全国成人高考专升本_生态学基础第一章绪论

第一章绪论

第一节生态学的概念和研究内容

一、生态学的概念

生态学是研究有机体与其周围环境(包括非生物环境和生物环境)相互关系的科学。非生物环境是指光、温、水、营养物质等理化因素，生物环境则是指同种和异种的其他有机体。生态学这一概念最初是由德国生物学家Haeckel于1869年提出的。生态学(Ecology)最早起源于两个希腊单词oi．kos(住所或生活所在地)和Logos(研究或讨论)，Oikologie从字面上解释为研究生境的科学。Haeck．el提出的定义为：“生态学是动物与有机和无机环境的全部关系。”显然，Haeckel在此强调的是相互关系，或称相互作用，有机体与环境的相互作用，有机体之间的相互作用，包括同种有机体之间的种内相互作用和异种有机体之间的种间相互作用。

此后，一些著名生态学家也对生态学进行了定义。l909年，植物生态学的奠基人瓦尔明(E．Warming)认为植物生态学的任务是研究“影响植物生活的外在因子及其对植物结构、生命延续时间、分布和其他生物关系之影响”；俄罗斯6．A．keB／Iep院士给生态学的定义是：“生态学是研究生活中的植物在与其结合的特定外界环境条件紧密相互作用中的形态、结构与化学特点”；一些动物生态学家认为生态学是研究有机体的生活要求和家务习性的科学。俄罗斯Haymob的生态学定义是“研究动物的生活方式与生存条件的联系，以及动物生存条件对繁殖、生活、数量及分布的意义。”

随着生态学的发展，生态学家认为生物与环境是不可分割的整体，以至后来欧德姆(E．P．Odum)认为应把生物与环境看作一个整体来研究，定义生态学是“研究生态系统结构与功能的科学”，研究一定区域内生物的种类、数量、生物量、生活史和空间分布；环境因素对生物的作用及生物对环境的反作用；生态系统中能量流动和物质循环的规律等。他的这一理论对大学生态学教学和研究有很大影响，他本人因此而荣获美国生态学的最高荣誉——泰勒生态学奖。

我们不难发现，虽然诸学者给生态学下的定义很不相同，但归纳起来大致可分三类：第一类的研究重点是自然历史；第二类是动物的种群生态学和植物的群落生态学；第三类是生态系统生态学。

这三个类型代表了生态学发展的不同阶段，强调不同的基础生态学的分支领域。生态学是研究生命系统和环境系统相互关系的科学。但生态学发展至今，其内涵和外延都有了变化，生态学的定义不能局限于当初经典的涵义，结合近代生态学发展动向，归纳各种观点，可将生态学定义为：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相互规律的科学，其目的是指导人和生物圈(即自然、资源和环境)的协调发展。

近年来，由于工业的高度发展和人口的大量增加，带来了许多全球性的问题(例如，人口问题、环境问题、资源问题和能源问题等)，涉及到人类的生死存亡。人类居住环境的污染、自然资源的破坏与枯竭，以及加速的城市化和资源开发规模的不断增长，迅速改变着人类自身的生存环境，造成对人类未来生活的威胁。上述问题的控制和解决，都要以生态学原理为基础，因而引起社会对生态学的兴趣与关心。生态学原属于生物学的一门纯理论学科，由于研究领域的日益扩大，不再限于生物学，而且渗透到地理学、经济学以及农、林、牧、

渔、医药卫生、环境保护、城市建设等各个部门，从而使生态学成为举世瞩目的科学。联合国教科文组织号召要把生态学知识普及到每个人，做到家喻户晓。

二、生态学的研究内容和对象

1．生态学的研究内容

早期生态学是研究生物与环境之间相互关系的生物学分支，经典生态学研究的最低层次是有机体(个体)。随着生物学向宏观方向变化，生态学作为宏观生物学主要以个体、种群、群落等不同的生命体系为研究对象。现代生态学的研究重点在于生态系统中各组成成分之间，尤其是生物与环境、生物与生物之间的相互作用。因此，现代生态学的研究对象既不是生物，也不是环境，而是由生物与环境相互作用构成的整体一生态系统。其实，从生态学的研究内容可看出，无论是经典生态学研究生物与环境的关系，还是现代生态学研究生态系统结构和功能，都是研究一定实体(生态系统)内各层次、各要素的相互作用规律。当然，这个包含生命成分的实体有大有小，大到生物圈，小到一滴水；实体内的层次及组成要素也有简有繁，具体情况视研究目．的而定。

(1)个体生态学

个体生态学主要研究生物个体生长发育与环境之间的相互关系，即生物对环境的适应过程，生物体与环境间能量、物质的交换，数量与质量的动态关系，以及环境对生物的塑造作用。以确定某个生物种对生态因素的稳定性与趋向性的界限，探讨环境对有机体的形态、生理和行为的影响。就植物来说，是研究植物个体的发芽、生长、开花、结果、落叶、休眠等各个阶段的形态变化、生理变化反应与环境的关系，就动物而言，是研究动物个体的适应性、耐受性、食性、迁移、繁殖、生活史等。

不同的物种之间存在明显差异，但不管差异多大，不管是动物、植物还是微生物，它们都在一定的环境中生存，一方面生物种要从环境中获取其生活必须的物质资源以构建自身有机体，同时还要获得能量资源进行各种生命活动，其生存和活动时刻会受到自然环境的制约与影响；另一方面，生物又时刻对所处的环境产生各种反应，并影响环境。生物间差异及生殖隔离的产生、形状迥异的生物的形成正是生物对千变万化的环境适应的结果。由于环境的变动和一个种的分布区内环境的异质性，常常会引起物种形状的改变或分化。所以生物种是在生物界的漫长历史中进化产生的，是生物对环境异质性的适应的产物，它不能脱离其生存环境，每一物种多在自己的进化过程中形成了和环境一一对应的关系。个体生态学就是在个体水平层次上研究这种一一对应的关系。个体生态学是以生物个体及栖息地为研究对象，研究栖息地环境因子对生物的影响及生物对栖息地的适应和生态适应的形态、生理和生化机制。由于个体生态学涉及生物个体的生活及生物种的生存和进化，所以可定义个体生态学是研究生物个体发育、系统发育及其与环境关系的生态学分支。

(2)种群生态学

种群是组成同一种生物的不同个体在特定环境空间内的集群。因此，在一定地段上群落中的一个种的所有个体就是一个种群。在自然界中，种群是物种存在的基本单位，是生物群落或生态系统的基本组成部分。种群生态学主要是研究种群与环境之间相互关系。以阐明各个生物种群的存在条件和分布状况，在不同的群落生境中，各生物种群的存在方式、结构、增长等动态特征。研究的重点是种群的数量与结构在时空中的变化规律和调节机制。

例如种群有出生率、死亡率、增长率}有年龄结构和性比；有种内关系和空间分布格局等等。动物种群生态学在本世纪60年代以前是动物生态学的主流。

(3)群落生态学

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，相互依存而组成的统一的整体。群落生态学是研究群落与环境间的相互关系，揭示群落中各个种群的关系，群落的自我调节和演替等。

群落生态学的研究可以从植物群落、动物群落和微生物群落三个不同角度来研究。其中以植物群落研究得最多，也最深入。群落生态学的一些基本原理多是在植物群落研究中获得的。植物群落学主要研究植物群落的结构、功能、形成、发展及其与所处环境的相互关系。目前对植物群落的研究已形成比较完整的理论体系，在该学科发展的各个历史时期都有一些代表人物和代表著作。因为动物具有移动性，所以动物群落的研究较植物群落困难。但群落研究中涉及复杂的食物网，包括各个营养级及其相互作用，必须有更高营养级的消费者参加，有关生态锥体、营养级间能量传递效率等原理的发现，没有动物群落生态研究是不可能的。而形成群落结构和功能基础的物种间相互关系，诸如捕食、食草、竞争、寄生等许多重要生态学原理，多数也由动物群落研究开始。对近代群落生态学做出重要贡献的一些原理，如边缘效应、岛屿效应、中度干扰假说对形成群落结构的意义、竞争压力对物种多样性的影响等都与动物群落学的进展分不开。因此，最有成效的群落生态学研究，应该是动物、植物、微生物群落的有机结合。

(4)生态系统生态学

生态系统生态学以生态系统为研究对象。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一种稳定的自然系统。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。

生态系统的概念是英国学者坦斯利在1935年明确提出的。自从20世纪60年代以来，由于世界的人口、环境、资源等威胁人类生存的挑战性问题的出现，使得生态系统研究也逐渐发展成为生态学研究的主流。而生态学已从生物学中的一个分支学科上升到举世瞩目的地位，并发展成一门独立的生态科学。

(5)景观生态学

景观是以相似的形式在一定面积上重复出现的具相互作用的生态系统的聚合所组成的区域，是反映内陆地形、地貌或景色(如草原、森林、山脉和湖泊等)的图像。景观生态学就是研究一定区域景观单元的类型组成、空间格局及其与生态学过程相互作用规律的生态学分支。景观结构包括组成景观的要素(地形、水文、地质、气候、土壤、植被和动物)和组分(森林、草地、农田、果园、水体、聚落和道路)的种类、大小、形状、轮廓、数目和它们的空间配置。景观结构及其变化对生态过程有不同程度的影响，包括要素和组分间的相互作用，能量、物质和生物有机体在组分间的流动等。

景观生态学的研究，通常是在各种图上进行的，其结果也包括各种各样的图。它最主要的数据收集途径是使用航空相片、卫星相片和其他遥感技术配合野外抽样调查以取得所需要的更详细的信息。景观生态学的许多研究内容需借助3S技术，即Rs(遥感技术)、GIS(地理信息系统)、GPS(全球定位系统)。对于已经取得的数据可以进行多种分析，其中空间格局分析是景观生态学研究中最常用的方法之一。

(6)全球生态学

人类已经进入了21世纪，就人类在地球上持续生存而言，这是一个关键的世纪。近几个世纪人类对地球面貌改变的速度急剧增加，它一方面给人类创造了前所未有的发达的社会文明，包括物质文明和精神文明，使我们这一代人具有很高的生活水准；但另一方面，也给人类带来了一系列对于社会持续发展的问题，如人口、资源、环境等。这些问题的解决要求现

代生态学家从全球尺度上研究生态学现象，以保证人类社会得以持续发展。正如一些科学家所指出的，21世纪的人类是历史上能以高度发展的现代技术和工具，从全球规模研究生态学，即全球生态学的一代人；同时也可能是具有此种机会对地球变化方向做出重要影响的最后一代人。

当前人们最为关注的全球变化主要有四个方面：

第一，大尺度大气一海洋系统对于生态系统的全球影响；

第二，土地利用和景观变化对于生物多样性的影响；

第三，人类活动通过人工固氮对于全球尺度氮循环的影响；

第四，人类活动通过增加大气二氧化碳对于全球温度的影响。

进行全球尺度生态学研究除了要有新的研究工具和途径外，最为重要的可能还是科学文明的改变，这涉及的是科学家本身的精神文明。这就是说，为了有效地进行全球变化这样复杂的课题，科学家必须充分意识到各种学科的价值，并且能在多学科的队伍中进行有效地合作研究。大尺度的全球变化研究也要求建立国际的合作队伍。

个体生态学、种群生态学和群落生态学基本上只研究生态的自然属性和动物生态的某些社会特征，属于传统生态学。但由于生态具有自然、社会和经济的三重性，因此生态学必然要走上以区域生态和全球生态为核心的现代生态学的轨道。

以上从纵的方面概述生态学研究内容，从横向方面来概括，生态学研究以下内容：

第一，生态系统中的个体、种、种群、群落及整个生态系统的生态学，研究这些不同级别水平的结构、动态的特征或规律，彼此问的关系及调控，如种的分布、种的数量变动、种的行为、种的进化、种际关系，以寻找生态系统中种群的适应结构，并采用生态技术控制有害种群的发生和蔓延，合理开发利用生物资源，保护物种多样性。

第二，自然及人工生态系统生产力的研究，以提高光合作用强度及不同营养水平生物产品的经济效益，以充分发挥生物圈的潜力来适应不断增长的人口生存的需求。

第三，能源和环境方面，寻找新的替代能源，运用生态工程，监测和综合治理环境污染，解决发展和保护之间的矛盾。

第四，人类在生态系统中的作用以及协调人与自然的复杂关系，以改善人类生态环境，寻求全球持续发展的途径。

第五，不断探索生态学研究方法，联合自然科学及社会科学多种学科，以生态学为桥梁，吸收数学、物理、化学的新方法，运用计算机、遥感、系统分析等近代技术，使得对生态系统的研究逐渐由描述性、实验性转向解析性、综合性，从简单的描述回归模型发展到较大的动力学模型，分析表达复杂系统中各组分的定量关系，宏观与微观结合，为宏观决策提出科学依据和手段。

2．生态学的研究对象

生态学的研究内容多、范围广，似乎包罗万象，甚至有人认为生态学没有任何特殊研究对象。事实上，生态学的每一个具体问题都有自身特殊的研究对象，这个对象即是“生态系统”。生态学有许多不同的研究领域，要么集中于特定的区域，要么利用一定的方法解决特定的问题，但相对每一个研究领域或问题都有其明确的界定，这个特定的区域就是生态系统，特定问题也是一定生态系统内的问题。因此，生态学的研究对象是一定的生_态系统。

从前面生态学的定义以及拓展变化可以看出生态学研究内容的复杂性。早期生态学是研究生物与环境相互关系的生物学分支，经典生态学研究的最低层次是有机体(个体)，随着生物学向宏观方向的变化，生态学作为宏观生物学主要以个体、种群、群落等宏观方向不同等级的生命体系为研究对象。现代生态学研究的重点在于生态系统和生物圈内各组织层次中组

成成分之间，尤其是生物与环境、生物与生物之间的相互作用。因此，现代生态学的研究对象既不是生物，也不是环境，而是由生物与环境相互作用构成的整体——生态系统。

3．生态学的分支学科

随着生态学的发展，生态学的研究领域、研究范围及研究内容都在不断扩大，已形成了庞大的学科体系。

(1)根据组织层次分类

按研究对象的生物组织水平可分为：个体生态学、种群落生态学、群落生态学、生态系统生态学、景观生态学、区域生态学和全球生态学。

(2)根据生物类群分类

按生物分类类群划分有：普通生态学、动物生态学、植物生态学和微生物生态学；还有更具体的生物类群，如昆虫生态学、鱼类生态学、鸟类生态学和兽类生态学等；此外，还有独立的人类生态学。

(3)根据生境类型分类

按生物栖息场所及生境类型划分有：陆地生态学和水域生态学。陆地生态学又包括森林生态学、草原生态学和沙漠生态学等；水域生态学包括海洋生态学、淡水生态学和河口生态学。更具体的划分有：热带生态学、湿地生态学和山地生态学等。

(4)根据研究方法分类

按研究方法划分有：野外生态学、实验生态学和理论生态学等。

(5)根据交叉学科分类

按生态学与其他科学的交叉划分有：生理生态学、进化生态学、分子生态学、数学生态学、化学生态学、能量生态学和地理生态学等。

(6)根据应用领域分类

按应用领域划分有：农田生态学、农业生态学、家畜生态学、渔业生态学、森林生态学、草地生态学、污染生态学、自然资源生态学、城市生态学、生态经济学、恢复生态学、生态工程学、景观生态学、炎类生态学和生态伦理学等。

第二节生态学的发展简史及发展趋势

生态学的形成和发展经历了一个漫长的历史过程，而且是多元起源的。大致概括为四个阶段：生态学的萌芽时期、生态学的建立时期、生态学的巩固时期和现代生态学时期。生态学的发展与人类的实践密切相关，是人们在实践活动基础上发展起来的。

生态学的萌芽时期(公元l6世纪前)

公元l6世纪以前，虽然还没有生态学一词，但生态学思想及生态知识的应用却是由来已久，可以说有了人类社会就有了粗浅的生态学知识。在人类文明的早期，人们多依附于自然，为了生存，就必须不断地观察与认识赖以果腹的动、植物的习性以及周围世界的自然现象，以便能有效地进行狩猎、捕捞、寻觅理想的栖息地。当人类制造了工具并经营农、牧业时，就更注意某些动物、植物和它们与其生存环境之间的关系，并在此基础上对它们加以驯化。在人与自然长期的交往及人类生产实践过程中，人类已经积累了丰富的生态学知识，并不时地进行了记录，在一些中外古籍中，已有不少生态学知识的记载。早在公元前l200年，我国《尔雅》一书中就有草、木两章，记载了l76种木本植物和50多种草本植物的形态与生态环境。我国古籍《管子。地员篇》曾详细记载了江淮平原上沼泽植物沿水分梯度的带状分布与水文土质环境的生态关系。公元前一二百年的秦汉时期，我国农历确立的24节气反映了作物、昆虫等物候现象与气候之间的关系。南北朝陶宏景在《名医别录》中记载了细腰蜂在螟蛉幼虫体内的卵寄生现象。明代李时珍所著《本草纲目》中，描述了药用动植物生态

习性与生态环境的关系。清代陈溟子著《花镜》中有“生草木之天地既殊，则草木之性焉得不异?”的记载，提出了植物特性因环境而变化的论点。在国外，公元前450年亚里士多德(Arist.tle)不仅描述了动物不同类型的栖息地，还按动物生活环境的类型把动物分为水栖和陆栖，按食性分为肉食、草食、杂食及特殊四类。他的学生提奥弗拉斯特(Theo-phrastus)也注意到植物与环境的关系，并注意到动物色彩的变化对环境的适应，因此，被认为是有史以来的一位重要生态学家。

二、生态学的建立时期(公元l7世纪至19世纪末)

从17世纪Haeckel首次提出生态学这一学科名词，到19世纪末称之为生态学的建立阶段。在这个阶段，生态学发展的特点是科学家分别从个体和群体两个方面研究生物与环境的相互关系。著名化学家R·Boyle在1670年发表了低气压对动物效应的试验，研究了低气压对小白鼠、猫、鸟、蛙和无脊椎动物的影响，标志着动物生理生态学的开端。1735年法国昆虫学家雷米尔发现，就一个物种而言，日平均气温总和对任一物候期都是一个常数，这一发现被认为是研究积温与昆虫发育生理的先驱。1855年，Al·de Cad011e将积温的概念引人植物生态学，为现代积温理论打下基础。德国植物学家c·L．wiliden。w于1792年在《草学基础》一书中，详细讨论了气候、水分与高山深谷对植物分布的影响，他的学生A·Humbolt 发扬了其老师的思想，于1807年出版《植物地理学知识》一书，提出“植物群落”、“外貌”等概念，揭示了植物分布与气候条件的相关关系，并指出“等温线，，对植物分布的意义，分析了环境条件与植物形态的关系，创立了植物地理学。

进入l9世纪之后，生态学得到很快发展并日趋成熟。l859年达尔文的《物种起源》问世，促进了生物与环境关系的研究，使不少生物学家开展了环境诱导生态变异的实验生态学工作。1866年Haeckel提出ecology一词，并首次提出了生态学定义。1895年丹麦瓦尔明(Warming)著《植物生态学》,1898年德国生态学家辛伯尔(Schimper)著《以生理学为基础的植物地理学》，这两本书全面总结l9世纪末叶之前生态学的研究成就，被公认为生态学的经典著作，标志着生态学作为一门生物学的分支科学的诞生。

三、生态学的巩固时期(20世纪初至20世纪50年代)

这个时期是20世纪初到20世纪50年代。20世纪初动植物生态学并行发展，出版了不少生态学著作与教科书。在动物生态学方面，关于生理生态学、动物行为学和动物群落学等研究有了较大的进度。在此期间出版的有关著作有Jerinings发表的《无脊椎动物的行为》；美国生态学家谢尔福德(V·E·shelford)的《温带美洲的动物群落》等。在植物生态学方面，继瓦尔明与辛伯尔之后，在生理生态与群落生态方面出现了大量著作。G．KIebs发表的《随人意的植物发育的改变》；美国H．C．cowels发表的《生态学》；F·E．Chements发表的《生态学及生理学》；美国F．E．CIements发表的《植被的结构与发展》；英国A．G．Tansley 发表的《英国的植被类型》等。

20世纪20年代到50年代，生态学得到进一步巩固与发展。在动物生态学方面，开始了种群研究，并将统计学引入生态学。英国生态学家A．J．Lotka提出了有关种群增大的数学模型。出版的动物生态学教本与专著有：美国生态学家R．N．Chapman的《动物生态学》；

C.Elton的《动物生态学》；V·E.shelford的《实验室及野外生态学》等。l949 年，W．C．Allee 等合著的《动物生态学原理》出版，被认为是动物生态学进入成熟期的重要标志之一。植物生态学在这一时期也得到重要发展，出版的专著有：瑞典Du Rietz的《近代植物社会学方法论基础》；法国Braun-Blanguet的《植物社会学》；英国A.G．Tansley的《实用植物生态学》；美国F．E．Clements的《植物的演替》及F．E．Clements与J．E．Weaver合著的《植物生态学》等。

植物生态学的成熟要比动物生态学早半个世纪，并且自19世纪初到中叶，植物生态学和动物生态学是平行和相对独立发展的时期。植物生态学以植物群落学研究为主流，动物生态学则以种群生态学为主流。由于各地自然条件、植物区系、植被性质及开发利用程度的差异，使植物生态学在研究方法、研究重点上各地有所不同，在这时期形成了几个著名的生态学派，主要有：

1．英美学派

以美国的F．E．Clements和英国的A．G．Tansley为代表。以研究植物群落的演替和创建顶级学说而著名。

2．法瑞学派

以法国的J．Braun-Blanquet和瑞士的E．Rubel为代表。他们以特征种和区别种划分群落类型，称为群丛，并建立了比较严格的植被等级分类系统，完成了大量的植被图，在各学派中影响最大。

3．北欧学派

以瑞典的Du．Rietz为代表，以注重群落分析为特点。1935年与法瑞学派合流后，被称为大陆学派。

4．前苏联学派

以B．H．CyxaaeB为代表。他们注重建群种与优势种，建立了一个植被等级分类系统，并重视植被生态与植被地理工作。

此外，这一时期英、美等国还相继成立了生态学会，英国生态学会于l913年创建，美国生态学会于l916年创建；创办的一些生态学刊物有《Journal of Ecology》、《Ecology》、《Ecological Monographs》及《Journal of Animal Ecology》。

动物生态学在本世纪60年代以前的主流是动物种群生态学，尤其是关于种群调节和种群增长的数学模型研究。50年代在美国冷泉港会议上进行了有关种群调节的大论战。生物学派的代表人物有澳大利亚的Nicholson和英国的Lack等；而气候学派的代表是澳大利亚的Andrewartha和Birch；此外，也有折衷的，如Milne等。种群增长模型研究，有Pearl再度提出Verhulst的逻辑斯谛模型，到融a-Voherra的竞争和捕食模型，Gause的实验种群研究。此外，在本世纪60年代以前，植物的生理生态、动物的生理生态或实验生态，动物群落、动物行为、湖泊的生产力和能量收支等方面也都有重要的发展。

四、现代生态学时期(20世纪60年代至现在)

1935年，英美学派的代表人物，英国植物生态学家坦斯利(A．G．Tansley)首先提出生态系统的概念，认为生物与环境之间形成了一个不可分割的相互关联和相互影响的整体，并于1939年提出了“生态平衡”的概念。l942年前苏联苏卡切夫院士提出类似的名词“生物地理群落”。随后，美国年轻的生态学家林德曼(R．L．Lindeman)在明尼苏达湖做了大量的工作，提出生态系统生物按营养水平分级的方法，对Ehon营养级之间能量流动形成能量金字塔以及Peatsall进行的生物量、现存量的研究等重要概念都进行了新的发展。．受二战时期系统科学、系统理论发展的影响，形成了生态系统生态学，经过欧德姆兄弟的加工、宣传，生态系统的理论更加完整、充实，尤其进入20世纪60年代以后，为广大生态学家所接受，生态学研究发生了质的飞跃，开创了新的生态学时期。

这时期，由于科学技术的飞速发展，生产力得到不断的提高，人类对生物圈的影响和干扰不断加强，人类与环境之间的矛盾日益突出，全世界面临着人口爆炸、资源短缺、能源危机、粮食不足和环境污染等五大问题的挑战。人们在寻求这些问题发生的原因及解决办法的过程中，认识到生态学对创造和保持人类高度文明的重要作用。这促使生态学研究与环境系统及

生产应用相广泛结合，形成了海洋生态学、土壤生态学、湖泊生态学、农业生态学、农田生态学、草原生态学及森林生态学等。生态学的原理和方法，更广泛地得到了应用，出现了更多的分支和边缘学科，充分体现了生态学的社会属性。生态学成为人人都知道的词句，国际上出现了空前的跨越国界和学科的联合。l965年，联合国教科文组织制定了“国际生物学研究计划”(IBP)，研究地球生命与环境系统及其基本过程；1970年，该组织又制定出“人与生物圈计划”(MAB)，建立大协作，开展全球性生态系统的研究；l972年6月，在瑞典首都斯德哥尔摩举行了有ll3个国家参加的第一次人类环境会议，探讨全球环境保护的战略，发表了《人类环境宣言》，会议呼吁“只有一个地球”，宣告为了这一代和将来的世世代代，保护和改善人类环境已经成为摆在人类面前的一个紧迫任务；l992年在巴西里约热内卢召开的有183个国家参加的“联合国环境与发展大会”，从生态学角度出发，提出了“可持续发展”的理论……。这一切表明，20世纪60年代以来，生态学已发展成为国际上最活跃的前沿学科之一。

同时，生态学作用的发挥引起社会上广泛的兴趣与关注，现在不少国家都提倡全民的生态意识，报刊、杂志上讨论生态学的事例与日俱增，研究领域也日益扩大，不再限于生物学，而且渗透到地学、经济学以及农、林、牧、渔、医药卫生、环境保护及建筑等各个部门，不仅在自然科学，而且渗透到社会科学，成为联系自然科学和社会科学的桥梁，从而使生态学成为举世瞩目的学科。

随着生态学的发展，现代生态学已形成了明显的特点及发展趋势：

1．系统理论在生态学中广泛应用，生态系统生态学研究成为生态学发展的主流，系统分析方法成为生态学的方法论基础。

2．现代生态学向宏观和微观两极发展，宏观方向发展到全球生态学，成为主流；微观方向发展到分子生态学，其成果同样重大不容忽视。

3．应用生态学迅速发展；生态学不再仅是一门解释自然的科学，而成为改造自然的武器。如生态学与环境问题研究结合促进了污染生态学、保护生态学、生态毒理学和恢复生态学等学科的发展。与社会科学、经济学等结合，相继出现了生态伦理、生态经济、生态工程、生态技术、生态建设和生态管理等概念。

4．传统生态学的定量化进一步发展，在系统生态学发展的同时，传统生态学由定性描述发展到定量研究。

五、我国生态学的研究与发展

我国生态学发展的历史较长。我国古代劳动人民在长期的生产和生活实践中就积累了丰富的生态学知识和实践，运用因时因地的原理、生物多样性的原理及食物链原理等，阐述了因地制宜、因时制宜和合理搭配种群、多层次利用资源等综合措施来维持生态系统平衡的道理，并将其运用于农业实践。

到近代，我国生态学研究起步较晚，l949年以前我国只有少数的学者在植物地理、个体生态和群落生态方面作点零星的工作，l949年以后陆续进行了一些较大规模的生物考察。l972年，我国参加人与生物圈计划(MAB)的国际协调理事会并当选为理事国，l978年以后，正式建立了我国的“人与生物圈”研究委员会，并陆续在长白山温带森林区、内蒙锡林廓勒草原区、新疆荒漠区和青海高寒草原区建立生态学系统研究站，组织多学科、采用新方法对森林、草原、荒漠等生态系统的结构、功能、生产力、能量及物质循环开展综合研究。

目前，我国生态学理论研究，取得了一些国内外瞩目的成果，在生态学的许多应用学科领域，如农田生态学、农业生态学、植物生态学等，先后出版了多部生态学著作；污染生态学、资源生态学、城市生态学以及生态系统工程学等，在我国都获得了较快的发展。

在研究内容方面，我国仍以生理生态、种群生态群落和生态系统生态学研究作为生态学研究的基础和核心，着重研究生态系统的功能及其调控，尤其寻找大系统研究的方法论，包括遥感信息、模型仿真和动态预测等；群落生态学着重在实验群落学和群落组织的机理研究，动物种群生态学着重种群动态的机理研究同时建立植物种群生态学；个体生态学着重于逆境中动植物适应性的微形态、生理和生化机制研究。

随着人口的增长和人类生活标准的提高，为保护生物圈环境和防止资源的衰退，要求建立一个可持续生物圈和各种可持续生态系统，尤其是根据自然一经济一社会复合生态系统观点来发展生态学、经济学和社会科学相结合的交叉学科和多学科研究，以探讨可持续发展的机理和综合调控途径。

第三节生态学的研究方法

一、生态学的研究思想及观点

由于生态学研究的“关系”是一个哲学命题，其方法论的许多原理与哲学思想中整体与部分、事物相互间普遍关联等辩证唯物论有关，这使生态学的研究方法，特别是系统生态学的研究体现了以下几个观点。

1．层次观

层次结构理论认为客观世界的结构是有层次性的。任何系统都是其他系统的亚系统，同时它本身又是由许多亚系统组成的。我们的世界就是从由原子颗粒到宇宙这样一系列按层次排列的相互作用的系统组织而成的。不同层次的顺序排列，在理论上就跟一个辐射光谱一样，可以向两头无限伸展。通常所说的由基因到个体再到生物圈的“生物学谱”，就是生物世界这种层次结构的反映。

层次系统是按照系统各要素特点、联系方式、功能的共性、尺度大小以及能量变化范围等多方面特点划分的等级体系。生物圈是最大的生态系统，是个多层次的独立体系，一般可分为十一个层级。

即全球(生物圈)、区域、景观、生态系统、群落、种群、个体、组织、细胞、基因和分子。

层次结构理论为我们对自然界进行综合性研究，提供了有用的指导原则。注意事物的层次性，一件事物在整个层次结构中的位置及其与其他事物的联系，才可能取得对问题的更全面认识。虽然每一生命层次都有各自的结构和功能特征，但高级层次的结构功能及运动规律，从低级层次的结构和功能是由构成它的低级层次发展而来的。因此，研究高级层次的宏观现象需了解低级层次的结构功能动态中可以得到对高级层次宏观现象及其规律的深入理解。对低层次的运动来讲，其生物学意义也只有以较高的层次为背景，才能看得更清楚。在生态学研究中，分析不同层次构成的谱系称为层次分析方法。

2．整体观

生态学的一个基本的观点就是强调整体性和综合性。整体性观点是生态学区别于其他许多学科的基本观点。一般来说，科学研究需要由整体到部分的还原方法和从部分到整体的综合方法这两者的结合，但由于长期以来，存在着还原有余而综合不足的倾向，尤其是要解决目前全人类面临的能源、环境等生存危机，所以生态学特别强调整体性和综合性的研究，该观点的意义还在于，尽管人类文明取得了巨大的科技进步，但人仍然离不开对自然环境的依赖，仍然是世界生态系统这一整体的一部分。

每一高级层次都有其下级层次所不具有的某些整体特性。这些特性不是低级层次单元特性的简单迭加，而是在低级层次单元以特定方式组建在一起时产生的新特性。整体论要求始终把不同层次的研究对象作为一个生态整体来对待，注意其整体特征。

3．系统观

系统观与层次观和整体观是不可分的。生物的不同层次，既是一个生态整体，也同样是一个系统，均可用系统观进行研究。系统分析的方法既区分出系统的各要素，研究它们的相互关系和动态变化，同时又综合各组分的行为，探讨系统的整体表现。系统研究，还必须探讨各组分间作用与反馈的调控，以指导实际系统的科学管理。

4．综合观

作为自然科学的生态学在其早期的研究过程中就显示了宏大的综合特征，随着生态学的发展，其综合性显示出越来越大的优势。综合观面I临的是“问题”和“对象”，而不局限于一定的学科界限，单一学科常受自身学科的定界限制(包括研究手段、方法和思维方式)。生态学既包含了许多科学的内容，又与一些基础学科如遗传学、进化论、生理学和行为学等相互交叉，同时还大量地利用了物理学、化学、生理学和气象学等多个学科的研究方法和测量技术。现代生态学家们还广泛地吸收了系统论、控制论、信息论、协同论、突变论及耗散结构的新概念和新方法，深入地研究了生态系统的结构和功能。

5．协同进化观

各种生命层次及各层次的整体特性和系统功能都是生物与环境长期协同进化的产物。协同进化是普遍的现象。例如：捕食者一被捕食者之问的对抗特性与行为的协同发展；寄生一共生转化的协同适应；生物一环境，植物、高等动物被动与主动的对环境的改造。协同进化的观点应是生态学研究全过程中的一个指导原则。

6：新生特性原则

当低层次的单元结合在一起组成一个较高层次的功能性整体时，总会有一些在低层次从未有过的新生特性产生。

二、研究方法

由于生态学的研究内容和范围非常广泛，同时近代生态学的发展主要是与其他科学相互渗透，使得生态学研究方法变得十分复杂。在长期发展中生态学形成了自己完整的研究方法，其主要研究途径可归纳成以下几方面。

1．野外调查研究

野外调查研究是指在自然界原生境对生物与环境关系进行考察。包括野外考察、定位长期观测和原地实验等不同方法。

(1)野外考察

野外考察是考察特定种群或群落与自然地理环境的空间分异的关系。首先有一个划定生境边界的问题，然后在确定的种群或群落生存活动空间范围内，进行种群行为或群落结构与生境各种条件相互作用的观察记录。

野外考察种群或群落的特征和计测生境的环境条件，不可能在原地内进行普遍的观测，只能通过适合于各类生物的规范化抽样调查方法。如动物种群调查中取样方法有样方法、标记重捕法、去除取样法等。植物种群和群落调查中的取样法有样方法、无样地取样法、相邻格子取样法等。样地或样本的大小、数量和空间配置，都要符合统计学原理，保证得到的数据能反映总体特征。

(2)定位观测

定位观测是考察某个体、种群、群落或生态系统的结构和功能与其环境关系在时间上变化。定位观测先要设立一块可供长期观测的固定样地，样地必须能反映所研究的种群或群落及其生境的整体特征。定位观测时间，决定于研究对象和目的。若是观测微生物种群，只需要几天的时间即可，若观测群落演替，则需要几年、十几年、几十年甚至上百年的时间。 (3)原地实验

原地实验是在自然条件下采取某些措施获得有关某个因素的变化对种群或群落及其他因素的影响。例如，在野外森林、草地群落中，认为去除其或引进某个种群，观测该种群对群落和生境的影响；在自然保护区，人为地对森林进行疏伐，以观测某些阳性珍稀濒危植物物种的生长。

2．实验室研究

实验室研究包括控制实验和实验室分析。生态学的许多研究需要在实验室条件下进行控制实验，如个体生态学研究中，研究生态因子对生物代谢过程的影响等。控制实验是模拟自然生态系统中单项或多项因子相互作用，及其对生物影响的方法。如昆虫种群研究中，考察环境因子对种群消长影响的实验就是最普通的控制实验；“微宇宙”模拟系统是在人工气候室或人工水族箱中建立自然生态系统的模拟系统等。除一般生物学、生理学和毒理学研究方法外，还要结合化学、物理学，尤其是分析化学、仪器分析、物理仪器和放射性同位素测定等方法进行实验室分析。

3．模型模拟研究

模型模拟研究主要通过系统分析来研究生态系统，是把研究对象视为系统的一种研究和解决问题的方法。系统分析除了继续依赖经验、实物模型等手段以外，越来越多地借助于数学和计算机作为工具。因此，系统分析又更多地是指有步骤地收集系统信息，通过建立与系统结构、功能有关的数学模型，利用计算机对信息进行整理、加工、综合，从而能解释与研究对象有关的现象，对系统的行为和发展作出评价和预测，并对系统作出适当调控的一种方法。数学模型与计算机模拟已广泛应用于

一、选择题

1．生态学是研究。 ( )

A．水分与环境之间相互关系的科学

B．生物与环境之间相互关系的科学

C．环境与环境之间相互关系的科学

D．气候与环境之间相互关系的科学

2．生态学作为一个学科名词是首先提出来的。 ( ) A．德国人

B．英国人

C．美国人

D．日本人

3．现代生态学的研究对象是。 ( )

A．生物

B．环境

C．生态系统

D．生物圈

4．现代生态学的研究重点是。 ( )

A．种群

B．群落

C．生态系统

D．个体

5．生态学研究的最低层次是。 ( )

A．个体

B．种群

C．群落

D．生态系统

6．现代生态学的特点是。 ( )

A．个体生态学

B．种群生态学

C．群落生态学

D．系统生态学

7．物种是由联系起来的个体的集合。 ( )

A．外在因素

B．内在因素

C．环境

D．地理区域

8．个体生态学就是在层次上研究生物与环境的一一对应关系。( )

A．个体水平

B．种群水平

C．群落水平

D．生态系统水平

9．研究生物个体发育、系统发育及其与环境关系的生态学分支称为。( )

A．个体生态学

B．种群生态学

C．群落生态学

D．景观生态学

10．生态系统这个概念最早是由英国生态学家提出的。 ( ) A．坦斯利

B．高斯

C．温·爱德华

D．克利斯琴

11．生态系统主要是。 ( )

A．分类学上的单位

B．功能上的单位

C．结构上的单位

D．形态学上的单位

12．达尔文《物种起源》发表于生态学发展的。 ( ) A．萌芽时期

B．建立时期

C．巩固时期

D．现代生态学时期

二、填空题

1．生态学又称之为。

2．生态学是研究生物与——之间相互关系的科学。

3．美国生态学家欧德姆认为生态学是研究生态系统的和的科学。 4．生态学一词是由首先提出来的。

5．在现代生态学发展中，生态学发展的主流是。

6．按研究方法划分，生态学可分为、和等。

7．生物种群上一层次的生物组织层次是。

8．生态学的研究方法主要包括、、和。

三、简答题

1．简述生态学的含义及变化。

2．简述生态学的分支学科。

3．简述生态学的发展历程。

4．简述生态学的基本视角。

5．简述生态学的研究方法。

四、论述题

试述现代生态学的发展趋势。

一、选择题

1．B 2．A 3．C 4．C 5．A 6．D 7．B 8．A 9．A

10．A ll．B l2．B

二、填空题

1．环境生物学

2．环境

3．结构功能

4．海克尔

5．生态系统生态学

6．野外生态学实验生态学理论生态学

7．生物群落

8．野外调查研究实验室研究系统分析和模型

三、简答题

1．生态学的经典定义是研究生物与环境相互关系的科学，生态学定义的发展代表了生态学的不同发展阶段，强调了不同的生态学分支和领域。有关生态学定义的差别主要是关于居住对象“生物”、居住地“环境”以及两者关系的内容有所不同。不同发展阶段生态学定义也不断发展，生态系统生态学时期定义为：研究生态系统结构与功能的科学；现代强调人类生态学，定义生态学为：研究生物及人类生存条件、生物及其群体与环境相互作用的过程及其规律的科学。

2．按研究对象的生物组织水平可分为个体生态学、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学、景观生态学、区域生态学和全球生态学；按生物分类类群划分有普通生态学、动物生态学、植物生态学和微生物生态学等；按生境类型划分有陆地生态学和水域生态学等；按研究方法划分有野外生态学、实验生态学和理论生态学等；按生态学与其他科学的交叉划

分有生理生态学、分子生态学、数学生态学和化学生态学等；按应用领域划分有农田生态学、农业生态学、渔业生态学、森林生态学、景观生态学、人类生态学和生态伦理学等。

3．生态学的发展可概括为四个时期，即生态学的萌芽时期、生态学的建立时期、生态学的巩固时期、现代生态学时期。从大约公元前2000年到l7世纪海克尔首次提出生态学名词为生态学的萌芽时期；从生态学名词提出到19世纪末称之为生态学建立时期；20世纪l0—30年代为生态学的巩固时期；l935年坦斯利提出生态系统的概念后生态学进入现代生态学时期。

4．生态方法论的许多原理与哲学思想中整体与部分、事物相互间普遍关联等辩证唯物论有关，这使生态学的研究方法，特别是系统生态学研究体现了以下几个观点：

(1)层次观。认为任何系统都是其他系统的亚系统，同时它本身又是由许多亚系统组成的。生命物质有从大分子到细胞、器官、机体、种群和群落等不同的结构层次。生态学研究机体以上的宏观层次。虽然每一生命层次都有各自的结构和功能特征，但高级层次的结构和功能是由构成它的低级层次发展而来的。

(2)整体观。生态系统是由不同的生物有机体和无机环境要素构成的整体，系统各要素相互联系、相互影响，分工合作，共同完成系统整体功能。

(3)系统观。系统研究，必须探讨各组分间、各层次间作用与反馈的调控，以指导实际系统的科学管理。

(4)综合观。生态学与一些基础学科如遗传学、进化论、生理学和行为学等相互交叉，同时还大量地利用了物理学、化学、生理学和气象学等多个学科的研究方法和测量技术。现代生态学家们还广泛地吸收了系统论、控制论、信息论、协同论、突变论及耗散结构的新概念和新方法，深入地研究生态系统的结构和功能。

(5)进化观。进化观认为各生命层次及各层次的整体特性和系统功能都是生物与生物、生物与环境长期协同进化的产物，协同进化是生态系统普遍存在的现象。

(6)新生特性原则。当低层次的单元结合在一起组成一个较高层次的功能性整体时，总会有一些在低层次从未有过的新生的特性产生。

5．生态学的研究方法可归纳为野外调查研究、实验室研究、系统分析和模型等三方面。野外调查研究是对难以或无法在实验室内进行的生态现象、生态过程的实地考察；实验室研究包括控制实验和实验室分析，控制实验是模拟自然生态系统中单项或多项因子相互作用及其对生物影响的方法；系统分析和模型是把研究对象视为系统，用各种模型，包括数学模型研究和解决问题的方法。

四、论述题

随着生态学的发展，现代生态学已形成了明显的特点及发展趋势。

(1)系统理论在生态学中广泛应用，生态系统生态学研究成为生态学发展的主流，系统分析方法成为生态学的方法论基础。

(2)现代生态学向宏观和微观两极发展，宏观方向发展到全球生态学，成为主流；微观方向发展到分子生态学，其成果同样重大不容忽视。

(3)应用生态学迅速发展，生态学不再仅是一门解释自然的科学，而成为改造自然的武器。并与社会科学、经济学等结合，相继出现了生态经济学、生态工程、生态技术、生态建设和生态管理等应用生态学领域。

(4)传统生态学的定量化进一步发展，在系统生态学发展的同时，传统生态学由定性描述发展到定量研究。

文章来源：https://www.360docs.net/doc/ea16563076.html,/p/ck.html