一、《生态学基础》绪论

《生态学基础》（主编：王效忠）专升本，没有一种生命有机体是可以孤立存在的，任何一种有机体都必须依赖于周围的环境——生物和非生物，都必须同周围环境进行物质、能量和信息的交换才能生存。

生态学

• 生态学的概念
  • “生态学” 1869年德国生物学家恩斯特·海克尔（Ernst Haeckel）提出
  • 生态学是研究生物或者生物群体以及环境的关系（生物与其环境之间的关系——韦伯斯特字典）
  • 没有一种生命有机体是可以孤立存在的，任何一种有机体都必须依赖于周围的环境——生物和非生物，都必须同周围环境进行物质、能量和信息的交换才能生存
• 生态学的研究对象和内容
  • 生态学的研究对象
    • 组织水平：分子、器官、组织、个体、种群、群落、生态系统
    • 研究方法：分子生态学、种群生态学、化学生态学、物理生态学、经济生态学
    • 研究范围：从分子到生物圈（生物大分子-基因-细胞-个体种群-群落-生态系统-景观-生物圈）
  • 生态学的研究内容
    • 个体生态学Autecology
      • 生物个体对环境的反应【生态学VS生物生理学】
      • 研究的是互不联系的生物个体
    • 种群生态学Population
      • 种群：一定时间内占据一定空间的同种生物的所有个体（一个种的生物群体）
      • 研究种群数量动态与环境相互作用关系的科学
    • 群落生态学Community Ecology
      • 群落：一定时间内居住在一定空间范围内的生物种群的集合（植物、动物、微生物···共同组成生态系统中有生命的部分）
      • 研究群落与环境相互关系的科学
    • 生态系统生态学Ecosystem
      • 生态系统：由生物群落和无机环境构成的统一整体 （最大：生物圈 最复杂：热带雨林）
      • 研究生态系统的组成要素、结构与功能、发展与演替、系统内和系统间的能量流动和物质循环以及人为影响与调控机制的学科
    • 景观生态学Landscape Ecology
      • 1939年 德国地理学家 C.特洛尔
      • 研究在一个相当大的区域内，由许多不同生态系统所组成的整体的空间结构、相互作用、协调功能及动态变化的一门学科
    • 全球生态学Global Ecology
      • 研究整个地球生态问题的生态学【生物圈生态学】
      • 全球范围内生物机体与周围环境相互影响的过程（生物圈与岩石圈、水圈和大气圈之间相互作用的过程）
• 生态学的分支学科
  • 根据组织层次分类
    • 个体生态学、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学、景观生态学、全球生态学
  • 根据生物类别分类
    • 微生物生态学、植物生态学、动物生态学、普通生态学
  • 根据生物栖居的环境分类
    • 陆地生态学、水域生态学、太空生态学
  • 根据交叉学科分类
    • 与非生命科学结合：数学生态学、化学生态学、物理生态学、地理生态学、经济生态学···
    • 与生命科学结合：生理生态学、行为生态学、遗传生态学、进化生态学、古生态学···
  • 根据研究方法分类
    • 理论生态学、实验生态学、野生生态学
  • 根据应用领域分类
    • 农业生态学、农田生态学、家畜生态学、森林生态学、渔业生态学、野生生物管理学、环境生态学、热生态学、放射线生态学、自然资源保护生态学、胁迫生态学、环境卫生学、生态工程学、土地生态学、社会生态学、经济生态学、城市生态学···
• 发展简史
  • 萌芽时期：《尔雅》《本草纲目》《博物志》《齐民要术》 🌟公元前3C——奥夫拉斯图斯——植物群落概念
  • 建立时期 （17c—19c末）
    • 17c
      • 1735年——法国昆虫学家——雷奥米尔——积温与昆虫发育生理
    • 19c中
      • 瑞典博物学家——林奈——综合描述外界环境对动物和植物的影响
      • 法国博物学家——布丰——生物变异基于环境的影响
      • 德国植物学家——亚历山大·洪堡——结合气候与地理因子的影响来描述物种的分布
      • 达尔文——《物种起源》——环境诱导生物变异
    • 19c末
      • 以统计学原理为基础对植物群落进行定量描述
        • 1895年——丹麦瓦尔明——《植物分布学》
        • 1898年——德国生态学家——辛格尔——《与生物学为基础的植物地理学》
  • 巩固时期 （20c初—20c20y）
    • 20c初
      • 农业、渔猎、环境卫生——农业生态学、野生动物种群生态学、媒介昆虫传染病
      • 远洋考察——水生生物学、水域生态学
      • 1913年——亚当斯《动物生态的研究指南》——动物生理学的第一本教科书
      • 《动物生态学》、《动物地理学》
    • 英美学派
      • 克莱门兹【美】 坦斯利【英】
      • 🌟重视群落的动态
      • 从植物群落演替观点
        • 提出演替系列、演替阶段群落分类方法
        • 提出演替学顶级学说
    • 法瑞学派
      • 布朗·布兰奎特【法】 卢伯尔【瑞】
      • 🌟重视群落研究的方法
      • 用特征种和区别种划分群落的类型
        • 建立了严密的植物等级分类系统
    • 北欧学派
      • 舍诺德【瑞典】 瑞兹【瑞典】
      • 🌟重视群落分析
      • 森林与土壤ph的关系
    • 苏联学派
      • 苏卡切夫
      • 🌟注重建群种与优势种
      • 建立了植被等级分类系统
        • 重视植被生态、植被地理、植被地图工作
  • 现代生态学 （20c30y末—今）
    • 1965年——联合国教科文组织——“国际生物学研究计划”——研究地球生命与环境系统及其基本过程
    • 1970年——教科文十六届全国会议——“人与生物圈”计划
    • 1972年6月——瑞典斯德哥尔摩——113个国家——第一次人类环境会议——探讨保护全球战略 ——发表《人类宣言》——通过保护环境的“行动计划”
    • 1975年——国际生态系统研究组织
    • 1986年——第四届国际生态大会
    • 1990年——第五届国际生态大会
    • 1992年——巴西里约热内卢——183个国家——“联合国环境与发展大会”
• 发展趋势
  • 研究对象的层次更加明显
    • 宏观：区域性、全球性、宇宙性
    • 微观：与分子生物学、分子遗传学、生理学、微形态解剖学结合
    • 生态学发展主流——生态系统生态学
    • 生态学方法论基础——系统分析方法
  • 研究范围扩展
    • 人类社会——渗入人类的经济活动，成为自然科学与社会科学的桥梁
    • 应用生态学快速发展
      • 生态学+环境=污染生态学、保护生态学、恢复生态学、生态毒理学
      • 生态学+社会学科=生态伦理、生态工程、生态建设、生态管理
  • 研究方法更新
    • 定性描述➡️定量研究
  • 生态学研究的国际性增强
    • 研究人类与自然作为一个整体的综合学科
    • “人类生存和发展的学科”——在人类的实践中产生，伴随着社会的进步而发展
• 我国
  • 春秋——《管子》
  • 1949年——野外考察研究
  • 20c70y末——定位观测
    • 云南西双版纳——建立我国第一个“生物地理群落试验站”
    • 划定15处自然保护区
  • 20c90y——21c全新阶段
    • 主要研究：生物多样性保育，生态系统管理检测、退化生态系统恢复、全球变化和可持续发展
    • 结合人口、资源、环境等问题，从以动植物为中心，加入人类社会、可持续发展
• 研究方法
  • 原地观测研究方法
    • 野外考察
      • 生物要素
        • 调查边界——物种生物学特性
        • 植物种群——定居的植株分布+种子向外扩散范围
        • 动物种群——巢穴、防御领地（小）+取食空间（大）
        • 定期长距离迁徙或行为的动物种群要包括广大地区（飞机、遥感、标志追踪技术）
        • 陆地群落的生境划界——依据植物群落或植被类型边界与地貌的联系（群落统计、航测、遥感技术）
        • 野外考察种群或群落特征，测计生境的环境条件，不能在原地进行普遍观测，只能通过各类生物的规范化抽样调查方法（主要环境因子特征）
          • 种群水平——个体数量（or密度）、水平与垂直分布样式、适应形态性状、生长发育阶段或年龄结构、物种的习性行为······
          • 群落水平——种类组成
          • 环境因子特征——总面积、性状、海拔、大气、水、土壤、地质、地貌······
      • 社会经济要素
        • 确定研究对象和研究范围——设计调查表格和问卷——收集资料信息——统计分析
        • 研究社会经济发展与资源和生态之间的关系
    • 定位观测
      • 考察某个种群或群落结构功能与生境相互关系的时态变化
        • 固定样地（可供长期观察）——能反映所研究种群或群落及其生境的整体特征
        • 定位观测时限——取决于研究对象和目的（生活史动态、群落演替、季节或年度动态）
        • 野外考察+定期观测（生物量增长、生殖率、死亡率、能量流、物质流等结构功能过程）
    • 原地实验
      • 在田间条件下，采取某些措施，获得某个影响因素
        • 牧场——围栏实验——牧群活动对草场中种群或群落的影响
        • 森林or草地——人为除去某个种群——辨识该种群对群落及生境的影响
        • 森林or草地——施肥or遮光——了解资源供应的影响
      • 是野外考察和定位观测的一个重要补充（阐明某些因素的作用规律和机制）
  • 受控实验研究方法
    • 仿真自然生态系统【严格控制实验条件】
      • “微宇宙”仿真系统——人工气候室或水族箱建立自然生态系统——在大气物理或水分营养元素的数量与质量都完全可控的条件下——改变其中某一因子或同时改变几个因子——研究实验生物的个体、种群、小型生物群落系统的结构功能、生活动态过程及其变化的动因和机制
    • 研究单项因子相互作用及其对种群或群落的影响
  • 生态学的综合研究方法
    • 资料的归纳和分析
      • 数据类型一致（定性数据VS定量数据）
      • 数值转换（绝对值VS相对值）
    • 生态学的数值分类和排序
      • 数值分类——对群落进行客观分类+区分种群内生态类型——分类的对象单元是植被的抽样——原始数据进行处理，列出相似系数矩阵——样地的聚类或划分，得出分类结果
      • 客观性&可重复检验&能应用计算机加快分类过程
    • 生态学的数学模型和仿真
      • 数学模型——生物种群或群落系统行为的时态变化的数学概括
      • 从真实性出发——内部相互作用的主导因素——合适的生态学假设——恰当的数学形式表达或描述
      • 实验仿真——对模型和理性与正确性的验证