生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)講義學(xué)習(xí)資料

1、1國內(nèi)外主要期刊雜志Journal of Ecology，始建于1913年，英國(yn u)生態(tài)學(xué)會(huì)主辦，季刊。Ecology，由美國生態(tài)學(xué)會(huì)于1915年創(chuàng)辦，雙月刊。The Journal of Applied Ecology，由英國(yn u)生態(tài)學(xué)會(huì)于1963年創(chuàng)刊，每年三期。Ecological Monographs，由美國生態(tài)學(xué)會(huì)于1931年創(chuàng)刊，季刊。Ecological Reviews，由日本八甲田山研究所于1935年創(chuàng)辦，季刊。第一頁，共32頁。 生態(tài)學(xué)報(bào)，由中國生態(tài)學(xué)會(huì)主辦，1981年創(chuàng)刊(chungkn)，季刊，國家一級(jí)學(xué)術(shù)刊物。 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，由中國生態(tài)學(xué)會(huì)主辦，1990

2、年創(chuàng)刊(chungkn)，季刊，國家一級(jí)學(xué)術(shù)刊物。 生態(tài)學(xué)雜志，由中國生態(tài)學(xué)會(huì)主辦，1982年創(chuàng)刊(chungkn)，季刊，中級(jí)學(xué)術(shù)刊物。第二頁，共32頁。 英A.Mackenzie主編,ECOLOGY(影印版、中文版），北京(bi jn)：科學(xué)出版社，2000 曹湊貴主編，生態(tài)學(xué)概論，北京(bi jn)：高等教育出版社，2002 李博主編，生態(tài)學(xué)，北京(bi jn)：高等教育出版社，2000 孫鐵珩主編，污染生態(tài)學(xué)，北京(bi jn)：科學(xué)出版社，2002第三頁，共32頁。 Ecology字面含義：生態(tài)學(xué)是關(guān)于(guny)居住環(huán)境的科學(xué)。 1866年，aeckel首次定義了生態(tài)學(xué)：研究生物在

3、其生活過程中與環(huán)境的關(guān)系。這里生物指動(dòng)、植物。 現(xiàn)代定義：很多。但多數(shù)人仍采用aeckel的定義。即“生態(tài)學(xué)是研究生物及環(huán)境間相互關(guān)系的科學(xué)”。這里生物指動(dòng)、植物、微生物及人類本身。緒論(xln)第四頁，共32頁。（1）萌芽時(shí)期17世紀(jì)(shj)以前，還沒有生態(tài)學(xué)一詞，但生態(tài)學(xué)的思想及生態(tài)知識(shí)的應(yīng)用已經(jīng)存在。如馴化動(dòng)物、人工栽培植物。公元前一二百年的秦漢時(shí)期,我國農(nóng)歷已確立了24節(jié)氣,反映了作物、昆蟲等生物現(xiàn)象與氣候之間的關(guān)系。明代李時(shí)珍所著本草綱目中，描述了藥用動(dòng)植物生態(tài)習(xí)性。我國古籍管子地員篇（約公元前200年以前）詳細(xì)記載了江淮平原上沼澤植物沿水分梯度的帶狀分布。第五頁，共32頁。第六頁

4、，共32頁。 從17世紀(jì)到19世紀(jì)末生態(tài)學(xué)的建立(jinl)階段。 生態(tài)學(xué)發(fā)展的特點(diǎn)是分別從個(gè)體、群體兩個(gè)方面研究生物與環(huán)境的相互關(guān)系。如提出積溫與昆蟲和植物發(fā)育的關(guān)系；等溫線對(duì)植物分布的意義；植物發(fā)育的起點(diǎn)溫度;植物最小因子定律;種群的Logistic 增長(zhǎng)模型等。1859年達(dá)爾文的物種起源問世，對(duì)生態(tài)學(xué)的發(fā)展是個(gè)巨大的推動(dòng)。第七頁，共32頁。（20世紀(jì)初-50年代）10-30年代，生態(tài)學(xué)研究滲透到生物學(xué)領(lǐng)域的各個(gè)學(xué)科，形成了植物生態(tài)學(xué)、動(dòng)物生態(tài)學(xué)、生態(tài)遺傳學(xué)、生理生態(tài)學(xué)、形態(tài)生態(tài)學(xué)分支學(xué)科。促進(jìn)生態(tài)學(xué)從個(gè)體、種群、群落等多個(gè)水平展開廣泛(gungfn)的研究。生態(tài)學(xué)的發(fā)展達(dá)到一個(gè)高峰。英美

5、學(xué)派以群落動(dòng)態(tài)演替為特點(diǎn)。法瑞學(xué)派注重群落生態(tài)外貌，側(cè)重于靜態(tài)生態(tài)研究。北歐學(xué)派以注重群落結(jié)構(gòu)分析為特點(diǎn)。前蘇聯(lián)學(xué)派重視植物（群落）與地學(xué)結(jié)合（近似于生態(tài)系統(tǒng)）。第八頁，共32頁。 1935年，英國植物生態(tài)學(xué)家坦斯利（A.G.Tansley）首先提出生態(tài)系統(tǒng)（ecosystem）的概念。1939年提出了“生態(tài)平衡”的概念。進(jìn)入了20世紀(jì)60年代以后(yhu)，系統(tǒng)生態(tài)學(xué)為廣大生態(tài)學(xué)家所接受，生態(tài)學(xué)研究發(fā)生了質(zhì)的飛躍，開創(chuàng)了新的時(shí)期。這一時(shí)期生態(tài)學(xué)與環(huán)境系統(tǒng)及生產(chǎn)應(yīng)用相結(jié)合形成了海洋生態(tài)學(xué)、土壤生態(tài)學(xué)、湖泊生態(tài)學(xué)、農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)、農(nóng)田生態(tài)學(xué)、草原生態(tài)學(xué)、森林生態(tài)學(xué)等研究方向。 系統(tǒng)生態(tài)學(xué)時(shí)期的研究特

6、點(diǎn)是系統(tǒng)、綜合、交叉和應(yīng)用。 第九頁，共32頁。 20世紀(jì)60年代末70年代初，科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展、生產(chǎn)力不斷提高，人類對(duì)生物圈的影響和干擾也不斷加強(qiáng)，人類與環(huán)境的矛盾日益突出。全世界面臨著人口爆炸、資源短缺、能源危機(jī)、糧食不足、環(huán)境污染五大問題(wnt)的挑戰(zhàn)。人類不能站在第三者的立場(chǎng)上研究生物與環(huán)境的關(guān)系，而應(yīng)置身其中，因?yàn)槿祟愂菞诱吆筒倏v者。任何大型建設(shè)項(xiàng)目審批時(shí)，都要進(jìn)行生態(tài)與環(huán)境的影響論證。 “國際生物學(xué)研究計(jì)劃”（International Biology Programme，IBP），“人與生物圈計(jì)劃”（Man and Biosphere Programme，MAB），生物多樣性

7、計(jì)劃（DIVERSITAS），國際地圈生物圈計(jì)劃（IGBP） 第十頁，共32頁。現(xiàn)代現(xiàn)代(xindi)生態(tài)學(xué)發(fā)展生態(tài)學(xué)發(fā)展l野外和室內(nèi)結(jié)合。受控生態(tài)系統(tǒng)(shn ti x tn)，微宇宙，人工模擬生態(tài)實(shí)驗(yàn)室等，均能在不破壞生物體及環(huán)境的情況下，進(jìn)行研究分析,使生態(tài)學(xué)進(jìn)入了實(shí)驗(yàn)研究時(shí)期。2從定性走向定量。由于電子技術(shù)，遙控技術(shù)等新技術(shù)的引入，以及數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、系統(tǒng)學(xué)、工程學(xué)等相互滲透，使群體生態(tài)學(xué)的研究進(jìn)入了定量化階段。第十一頁，共32頁。3研究重點(diǎn)從個(gè)體轉(zhuǎn)移到種群和群落，進(jìn)而發(fā)展到以生態(tài)系統(tǒng)(shn ti x tn)研究為中心。4從自然生態(tài)轉(zhuǎn)向污染生態(tài)，進(jìn)而發(fā)展到對(duì)社會(huì)生態(tài)系統(tǒng)(shn

8、ti x tn)的研究。自人類產(chǎn)生以來自然生態(tài)系統(tǒng)(shn ti x tn)或多或少地受到干擾和破壞，在人口爆炸的時(shí)代，自然生態(tài)系統(tǒng)(shn ti x tn)可以說幾乎不存在了。5從理論走向應(yīng)用。生態(tài)學(xué)的原理與人類的整個(gè)實(shí)踐領(lǐng)域密切結(jié)合。環(huán)境科學(xué)工作者應(yīng)用生態(tài)學(xué)原理解決了許多重大環(huán)境問題;農(nóng)學(xué)家運(yùn)用生態(tài)學(xué)理論研究農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)(shn ti x tn)、解決糧食問題;生態(tài)學(xué)與經(jīng)濟(jì)學(xué)密切結(jié)合，生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)(或經(jīng)濟(jì)生態(tài)學(xué))應(yīng)運(yùn)而生。城市規(guī)劃也紛紛要求生態(tài)學(xué)工作者參加研究、設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)。第十二頁，共32頁。 個(gè)體生態(tài)學(xué) 種群生態(tài)學(xué) 群落生態(tài)學(xué) 生態(tài)系統(tǒng)(shn ti x tn)生態(tài)學(xué) 區(qū)域生態(tài)學(xué) 全球生態(tài)

9、學(xué)第十三頁，共32頁。 普通生態(tài)學(xué) 微生物生態(tài)學(xué) 植物(zhw)生態(tài)學(xué) 動(dòng)物生態(tài)學(xué)第十四頁，共32頁。 陸地生態(tài)學(xué)： 森林生態(tài)學(xué)、草原生態(tài)學(xué)、沙漠生態(tài)學(xué)、山地生態(tài)學(xué) 水域生態(tài)學(xué)： 海洋生態(tài)學(xué)、淡水(dnshu)生態(tài)學(xué)（河流、湖泊） 濕地生態(tài)學(xué)第十五頁，共32頁。 生理生態(tài)學(xué) 進(jìn)化生態(tài)學(xué) 分子(fnz)生態(tài)學(xué) 數(shù)學(xué)生態(tài)學(xué) 化學(xué)生態(tài)學(xué) 能量生態(tài)學(xué) 地理生態(tài)學(xué)第十六頁，共32頁。 農(nóng)田生態(tài)學(xué) 農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué) 家畜生態(tài)學(xué) 漁業(yè)生態(tài)學(xué) 森林生態(tài)學(xué) 草地(cod)生態(tài)學(xué) 生態(tài)倫理學(xué) 污染生態(tài)學(xué) 自然資源(z rn z yun)生態(tài)學(xué) 城市生態(tài)學(xué) 生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué) 恢復(fù)生態(tài)學(xué) 生態(tài)工程學(xué) 景觀生態(tài)學(xué) 人類生態(tài)學(xué)第十七

10、頁，共32頁。（1 1）野外與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查：種類）野外與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查：種類(zhngli)(zhngli)、數(shù)量、結(jié)構(gòu)、功能等、數(shù)量、結(jié)構(gòu)、功能等（2 2）實(shí)驗(yàn)室分析：生物學(xué)、生理學(xué)、毒理學(xué)的研究）實(shí)驗(yàn)室分析：生物學(xué)、生理學(xué)、毒理學(xué)的研究（3 3）模擬實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)室模擬系統(tǒng)和野外模擬自然系統(tǒng)。如實(shí)驗(yàn)）模擬實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)室模擬系統(tǒng)和野外模擬自然系統(tǒng)。如實(shí)驗(yàn)室模擬太湖的富營養(yǎng)化；生物圈室模擬太湖的富營養(yǎng)化；生物圈（4 4）數(shù)學(xué)模型與計(jì)算機(jī)模擬：預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。）數(shù)學(xué)模型與計(jì)算機(jī)模擬：預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。（5 5）生態(tài)網(wǎng)絡(luò)及綜合分析：建立大型數(shù)據(jù)庫及管理系統(tǒng)。如地）生態(tài)網(wǎng)絡(luò)及綜合分析：建立大型數(shù)據(jù)庫及管理系統(tǒng)。如地理信息系統(tǒng)（理

11、信息系統(tǒng)（GISGIS）的應(yīng)用，中國生態(tài)信息網(wǎng)（）的應(yīng)用，中國生態(tài)信息網(wǎng)（CERNCERN）等。）等。第十八頁，共32頁。2.1.12.1.1系統(tǒng)的定義系統(tǒng)的定義系統(tǒng)是由相互作用和相互依賴的若干組成部分結(jié)合而系統(tǒng)是由相互作用和相互依賴的若干組成部分結(jié)合而成的具有特定功能的有機(jī)整體。成的具有特定功能的有機(jī)整體。構(gòu)成系統(tǒng)至少要有三個(gè)條件：有兩個(gè)構(gòu)成系統(tǒng)至少要有三個(gè)條件：有兩個(gè)(lin )(lin )以上以上的組分；各組分相互聯(lián)系，具有一定結(jié)構(gòu)；具有獨(dú)的組分；各組分相互聯(lián)系，具有一定結(jié)構(gòu)；具有獨(dú)立的、特定的功能。立的、特定的功能。第二章第二章: :生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)(shn ti x tn)(shn

12、ti x tn)第十九頁，共32頁。 系統(tǒng)組分的整體性系統(tǒng)組分的整體性 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的有序性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的有序性 系統(tǒng)功能的整合特性系統(tǒng)功能的整合特性 系統(tǒng)的整體功能不等于它各組分功能的相加，而是系統(tǒng)的整體功能不等于它各組分功能的相加，而是一種集體效應(yīng)。如一種集體效應(yīng)。如3333hm23333hm2森林的蓄水量相當(dāng)于森林的蓄水量相當(dāng)于100100萬萬m3m3水庫的蓄水量，這絕不是森林中每棵樹含水庫的蓄水量，這絕不是森林中每棵樹含水量的總和，而是由森林生態(tài)系統(tǒng)中林冠、地被、水量的總和，而是由森林生態(tài)系統(tǒng)中林冠、地被、根系根系(gnx)(gnx)、土壤相互作用來實(shí)現(xiàn)的。、土壤相互作用來實(shí)現(xiàn)的。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和

13、功能的可控性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的可控性 改變系統(tǒng)的組分和結(jié)構(gòu)就能影響系統(tǒng)功能改變系統(tǒng)的組分和結(jié)構(gòu)就能影響系統(tǒng)功能第二十頁，共32頁。降雨降雨(jin y)截留截留(ji li)穿透雨穿透雨蒸騰蒸騰滲透滲透地表蒸發(fā)地表蒸發(fā)地表地表徑流徑流地下徑流地下徑流第二十一頁，共32頁。系統(tǒng)的種類：系統(tǒng)的種類：隔離系統(tǒng)隔離系統(tǒng)與外界無物質(zhì)和能量的交換與外界無物質(zhì)和能量的交換(jiohun)(jiohun)（特定密閉實(shí)驗(yàn)室）（特定密閉實(shí)驗(yàn)室）封閉系統(tǒng)封閉系統(tǒng)無物質(zhì)交換無物質(zhì)交換(jiohun)(jiohun)，但有能量的輸入和輸出，但有能量的輸入和輸出（如宇宙飛船）（如宇宙飛船）開放系統(tǒng)開放系統(tǒng)既有物質(zhì)又有能量的

14、輸入和輸出。既有物質(zhì)又有能量的輸入和輸出。研究方法：研究方法：“黑箱黑箱”完全忽略系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，僅分析輸入和輸出。如中醫(yī)通過完全忽略系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，僅分析輸入和輸出。如中醫(yī)通過“望、聞、問、切）診斷疾?。晦r(nóng)業(yè)施肥和糧食收獲。望、聞、問、切）診斷疾病；農(nóng)業(yè)施肥和糧食收獲?！鞍紫浒紫洹睂?duì)系統(tǒng)內(nèi)部的組分構(gòu)成及其相互聯(lián)系有徹底了解。生物的對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的組分構(gòu)成及其相互聯(lián)系有徹底了解。生物的解剖和生理研究。解剖和生理研究?！盎蚁浠蚁洹睂?duì)系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)與功能部分已知、部分未知。對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)與功能部分已知、部分未知。第二十二頁，共32頁。 定義：在一定的時(shí)間和空間范圍內(nèi)由生物（動(dòng)、植、定義：在一定的時(shí)間和空

15、間范圍內(nèi)由生物（動(dòng)、植、微生物）與它們的生境（光、水、土壤、空氣等）通微生物）與它們的生境（光、水、土壤、空氣等）通過過(tnggu)(tnggu)能量流動(dòng)、信息傳遞和物質(zhì)循環(huán)所組成的能量流動(dòng)、信息傳遞和物質(zhì)循環(huán)所組成的一個(gè)統(tǒng)一的整體。一個(gè)統(tǒng)一的整體。 生態(tài)系統(tǒng)多少是人們的主觀識(shí)別和想象的產(chǎn)物生態(tài)系統(tǒng)多少是人們的主觀識(shí)別和想象的產(chǎn)物, , 有大有大有?。阂坏嗡?、一塊草地、一片森林、一個(gè)水池、一有?。阂坏嗡⒁粔K草地、一片森林、一個(gè)水池、一條河流都是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。條河流都是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。第二十三頁，共32頁。2.2.1 2.2.1 組成組成(z chn)(z chn)成分成分生產(chǎn)者生產(chǎn)者消費(fèi)者消

16、費(fèi)者分解者分解者非生物組分非生物組分第二十四頁，共32頁。第二十五頁，共32頁。指那些指那些(nxi)直接或間接依賴于生產(chǎn)者所制直接或間接依賴于生產(chǎn)者所制造的有機(jī)物質(zhì)生存的異養(yǎng)生物。造的有機(jī)物質(zhì)生存的異養(yǎng)生物。第二十六頁，共32頁。（1 1）食草動(dòng)物）食草動(dòng)物(dngw)(dngw)：直接以植物體為營養(yǎng)：直接以植物體為營養(yǎng)的動(dòng)物的動(dòng)物(dngw)(dngw)。（一級(jí)消費(fèi)者）。（一級(jí)消費(fèi)者）（2 2）食肉動(dòng)物）食肉動(dòng)物(dngw)(dngw)：以食草動(dòng)物：以食草動(dòng)物(dngw)(dngw)為食者。為食者。（二級(jí)消費(fèi)者）（二級(jí)消費(fèi)者）（3 3）大型食肉動(dòng)物）大型食肉動(dòng)物(dngw)(dngw)或頂

17、極食肉動(dòng)物或頂極食肉動(dòng)物(dngw)(dngw)：以食肉動(dòng)物：以食肉動(dòng)物(dngw)(dngw)為食者。為食者。（三級(jí)消費(fèi)者）（三級(jí)消費(fèi)者）第二十七頁，共32頁。 分解者（分解者（decomposersdecomposers），異養(yǎng)生物。指將），異養(yǎng)生物。指將動(dòng)植物殘?bào)w及其它有機(jī)物分解為生產(chǎn)者能動(dòng)植物殘?bào)w及其它有機(jī)物分解為生產(chǎn)者能重新利用的簡(jiǎn)單化合物，并釋放出能量。重新利用的簡(jiǎn)單化合物，并釋放出能量。主要主要(zhyo)(zhyo)有真菌、細(xì)菌、放線菌等微有真菌、細(xì)菌、放線菌等微生物。生物。第二十八頁，共32頁。第二十九頁，共32頁。功能功能(gngnng)(gngnng)：能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)、信息傳遞：能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)、信息傳遞生產(chǎn)者：太陽能生產(chǎn)者：太陽能- -化學(xué)能、無機(jī)物化學(xué)能、無機(jī)物- -有機(jī)物、有機(jī)物、CO2-O2CO2-O2消費(fèi)者：對(duì)初級(jí)生產(chǎn)物進(jìn)行轉(zhuǎn)化、加工、再生產(chǎn)。沒有消消費(fèi)者：對(duì)初級(jí)生產(chǎn)物進(jìn)行轉(zhuǎn)化、加工、再生產(chǎn)。沒有消費(fèi)者，分解者的分解任務(wù)重，沒有經(jīng)過消費(fèi)者轉(zhuǎn)化的有費(fèi)者，分解者的分解任務(wù)重，沒有經(jīng)過消費(fèi)者轉(zhuǎn)化的有機(jī)物，分解者還原比較慢。例：森林食葉甲蟲、蚜蟲。機(jī)物，分解者還原比較慢。例：森林食葉甲蟲、蚜蟲。分解者：沒有一種微生物能將有機(jī)物徹底分解，需多種的分解者：沒有一種微生物能將有機(jī)物徹底分解，需多種的協(xié)同作用。協(xié)同