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生态学概论及基本原理1.1生态学的概念及起源提出者：德国生物学家赫克尔于1869年首次提出，标志着生态学学科的正式诞生。起源：生态学(尤其是基础生态学)起源于生物学（研究生物的结构、功能、发生和发展的规律）。概念：①从关系角度：生态学是研究生物及其环境之间的相互关系的科学，是研究自然系统与人类的关系的科学。②从生存条件、相互作用角度：生态学是研究生物生存条件、生物及其群体与环境相互作用的过程及其规律的科学。1.1.1生态学与其他学科之间的关系水文学、大气科学、地质学、行为学、生物化学、生理学、遗传学、经济学2009年至今，国务院先后批复了十三个区域规划《珠江三角洲地区改革发展规划纲要》《关于支持福建省加快建设海峡西岸经济区的若干意见》《关中-天水经济区发展规划》《江苏沿海地区发展规划》《横琴总体发展规划》《辽宁沿海经济带发展规划》《促进中部地区崛起规划》《中国图们江区域合作开发规划纲要》《黄河三角洲高效生态经济区发展规划》《鄱阳湖生态经济区规划》《甘肃省循环经济总体规划》《关于推进海南国际旅游岛建设发展的若干意见》《皖江城市带承接产业转移示范区规划》鄱阳湖生态经济区规划•江西的名片：鄱阳湖–鄱阳湖是江西的“母亲湖”，是我国最大的淡水湖，也是我国湖区面积超过2000平方公里的四大淡水湖（鄱阳湖、洞庭湖、太湖、洪泽湖）中唯一没有富营养化的湖泊。–是生物多样性非常丰富的世界六大湿地之一，世界自然基金会划定的全球重要生态区–我国唯一的世界生命湖泊网成员什么是鄱阳湖生态经济区规划•1、从地理学上讲，包括南昌、景德镇、鹰潭3市，以及九江、新余、抚州等共38个县（市、区），国土面积5.12万平方公里，占全省国土面积近三分之一。•2、从功能分区上讲，鄱阳湖生态经济区划分为“两区一带”：•湖体核心保护区。功能是：强化生态功能，禁止开发建设。•滨湖控制开发带。功能是：构建生态屏障，严格控制开发。•高效集约发展区。功能是：集聚经济人口，高效集约开发。生态经济建设1、污水处理设施建设工程。2、鄱阳湖流域水资源保护工程。1、发展高效生态农业2、创建新型工业体系3、培育现代服务业（相当于现代第三产业，如金融、旅游、饮食、保险业等）生态经济建设1.2生态学类型及分支学科基础生态学是以个体、种群、群落、生态系统等不同的等级单元为研究对象的。(1)个体生态学(autecology)：个体生态学以生物的个体为研究对象，研究它与自然环境之间的相互关系，探讨环境因子对生物个体的影响以及它们对环境所产生的反应。生物对每一种环境因子都有其耐受的上限和下限为了适应沙漠的缺水气候，叶子演化成短短的小刺，以减少水份蒸发，亦能作阻止动物吞食的武器；茎演化为肥厚含水的形状；同时，它长出覆盖范围非常大的根，用作下大雨时吸收最多的雨水骆驼对高温干旱环境的适应：驼峰里贮存着脂肪，这些脂肪在骆驼得不到食物的时候，能够分解成骆驼身体所需要的养分，供骆驼生存需要。骆驼能够连续四五天不进食，就是靠驼峰里的脂肪。另外，骆驼的胃里有许多瓶子形状的小泡泡，是骆驼贮存水的地方，这些“瓶子”里的水使骆驼即使几天不喝水，也不会有生命危险(2)种群生态学(poptJIationecology)：种群是指一定时间、一定区域内同种个体的组合。种群生态学研究的主要内容是种群密度、出生率、死亡率、存在率和种群的增长规律及其调节。种群的基本特征自然种群应具有以下三个主要特征：①空间特征，即种群有一定的分布区域和分布方式；②数量特征，即种群具有一定的密度、出生率、死亡率、年龄结构和性别比；③遗传特征，即种群具有一定基因组成，即系一个基因库，以区别其他物种。种群的3种主要年龄结构类型:增长型、稳定型、衰老型•国际上通常把60岁以上的人口占总人口比例达到10%，或65岁以上人口占总人口的比重达到7%作为国家或地区进入老龄化社会的标准。•第六次全国人口普查显示，中国60岁及以上人口占13.26%，比2000年上升2.93个百分点，老龄化进程逐步加快。几个问题：1）人口老龄化意味着将给国家财政预算带来压力，如何做好养老保障体系？2）家庭养老功能减弱，是否放开二胎？3）总人口中劳动力数量的绝对或相对减少，将可能影响经济中劳动投入的水平与质量。……..关系名称数量坐标图能量关系图特点举例竞争数量上呈现出“你死我活”的“同步性变化”，两种生物生存能力不同，如图a；生存能力相同，则如图b牛与羊；农作物与杂草；大草履虫与小草履虫捕食数量上呈现出“先增加者先减少，后增加者后减少”的不同步性变化羊和草；狼与兔；青蛙与昆虫种群间几种主要的关系关系名称数量坐标图能量关系图特点举例互利共生数量上两种生物同时增加，同时减少，呈现出“同生共死”的同步性变化大豆与根瘤菌寄生如果分开，则寄生生物难以单独生存，而寄主会生活得更好蛔虫与人；菟丝子与大豆；噬菌体与被侵染的细菌(3)群落生态学(cornmunityecology)：群落生态学以生物群落为研究对象。•所谓群落是指多种植物、动物、微生物种群聚集在一个特定的区域内，相互联系、相互依存而组成的一个统一的整体，是生态系统的重要组成部分。1．具有一定的种类组成：每个群落都是由一定的植物、动物、微生物种群组成的，因此，种类组成是区别不同群落的首要特征。一般借用植物群落分类系统进行分类。群落的基本特征2．不同物种之间的相互影响：群落中的物种有规律地共处，即在有序状态下生存。生物群落并非种群的简单集合。能够组合在一起构成群落的种群具备两个先决条件：第一，必须共同适应它们所处的无机环境；第二，它们内部的相互关系必须取得协调、平衡。研究群落中不同种群之间的关系是阐明群落形成机制的重要内容。群落的基本特征3．形成群落环境生物群落对其居住环境产生重大影响，并形成群落环境。4．具有一定的结构生物群落是生态系统的一个结构单位，它本身除具有一定的种类组成外，还具有一系列结构特点，包括形态结构，生态结构与营养结构。如季相，种的分布格局，捕食者和被食者的关系等。5．一定的分布范围任一群落都分布在特定地段或特定生境上，不同群落的生境和分布范围不同。无论从全球范围看还是从区域角度讲，不同生物群落都是按着一定的规律分布。如热带雨林大致在南北纬10°之间，主要位于非洲刚果河流域，南美亚马逊河流域，亚洲印度尼西亚等地。6．群落的边界特征在自然条件下，有些群落具有明显的边界，可以清楚地加以区分；有的则不具有明显边界，而处于连续变化中。但在多数情况下，不同群落之间都存在过渡带，被称为群落交错区(ecotone)。7．一定的动态特征生物群落是生态系统中具生命的部分，生命的特征是不停地运动，群落也是如此。其运动形式包括季节动态，年际动态，演替与演化。演替的类型初生演替是指在一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替。例子：沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替次生演替指在原有植被已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体（如能发芽的地下茎）的地方发生的演替。例：火灾后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田等喀拉喀托火山时间：1883年8月7日地点：印度尼西亚事件：喀拉喀托火山大爆发人类历史上最大的火山喷发之一，这次喷发以及继发的海啸摧毁了数百个村庄和城市，30000多人死于非命。原有的喀拉喀托火山的三分之二在爆发中消失。1883年火山爆发形成了裸岩有可能恢复原来的群落结构吗？过程？裸岩阶段地衣阶段上皮层下皮层粉芽地衣是和共同生活而成的共生体。菌丝藻类藻类真菌其分泌的有机酸（地衣酸）可加速岩石分化形成土壤。中国科学院南京地质古生物所研究员袁训来说，“６亿年前，地球表面很可能像现在的火星表面一样，一望无际、毫无生机。在浅海中繁衍的地衣逐渐登上陆地，它们产生的地衣酸腐蚀了岩石中的矿物质，为高等植物在陆地的生长提供了土壤。”Lichen-LikeSymbiosis600MillionYearsAgo地衣是六亿年前地球陆地的首批客人苔藓的生长进一步使岩石，土层，有机物。土壤中的微生物种类也越来越。苔藓阶段分解加厚增多多草本植物阶段各种昆虫和小动物开始进入到这个地区，在动植物的共同作用下，土壤中的有机物越来越，土壤的透气性越来越。丰富好灌木阶段灌木的生长起到遮阴、避风等作用，同时提供了更为丰富的食物，于是成为许多鸟类的栖息地。物种的多样化使得群落的结构较为，抵御环境的能力。稳定增强森林阶段乔木比灌木具有更强的获得阳光的能力，因而最终占据了优势，成为茂盛的树林。树林的形成进一步改善了生物生存的环境，物种进一步多样化，生物与环境之间的关系变得更加丰富多样，于是群落演替到了相对稳定的森林阶段。弃耕农田上的演替ABCD杂草多年生杂草小灌木灌木林树林弃耕农田上的演替一年生乔木(4)生态系统生态学(ecosysternecology)：生态系统生态学以生态系统为研究对象。•生态系统（Ecosystem）由英国生态学家坦斯利A.G.Tansley）于1935年首先提出。•课本：生态系统是指生物群落与生活环境间由于相互作用而形成的一种稳定的自然系统。•生态系统是一定空间内生物和非生物通过物质循环、能量流动和信息的传递、交换而相互作用、相互依存所构成的一个生态学功能单位。•地球上有无数大大小小的生态系统，大至整个生物圈、整个海洋、整个大陆；小到一片森林、一片草地、一个小池塘，都可以看成是一个生态系统。•生物群落从环境中取得能量和营养，形成自身的物质，这些物质由一个有机体按照食物链转移到另一个有机体，最后又返回到环境中去。通过微生物的分解，又转化成可以重新被植物利用的营养物质，这种能量流动和物质循环的各个环节都是生态系统生态学的研究内容。小结：组成层次生物个体种群群落+生活环境生态系统1.2.2生态学分支学科生态学诞生以后，产生了大量的生态学分支学科。生态学研究范围的广泛性、生态学逐渐介入人类发展进程，是生态学有着众多的分支学科的重要原因。1.3生态学的发展阶段（一）经典生态学•公元前5世纪到公元16世纪欧洲文艺复兴时期是生态学思想的萌芽期。•生态学的真正成长期是从17世纪开始的：马尔萨斯人口论（1）以一切生物的两种欲望为前提：即食欲和情欲。（2）人口和食物按照两种不同的级数增长：人口是按几何级数即2、4、8、16……的比率增加，而生活资料则按算术级数即1、2、3、4……的比率增加，人口增加远远超过生活资料的增加，社会上必然有一部分人陷于饥饿、贫困和失业，成为社会多余人口，即绝对过剩的人口（3）从上述两种增长级数得出结论：人口增长速度超过食物增长速度，是一条与社会制度无关的永恒的自然规律。马尔萨斯的人口论（4）提出两种限制人口增长的措施：预防的抑制和积极的抑制。预防抑制：以不婚或晚婚限制人口增长积极抑制：以饥饿、瘟疫、战争来消灭绝对过剩人口，以保持生活资料和人口的平衡。这是永恒的人口自然规律错误在于：把资本主义社会的失业和贫困的根本原因归之于人口增加超过生活资料的增加，而不是归之于资本主义制度本身1.3生态学的发展阶段（一）经典生态学•公元前5世纪到公元16世纪欧洲文艺复兴时期是生态学思想的萌芽期。•生态学的真正成长期是从17世纪开始的：马尔萨斯人口论•20世纪初，生态学有了蓬勃的发展：不再停留在对现象的描述，而是着重于解释现象•1930～1950年代，生态学已日趋成熟：走向机制。（二）现代生态学•始于1960年代。1.4生态学的发展趋势1.4.1近期生态学的发展动态•(1)生态学成为研究生物、环境、资源及人类相互作用的基础和应用基础科学，从理论走向应用。•(2)生态学研究的空间尺度不断拓展，已经突破了传统上以研究个体、群落、生态系统为对象的研究范畴，在宏观方面向景观、区域和全球发展，微观上则向器官、细胞和分子水平上延伸。•(3)生态学研究的时间尺度，从对当前现象的描述向历史的回溯和未来的预测发展。•(4)生态学研究的对象，从自然生态系统向自然一社会一经济复合系统扩展，从结构与功能研究向过程与预测研究发展，从局部的、孤立的研究向整体的、网络化研究发展。•(5)生态学与其他学科有着众多的结合点，使