生态学基础第1-2章

1第一章绪论1.1 生态学的定义1.2 生态学的形成与发展1.3 生态学研究对象与分支学科1.4 生态学的研究方法21.1 生态学(Ecology)的定义1.1.1 生态学的定义研究生物与其环境相互关系的科学内涵：（1）环境对生物的决定和塑造作用（2）生物对环境的适应（3）适应环境的生物对环境的改善作用3♦Elton(1927): 科学的自然史♦Kamkapob(1945): 生物在形态生理行为等的适应性♦Andrewartha(1954): 生物分布、多度与环境相互作用♦E. Odum(1958): 生态系统的结构和功能♦马世俊（1980）: 生命系统与环境系统相互关系♦E. Odum(1997): 有机体、物理环境与人类社会♦R. E. Ricklefs(2001)：自然的经济学4图片：生物与环境的关系生物与环境的关系5图片：生物与生物的关系生物与生物的关系6生物对环境的改造作用—Gaia 假说•英国科学家J. Lovelock 于20世纪60年代提出•假说内容：地球表面的温度和化学组成是受地球表面的生命总体（生物圈）主动调节的。

•生物如何主动条件地球表面的环境？地球大气的成分、温度和氧化还原状态等受天文的、生物的或其他的干扰而发生变化，产生偏离，生物通过改变其生长和代谢，如光合作用吸收CO 2释放O 2，呼吸作用吸收O 2释放CO 2，以及排泄废物、分解等，对偏离作出反应，缓和地球表面的这些变化。

71. 2 生态学形成与发展§生态学的萌芽时期（公元前16世纪）自然现象观察、淳朴的生态观§生态学的建立时期（公元17-19世纪）生物的多度、分布规律，动物的种群研究§生态学巩固时期（20世纪初至50年代）生态学理论体系、植物群落研究、不同学派§现代生态学时期（20世纪60年代至现在）关心人类和整个生物圈的健康与发展，向微观和宏观两个方向上扩展，更加综合、系统8中国生态学的发展•1949年以前，国外归来的学者开展零星研究•20世纪50年代至70年代，围绕全国资源调查和国家建设，以橡胶宜林地研究推动了植物生态学的发展，以有害昆虫防治推动了动物生态学发展；同时在生态学应用领域的农业、林业、渔业相应取得了发展；先后建立各类生态系统定位站；1979年10月，中国生态学会成立。

•20世纪80年代至90年代，认识、追赶国际生态学的发展，学科体系形成和完善。

•当代中国生态学在研究全球普遍关注的生态问题同时，根据国家对资源环境问题的重大需求开展研究，培养人才。

9种群生态学群落生态学生态系统生态学景观生态学区域生态学全球生态学10图片：生态学研究的层次不同的组织水平111.3 生态学的研究对象和分支学科1.3.2 根据研究对象的分类群划分植物生态学(藻类生态学，蕨类生态学，……)动物生态学（昆虫生态学，寄生虫生态学，……)微生物生态学（细菌生态学，真菌生态学，……)12图片：根据研究对象的分类群划分根据研究对象的分类群划分131.3 生态学的研究对象和分支学科1.3.3 根据研究对象的环境类别划分水域生态学海洋生态学，河流生态学，湖泊生态学，…陆地生态学森林生态学，草原生态学，荒漠生态学，………141.3 生态学的研究对象和分支学科1.3.4 生态学的交叉学科在生物学内的交叉：生理生态学，生态遗传学，行为生态学，…与自然科学的交叉：数学生态学，化学生态学，……与人文、经济和社会科学的交叉：经济生态学，社会生态学，政治生态学，人类生态学，民族生态学，哲学生态学，…………15群：自然资源生态学，污染生态学，农业生态学，林业生态学，城市生态学，产业生态学，生态毒理学，医学生态学，……161.4 生态学的研究方法（1）空间性的,结构性的SPATIAL 、STRUCTURAL时间的、进化的TEMPORAL EVOLUTIONARY功能的、效用的FUNCTIONAL1.4.1 生态学认识问题的角度：171.4 生态学的研究方法（2）理论的Theoretically实验的In Laboratory野外的In Field1.4.2 生态学认识问题的方式：18生态学的研究方法（3）Natural history observationsPostulated model Image of real world structureHypotheses PredictionsExperimental designData collectionTesting proceduresTheory construction Explanation1.4.3 生态学研究问题的步骤：19What ecology tells us ？•Hypothesis-Driven Science •Think clearly and ecologically Environments ResourcesChanges with temporal and spatial dimension20生态学的研究与应用实例基于化学生态学原理研制出性诱剂对实蝇实施诱捕，控制种群数量。

生态学研究发现性激素的引诱作用→人工合成性激素→对害虫进行诱扑21•生态学的形成和发展主要的历史阶段，各历史阶段代表性研究•生态学的方法论怎样认识，认识什么，如何工作22本章主要概念生态学、生物、环境、资源、Gaia 假说、种群、群落、生态系统、生物圈、演绎法、归纳法23复习思考题1、什么是生态学？你认为生态学区别其它学科的特点是什么？2、生态学的研究层次有哪些？这些层次在生态学不同发展时期各有哪些偏重？各时期的主要代表人物是哪些？各时期的研究对象有什么特点？3. 生态学与其他学科相比在研究方法上应注意哪些问题？24课外读物1. 孙儒泳, 李庆芬, 牛翠娟, 娄安如. 2002. 基础生态学. 北京：高等教学出版社. 1-42.李博主编. 1999. 生态学. 北京：高等教育出版社. 1-93.Robert E Ricklefs,2001. Ecology –The Economy of Nature (5th Ed). W.H.Freeman & Company. 6-22.1第二章(I)生物与环境2.1 环境，生态因子2.2 生物与环境的相互作用2.3 最小因子、限制因子与耐受限2.4 生物对光的适应2.5 生物对温度的适应3活动的近邻环境。

如洞穴环境，树荫下环境等•环境中的气候（climate ）–大气候（macroclimate ）：大环境(地区以上范围)的气候条件–小气候（microclimate ）：小环境的气候条件4大环境（全球大气环流和洋流）5小气候（小环境）6-生态因子及相关名词–生态因子的分类–生态因子作用特征2.1.2 生态因子7•生态因子：环境要素中对生物起作用的因子。

•生存条件：生态因子中生物生存不能缺少的生态因子的总称。

•生态环境：一定区域所有生态因子的总和。

•生境（habitat ）：特定生物个体或群体的栖息地的生态环境。

（1）相关概念8描述自然环境的手段：气候图解气候图解9生物等–地形因子：如陆地、海洋、海拔高度、山脉的走向与坡度等–生物因子：包括动物、植物和微生物之间的各种相互作用–人为因子：人类活动对自然的破坏及对环境的污染10（2）生态因子的分类•有无生命特征：生物因子和非生物因子•对生物种群数量变动的作用–密度制约因子：食物、天敌等生物因子–非密度制约因子：温度、降水等气候因子•稳定性及其作用特点–稳定因子：终年恒定的因子，决定生物的分布，如地心引力、地磁等–变动因子：•周期性变动因子：一年四季变化和潮汐涨落•非周期性变动因子：如风、降雨、捕食等11密度制约因子和非密度制约因子•密度制约因子–环境因子中，对生物作用的强度随生物的密度而变化的因子–类型有正负两类，在密度增加的状态下，正者作用导致生物的密度进一步增长；负者导致密度的反馈性降低，有调节种群密度的作用。

一般生物因子常为密度制约因子。

•非密度制约因子环境因子中，对生物作用的强度与生物密度变化无关的因子。

14（3）生态因子的作用特征•综合作用：生态因子间相互联系、相互影响、相互制约•主导因子作用：生态因子的非等价•作用的阶段性：生物发育的不同阶段，需要不同•不可替代性和补偿性：生态因子间不可替代，但在一定程度上可以补偿•直接作用和间接作用：–直接因子：直接对生物发生影响的生态因子–间接因子：通过影响直接因子而对生物发生影响生态因子15–环境对生物的塑造作用2.2.2 生物对环境的反作用–生物对环境的适应–生物对环境因子的改变162.2.1 环境对生物的作用•对生物存活的影响•对生物生长、发育的影响•对生殖、繁衍的影响•对生物的数量和分布的影响•对生物的种内、种间关系的影响172.2.2 生物对环境的反作用（1）生物对环境的适应方式形态的适应生理的适应行为的适应各种适应都有相应的遗传基础18生物对生物环境的响应与适应•物种间的相互作用＋得利；—表示受损；0 无明显影响•物种间的协同进化–一个物种在进化上的变化同时改变了与该物种相关的其它物种所承受的选择压力，导致相关物种的改变，反过来又对该物种的变化施以影响的过程。

–二个或更多的相互作用的物种，其各自的进化是相互影响的，从而形成了一个相互作用的进化系统，这一机制称为协同进化。

相互作用类型互利共生偏利作用捕食/牧食/寄生种间竞争偏害作用中性作用A ＋＋＋——０B＋０——００21•土壤微生物和土壤动物改变土壤的结构和性质•过度放牧导致草场退化•人类活动导致全球环境变化•……222.3 最小因子、限制因子与耐受限度2.3.1 利比希最小因子定律2.3.2 限制因子2.3.3 耐受限度和生态幅（1）耐受性定律（2）生态幅（3）耐受限度的调整232.3.1 利比希最小因子定律(Liebig ’s law of minimum)•基本内容–低于某种生物需要的最小量的任何特定因子，是决定该种生物生存和分布的根本因素。

•应用中应注意的问题–定律成立条件：生物的内环境和外环境处于稳定状态–注意：生态因子间的替代作用242.3.2 限制因子和限制因子定律•限制因子(limiting factor)–限制因子是对生物的生存、生长、繁殖或扩散等起限制作用的因子–当生态因子接近或超过生物的耐受性极限而影响其生存、生长、繁殖或扩散时，这个因子成为该生物限制因子•限制因子定律(Law of limiting factor)–生态因子处于低于生物正常生长所需的最小量和高于生物正常生长所需的最大量时，都对生物具有限制性影响–Blackman ，1905，基于利比希最小因子定律•该定律的应用价值262.3.3 耐受限度与生态幅（1）Shelford 耐受性定律(Law oftolerance)–任何一个生态因子在数量或质量上的不足或过多时会使该种生物衰退或不能生存–Shelford ，191327适范围亚适范围亚适范围不适范围不适范围因子梯度渐增或数量生物对环境因子的耐受曲线28最适范围不适范围不能生存因子梯度渐增生命活动强度或数量生物对环境因子耐受曲线的实际表现亚适范围亚适范围不适范围耐受曲线（2）29（2）生态幅(ecological amplitude ）•概念–每一种生物对每一种生态因子都有一个耐受范围，即有一个生态上的最低点和最高点。