生态学教学课件

生态学

2024/5/22生态学是研究生物与环境之间相互作用关系的科学，是生态科学体系中的重要基础学科。把握生态学基础知识内在系统性和学科整体框架。了解生态学知识前沿，领会社会经济发展对生态学提出的任务。教学目标与要求2024/5/23逐步形成生态观，提高生态学专业素养。动态发展、适应进化、系统协调、多态稳定、时空尺度和层次等级的界定原则是生态观的中心内容。生态学的专业素养就是在生态观的指导下认识、分析和解决问题的能力和水平。把握生态学知识进入并影响社会的途径和方式。生态问题和经济发展问题是社会进步的核心，分析生态学基本信息和理论方法有效地影响社会决策，避免发展中的破坏问题，是专业素质的一种体现，也是光大学科价值的技巧和艺术。2024/5/24《生态学》教学计划（36学时）章节学时分配第一章：绪论2第二章：主要生态学理论2第三章：生物与环境6第四章：种群及其基本特征4第五章：生物群落的组成与结构4第六章：生物群落的动态4第七章：生态系统特征4第八章：生态系统的能量流动与物质循环4第九章：景观变化4考试：随堂考试或专题论文2合计362024/5/25《生态学》教材及教学参考书籍杨持主编，《生态学》（第二版），高等教育出版社，2000。孙儒泳主编，《基础生态学》，高等教育出版社，2001。李振基主编，《生态学》（第二版），北京:科学出版社，2004。2024/5/26主要《生态学》期刊《生态学报》[中国生态学会，1982]《生态杂志》[中国生态学会，1982]《AMBIO--人类环境杂志》[瑞典皇家科学院，1972]《应用生态学报》[中国生态学会，1990]《生物多样性》[中国科学院濒危物种委员会，1993]《植物生态学报》[中国植物学会，中国科学院植物研究所，1955]《Ecology》[theEcologicalSocietyofAmerica，1920]《JournalofEcology》[1913]《EcologyMonorgraphs》[1931]《JournalofAnimalEcology》[1932]2024/5/27国内《生态学》有关网站搜索引擎--WWF--万方数据--中国期刊网--生物学文摘（BA）--中国科学院生物多样性委员会--中国科学院生态环境中心--

湿地国际—2024/5/28第一章绪论2024/5/29第一章绪论一、生态学（Ecology）的定义及研究对象二、生态学的形成与发展三、生态学发展简史2024/5/210本章目的要求与内容目的要求：了解学习生态学，不仅要掌握生物与环境相互作用的一般原理，更要关注人类活动下生态过程的变化以及对人类生存的影响；在环境科学的发展中，生态学一直是一门必不可少的基础学科。授课内容：生态学的研究对象、内容、范围、方法，生态学的发展简史及发展趋势。2024/5/211Oikos+logos(住所)(学科)Oekologie生态学ecology住所的学科一、生态学（Ecology）定义

1、生态学的经典定义谁住住哪里怎么住生物环境关系生态学是研究生物与环境间相互关系的科学动物植物微生物人类无机因素生物因素人类社会2024/5/212研究生物及环境间相互关系的科学（E.Haeckel,1866）恩斯特·海克尔，德国博物学家，达尔文进化论的捍卫者和传播者，第一个为生态学下了明确定义的学者。内涵环境对生物的决定和塑造作用。生物对环境的适应。适应环境的生物对环境的改善作用。2024/5/213研究科学的自然历史（C.Elton,1927）。研究生物形态、生理和行为上的适应（Кашкаров（克什卡洛夫）,1954）。研究有机体的分布和多度的科学（Andrewartha,1954）。研究有机体与生活之地相互关系的科学（环境生物学）（Smith,1966）。研究决定有机体的分布与多度相互作用的科学(Krebs,1972,1978,1985)。研究生态系统的结构和功能的科学（E.P.Odum,1956）；综合研究有机体、物理环境与人类社会的科学（E.P.Odum,1997）。研究生命系统与环境系统之间相互作用规律及其机理的科学（马世骏，1980）。2、不同的生态学定义2024/5/214

生态学定义的差别主要是关于居住对象“生物”、居住地“环境”以及两者“关系”的内容有所不同。生物范畴不同包括有机体、生物个体、生物群体及生物群落。动物、植物、微生物及人类本身。环境范畴不同包括无机环境、有机环境、小生境、大环境及整个环境系统。物理环境要素、化学环境要素、生物环境要素乃至社会环境要素。关系内容不同环境因子对生物生长、发育，生存、发展的影响；生物对环境的适应、改造。生物（包括人类）处理自身利益与自然关系的“经济”策略。3、不同生态学定义的差异2024/5/215二、生态学的研究对象、内容及分支学科分子（molecular）个体（individual）种群（population）群落（community）生态系统（ecosystem）景观（landscape）生物圈（biosphere）经典生态学研究的内容近代生态学研究的内容近代生态学研究的内容1、生态学的研究对象2024/5/2162、生态学的研究内容以野生生物类群和自然生态系统为对象，探索环境与生物之间的作用和反作用及其规律。不同环境中生物种群的形成与发展，种群数量在时间和空间上的变化规律，种内、种间关系及其调节过程，种群对特定环境的适应对策。生物群落的组成，特征与分布，群落的结构、功能和动态。生态系统的基本成分和结构与功能；生态系统中的能量流动与物质循环，生态系统的发展、演化及其与人类的关系。2024/5/217以人工生态系统和半自然生态系统为研究对象，研究在人类干扰和破坏后不同区域系统的组成、结构和功能；环境质量的生态学评价；生物多样性的保护和永续利用等。以自然－经济－社会复合生态系统为研究对象，从研究其结构和功能入手，探索人在此类生态系统中的地位和作用，协调人类作为生态系统组成者同时又是调控者与系统其他成分之间的关系，探索人口、资源、环境三者之间的和谐发展的途径，为改善全球人与环境的相互关系提供科学依据，以求达到在人口不断增长情况下，合理管理与利用环境资源，保证人类社会持续协调地发展。2024/5/2183、生态学的分支学科（一）按组织层次（levelsoforganization）划分：个体生态学(Individualecology):研究重点是个体对生物和非生物环境的适应（adaptation）。种群生态学(Populationecology):多度(abundance)和种群动态（populationdynamics）。群落生态学(Communityecology):决定群落组成和结构的生态过程（ecologicalprocesses）。生态系统生态学(Ecosystemecology):能流（energyflow）、食物网（foodweb）和营养循环（nutrientcycling）。2024/5/219按生物类群划分：动物生态学植物生态学微生物生态学人类生态学昆虫生态学鱼类生态学鸟类生态学等等生态学的分支学科（二）2024/5/220按生物栖息环境划分：水生生态学淡水生态学河口生态学海洋生态学陆地生态学湿地生态学等等生态学的分支学科（三）2024/5/221按交叉学科划分：数学生态学地理生态学生理生态学行为生态学进化生态学等等生态学的分支学科（四）2024/5/222按应用领域划分：农业生态学城市生态学资源生态学环境生态学保护生态学恢复生态学旅游生态学污染生态学等等生态学的分支学科（五）2024/5/223景观及生物圈水平的生态学景观(Landscape)和景观生态学(Landscapeecology)景观:由若干生态系统组成的异质区域(heterogeneousarea),这些生态系统构成景观中明显的斑块(patches),这些斑块称景观要素(landscapeelements)。景观生态学:研究景观结构及其过程(landscapestructureandprocesses)的科学。生物圈(biosphere)和全球生态学(Globalecology)全球生态学:研究生命系统和行星系统相互关系的科学。生态学的分支学科（六）2024/5/224三、生态学发展简史生态学的萌芽时期（公元16世纪以前）生态学的建立时期（公元17世纪至19世纪）生态学的巩固时期（20世纪初至20世纪50年代）现代生态学时期（20世纪60年代至今）2024/5/2251、生态学的萌芽时期以古代思想家、农学家对生物环境相互关系的朴素的整体观为特点公元前1200年，《尔雅》记载了176种木本植物和50多种草本植物的形态与生态环境。公元前200年《管子》，“地员篇”专门论及水土和植物，记述了植物沿水分梯度的带状分布以及土地的合理利用。2024/5/226公元前100年前后，我国农历已确立了24节气，它反映了作物、昆虫等生物现象与气候之间的关系。这一时期还出现了记述鸟类生态的《禽经》，记述了不少动物行为。在欧洲，Aristotle按栖息地把动物分为陆栖、水栖等大类，还按食性分为肉食、草食、杂食及特殊食性4类。亚里士多德的学生提奥弗拉斯图斯也注意到植物与自然环境的关系，其中包括气候及植物生活的不同位置对植物的意义，并注意到动物的色泽变化对环境的适应。2024/5/2272、生态学的建立时期欧洲文艺复兴时期开始，欧洲科学探索活动再度兴起，崇尚科学调查与科学实验。一些生态学的理论开始形成。生态学达到一呼即出的境地。1866年Heackel提出Ecology一词，并首次明确生态学的定义。鲍尔（Boyle），在1670年发表了低气压对动物的效应的试验，标志着动物生理生态学的开端。1735年昆虫学家雷莫尔（Reaumur）在其昆虫学著作中，记述了许多生态学资料，他也是研究积温与昆虫发育生理的先驱者。2024/5/228法国博物学家布丰（Buffon,1749-1769）强调指出生物物种的可变性以及生物的数量动态概念，他的“生物变异基于环境的影响”的原理，对近代动态生物学的发展具有重要的影响。1792年德国植物学家Willdenow在《草学基础》一书中详细讨论了气候、水分与高山深谷对植物分布的影响，他的学生汉堡德（Humboldt）发扬了老师的思想，于1807年用法文出版《植物地理学知识》一书，提出“植物群落”、“外貌”等概念，并指出“等温线”对植物分布的意义。1798年，马尔萨斯（Malthus），发表了他的《人口论》，阐明人口的增长与食物的关系。他的学说对达尔文的进化论有重要的影响，促进了达尔文“生存斗争”及“物种形成”理论的形成，并促进了“人口统计学”及“种群生态学”的发展。2024/5/229进入19世纪之后，生态学得到很快发展并日趋成熟。1859年达尔文的《物种起源》问世，促进了生物与环境关系的研究，使不少生物学家开展了环境诱导生态变异的实验生态学工作。1866年Hackel提出ecology一词，并首次提出了生物学定义。丹麦植物学家Warming于1895年发表了他的划时代著作《以植物生态地理为基础的植物分布学》，1909年波恩大学教授Schimper出版《以生理为基础的植物地理学》，这两本书全面总结了19世纪末叶之前生态学的研究成就，被公认为生态学的经典著作，标志着生态学作为一门生物学的分支科学的诞生。2024/5/2303、生态学的巩固时期生态学理论形成、生物种群和群落由定性向定量描述、生态学实验方法发展的辉煌时期。形成几个著名的生态学派（四大学派）。北欧学派：由瑞典乌普萨拉（Uppsala）大学的R.Sernauder创建。以注重群落分析为特点。法瑞学派：代表人为J.Braun-Blanquet.把植物群落生态学称为“植物社会学”，用特征种和区别种划分群落类型，建立严密的植被等级分类系统。常被称为植被区系学派。1953年后，与北欧学派合流，被称为西欧学派或大陆学派。英美学派：代表人为F.E.Clements和A.G.Tansley,以研究植物群落演替和创建顶极群落著名。前苏联学派：注重建群种和优势种，重视植被生态、植被地理与植被制图工作。2024/5/2314、现代生态学时期现代科学（包括生态学）发展特点学科间相互渗透，发展边缘学科，建立学科间的综合性研究。研究对象的特殊性强调生态系统中各个组成成分的相互联系，尤其是相互作用，从生态系统整体来研究能量、物质和住处的流动和转换，来研究其结构、功能和动态，甚至优化和调控。2024/5/232研究层次上向宏观和微观两极发展：生态学的研究层次已囊括了分子、基因、个体直到整个生物圈。研究手段的更新：自计电子仪、同位素示踪、稳定性同位素、“3S”（全球定位系统（GPS）、遥感（RS）与地理信息系统（GIS））、生态建模，系统论引入生态学。研究范围的拓展：结合人类活动对生态过程的影响,从纯自然现象研究扩展到自然-经济-社会复合系统的研究。表现在：2024/5/233①从描述性科学走向实验科学。如，受控生态系统、微宇宙、人工模拟实验室，利用电子仪器和遥感技术，在不破坏生物种群的情况下取样和测量，用放射性同位素示踪生态系统中营养物质的转移途径并判断其时间和范围等。②研究重点从个体水平（繁殖、食性、迁移、生活史）转移到种群（数量变动）和群落（结构、演替、植被分析），进而发展到以生态系统研究为中心。2024/5/234③生态学原理