生態(tài)學(xué)：第1章：緒論

1、一、授課對象一、授課對象 生物學(xué)專業(yè)本科生 二、教材和參考書二、教材和參考書 教材: 生態(tài)學(xué)基礎(chǔ) Eugene P.Odum Gary W. Barrett著 陸健鍵等譯 孫儒泳等 基礎(chǔ)生態(tài)學(xué) 高等教育出版社 2002 李博 等 生態(tài)學(xué) 高等教育出版社 2002 參考書: 1、李振基等 生態(tài)學(xué) 2004 科學(xué)出版社 2、May R M. 孫儒泳等譯 理論生態(tài)學(xué) 科學(xué)出版社 1980 3、Manuel C. Molles, Ecology: Concepts and Applications. McGraw-Hill Companies, Inc. (科學(xué)出版社2000影印版) (生態(tài)學(xué)：概念與

2、應(yīng)用，科學(xué)出版社，影印版，2001) 4、盛連喜等編著 環(huán)境生態(tài)學(xué)導(dǎo)論 高等教育出版社 2005 三三. . 學(xué)時學(xué)時: : 24學(xué)時 四四. .考核方式考核方式：閉卷考試或開卷考試 其它參考書其它參考書 從褐色工業(yè)的綠色文明從褐色工業(yè)的綠色文明 產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué) 作者： 王如松 楊建新著 索書號：F062.9 SS號：11048985 出版日 期：2002年08月第1版 頁數(shù)：162 地天人遲到的懺悔地天人遲到的懺悔 恢復(fù)生態(tài)學(xué)恢復(fù)生態(tài)學(xué) 作者： 章家恩著 索書號：X171 SS號：11048986 出版日期：2002 年08月第1版 頁數(shù)：135 時間舞臺上的物種時間舞臺上的物種 進(jìn)化

3、生態(tài)學(xué)進(jìn)化生態(tài)學(xué) 作者： 陳蓉霞著 索書號：Q149 SS號：11048989 出版日期：2002 年08月第1版 頁數(shù)：134 剖析自然的小剪刀剖析自然的小剪刀 分子生態(tài)學(xué)分子生態(tài)學(xué) 作者： 顧紅雅編著 索書號：Q145 SS號：11048987 出版日期： 2002年08月第1版 頁數(shù)：70 城市的迷惑與醒悟城市的迷惑與醒悟 城市生態(tài)學(xué)城市生態(tài)學(xué) 作者： 周紀(jì)綸 吳人堅著 索書號：X21 SS號：11048984 出版日期： 2002年08月第1版 頁數(shù)：129 追捕與逃亡追捕與逃亡 行為生態(tài)學(xué)行為生態(tài)學(xué) 作者： 張恩迪 康藹黎編著 索書號：Q149 SS號：11048990 出版日 期：

4、2002年08月第1版 頁數(shù)：104 生態(tài)學(xué)的定義 生態(tài)學(xué)（ECOLOGY）：生態(tài)學(xué)是 關(guān)于居住環(huán)境的科學(xué)。即研究生物的聚 居地或生境。 生態(tài)學(xué) 第一專題第一專題 全球生態(tài)環(huán)境問題及特點全球生態(tài)環(huán)境問題及特點 第二第二專題專題 生態(tài)學(xué)的范疇生態(tài)學(xué)的范疇 第三第三專題專題 生物與環(huán)境生物與環(huán)境 第四專題第四專題 生物圈中的生命系統(tǒng)生物圈中的生命系統(tǒng) 第五專題第五專題 環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展 第一專題 全球生態(tài)環(huán)境問題及特點 一、一、人口增長 二、全球氣候變化 三、生物多樣性銳減 四、資源短缺的危機(jī)加劇 五、環(huán)境酸化 六、環(huán)境荷爾蒙的威脅 全球生態(tài)環(huán)境問題及特點 持續(xù)增長持續(xù)增長

5、,至少至少 延續(xù)到延續(xù)到2100年年 越窮越生越窮越生,越窮越生越窮越生 人口質(zhì)量下降人口質(zhì)量下降 性別比例可能失調(diào)性別比例可能失調(diào) 其它問題其它問題 who will feed China?(1994) 為了避免世界性的糧食危機(jī)，中國，為了避免世界性的糧食危機(jī)，中國， 乃至整個世界，必須考慮四個建議。乃至整個世界，必須考慮四個建議。 （1）堅持計劃生育政策，減少人口數(shù)）堅持計劃生育政策，減少人口數(shù) 量，爭取不突破現(xiàn)在預(yù)測的人口峰值量，爭取不突破現(xiàn)在預(yù)測的人口峰值16.6 億。億。 （2）大力增加對農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的投資）大力增加對農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的投資 ，集中力量開發(fā)國家特別需要的農(nóng)業(yè)新技，集中力量

6、開發(fā)國家特別需要的農(nóng)業(yè)新技 術(shù)。術(shù)。 （3）實行保護(hù)耕地的國家戰(zhàn)略，將交通）實行保護(hù)耕地的國家戰(zhàn)略，將交通 系統(tǒng)從以轎車為重點，轉(zhuǎn)為以公共交通為系統(tǒng)從以轎車為重點，轉(zhuǎn)為以公共交通為 重點，發(fā)展城市鐵路，提倡近途交通使用重點，發(fā)展城市鐵路，提倡近途交通使用 自行車。自行車。 （4）推廣全國性的節(jié)水計劃）推廣全國性的節(jié)水計劃 萊斯特萊斯特布朗布朗 （Lester Brown) 全球氣候變化 溫室效應(yīng)溫室效應(yīng) 水氣水氣 植被變化植被變化 大氣氣溶膠大氣氣溶膠 陽光的散射作用對陽光的散射作用對 全球氣候變化產(chǎn)生全球氣候變化產(chǎn)生 影響影響,它能造成天空它能造成天空 的渾濁度和能見度的渾濁度和能見度 降低

7、降低,影響對流層能影響對流層能 量平衡量平衡,使低層大氣使低層大氣 和地表溫度降低和地表溫度降低. 坦桑尼亞乞 力馬扎羅山 美國蒙大納州冰川國 家公園 博爾德公園 影響人類健康影響人類健康 影響水資源影響水資源 的時空分布的時空分布 改變原有的植被類改變原有的植被類 型和物種結(jié)構(gòu)型和物種結(jié)構(gòu) 導(dǎo)致海平面的升高導(dǎo)致海平面的升高 對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響 阿爾.戈爾 生物多樣性銳減 資源短缺的危機(jī)加劇 水資源水資源 土地資源土地資源 能源能源 礦產(chǎn)資源礦產(chǎn)資源 環(huán)境酸化 人為排放的人為排放的 酸性氣體酸性氣體 大氣環(huán)境大氣環(huán)境 的酸化的酸化 土壤土壤 酸化酸化 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 森林生長森

8、林生長 生物的生存生物的生存 環(huán)境荷爾蒙的威脅 空氣：焚燒垃圾；生產(chǎn)過程的某些泄漏；建筑材空氣：焚燒垃圾；生產(chǎn)過程的某些泄漏；建筑材 料等的揮發(fā)物料等的揮發(fā)物 水：工業(yè)廢水；生活污水和雨水水：工業(yè)廢水；生活污水和雨水 食物食物 電離輻射電離輻射 10 2 10 3 10 4 10 5 10 6 哺乳動物 昆蟲 細(xì)菌 比較不同類型有機(jī)體對比較不同類型有機(jī)體對輻射一次急性劑量的敏感度輻射一次急性劑量的敏感度 、粒子；粒子；射線射線,x輻射；宇宙射線輻射；宇宙射線 劑量（ rad） 鈷-60 銫-137 鍶-90 碘131 舊習(xí)慣舊習(xí)慣+新技術(shù)新技術(shù)= 不可預(yù)見性后果不可預(yù)見性后果 臭氧減少是潛在的

9、全球性生態(tài)災(zāi)臭氧減少是潛在的全球性生態(tài)災(zāi) 難難 臭氧 15-20KM 選擇吸收對人體和動物選擇吸收對人體和動物 有致癌和殺傷作用的有致癌和殺傷作用的 紫外線、紫外線、X射線和射線射線和射線 氟利昂 減 少 1985年人類首次發(fā)現(xiàn)南極上空出年人類首次發(fā)現(xiàn)南極上空出 現(xiàn)臭氧層空洞現(xiàn)臭氧層空洞 2075年臭氧比年臭氧比1985年減少年減少40% 全球皮膚癌患者達(dá)全球皮膚癌患者達(dá)1.5億；億； 農(nóng)作物產(chǎn)量減少農(nóng)作物產(chǎn)量減少7.5%； 水產(chǎn)品損失水產(chǎn)品損失25% 思考題 人口增長的利與弊？ 全球氣候變化的影響有哪些？如何減少？ 為什么臭氧減少是潛在的全球性生態(tài)災(zāi)難？ 生多樣性銳減的影響有哪些？ 如何減少

10、環(huán)境荷爾蒙的危害？ 環(huán)境酸化是如何形成的？ 資源短缺是如何體現(xiàn)的？ 第二第二專題專題 生態(tài)學(xué)的范疇生態(tài)學(xué)的范疇 一、一、生態(tài)學(xué)的定義 二、生態(tài)學(xué)的歷史與人類的關(guān)系 三、生物組織層次 四、生態(tài)交叉學(xué)科 五、生態(tài)學(xué)模型 六、學(xué)科還原論與跨學(xué)科整體論 一、 生物與環(huán)境和生物與生物之間的 相互作用。 生物包括動物、植物、微生物和人類 及其不同的層次；環(huán)境指生物生活其中的 環(huán)境系統(tǒng)，包括無機(jī)、有機(jī)和社會環(huán)境 （或因素）。 熱帶部落 寒冷地區(qū)的部落 第二第二專題專題 生態(tài)學(xué)的范疇生態(tài)學(xué)的范疇 一、一、生態(tài)學(xué)的定義 二、生態(tài)學(xué)的歷史與人類的關(guān)系 三、生物組織層次 四、生態(tài)交叉學(xué)科 五、生態(tài)學(xué)模型 六、學(xué)科還

11、原論與跨學(xué)科整體論 二、生態(tài)學(xué)的歷史與人類的關(guān)系 生態(tài)學(xué)（ECOLOGY）一詞，源于希臘文 oikos + logos，意為“住所、棲息地”和 “論述、學(xué)科”。Economics 經(jīng)濟(jì)學(xué)、生態(tài) 經(jīng)濟(jì)學(xué)。自然經(jīng)濟(jì)學(xué) 特特 征征 經(jīng)濟(jì)學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué) 生態(tài)學(xué)生態(tài)學(xué) 生長型 J-型 S-型 流通 貨幣 能量 選擇壓力選擇選擇 資源利用線性循環(huán) 系統(tǒng)調(diào)節(jié)指數(shù)指數(shù)增長環(huán)境容量 系統(tǒng)服務(wù)經(jīng)濟(jì)資本提供服務(wù)自然資本提供服務(wù) 技術(shù)方法高新技術(shù)實用技術(shù) 未來目標(biāo)探索與發(fā)展可持續(xù)性與穩(wěn)定性 （一）發(fā)展簡史 1. 生態(tài)學(xué)的建立前期 積累了大量的生態(tài)學(xué)事實、現(xiàn)象和材料，如動 植物的生活習(xí)性和馴化。 2. 生態(tài)學(xué)建立期 （1）提

12、出了生態(tài)學(xué)的定義和許多定律、法則，如 最小因子定律、生存斗爭學(xué)說； （2）生態(tài)學(xué)專著問世。 3. 生態(tài)學(xué)的鞏固期（20世紀(jì)初50年代）： （1）大量生態(tài)學(xué)專著出版； （2）生態(tài)學(xué)會創(chuàng)建（英國1913，美國1916）； （3）生態(tài)學(xué)刊物創(chuàng)刊 Journal of Ecology,1913; Ecology,1920; Ecological Monographs,1931; Journal of Animal Ecology,1932 （4）各植物生態(tài)學(xué)派的形成： 北歐學(xué)派：群落分析（瑞典）；法瑞學(xué)派：植被等級 分類（法國、瑞士）；英美學(xué)派：群落演替、植物頂 級學(xué)說；蘇聯(lián)學(xué)派：植被生態(tài)和植被地理。

13、 （5）動物生態(tài)引入統(tǒng)計學(xué)，形成了種群生態(tài)學(xué)。 4. 現(xiàn)代生態(tài)學(xué)發(fā)展期（60年代至今） （1）動植物生態(tài)學(xué)合并，以生態(tài)系統(tǒng) 為研究的基本單位，促進(jìn)了交叉（邊 緣）學(xué)科的形成； （2）國際生態(tài)學(xué)組織的建立： 國際生物學(xué)規(guī)劃（IBP）；人與生 物圈（MAB）；國際地圈生物圈計 劃（IGBP）;環(huán)境問題科學(xué)委員會 （SCOPE） （3）應(yīng)用生態(tài)學(xué)的產(chǎn)生： （二）生態(tài)學(xué)的發(fā)展趨勢（展望） 1. 1. 向宏觀和微觀兩極方向發(fā)展向宏觀和微觀兩極方向發(fā)展 宏觀：重視全球生態(tài)功能的研究。 景觀生態(tài)學(xué)（Landscape Ecology），保持土地 利用的方式的異質(zhì)性（相異生態(tài)系統(tǒng)的組合）。 全球生態(tài)學(xué)（Glo

14、bal Ecology），以生物圈和全 球為研究對象。 微觀：分子生態(tài)學(xué) （Molecular Ecology），以 分子生物技術(shù)研究有機(jī)體對生態(tài)環(huán)境的適應(yīng)性機(jī)理。 （1992年分子生態(tài)雜志在美國創(chuàng)刊） 2.2.研究手段的更新研究手段的更新 (1)系統(tǒng)理論在生態(tài)學(xué)中廣泛 應(yīng)用，計算 機(jī)起巨大的促進(jìn) 作用。 (2)建立系統(tǒng)的模擬模型，選 擇最優(yōu)方案；以最優(yōu)化原理 控制管理生態(tài)系統(tǒng)。 (3)定量化研究進(jìn)一步發(fā)展。 系統(tǒng)理論和應(yīng)用生態(tài)都要 求定量研究。 生態(tài)學(xué)的研究方法生態(tài)學(xué)的研究方法 1. 野外（field approach） 2. 實驗（experimental approach） 3. 理論（

15、theoretical approach） 3. 3. 研究范圍的擴(kuò)展研究范圍的擴(kuò)展 (1)(1)向多學(xué)科方向發(fā)展，尤其與經(jīng)濟(jì)學(xué)相結(jié)合。向多學(xué)科方向發(fā)展，尤其與經(jīng)濟(jì)學(xué)相結(jié)合。 生態(tài)學(xué)在解決當(dāng)今人類面臨的重大社會問題中具有生態(tài)學(xué)在解決當(dāng)今人類面臨的重大社會問題中具有 重要作用，受到社會的普遍重視，研究對象的龐大和復(fù)重要作用，受到社會的普遍重視，研究對象的龐大和復(fù) 雜，生態(tài)學(xué)與多學(xué)科的相互滲透顯得十分重要。經(jīng)濟(jì)生雜，生態(tài)學(xué)與多學(xué)科的相互滲透顯得十分重要。經(jīng)濟(jì)生 態(tài)學(xué)研究人類活動（大型項目）對生態(tài)系統(tǒng)的影響。態(tài)學(xué)研究人類活動（大型項目）對生態(tài)系統(tǒng)的影響。 (2) (2) 應(yīng)用生態(tài)學(xué)迅速發(fā)展。應(yīng)用生態(tài)

16、學(xué)迅速發(fā)展。 從理論走向應(yīng)用是學(xué)科成熟的標(biāo)志。從理論走向應(yīng)用是學(xué)科成熟的標(biāo)志。8080年代以來，年代以來， 生態(tài)工程、生態(tài)技術(shù)、生態(tài)建設(shè)、生態(tài)管理等逐步被人生態(tài)工程、生態(tài)技術(shù)、生態(tài)建設(shè)、生態(tài)管理等逐步被人 們所認(rèn)識和采用，并將極大地促進(jìn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和們所認(rèn)識和采用，并將極大地促進(jìn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和 經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益的提高。經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益的提高。 第二第二專題專題 生態(tài)學(xué)的范疇生態(tài)學(xué)的范疇 一、生態(tài)學(xué)的定義一、生態(tài)學(xué)的定義 二、生態(tài)學(xué)的歷史與人類的關(guān)系二、生態(tài)學(xué)的歷史與人類的關(guān)系 三、生物組織層次三、生物組織層次 四、生態(tài)學(xué)分類與交叉學(xué)科四、生態(tài)學(xué)分類與交叉學(xué)科 五、生態(tài)學(xué)模型五、生態(tài)學(xué)模型

17、六、學(xué)科還原論與跨學(xué)科整體論六、學(xué)科還原論與跨學(xué)科整體論 三、生物組織層次 物質(zhì)物質(zhì)能量能量 生物成分生物成分 非生物成分非生物成分 生命系統(tǒng)生命系統(tǒng) 基因細(xì)胞器官個體種群群落基因細(xì)胞器官個體種群群落 基因系統(tǒng)細(xì)胞系統(tǒng)器官系統(tǒng)個體系統(tǒng)種群系統(tǒng)群落系統(tǒng)基因系統(tǒng)細(xì)胞系統(tǒng)器官系統(tǒng)個體系統(tǒng)種群系統(tǒng)群落系統(tǒng) 生物成分和非生物成分相互關(guān)系的生態(tài)學(xué)組織層次譜生物成分和非生物成分相互關(guān)系的生態(tài)學(xué)組織層次譜 個體（ individual） 種群 (population) 群落 (community) 生態(tài)系統(tǒng) (ecosystem) 細(xì)胞細(xì)胞 組織組織 器官器官 器官系統(tǒng)器官系統(tǒng) 個體個體 種群種群 群落群落

18、生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng) 景觀景觀 生物群區(qū)生物群區(qū) 生物圈生物圈 整合整合 多樣性多樣性 行為行為 熱力學(xué)熱力學(xué)進(jìn)化進(jìn)化 發(fā)育發(fā)育 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié) 生態(tài)學(xué)組織層次等級生態(tài)學(xué)組織層次等級 動態(tài)平衡動態(tài)平衡 內(nèi)穩(wěn)態(tài)內(nèi)穩(wěn)態(tài) 生物學(xué)與生態(tài)學(xué)研究對象的組織 層次 傳統(tǒng)生態(tài)學(xué)是研究生物個體以上 水平（個體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)） 的生物與生物、生物與環(huán)境之間關(guān)系 的科學(xué)。它是生物學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科之一 （形態(tài)、生理、遺傳等），同時又是 唯一將研究對象擴(kuò)大到生物體以外的 科學(xué)。 現(xiàn)代生態(tài)學(xué)主要以生態(tài)系統(tǒng)為研究 的基本單位，生態(tài)系統(tǒng)由生產(chǎn)者、消費 者、分解者和非生物環(huán)境組成，其功能 主要表現(xiàn)在物質(zhì)流、能量流和信息流 （穩(wěn)態(tài)和調(diào)

19、節(jié)功能）上，通過這三大流， 生態(tài)系統(tǒng)的各個成員聯(lián)系成為一個具有 統(tǒng)一功能的系統(tǒng)。 生態(tài)系統(tǒng) 植物 動物 微生物 無機(jī)物 環(huán) 境 光能 熱能 圖1-1 生態(tài)系統(tǒng) 第二第二專題專題 生態(tài)學(xué)的范疇生態(tài)學(xué)的范疇 一、生態(tài)學(xué)的定義一、生態(tài)學(xué)的定義 二、生態(tài)學(xué)的歷史與人類的關(guān)系二、生態(tài)學(xué)的歷史與人類的關(guān)系 三、生物組織層次三、生物組織層次 四、生態(tài)學(xué)分類與交叉學(xué)科四、生態(tài)學(xué)分類與交叉學(xué)科 五、生態(tài)學(xué)模型五、生態(tài)學(xué)模型 六、學(xué)科還原論與跨學(xué)科整體論六、學(xué)科還原論與跨學(xué)科整體論 1. 研究對象的分類類群： 動物生態(tài)學(xué)（哺乳動物、昆蟲、鳥 類、魚類生態(tài)學(xué)等）；植物生態(tài)學(xué)（地 衣、苔蘚、森林、草原生態(tài)學(xué)等）；微

20、生物生態(tài)學(xué)（真菌、細(xì)菌、病毒生態(tài)學(xué) 等）；人類生態(tài)學(xué)（人口、民族、歷史 生態(tài)學(xué)等）；土壤生態(tài)學(xué)；氣象生態(tài)學(xué)； 社會生態(tài)學(xué)；經(jīng)濟(jì)生態(tài)學(xué)；等等。 2. 2. 研究對象的組織水平研究對象的組織水平 微觀生態(tài)學(xué)（個體以下的各層次生態(tài)學(xué)） 個體生態(tài)學(xué) 種群生態(tài)學(xué) 群落生態(tài)學(xué) 生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué) 景觀生態(tài)學(xué) 全球生態(tài)學(xué) 3. 3. 研究目的和性質(zhì)研究目的和性質(zhì) 理論生態(tài)學(xué)：生態(tài)學(xué)理論和數(shù)學(xué)推理 應(yīng)用生態(tài)學(xué)：工程、技術(shù)、醫(yī)學(xué)生態(tài)學(xué)等多數(shù) 生態(tài)學(xué)分支學(xué)科。 4. 生物的生存環(huán)境 陸地生態(tài)學(xué) 海洋生態(tài)學(xué) 淡水生態(tài)學(xué) 河口生態(tài)學(xué) 荒漠生態(tài)學(xué) 草原生態(tài)學(xué) 沼澤生態(tài)學(xué) 凍原生態(tài)學(xué) 土壤生態(tài)學(xué) 城市生態(tài)學(xué) 太空生態(tài)學(xué) 5.

21、 研究方法 數(shù)學(xué)生態(tài)學(xué) 化學(xué)生態(tài)學(xué) 物理生態(tài)學(xué) 地 理生態(tài)學(xué) 經(jīng)濟(jì)生態(tài)學(xué) 系統(tǒng)生態(tài)學(xué) 實驗生 態(tài)學(xué) 進(jìn)化生態(tài)學(xué) 行為生態(tài)學(xué) 生理生態(tài)學(xué) 古 生態(tài)學(xué) 等等 根據(jù)研究對象的組織水平劃分根據(jù)研究對象的組織水平劃分 分子生態(tài)學(xué);進(jìn)化生態(tài)學(xué);個體生態(tài)學(xué);種群生態(tài)學(xué); 群落生態(tài)學(xué);生態(tài)系統(tǒng)學(xué);景觀生態(tài)學(xué)與全球生態(tài)學(xué) 根據(jù)研究對象的分類學(xué)類劃分根據(jù)研究對象的分類學(xué)類劃分 植物生態(tài)學(xué);動物生態(tài)學(xué);微生物生態(tài)學(xué);陸地生態(tài)學(xué); 哺乳動物生態(tài)學(xué);昆蟲生態(tài)學(xué);地衣生態(tài)學(xué)以及各個物 種生態(tài)學(xué) 根據(jù)研究對象的生境類別劃分根據(jù)研究對象的生境類別劃分 陸地生態(tài)學(xué);海洋生態(tài)學(xué);淡水生態(tài)學(xué);島嶼生態(tài)學(xué) 根據(jù)研究性質(zhì)劃分根據(jù)研究性質(zhì)劃分 理論生態(tài)學(xué)和應(yīng)用生態(tài)學(xué) 生態(tài)學(xué)分類 6.生態(tài)學(xué)研究對象生態(tài)學(xué)研究對象 生態(tài)學(xué)不同于其它學(xué)科，它由許多學(xué)科歸納而生態(tài)學(xué)不同于其它學(xué)