植物生态学

第一章绪论§1-1生态学的定义、形成和发展§1-2农业生态学主菜单主目录退出农业生态学：把农业生产作为一个整体（农业生态系统）利用系统分析的方法研究这个系统的结构，功能、生产力及其控制管理以便达到最大生产力和最佳生态效果，这样的一门学科称为农业生态学。生态学是农业生态学的学科基础，系统论是农业生态学的方法论基础。农业生态学产生和发展的根本原因：§1-1生态学形成和发展一、生态学的定义二、生态学形成和发展的几个阶段主菜单主目录退出§1-1-1生态学定义生态学(Ecology)是生物学的分支，是一门宏观生物学。一、生态学的定义生态学：研究生物与环境之间相互关系的科学（1）生物与环境的关系（2）各种生物之间的关系（3）环境各要素之间的关系返回主菜单主目录退出二、生态学形成和发展的5个阶段（一）生态学知识的累积阶段：生态现象描述公元前300年，古希腊Theophrastus植物与自然环境的关系。古罗马Pliny(公元23~79年)将动物分为陆生、水生、飞翔三大生态类群。公元前200年我国古籍《管子.地员篇》水分梯度与植物组成的关系——《管子，地员篇》中，有关江淮平原上沼泽植物种类的带状分布与水文、土质的关系。）返回主菜单主目录退出生态学知识累积阶段国中：二十四节气（实质是气候与生物关系的表述）:立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨；立夏、小满、芒种、夏至、小暑、大署；立秋、处暑、白露、秋分、寒露、霜降；立冬、小雪、大雪、冬至、小寒、大寒。春雨惊春清谷天，夏满芒夏暑相连，秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒。《齐民要术》《本草纲目》生态学知识累积阶段–西方：18世纪初，机械的自然观田园主义观点：简单与和谐的生活帝国传统：通过理性实践和艰苦的劳动建立人对自然的统治（二）近代生态学的创始阶段：实物观察记载Reaumur(1683-1757)《昆虫自然史》1749Buffon（法，1707-1788）《生命律》1803Malthus《人口论》：食物与人口的关系1807Humboldt《植物地理学》：植物分布与气候条件的规律性1859Darwin《物种起源》：生物进化学说创立1866Hackel定义生态学1851Vonpost（瑞典）样方法——种群定量研究1863Kerner介绍研究群落结构和动态的方法生态学一经诞生，立即分化为植物、动物和人类生态学等，出现了生态学发展的第一次高峰。（三）学科与学派的分化阶段植物生态学：1895Warming(丹麦)《以植物生态地理为基础的植物分布学》；1898Schimper《以生理学为基础的植物地理学》。动物生态学：Jennings(英)——动物行为；AdamsandShelford(美)——动物生态演替；Davenport(美)——动物群落生态（昆虫生态）1930年前后:英美学派以北美冰川地貌为研究对象动态生态学法瑞学派阿尔卑斯山脉为研究对象静态生态学北欧学派北欧森林为研究对象分布规律俄国学派生物地理群落为研究对象返回主菜单主目录退出个体生态学与群落生态学阶段（1866-1935）1866Haeckel（德国达尔文信徒）Oikos（ECO）—Oecologie国际植物学大会1893年按近代拼法改为ecologyWarming(丹麦人)1895《植物生态学》：趋同适应、生态型、互利共生、寄生、群落分类、生态演替过程Tansley1913年英国生态学会成立的第一任主席，美国1915年成立生态学会，（中国1980年成立生态学会）个体生态学与群落生态学阶段（1866-1935）美国芝加哥大学的亨利.考克斯，从水边到陆地的植物系列，演替关系。他的学生谢尔福德、亚当斯都是动物生态学权威内布拉斯加大学的弗雷德里克.克莱门茨1916年《植物演替：植被发展的探讨》单顶极理论，1939年与谢尔福德一起研究《生物生态学》（1941出版）一次世界大战结束后，小麦价格下跌。1934年美国大尘暴（四）生态系统生态学的发展阶段1935Tansley第一次提出生态系统概念，生态平衡1941R.L.Lindeman“一个老年湖泊内的食物链动态”1952E.P.Odum《生态学基础》H．T．Odum，Hutchinson按研究对象分:植物生态学、动物生态学、人类生态学按组织水平分：生态系统生态学、群落生态学、种群生态学、个体生态学、细胞生态学、基因生态学按环境特点分：淡水生态学、海洋生态学、森林生态学、草原生态学、农田生态学、城市生态学返回主菜单主目录退出生态系统生态学阶段（1935-1962）林德曼的老师是耶鲁大学的Hachinson教授林德曼27岁因长期患病去世，发表文章前后观点：能量传递在高营养级更有效，呼吸消耗比例越高级别越大，生态演替早期过后生产效率急剧上升（如水体富养化）生态系统生态学阶段（1935-1962）相对论、物质的不确定性原则、量子力学出现哈佛大学的惠勒研究群居的白蚁、蚂蚁自我克制和利他主义的生存竞争。层创进化理论：物质—生命—人类意识。H.T.Odum，E.P.Odum1953年出版《生态学原理》，父亲是区域社会学家。E.P.Odum是伊利诺斯大学谢尔福特的研究生，H.T.Odum是耶鲁大学的Hachinson教授的研究生（五）社会需求推动生态学向定向、定量、控制、模拟和应用方向发展的新阶段五大危机：污染、资源、能源、粮食、人口1962年，美国海洋生物学家卡逊（R.Carson）《寂静的春天》用通俗的文笔，描述了一个受到人造化学品危害的悲惨世界。她的书是人类生态环境意识觉醒的标志。生态学开始被从高楼深院中请出来，以解决社会生活中的生态问题。联合国教科文组织：IBM(1964),MAB(1971)世界环发大会:〈人类环境宣言〉(斯德哥尔摩,1972);〈保护生物多样性公约〉、〈气候变化公约〉、〈关于森林问题的申明〉、〈21世纪行动议程〉和〈里约热内卢宣言〉(里约热内卢，1992)返回主菜单主目录退出生态学向调控与工程方向发展阶段（1962-）1997在日本京都签署的《京都协定书》，是人类为防止全球变暖迈出的第一步，是人类有史以来通过控制自身行为以减少对气候变化影响的第一个国际文书，是国际社会为保护来以生存的地球环境经过多年努力所达成的重要结果。然而由于美国布什政府最近在《京都协定书》上开倒车，引起了国际社会的广泛关注，各方纷纷谴责美国这种不负责任的态度。生态学向调控与工程方向发展阶段（1962-）加利福尼亚喷气推进实验室，研究金星和火星的生命，发现生命与大气共同进化现象。1969拉夫洛克提出大地女神“盖亚”假说—“一个地区的动植物及其周边环境组成了一个能够单独地自动抵制不利生存变化的内在平衡系统”。生命的最基本规则是合作与共生，而不是各自竞争。生态学向调控与工程方向发展阶段（1962-）1966-1967实验性小岛，麦克阿瑟和威尔逊得到“岛屿理论”麦克阿瑟认为提不出可以验证的预言的生态学还不算是一门科学，“预言、预言、再预言”，他认为IBP是失败的，认为科学总是“倾向机械论”的。自然界的正常状态是平衡？还是不稳定？“从历史看，生态学家认识干扰的重要性及其产生的异质性（镶嵌）总是太迟。”“因为主导思想是平衡论”生态学向调控与工程方向发展阶段（1962-）自然界高度组织严密、整然有条、自行调节、状态稳定的生态系统转到生物圈中大多数时间和空间范围内出现的变化都显得是内在的和必然的合作—竞争，整体—局部，种群—生态系统，秩序—混沌，多样性—稳定性“混沌学”—“蝴蝶效应”初始状态的敏感性，系统的非线性生态学向调控与工程方向发展阶段（1962-）生态学在应用中产生了很多应用性分支，如农业生态学、城市生态学、资源生态学、环境生态学、经济生态学等。生态学还与其他学科广泛交叉，产生如生理生态学、遗传生态学、化学生态学等。生态立法、生态工程、生态设计发展迅速。我国马世骏先生于1985年就提出生态工程概念，并于1987年主编出版《中国的农业生态工程》。1989年Mitsch和Jorgensen出版《生态工程》。1991年召开第一届国际生态工程会议，并于1992年出版刊物《生态工程》。生态学向调控与工程方向发展阶段（1962-）进入九十年代后，生态学的研究热点集中在生物多样性、全球变化和可持续发展方面。1996年美国生态学会主席JudyL.Meyer在美国生态学会年会上提出生态学的5个前沿领域是生态工程、生态经济学、生态设计、产业生态学、环境伦理学。§1-2农业生态学的性质与任务一、农业生态学及其发展过程二、研究的对象和基本内容三、农业生态学的特点四、农业生态学的研究方法五、农业生态学的任务主菜单主目录退出§1-2-1农业生态学及其发展过程一、农业生态学及其发展过程农业生态学：把农业生产作为一个整体（农业生态系统）利用系统分析的方法研究这个系统的结构，功能、生产力及其控制管理以便达到最大生产力和最佳生态效果，这样的一门学科称为农业生态学。Papadakis在1938年提出农业生态学：研究农田气候、土壤、生产力与作物特性的关系。1942G.Azzi农业生态学1972小田桂三郎（日本）《农田生态学》1979圣迭戈州立大学G.W.Cox（美）等《农业生态学》1974年，国际性学术刊物《农业生态系统》创刊。返回主菜单主目录退出§1-2-2研究的对象和基本内容二、研究的对象和基本内容1对象：农业生态系统（argroecosystem）2基本内容（1）生态学的基本概念和原理（2）农业生态系统的结构生态系统：生物+环境结构：水平结构垂直结构时间结构返回主菜单主目录退出§1-2-2研究的对象和基本内容（3）研究农业生态系统的功能物流：物质在生态系统循环和利用过程.能流：信息流：价值流：（4）农业生态系统在不同的自然条件和社会条件下所形成的类型，分布及特点（5）农业生态发展及演替规律（6）农业生态系统的调节与控制返回主菜单主目录退出§1-2-3农业生态学的特点三、农业生态学的特点：（1）整体性农业生态学把农业视为一个整体，即农业生态系统。种植业、林、牧、副、渔、禽、鸟、虫、菌、微生物、各业是它的组成成分，各组分之间密切联系，相互依存、相互制约。（2）综合性环境资源——生物群体——人类技术（3）战略性指导农业的综合规划、农业资源的合理开发利用、农业生态环境的保护，以及高效的农业生态系统的建立和各业的协调发展等具有重大意义。返回主菜单主目录退出§1-2-4农业生态系统的研究方法四、农业生态系统的研究方法1定性描述2常规的调查研究、试验研究3系统分析法系统分析法：指通过定量研究，用数学的语言来描述不同事物之间的各种联系和随时间变化的规律，建立数学模型，进行试验，模拟农业生态系统的行为，对农业生态系统进行预测，管理和控制，利用系统工程和方法，对农业生态系统进行优化处理。返回主菜单主目录退出§1-2-5农业生态学的任务五、农业生态学的任务总任务：研究协调生物与环境的关系，协调农业生态系统内各组成要素的关系，以使实现高生产力，高生产效率，经济效率和良好的生态效益。当前的任务：用农业生态学的原理去解决农业生产过程中全局性问题。长远任务：研究中国传统农业经验，及正确分析、对待发达国家的农业，分析和摸索我国如何实现农业现代化。返回主菜单主目录退出