46/642. 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）47/643. 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

18、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 48/644. 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 49/64社会生态学：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（稳定后不需干预）、亚原生生态学（长期干预保持平衡）和人文生态学（生态平衡的软环境构建）。生态伦理学：生态伦理学：人类中心主义、动物解放论与动物权利论、生物中心主义和生态整体主义等生态伦理思想。50/645. 应用生态分支v 基础与综合技术：保

19、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v 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v 环境：城市生态学、污染生态学、放射生态学v 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v 人类：人类生态学、经济生态学、生态伦理学、 疾病生态学第第0 0章章 绪论绪论 0.1 0.1 生态学的定义 0.2 生态学的研究对象 0.3 生态学发展简史 0. 4 生态学的分支学科 0.5 生态学的研究方法52/64q 野外（田间） 研究q 实验研究q 数学模型研究 （理论）0.5 0.5 生态学研究方法生态学研究方法0.5.1 0.5.1 环境的研究方法环境的研究方法: : 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