第一章生態(tài)學(xué)概論-PPT課件

1、生態(tài)學(xué)概論賀秋芳21世紀(jì)面臨的許多世界性的難題，大都與生態(tài)學(xué)有關(guān)人口膨脹糧食緊張環(huán)境污染能源不足資源緊缺遺傳疾病什么是生態(tài)？什么是生態(tài)學(xué)？生態(tài)（eco-）自然環(huán)境下生存和發(fā)展的狀態(tài)，也指生物的生理特性和生活習(xí)性 它們之間和它與環(huán)境之間環(huán)環(huán)相扣的關(guān)系 生態(tài)學(xué)（ecology）研究生物與環(huán)境及其相互關(guān)系的學(xué)科研究生物生存條件、生物及其群體與環(huán)境相互作用的過(guò)程及規(guī)律的科學(xué)，目的是指導(dǎo)人與生物圈（自然、資源、環(huán)境）的協(xié)調(diào)發(fā)展。授課目標(biāo)講授生態(tài)學(xué)基本概念和基礎(chǔ)理論介紹部分生態(tài)學(xué)實(shí)例觀摩相關(guān)影視資料要求掌握生物與環(huán)境相互作用的一般原理關(guān)注人類(lèi)活動(dòng)下生態(tài)過(guò)程的變化以及對(duì)人類(lèi)生存的影響生態(tài)學(xué)概論的講課內(nèi)容緒論

2、生物與環(huán)境（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)生態(tài)學(xué)應(yīng)用生態(tài)學(xué)生態(tài)學(xué)教材及教學(xué)參考書(shū)籍曹湊貴主編，生態(tài)學(xué)概論，高等教育出版社，2006楊持主編， 生態(tài)學(xué) （第二版），高等教育出版社，2000。孫儒泳主編，基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)，高等教育出版社，2001。李振基主編，生態(tài)學(xué)（第二版），北京:科學(xué)出版社，2004。主要生態(tài)學(xué)期刊生態(tài)學(xué)報(bào) 中國(guó)生態(tài)學(xué)會(huì)，1982生態(tài)雜志 中國(guó)生態(tài)學(xué)會(huì)，1982AMBIO-人類(lèi)環(huán)境雜志 瑞典皇家科學(xué)院，1972應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào) 中國(guó)生態(tài)學(xué)會(huì)，1990生物多樣性 中國(guó)科學(xué)院瀕危物種委員會(huì)，1993植物生態(tài)學(xué)報(bào) 中國(guó)植物學(xué)會(huì)，中國(guó)科學(xué)院植物研究所，1955Ecology the E

3、cological Society of America ，1920 Journal of Ecology 1913 Ecology Monorgraphs 1931 Journal of Animal Ecology 1932 國(guó)內(nèi)生態(tài)學(xué)有關(guān)網(wǎng)站搜索引擎-WWF- 萬(wàn)方數(shù)據(jù)- 中國(guó)期刊網(wǎng)- 生物學(xué)文摘（BA）- 中國(guó)科學(xué)院生物多樣性委員會(huì)- 中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境中心- 濕地國(guó)際濕地國(guó)際世界自然保護(hù)聯(lián)盟/生命百科/國(guó)際動(dòng)物科學(xué)之家/dct/page/1第一章 緒論生態(tài)學(xué)的定義生態(tài)學(xué)歷史、對(duì)象與范圍生態(tài)學(xué)的分支科學(xué)、交叉學(xué)科生態(tài)學(xué)發(fā)展動(dòng)態(tài)生態(tài)學(xué)的研究方法生態(tài)學(xué)的任務(wù)生態(tài)文化、生態(tài)倫理生態(tài)意識(shí)生態(tài)文

4、學(xué)藝術(shù)生態(tài)運(yùn)動(dòng)生態(tài)黨生態(tài)意識(shí)注重維護(hù)社會(huì)發(fā)展的生態(tài)基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)從生態(tài)價(jià)值的角度審視人與自然的關(guān)系和人生目的生態(tài)倫理生態(tài)倫理只有一個(gè)地球，毀掉后再無(wú)生存之地生態(tài)倫理多樣化的世界才是穩(wěn)定的、可持續(xù)的、美好的！生態(tài)學(xué)的定義的發(fā)展Oikos+logos(住所) (學(xué)科)Oekologie生態(tài)學(xué)ecology住所的學(xué)科誰(shuí)住住哪里怎么住生物環(huán)境關(guān)系生態(tài)學(xué)是研究生物與環(huán)境間相互關(guān)系的科學(xué)動(dòng)物植物微生物人類(lèi)無(wú)機(jī)因素生物因素人類(lèi)社會(huì)恩斯特海克爾研究生物及環(huán)境間相互關(guān)系的科學(xué)（E. Haeckel, 1866）恩斯特?？藸枺聡?guó)博物學(xué)家，達(dá)爾文進(jìn)化論的捍衛(wèi)者和傳播者，第一個(gè)為生態(tài)學(xué)下了明確定義的學(xué)者。內(nèi)涵環(huán)境對(duì)生物

5、的決定和塑造作用。生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)。適應(yīng)環(huán)境的生物對(duì)環(huán)境的改善作用。不同的生態(tài)學(xué)定義研究科學(xué)的自然歷史（C. Elton,1927）。研究生物形態(tài)、生理和行為上的適應(yīng)（克什卡洛夫）,1954）。研究有機(jī)體的分布和多度的科學(xué)（Andrewartha, 1954）。研究有機(jī)體與生活之地相互關(guān)系的科學(xué)（環(huán)境生物學(xué)）（Smith,1966）。研究生態(tài)系統(tǒng)的研究決定有機(jī)體的分布與多度相互作用的科學(xué)(Krebs,1972, 1978, 1985) 。結(jié)構(gòu)和功能的科學(xué)（E.P. Odum,1956）；綜合研究有機(jī)體、物理環(huán)境與人類(lèi)社會(huì)的科學(xué)（ E.P. Odum,1997 ）。研究生命系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)之間相互

6、作用規(guī)律及其機(jī)理的科學(xué)（馬世駿，1980）。不同生態(tài)學(xué)定義的差異生態(tài)學(xué)定義的差別主要是關(guān)于居住對(duì)象“生物”、居住地“環(huán)境”以及兩者“關(guān)系”的內(nèi)容有所不同。生物范疇不同包括有機(jī)體、生物個(gè)體、生物群體及生物群落。動(dòng)物、植物、微生物及人類(lèi)本身。環(huán)境范疇不同包括無(wú)機(jī)環(huán)境、有機(jī)環(huán)境、小生境、大環(huán)境及整個(gè)環(huán)境系統(tǒng)。物理環(huán)境要素、化學(xué)環(huán)境要素、生物環(huán)境要素乃至社會(huì)環(huán)境要素。關(guān)系內(nèi)容不同環(huán)境因子對(duì)生物生長(zhǎng)、發(fā)育，生存、發(fā)展的影響；生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)、改造。生物（包括人類(lèi)）處理自身利益與自然關(guān)系的“經(jīng)濟(jì)”策略。生態(tài)學(xué)的研究對(duì)象、內(nèi)容及分支學(xué)科近代生態(tài)學(xué)研究的內(nèi)容近代生態(tài)學(xué)研究的內(nèi)容分子（molecular）個(gè)體（

7、individual）種群（population）群落（community）生態(tài)系統(tǒng)（ecosystem）景觀（landscape）生物圈（biosphere）經(jīng)典生態(tài)學(xué)研究的內(nèi)容生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容以野生生物類(lèi)群和自然生態(tài)系統(tǒng)為對(duì)象，探索環(huán)境與生物之間的作用和反作用及其規(guī)律。不同環(huán)境中生物種群的形成與發(fā)展，種群數(shù)量在時(shí)間和空間上的變化規(guī)律，種內(nèi)、種間關(guān)系及其調(diào)節(jié)過(guò)程，種群對(duì)特定環(huán)境的適應(yīng)對(duì)策。中生物群落的組成，特征與分布，群落的結(jié)構(gòu)、功能和動(dòng)態(tài)。生態(tài)系統(tǒng)的基本成分和結(jié)構(gòu)與功能；生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)，生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展、演化及其與人類(lèi)的關(guān)系以人工生態(tài)系統(tǒng)和半自然生態(tài)系統(tǒng)為研究對(duì)象，研究在人類(lèi)干

8、擾和破壞后不同區(qū)域系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)和功能；環(huán)境質(zhì)量的生態(tài)學(xué)評(píng)價(jià)；生物多樣性的保護(hù)和永續(xù)利用等。以自然經(jīng)濟(jì)社會(huì)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)為研究對(duì)象，從研究其結(jié)構(gòu)和功能入手，探索人在此類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)中的地位和作用，協(xié)調(diào)人類(lèi)作為生態(tài)系統(tǒng)組成者同時(shí)又是調(diào)控者與系統(tǒng)其他成分之間的關(guān)系，探索人口、資源、環(huán)境三者之間的和諧發(fā)展的途徑，為改善全球人與環(huán)境的相互關(guān)系提供科學(xué)依據(jù)，以求達(dá)到在人口不斷增長(zhǎng)情況下，合理管理與利用環(huán)境資源，保證人類(lèi)社會(huì)持續(xù)協(xié)調(diào)地發(fā)展。生態(tài)學(xué)的分支學(xué)科（一）按組織層次（levels of organization）劃分：個(gè)體生態(tài)學(xué)(Individual ecology): 研究重點(diǎn)是個(gè)體對(duì)生物和非生物環(huán)境

9、的適應(yīng)（adaptation）。種群生態(tài)學(xué)(Population ecology): 多度(abundance)和種群動(dòng)態(tài)（population dynamics）。群落生態(tài)學(xué)(Community ecology): 決定群落組成和結(jié)構(gòu)的生態(tài)過(guò)程（ecological processes）。生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)(Ecosystem ecology): 能流（energy flow）、食物網(wǎng)（food web）和營(yíng)養(yǎng)循環(huán)（nutrient cycling）。生態(tài)學(xué)的分支學(xué)科（二）按生物類(lèi)群劃分：動(dòng)物生態(tài)學(xué)植物生態(tài)學(xué)微生物生態(tài)學(xué)人類(lèi)生態(tài)學(xué)昆蟲(chóng)生態(tài)學(xué)魚(yú)類(lèi)生態(tài)學(xué)鳥(niǎo)類(lèi)生態(tài)學(xué)等等生態(tài)學(xué)的分支學(xué)科（三）按生物棲息

10、環(huán)境劃分：水生生態(tài)學(xué)淡水生態(tài)學(xué)河口生態(tài)學(xué)海洋生態(tài)學(xué)陸地生態(tài)學(xué)濕地生態(tài)學(xué)等等生態(tài)學(xué)的分支學(xué)科（四）按交叉學(xué)科劃分：數(shù)學(xué)生態(tài)學(xué)地理生態(tài)學(xué)生理生態(tài)學(xué)行為生態(tài)學(xué)進(jìn)化生態(tài)學(xué)等等生態(tài)學(xué)的分支學(xué)科（五）按應(yīng)用領(lǐng)域劃分：農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)城市生態(tài)學(xué)資源生態(tài)學(xué)環(huán)境生態(tài)學(xué)保護(hù)生態(tài)學(xué)恢復(fù)生態(tài)學(xué)旅游生態(tài)學(xué)污染生態(tài)學(xué)等等生態(tài)學(xué)的分支學(xué)科（六）景觀(Landscape)和景觀生態(tài)學(xué)(Landscape ecology)景觀: 由若干生態(tài)系統(tǒng)組成的異質(zhì)區(qū)域(heterogeneous area), 這些生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成景觀中明顯的斑塊(patches), 這些斑塊稱(chēng)景觀要素(landscape elements)。景觀生態(tài)學(xué): 研究景

11、觀結(jié)構(gòu)及其過(guò)程 ( landscape structure and processes) 的科學(xué)。生物圈(biosphere)和全球生態(tài)學(xué)(Global ecology)全球生態(tài)學(xué): 研究生命系統(tǒng)和行星系統(tǒng)相互關(guān)系的科學(xué)?，F(xiàn)代生態(tài)學(xué)發(fā)展趨勢(shì)現(xiàn)代科學(xué)（包括生態(tài)學(xué)）發(fā)展特點(diǎn)學(xué)科間相互滲透，發(fā)展邊緣學(xué)科，建立學(xué)科間的綜合性研究。研究對(duì)象的特殊性強(qiáng)調(diào)生態(tài)系統(tǒng)中各個(gè)組成成分的相互聯(lián)系，尤其是相互作用，從生態(tài)系統(tǒng)整體來(lái)研究能量、物質(zhì)和住處的流動(dòng)和轉(zhuǎn)換，來(lái)研究其結(jié)構(gòu)、功能和動(dòng)態(tài)，甚至優(yōu)化和調(diào)控。宏觀和微觀兩極發(fā)展生態(tài)學(xué)的研究層次已囊括了分子、基因、個(gè)體直到整個(gè)生物圈。研究手段自計(jì)電子儀、同位素示蹤、穩(wěn)定性同

12、位素、“3S”（全球定位系統(tǒng)（GPS）、遙感（RS）與地理信息系統(tǒng)（GIS）、生態(tài)建模，系統(tǒng)論引入生態(tài)學(xué)。研究范圍的拓展結(jié)合人類(lèi)活動(dòng)對(duì)生態(tài)過(guò)程的影響,從純自然現(xiàn)象研究擴(kuò)展到自然-經(jīng)濟(jì)-社會(huì)復(fù)合系統(tǒng)的研究。從描述性科學(xué)走向?qū)嶒?yàn)科學(xué)受控生態(tài)系統(tǒng)、微宇宙、人工模擬實(shí)驗(yàn)室利用電子儀器和遙感技術(shù)，在不破壞生物種群的情況下取樣和測(cè)量用放射性同位素示蹤生態(tài)系統(tǒng)中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)移途徑并判斷其時(shí)間和范圍等。研究重點(diǎn)從個(gè)體水平（繁殖、食性、遷移、生活史）轉(zhuǎn)移到種群（數(shù)量變動(dòng)）和群落（結(jié)構(gòu)、演替、植被分析），進(jìn)而發(fā)展到以生態(tài)系統(tǒng)研究為中心。與實(shí)踐領(lǐng)域結(jié)合得更加密切生態(tài)農(nóng)業(yè)、生態(tài)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)建設(shè)、生態(tài)管理、生態(tài)旅游、生態(tài)

13、工程、生態(tài)技術(shù)、生態(tài)效益等都是生態(tài)學(xué)原理與人類(lèi)實(shí)踐密切結(jié)合的產(chǎn)物。數(shù)學(xué)模型廣泛應(yīng)用建立系統(tǒng)的模擬模型用計(jì)算機(jī)模擬生態(tài)系統(tǒng)的行為，進(jìn)行參數(shù)的靈敏度分析，模擬各種管理措施，以便決策者選擇最優(yōu)方案應(yīng)用最優(yōu)化原理來(lái)控制和管理生態(tài)系統(tǒng)靜態(tài)的有：線性規(guī)劃和非線性規(guī)劃，動(dòng)態(tài)的如最優(yōu)控制理論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)，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)，以生物圈和全球?yàn)檠芯繉?duì)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(duì)生態(tài)環(huán)境的適應(yīng)性機(jī)理。系統(tǒng)理論對(duì)生態(tài)學(xué)起巨大的促進(jìn)作用定量化研究進(jìn)一步發(fā)展。 建立系統(tǒng)的

14、模擬模型，選擇最優(yōu)方案；以最優(yōu)化原理調(diào)控、管理生態(tài)系統(tǒng)。 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(lèi)面臨的重大社會(huì)問(wèn)題中具有重作用，受到社會(huì)的普遍重視，研究對(duì)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 。 應(yīng)用生態(tài)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。80年代以來(lái)，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(shí)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。 生態(tài)學(xué)的前沿前沿問(wèn)題全球變化生物多樣性可持續(xù)發(fā)展城市生態(tài)學(xué)生態(tài)學(xué)的前沿實(shí)驗(yàn)生態(tài)學(xué)生理生態(tài)學(xué)分子生態(tài)學(xué)行為生態(tài)學(xué)理論生態(tài)學(xué)生態(tài)文化生態(tài)學(xué)的后現(xiàn)代性質(zhì)與21世紀(jì)的生態(tài)學(xué)后現(xiàn)代現(xiàn)代（Mod

15、ern）是一種社會(huì)形態(tài)現(xiàn)代的主要特征：機(jī)械化、資本化、單一化、貨幣最大化，破壞生態(tài)環(huán)境，。后現(xiàn)代（Post-modern）概念注意與現(xiàn)代后期區(qū)分全球化21世紀(jì)的生態(tài)學(xué)本課程涉及的主要學(xué)科生物學(xué)相關(guān)分支學(xué)科數(shù)理科學(xué)（包括非線性科學(xué)）及計(jì)算科學(xué)自然科學(xué)其他學(xué)科地理學(xué)、氣象學(xué)、地質(zhì)學(xué)、土壤學(xué)產(chǎn)業(yè)社會(huì)科學(xué)有關(guān)學(xué)科經(jīng)濟(jì)學(xué)、人口學(xué)、社會(huì)學(xué)、美學(xué)人文與社會(huì)宗教、民俗文學(xué)藝術(shù)生態(tài)學(xué)研究方法野外與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查實(shí)驗(yàn)室分析模擬實(shí)驗(yàn)數(shù)學(xué)模型與計(jì)算機(jī)模擬生態(tài)網(wǎng)絡(luò)及綜合分析生態(tài)學(xué)研究的總體原則整體觀綜合觀層次觀系統(tǒng)觀進(jìn)化觀這些原則在21世紀(jì)科學(xué)發(fā)展中呈強(qiáng)勢(shì)模擬實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室模擬系統(tǒng)人工氣候箱微宇宙土壤系統(tǒng)野外模擬系統(tǒng)野外試驗(yàn)場(chǎng)土

16、壤滲透系統(tǒng)人工氣候箱水生生態(tài)箱“林冠模擬氮沉降和降雨”（CAN-WE）野外控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)/zh-hans/e_platform?order=field_p_pic&sort=desc人工濕地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)及綜合分析地理信息系統(tǒng)（GIS）衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)分析生態(tài)信息網(wǎng)絡(luò)中國(guó)生態(tài)信息網(wǎng)石漠化數(shù)據(jù)的衛(wèi)星解譯中國(guó)生態(tài)信息網(wǎng)絡(luò)生態(tài)學(xué)的任務(wù)全球變暖酸雨臭氧層破壞荒漠化生物多樣性銳減生態(tài)安全全球變暖大量的二氧化碳等溫室氣體溫室氣體對(duì)來(lái)自太陽(yáng)輻射的可見(jiàn)光具有高度透過(guò)性強(qiáng)烈吸收地面輻射中的紅外線，導(dǎo)致地球溫度上升，即溫室效應(yīng)當(dāng)溫室效應(yīng)不斷積累，導(dǎo)致地氣系統(tǒng)吸收與發(fā)射的能量不平衡，能量不斷在地氣系統(tǒng)累積，從而導(dǎo)致溫度上升，造

17、成全球氣候變暖全球變暖會(huì)使全球降水量重新分配、冰川和凍土消融、海平面上升等冰川融化極端氣候海平面上升海水升溫生物死亡酸雨酸雨正式的名稱(chēng)是為酸性沉降，它可分為“濕沉降”與“干沉降”兩大類(lèi)前者指的是所有氣狀污染物或粒狀污染物，隨著雨、雪、霧或雹等降水型態(tài)而落到地面，后者則是指在不降雨的日子，從空中降下來(lái)的落塵所帶的酸性物質(zhì)而言酸雨的由來(lái)臭氧層空洞臭氧空洞指的是因空氣污染物質(zhì)，特別是氧化氮和鹵化代烴等氣溶膠污染物的擴(kuò)散、侵蝕而造成大氣臭氧層被破壞和減少的現(xiàn)象臭氧吸收了大部分對(duì)生命有破壞作用的太陽(yáng)紫外線，對(duì)地球生命形成了天然的保護(hù)作用臭氧空洞到2000年10月，南極上空臭氧洞的面積大約為2900萬(wàn)平方

18、英里，這是迄今為止觀測(cè)到臭氧空洞的最大面積2008年形成的南極臭氧空洞的面積到9月第二個(gè)星期就已達(dá)2700萬(wàn)平方公里，而2007年的臭氧空洞面積只有2500萬(wàn)平方公里臭氧空洞強(qiáng)烈的紫外輻射促使皮膚老化，增加皮膚癌的患病率紫外輻射增加使植物的葉片變小，因而減少俘獲陽(yáng)光的有效面積，對(duì)光合作用產(chǎn)生影響。對(duì)大豆的研究初步結(jié)果表明，紫外輻射會(huì)使其更易受雜草和病蟲(chóng)害的損害。臭氧層厚度減少25%，可使大豆減產(chǎn)2025%。減少漁業(yè)產(chǎn)量，破壞森林紫外線的增強(qiáng)還會(huì)使城市內(nèi)的煙霧加劇，使橡膠、塑料等有機(jī)材料加速老化，使油漆褪色等荒漠化由于干旱少雨、植被破壞、大風(fēng)吹蝕、流水侵蝕、土壤鹽漬化等因素造成的大片土壤生產(chǎn)力下降或喪失的自然（非自然）現(xiàn)象。 有狹義和廣義之分，起源于20世紀(jì)60年代末和70年代初，非洲西部撒哈拉地區(qū)連年嚴(yán)重干旱，造成空前災(zāi)難，“荒漠化”名詞于是開(kāi)始流傳開(kāi)來(lái)荒漠化最終結(jié)果大多是沙漠化，中國(guó)是世界上荒漠化嚴(yán)重的國(guó)家之一中國(guó)鹽堿土地分布西南石漠化分布生物多樣性銳減生物多樣性一定時(shí)間和一定地區(qū)