生態(tài)學教學課件

生態(tài)學

2024/5/22生態(tài)學是研究生物與環(huán)境之間相互作用關(guān)系的科學，是生態(tài)科學體系中的重要基礎(chǔ)學科。把握生態(tài)學基礎(chǔ)知識內(nèi)在系統(tǒng)性和學科整體框架。了解生態(tài)學知識前沿，領(lǐng)會社會經(jīng)濟發(fā)展對生態(tài)學提出的任務(wù)。教學目標與要求2024/5/23逐步形成生態(tài)觀，提高生態(tài)學專業(yè)素養(yǎng)。動態(tài)發(fā)展、適應進化、系統(tǒng)協(xié)調(diào)、多態(tài)穩(wěn)定、時空尺度和層次等級的界定原則是生態(tài)觀的中心內(nèi)容。生態(tài)學的專業(yè)素養(yǎng)就是在生態(tài)觀的指導下認識、分析和解決問題的能力和水平。把握生態(tài)學知識進入并影響社會的途徑和方式。生態(tài)問題和經(jīng)濟發(fā)展問題是社會進步的核心，分析生態(tài)學基本信息和理論方法有效地影響社會決策，避免發(fā)展中的破壞問題，是專業(yè)素質(zhì)的一種體現(xiàn)，也是光大學科價值的技巧和藝術(shù)。2024/5/24《生態(tài)學》教學計劃（36學時）章節(jié)學時分配第一章：緒論2第二章：主要生態(tài)學理論2第三章：生物與環(huán)境6第四章：種群及其基本特征4第五章：生物群落的組成與結(jié)構(gòu)4第六章：生物群落的動態(tài)4第七章：生態(tài)系統(tǒng)特征4第八章：生態(tài)系統(tǒng)的能量流動與物質(zhì)循環(huán)4第九章：景觀變化4考試：隨堂考試或?qū)ｎ}論文2合計362024/5/25《生態(tài)學》教材及教學參考書籍楊持主編，《生態(tài)學》（第二版），高等教育出版社，2000。孫儒泳主編，《基礎(chǔ)生態(tài)學》，高等教育出版社，2001。李振基主編，《生態(tài)學》（第二版），北京:科學出版社，2004。2024/5/26主要《生態(tài)學》期刊《生態(tài)學報》[中國生態(tài)學會，1982]《生態(tài)雜志》[中國生態(tài)學會，1982]《AMBIO--人類環(huán)境雜志》[瑞典皇家科學院，1972]《應用生態(tài)學報》[中國生態(tài)學會，1990]《生物多樣性》[中國科學院瀕危物種委員會，1993]《植物生態(tài)學報》[中國植物學會，中國科學院植物研究所，1955]《Ecology》[theEcologicalSocietyofAmerica，1920]《JournalofEcology》[1913]《EcologyMonorgraphs》[1931]《JournalofAnimalEcology》[1932]2024/5/27國內(nèi)《生態(tài)學》有關(guān)網(wǎng)站搜索引擎--WWF--萬方數(shù)據(jù)--中國期刊網(wǎng)--生物學文摘（BA）--中國科學院生物多樣性委員會--中國科學院生態(tài)環(huán)境中心--

濕地國際—2024/5/28第一章緒論2024/5/29第一章緒論一、生態(tài)學（Ecology）的定義及研究對象二、生態(tài)學的形成與發(fā)展三、生態(tài)學發(fā)展簡史2024/5/210本章目的要求與內(nèi)容目的要求：了解學習生態(tài)學，不僅要掌握生物與環(huán)境相互作用的一般原理，更要關(guān)注人類活動下生態(tài)過程的變化以及對人類生存的影響；在環(huán)境科學的發(fā)展中，生態(tài)學一直是一門必不可少的基礎(chǔ)學科。授課內(nèi)容：生態(tài)學的研究對象、內(nèi)容、范圍、方法，生態(tài)學的發(fā)展簡史及發(fā)展趨勢。2024/5/211Oikos+logos(住所)(學科)Oekologie生態(tài)學ecology住所的學科一、生態(tài)學（Ecology）定義

1、生態(tài)學的經(jīng)典定義誰住住哪里怎么住生物環(huán)境關(guān)系生態(tài)學是研究生物與環(huán)境間相互關(guān)系的科學動物植物微生物人類無機因素生物因素人類社會2024/5/212研究生物及環(huán)境間相互關(guān)系的科學（E.Haeckel,1866）恩斯特·?？藸?，德國博物學家，達爾文進化論的捍衛(wèi)者和傳播者，第一個為生態(tài)學下了明確定義的學者。內(nèi)涵環(huán)境對生物的決定和塑造作用。生物對環(huán)境的適應。適應環(huán)境的生物對環(huán)境的改善作用。2024/5/213研究科學的自然歷史（C.Elton,1927）。研究生物形態(tài)、生理和行為上的適應（Кашкаров（克什卡洛夫）,1954）。研究有機體的分布和多度的科學（Andrewartha,1954）。研究有機體與生活之地相互關(guān)系的科學（環(huán)境生物學）（Smith,1966）。研究決定有機體的分布與多度相互作用的科學(Krebs,1972,1978,1985)。研究生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的科學（E.P.Odum,1956）；綜合研究有機體、物理環(huán)境與人類社會的科學（E.P.Odum,1997）。研究生命系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)之間相互作用規(guī)律及其機理的科學（馬世駿，1980）。2、不同的生態(tài)學定義2024/5/214

生態(tài)學定義的差別主要是關(guān)于居住對象“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體、生物個體、生物群體及生物群落。動物、植物、微生物及人類本身。環(huán)境范疇不同包括無機環(huán)境、有機環(huán)境、小生境、大環(huán)境及整個環(huán)境系統(tǒng)。物理環(huán)境要素、化學環(huán)境要素、生物環(huán)境要素乃至社會環(huán)境要素。關(guān)系內(nèi)容不同環(huán)境因子對生物生長、發(fā)育，生存、發(fā)展的影響；生物對環(huán)境的適應、改造。生物（包括人類）處理自身利益與自然關(guān)系的“經(jīng)濟”策略。3、不同生態(tài)學定義的差異2024/5/215二、生態(tài)學的研究對象、內(nèi)容及分支學科分子（molecular）個體（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)學研究的內(nèi)容近代生態(tài)學研究的內(nèi)容近代生態(tài)學研究的內(nèi)容1、生態(tài)學的研究對象2024/5/2162、生態(tài)學的研究內(nèi)容以野生生物類群和自然生態(tài)系統(tǒng)為對象，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)過程，種群對特定環(huán)境的適應對策。生物群落的組成，特征與分布，群落的結(jié)構(gòu)、功能和動態(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)中的能量流動與物質(zhì)循環(huán)，生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展、演化及其與人類的關(guān)系。2024/5/217以人工生態(tài)系統(tǒng)和半自然生態(tài)系統(tǒng)為研究對象，研究在人類干擾和破壞后不同區(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)學評價；生物多樣性的保護和永續(xù)利用等。以自然－經(jīng)濟－社會復合生態(tài)系統(tǒng)為研究對象，從研究其結(jié)構(gòu)和功能入手，探索人在此類生態(tài)系統(tǒng)中的地位和作用，協(xié)調(diào)人類作為生態(tài)系統(tǒng)組成者同時又是調(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)系提供科學依據(jù)，以求達到在人口不斷增長情況下，合理管理與利用環(huán)境資源，保證人類社會持續(xù)協(xié)調(diào)地發(fā)展。2024/5/2183、生態(tài)學的分支學科（一）按組織層次（levelsoforganization）劃分：個體生態(tài)學(Individualecology):研究重點是個體對生物和非生物環(huán)境的適應（adaptation）。種群生態(tài)學(Populationecology):多度(abundance)和種群動態(tài)（populationdynamics）。群落生態(tài)學(Communityecology):決定群落組成和結(jié)構(gòu)的生態(tài)過程（ecologicalprocesses）。生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(Ecosystemecology):能流（energyflow）、食物網(wǎng)（foodweb）和營養(yǎng)循環(huán)（nutrientcycling）。2024/5/219按生物類群劃分：動物生態(tài)學植物生態(tài)學微生物生態(tài)學人類生態(tài)學昆蟲生態(tài)學魚類生態(tài)學鳥類生態(tài)學等等生態(tài)學的分支學科（二）2024/5/220按生物棲息環(huán)境劃分：水生生態(tài)學淡水生態(tài)學河口生態(tài)學海洋生態(tài)學陸地生態(tài)學濕地生態(tài)學等等生態(tài)學的分支學科（三）2024/5/221按交叉學科劃分：數(shù)學生態(tài)學地理生態(tài)學生理生態(tài)學行為生態(tài)學進化生態(tài)學等等生態(tài)學的分支學科（四）2024/5/222按應用領(lǐng)域劃分：農(nóng)業(yè)生態(tài)學城市生態(tài)學資源生態(tài)學環(huán)境生態(tài)學保護生態(tài)學恢復生態(tài)學旅游生態(tài)學污染生態(tài)學等等生態(tài)學的分支學科（五）2024/5/223景觀及生物圈水平的生態(tài)學景觀(Landscape)和景觀生態(tài)學(Landscapeecology)景觀:由若干生態(tài)系統(tǒng)組成的異質(zhì)區(qū)域(heterogeneousarea),這些生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成景觀中明顯的斑塊(patches),這些斑塊稱景觀要素(landscapeelements)。景觀生態(tài)學:研究景觀結(jié)構(gòu)及其過程(landscapestructureandprocesses)的科學。生物圈(biosphere)和全球生態(tài)學(Globalecology)全球生態(tài)學:研究生命系統(tǒng)和行星系統(tǒng)相互關(guān)系的科學。生態(tài)學的分支學科（六）2024/5/224三、生態(tài)學發(fā)展簡史生態(tài)學的萌芽時期（公元16世紀以前）生態(tài)學的建立時期（公元17世紀至19世紀）生態(tài)學的鞏固時期（20世紀初至20世紀50年代）現(xiàn)代生態(tài)學時期（20世紀60年代至今）2024/5/2251、生態(tài)學的萌芽時期以古代思想家、農(nóng)學家對生物環(huán)境相互關(guān)系的樸素的整體觀為特點公元前1200年，《爾雅》記載了176種木本植物和50多種草本植物的形態(tài)與生態(tài)環(huán)境。公元前200年《管子》，“地員篇”專門論及水土和植物，記述了植物沿水分梯度的帶狀分布以及土地的合理利用。2024/5/226公元前100年前后，我國農(nóng)歷已確立了24節(jié)氣，它反映了作物、昆蟲等生物現(xiàn)象與氣候之間的關(guān)系。這一時期還出現(xiàn)了記述鳥類生態(tài)的《禽經(jīng)》，記述了不少動物行為。在歐洲，Aristotle按棲息地把動物分為陸棲、水棲等大類，還按食性分為肉食、草食、雜食及特殊食性4類。亞里士多德的學生提奧弗拉斯圖斯也注意到植物與自然環(huán)境的關(guān)系，其中包括氣候及植物生活的不同位置對植物的意義，并注意到動物的色澤變化對環(huán)境的適應。2024/5/2272、生態(tài)學的建立時期歐洲文藝復興時期開始，歐洲科學探索活動再度興起，崇尚科學調(diào)查與科學實驗。一些生態(tài)學的理論開始形成。生態(tài)學達到一呼即出的境地。1866年Heackel提出Ecology一詞，并首次明確生態(tài)學的定義。鮑爾（Boyle），在1670年發(fā)表了低氣壓對動物的效應的試驗，標志著動物生理生態(tài)學的開端。1735年昆蟲學家雷莫爾（Reaumur）在其昆蟲學著作中，記述了許多生態(tài)學資料，他也是研究積溫與昆蟲發(fā)育生理的先驅(qū)者。2024/5/228法國博物學家布豐（Buffon,1749-1769）強調(diào)指出生物物種的可變性以及生物的數(shù)量動態(tài)概念，他的“生物變異基于環(huán)境的影響”的原理，對近代動態(tài)生物學的發(fā)展具有重要的影響。1792年德國植物學家Willdenow在《草學基礎(chǔ)》一書中詳細討論了氣候、水分與高山深谷對植物分布的影響，他的學生漢堡德（Humboldt）發(fā)揚了老師的思想，于1807年用法文出版《植物地理學知識》一書，提出“植物群落”、“外貌”等概念，并指出“等溫線”對植物分布的意義。1798年，馬爾薩斯（Malthus），發(fā)表了他的《人口論》，闡明人口的增長與食物的關(guān)系。他的學說對達爾文的進化論有重要的影響，促進了達爾文“生存斗爭”及“物種形成”理論的形成，并促進了“人口統(tǒng)計學”及“種群生態(tài)學”的發(fā)展。2024/5/229進入19世紀之后，生態(tài)學得到很快發(fā)展并日趨成熟。1859年達爾文的《物種起源》問世，促進了生物與環(huán)境關(guān)系的研究，使不少生物學家開展了環(huán)境誘導生態(tài)變異的實驗生態(tài)學工作。1866年Hackel提出ecology一詞，并首次提出了生物學定義。丹麥植物學家Warming于1895年發(fā)表了他的劃時代著作《以植物生態(tài)地理為基礎(chǔ)的植物分布學》，1909年波恩大學教授Schimper出版《以生理為基礎(chǔ)的植物地理學》，這兩本書全面總結(jié)了19世紀末葉之前生態(tài)學的研究成就，被公認為生態(tài)學的經(jīng)典著作，標志著生態(tài)學作為一門生物學的分支科學的誕生。2024/5/2303、生態(tài)學的鞏固時期生態(tài)學理論形成、生物種群和群落由定性向定量描述、生態(tài)學實驗方法發(fā)展的輝煌時期。形成幾個著名的生態(tài)學派（四大學派）。北歐學派：由瑞典烏普薩拉（Uppsala）大學的R.Sernauder創(chuàng)建。以注重群落分析為特點。法瑞學派：代表人為J.Braun-Blanquet.把植物群落生態(tài)學稱為“植物社會學”，用特征種和區(qū)別種劃分群落類型，建立嚴密的植被等級分類系統(tǒng)。常被稱為植被區(qū)系學派。1953年后，與北歐學派合流，被稱為西歐學派或大陸學派。英美學派：代表人為F.E.Clements和A.G.Tansley,以研究植物群落演替和創(chuàng)建頂極群落著名。前蘇聯(lián)學派：注重建群種和優(yōu)勢種，重視植被生態(tài)、植被地理與植被制圖工作。2024/5/2314、現(xiàn)代生態(tài)學時期現(xiàn)代科學（包括生態(tài)學）發(fā)展特點學科間相互滲透，發(fā)展邊緣學科，建立學科間的綜合性研究。研究對象的特殊性強調(diào)生態(tài)系統(tǒng)中各個組成成分的相互聯(lián)系，尤其是相互作用，從生態(tài)系統(tǒng)整體來研究能量、物質(zhì)和住處的流動和轉(zhuǎn)換，來研究其結(jié)構(gòu)、功能和動態(tài)，甚至優(yōu)化和調(diào)控。2024/5/232研究層次上向宏觀和微觀兩極發(fā)展：生態(tài)學的研究層次已囊括了分子、基因、個體直到整個生物圈。研究手段的更新：自計電子儀、同位素示蹤、穩(wěn)定性同位素、“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。研究范圍的拓展：結(jié)合人類活動對生態(tài)過程的影響,從純自然現(xiàn)象研究擴展到自然-經(jīng)濟-社會復合系統(tǒng)的研究。表現(xiàn)在：2024/5/233①從描述性科學走向?qū)嶒灴茖W。如，受控生態(tài)系統(tǒng)、微宇宙、人工模擬實驗室，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量，用放射性同位素示蹤生態(tài)系統(tǒng)中營養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)移途徑并判斷其時間和范圍等。②研究重點從個體水平（繁殖、食性、遷移、生活史）轉(zhuǎn)移到種群（數(shù)量變動）和群落（結(jié)構(gòu)、演替、植被分析），進而發(fā)展到以生態(tài)系統(tǒng)研究為中心。2024/5/234③生態(tài)學原理