生态学教案

生态学

ECOLOGY

Chap.1 绪论

第一节生态学的概念和研究内容

一、生态学的定义

“生态学”一词最早由H.Thorean(索瑞)于1858年提出，“Eco—“一词源自”oikos”（希腊文），意思是：隐蔽所，居所，居住环境。

1866年，E.Heackel(海格尔，德国)最早给生态学下定义：研究有机体与其周围环境——包括生物环境和非生物环境相互关系的科学（The Study of organism in relation to their natural envirment.）。从此，标志着生态学学科的正式诞生。

海格尔所下的定义内容很广泛，照其定义，生物学领域内不属于生态学的学问就不多了，因此，引起广泛的争论。从此以后，很多学者从自己从事的研究工作出发，对生态学下了一些定义，例如：

1.Elton（埃尔顿，英，1927）在《动物生态学》中定义：科学的自然史。

2.Andrewartha（安德列乌斯，澳。1954）在〈动物的分布与多度〉中定义：

研究有机体的分布和多度的科学。

3.E.P.Odum（奥德姆，美，1953，1959，1971，1983）在〈生态学基础〉中

定义：研究生态系统结构与功能的科学。

4.马世骏（中，1958）定义：研究生命系统和环境系统相互关系的科学。

……..

目前，多数学者认为：生态学是研究生命系统与其所处环境系统之间相互作用的规律及机制的科学（The Science that deals with the interrelationship of living organisms and their environment.）。

二、生态学的研究内容

1、是生物学的分支学科，主要研究生物与环境、生物与生物之间的关系。

2、以种群、群落和生态系统为研究对象的宏观学科，其重点是生态系统各成分

之间的相互作用。

3、以人工生态系统为研究对象，研究环境生物学。

4、以社会生态系统为研究对象，研究人类社会所面临的生态学问题。

第二节、生态学的发展简史

大致可分为三个阶段，即1866年以前，1866—1970，1970年以后

一、生态学思想的萌芽时期（1866年以前）

生态学思想的萌芽，是人们在生产实践中积累起来的，是人们对自然现象的感性认识，虽然在这个阶段的晚期有一些相关著作，但是，显得很肤浅、零碎、片断的，没有上升到理性认识，没有建立起系统的理论。

1、在国内：（1）〈尔雅〉（公元前1000年）描述了226种植物的地形分布状

况。

（2）〈诗经〉（公元前400—500年）记载了部分动物之间的相互关系。

（3）〈管子.地员篇〉（公元前200年）记载了沼生植物带状分布与水土之关系，指出了农作物的生长与地形、土壤、水分的相关性。描述了部分植被的垂直分布状况。

其他人，如荀子、孟柯、沈括等人先后在其著作中记载了有关知识。

2、在国外：（1）希腊的Empedocles（安皮杜列斯）于公元前450年就注意

到了植物营养与环境之间的关系。

（2）希腊的Aristotle（亚里斯多德）记载了一些动、植物的不同生态类型，如水生、陆生；肉食、草食、杂食等。

（3）法国的Buffon（布丰）于1768年提出了生物数量动态的概念。

（4）英国的Mathus（马尔萨斯）于1798年提出人口论，直接推动了动物种群数量统计学的发展。

其他如Humboldt（洪堡德，德）、Darwin（达尔文）等分别在其著作中阐述了对生态问题的认识。

二、生态学的建立和成长期（1866—1970）

1866年海格尔给生态学下定义后，标志着生态学科学理论的建立。在此阶段，为之作出重大贡献的主要代表人有：

（1）德国Mobius（摩比乌斯）于1877年提出“生物群落“概念。

（2）德国Schroter（斯洛特）于1896年创立了个体生态学。

（3）德国Schimper（新柏尔）于1898年出版了〈植物地理学〉。

（4）丹麦Warming（瓦尔明）于1909年出版了〈植物生态学〉。

（5）美国Lindeman（林德曼）通过对湖泊生态系统的研究后，提出了“百分之十定律“、”生态金字塔规律“等理论。

生态学发展到了二十世纪初以后，逐渐形成了两大体系，即

1、植物生态学体系。该体系以植物群落研究为主，因研究对象、方法、观点、

理论、代表人的不同，分为四大学派。

（1）英美学派（又称动态学派、演替学派）

研究对象：英伦诸岛及北美大陆的森林、草原、湖泊、海滨。

特点：以研究植物群落的演替和创建顶极学说而著名，比较强调植物群落的动态和演替。

贡献：提出演替、顶极、生态系统、生态平衡等概念及相关理论。

代表人、代表作：美国学者F.E.Clements（克莱门茨）于1929年出版了〈植物生态学〉；英国学者G.Atansley（坦斯列）于1923年出版了

〈实生态学〉。

（2）法瑞学派（又称区系学派、南欧学派，Braun-Blanquet学派）

研究对象：以阿尔卑斯山和地中海沿岸的植被为研究对象。

特点：以特征种和区别种作为划分群落的基础（群丛）。强调区系成分，并建立了比较严格的植被等级分类系统。

贡献：提出并运用了植被分类单位，制作了大量的植被图。

代表人、代表作：法国学者Braun-Blanquet（布郎-勃朗开，1884—1982）于1928 年出版了植物社会学〉；瑞士苏黎士大学的Erubel（卢比）

于1928 年出版了〈地植物学研究方法〉。

（3）北欧学派（又称外貌学派）

研究对象：以北欧地区的寒温带针叶林为主要研究对象。

特点：强调群落的外貌。

贡献：运用基础理论，建立了一整套细致的生态学分析方法。

代表人、代表作：瑞典阿普萨拉大学的Du-Rietz（多-瑞兹）于1921年出版了

〈近代社会学方法论》

该学派于1935年以后与法瑞学派合流，统称大陆学派。

（4）俄国学派

研究对象：以欧亚大陆的寒温带草原、森林、土壤为研究对象，着重于草原资源的利用、沼泽地的开发及北极资源的评价。

特点：重视植被生态与植被地理工作。

贡献：建立植被等级分类系统

代表人、代表作：俄国列宁格勒大学的苏卡切夫于1908年出版了《植物群落

学》，于1945年出版了《生物地理群落学与植物群落学》，以

及以苏卡切夫为首的一批学者编著的《苏联植被》。

2、动物生态学体系

该体系虽然没有象植物生态学体系那样形成多个学派，但是，其研究工作也有特点，主要表现在：

（1）行为学的创立：以英国Jennings（杰尼斯）和美国Pearl（帕尔）为代表，前者于1906 年出版了〈无脊椎动物的行为〉；后者于1910年出

版了〈蚂蚁的社会性行为〉。

（2）生态演替观念的确立：美国的Adams（亚当斯）于1909年对鸟类的生态演替做了比较细致的研究；美国的Shelford（希尔福德）于1907

年对瓢虫的分布与植物演替的关系做了大量的研究工作，于1913年出

版了〈温带美洲的动物群落〉一书。

（3）动物群落学的迅速发展：美国的Davenport（达尔波特）于1913年创立该学科。Jorden（乔顿）、Kellogg（考尔奇）等人为之做出过贡献。

（4）种群生态学的创立与发展：美国的Chapman（恰普曼）所研究的昆虫种群动态；英国的Bews（比尤斯）所研究的人类生态学；费鸿年所

研究的鱼类生态学等。

除此以外，在水生系统的生产力及能量输入、输出等方面均有进展。

三、现代生态学理论的迅速发展时期（1970年以后）

因为人口、环境、资源及全球性气候变化等一系列关系到人类自身的问题日趋严重，使得生态学迅速发展有了现实的背景和实践基础，再加上一些现代研究手段的不断应用（系统分析方法、统计方法、电脑的应用、遥感技术、高精度分析测试等），使得生态学迅速发展成为可能。其主要发展趋势如下：

1、生态系统生态学研究成为生态学发展的主流：

从二十世纪六十年代到七十年代中期实施的国际生物学计划（IBP：International Biology Plan）和七十年代后期实施的人与生物圈计划（MAB：Man and Biosphere）充分地突出了生态系统结构和功能及生产力的研究。美国的E.P.Odum（奥德姆）于1983年出版了《生态学基础》（Basic Ecology）是代表作。

2、数学统计方法及模型的广泛应用使得生态学研究的量化概念更加突出：

美国的Smith（史密斯）的《生态学模型》（1975），Jorgenson（乔森）的生态模型法原理》（1988），H.T.Odum（奥德姆）的《系统生态学引论》（1983）等。

3、群落生态学的发展更快、更完善：

例如Strong（斯恰）的《生态群落》（1984），Gee（戈利）的《群落的组织》）1987），Tilman（迪姆）的《植物对策与植物群落的结构和动态》（1988），Pimm（皮姆）9的《食物网》（1982）等。

4、现代生态学向宏观和微观两极发展，虽然宏观是主流，但是微观成就也不

容忽视：

例如英国的J.Coobs（库伯斯）的《生物生产力与光合作用的测定技术》（1985）；德国Larcher（拉齐）的《植物生理生态学》（1975）；日本村田吉男的《作物的光合作用与生态》（1980）等。

5、应用生态学迅速崛起：

例如Anderson（安德胜）的《环境科学中的生态学》（1981）；Park（帕克）的《生态学与环境管理》（1980）；Clark（克拉克）的《生态经济学》（1981）；

Mitsch（米奇）的《生态工程》（1989）；Forman（发姆）的《景观生态学》（1986）；Rambler（莱比尔）的《全球生态学：走向生物圈科学》（1989）等。

6、生态学研究方法的尝试取得了重大进展：

例如美国的D.Mueller-Dombois（米勒—唐布依斯）的《植被生态学的目的和方法》（1974）；日本佐藤大七郎的《陆地植物群落的物质生产》（1977）；美国J.N.R.Jeffers（杰弗）的《系统分析及其在生态学上的应用》（1978）。

目前，全球已开展计划IGBP（国际生物圈和地圈计划）的研究。

第三节、现代生态学的特点及生态学规律

一、特点

1、由野外——室内

2、从定性——定量

3、从低层次——高层次

4、从理论——应用

5、从自然生态——半自然生态——社会生态

二、生态学的基本规律

由我国著名生态学家马世骏先生所归纳，共五条：

1、相互制约和相互依赖的互生、共生规律

此规律是构成生物群落的基础，体现在（1）以食物为纽带联系起来的关系：食物链、食物网。（2）以不同个体，不同种群的生理、生态特性的差异而形成的关系：生态位。

2、物质循环转化的再生规律

3、物质输入、输出的动态平衡规律

4、相互适应与补偿的协同进化规律

协同进化：物种受自然及人类的压力不断进化，其中某个物种的进化会给与之相关的物种造成压力，使得这些物种引起相关进化，这样又反过来影响该物种在形态、生理、生态特征上新的适应变化，这种现象称之为“协同进化”。这种例子很多。（*插播“为生存而杀戮”）

5、环境资源的有效极限规律

第四节、生态学的分支学科及研究方法

一、分支学科

1、按研究对象的层次划分：个体生态学、种群生态学、

群落生态学、生态系统生态学

2、按研究的主体划分：动物生态学、植物生态学、昆虫生态学、

微生物生态学、鸟类生态学

3、按栖息环境划分：淡水生态学、海洋生态学、陆地生态学

森林生态学、草地生态学、荒漠生态学

4、按交叉学科划分：数学生态学、化学生态学、物理生态学

地理生态学、生理生态学、行为生态学

经济生态学、进化生态学、农业生态学

资源生态学、污染生态学、渔业生态学

放射生态学

二、研究方法

1、野外

2、实验

3、理论