生态学的研究方法

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生态学的研究方法

生态学的研究方法

生态学的研究方法
生态学是研究生物和环境之间相互作用关系的一门学科。

为了深入了解这些关系,生态学研究采用了多种不同的方法。

1. 野外实验
野外实验是生态学研究中最常用的方法之一。

这种方法通常涉及到在自然环境中进行实验,研究生物和环境之间的相互作用。

野外实验的优点在于它可以捕捉到真实的生态环境,从而提供更精确的数据。

2. 实验室实验
实验室实验是另一种生态学研究方法。

这种方法通常是在控制环境条件下进行的,研究生物和环境之间的相互作用。

实验室实验的优点在于它可以更好地控制实验条件,从而提供更准确的数据。

3. 观察研究
观察研究是生态学研究中最基本的方法之一。

这种方法通常涉及到观察自然环境中的生物和环境之间的相互作用。

观察研究的优点在于它可以提供大量的数据,从而让研究人员更好地了解生态系统的运作。

4. 模型研究
模型研究是另一种生态学研究方法。

这种方法通常是使用计算机模型来模拟生态系统中生物和环境之间的相互作用。

模型研究的优点在于它可以提供大量的数据,从而让研究人员更好地了解生态系统的运作,同时还可以控制实验条件。

总之,生态学研究方法的选择将取决于研究的问题和研究人员的目标。

了解这些方法的不同优缺点,可以帮助研究人员选择最适合他们的方法,从而更好地理解生态系统的运作。

生态学复习资料

生态学复习资料

基础生态学复习资料一、填空1.生态学的基本研究方法:原地观测、受控实验、生态学的综合方法。

2.原地观测包括:野外考察、定位长期观测、原地实验。

3.生态学的综合方法包括:资料的归纳和分析、生态学的数值分类和排序、生态模型和模拟。

4.间接作用是通过影响直接因子而间接影响生物。

5.最适温度、最低温度和最高温度合称为三基点温度。

6.种群是物种存在的基本单位,也是也是生物群落的基本组成单位。

7.自然种群的基本特征:空间特征——即种群具有一定的分布区域;数量特征——每单位面积(或空间)上的个体数量(即密度)是随时间而变动的;遗传特征——种群具有一定的基因组成,是一个基因库,以区别于其它物种,但种群中的个体在遗传上有变异。

8.绝对密度调查方法:总数量调查法、取样调查法(样方法)、标志重捕法、去除取样法。

(具体计算书P67)9.成群分布是最常见的内分布型,其形成原因有:①资源分布不均匀;②植物种子传播方式以母株为扩散中心;③动物的集群行为。

10.初级种群参数包括:出生率、死亡率、迁入和迁出。

11.次级种群参数包括:性比、年龄结构和种群增长比。

12.年龄椎体三种类型:书P70、PPT第三章33.13.种群增长模型:自己看。

复杂难得整理。

14.内源性自动调节学说:书P88。

15.生活史的关键组分包括:身体大小、生长率、繁殖和寿命。

16.r选择和K选择:书P106、PPT三104(重点)书P109CSR17.主要的种间关系包括:竞争、捕食、寄生、共生等。

——4个空或(种间竞争、捕食、寄生与共生、协同进化、附生)——5个空18.种内竞争的类型:负竞争、分摊竞争、争夺竞争。

19.动物的竞争方式:竞争食物、竞争配偶、雌性个体竞争产卵或育幼场所。

20.生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性3个层次。

21.影响群落组成和结构的因素:生物因素、干扰、空间异质性、岛屿。

22.按演替的时间可分为快速演替、世纪演替、长期演替。

生态学研究方法知识点总结

生态学研究方法知识点总结

生态学研究方法知识点总结生态学研究方法知识点概括第一章绪论1.生态学研究的基本方法:①原地观测②受控实验③生态学研究方法分析2.原地观测的内容:①野外考察②定位观测③原地实验3.生态学综合研究的研究方法:①资料的归纳和分析②生态学的数值和排序③生态学的数学模型和仿真4.生态学研究的基本指导思想:①层次观②整体论③系统学说④协同进化5.生态学研究的组织层次基因—细胞—器官—个体—种群—群落6.名解:受控实验:是在模拟自然生态系统的受控生态实验系统中,研究单项或多项因子与相互作用及其对种群或群落影响的方法技术协同进化:两个或多个物种在种群动态上的相互影响彼此在进化过程和方向上的相互作用,包括生物与生物之间和生物与环境之间的协同进化7.原地观测:指在实地对生物与环境关系的考察第二章野外环境生态因子的观测1.名解:环境因子:组成环境的所有要素的总和生态因子:指环境中对生物的生长,发育,生殖,行为和分布有着直接或间接影响的环境要素地形因子:气候因子:溶解氧:在水中溶解分子态的氧电导率:电导反应了水中含盐量的多少,水越纯净,含盐量越少电阻越大,电导越小。

色度:颜色,浊度,悬浮物等都是反应水体外观的指标2.生态因子的分类按生命特征:(1)生物因子(2)非生物因子按性质分:(1)气候因子(2)土壤因子(3)生物因子(4)地形因子(5)人为因子按种群数量变动的影响:(1)密度制约因子(2)非密度制约因子按生态因子稳定性:(1)稳定因子(2)变动因子3.地形因子包括哪些?地理位置海拔高度海陆位置经纬度坡度4.气候因子包括那些数据?太阳辐射强度光照强度空气温度空气湿度土壤温度大气降水风速风向降水量5.地温(土壤温度)用曲管地温表测量;大气降水用雨量器和雨量计测量;空气湿度用温度计或干湿球温度表测量。

6.水样的采集:现场测定的有PH值、电导率和溶解氧。

7.色度的测量方法:①铂钴标准比色法②稀释倍数法③分光光度法8.了解GPS利用GPS定位卫星,在全球范围内实时进行定位、导航的系发送统,称为全球卫星定位系统,简称GPS。

生态学研究方法知识点总结

生态学研究方法知识点总结

生态学研究方法知识点概括第一章绪论1.生态学研究的基本方法:①原地观测②受控实验③生态学研究方法分析2.原地观测的内容:①野外考察②定位观测③原地实验3.生态学综合研究的研究方法:①资料的归纳和分析②生态学的数值和排序③生态学的数学模型和仿真4.生态学研究的基本指导思想:①层次观②整体论③系统学说④协同进化5.生态学研究的组织层次基因—细胞—器官—个体—种群—群落6.名解:受控实验:是在模拟自然生态系统的受控生态实验系统中,研究单项或多项因子与相互作用及其对种群或群落影响的方法技术协同进化:两个或多个物种在种群动态上的相互影响彼此在进化过程和方向上的相互作用,包括生物与生物之间和生物与环境之间的协同进化7.原地观测:指在实地对生物与环境关系的考察第二章野外环境生态因子的观测1.名解:环境因子:组成环境的所有要素的总和生态因子:指环境中对生物的生长,发育,生殖,行为和分布有着直接或间接影响的环境要素地形因子:气候因子:溶解氧:在水中溶解分子态的氧电导率:电导反应了水中含盐量的多少,水越纯净,含盐量越少电阻越大,电导越小。

色度:颜色,浊度,悬浮物等都是反应水体外观的指标2.生态因子的分类按生命特征:(1)生物因子(2)非生物因子按性质分:(1)气候因子(2)土壤因子(3)生物因子(4)地形因子(5)人为因子按种群数量变动的影响:(1)密度制约因子(2)非密度制约因子按生态因子稳定性:(1)稳定因子(2)变动因子3.地形因子包括哪些?地理位置海拔高度海陆位置经纬度坡度4.气候因子包括那些数据?太阳辐射强度光照强度空气温度空气湿度土壤温度大气降水风速风向降水量5.地温(土壤温度)用曲管地温表测量;大气降水用雨量器和雨量计测量;空气湿度用温度计或干湿球温度表测量。

6.水样的采集:现场测定的有PH值、电导率和溶解氧。

7.色度的测量方法:①铂钴标准比色法②稀释倍数法③分光光度法8.了解GPS统,称为全球卫星定位系统,简称GPS。

生态学主要研究法

生态学主要研究法
7.3 群落生态研究方法 7.3.1 群落一般特征研究 7.3.2 群落多样性研究 7.3.3 群落动态研究 7.3.1 群落一般特征研究 (1)物种组成研究 种-面积曲线法 也叫巢氏小区法 起始样方面积 草本1*1 灌木2*2 乔木5*5或10*10 (2)群落组成种的数量特征 样地法、样带法、无样地法 样地大小:用群落最小面积或通用标准地 临时样地、永久样地 样带法适合环境因子具有梯度变化的群落
要注意破坏性采样,如测定不同时期的生物量就需要整个植株采样,这样的话, 每个小区重复数一定要足够多,设计的时候要考虑总共采样多少次,每次采样多 少株,再加上成活率等意外影响
每个植株或者器官采样之后进行生长、生理生化指标的测定,每个指标的测定也 需要重复
以水分胁迫对银杏幼苗的生理特性的影响研究为例 如果因子少,如单一研究不同水分胁迫水平的影响,一般采用单因素随机区组设
测定目标个体与其最近个体的距离 继续寻找离目标个体次近个体,测定目标个体与次近个体间的距离 点-四分法 以群落中一个个体作为中心点,画出坐标图 在四个坐标象限中将其他个体进行定位,测定各个个体与中心点的距离
无样方法种群分布格局的判断 集群系数 7.2.2 种群的动态研究 (1)传统的方法: 种群生命表 种群存活曲线 以生命表为常见 适合小尺度的种群动态研究 植物种群一般采用静态生命表 即:用一次调查的该种群的种子、一年生幼苗、幼树、成年大树、衰老大树的数量
作为基本数据,计算各个年龄段的死亡率和存活率得到的结果 是一种空间代时间的方法
棕榈的静态生命表 对于一、二年生植物可以采用动态生命表的方式 即:跟踪一批同时出生的新个体,间隔一定的时间统计存活数,直至这些个体全部
死亡为止 (2)基于GIS的种群动态研究方法 以农业害虫的种群动态为例 获取研究区域的土地利用图或者分类后的卫星影像图和遥感影像图 建立各种土地利用类型的基本属性数据库,包括自然气候土壤特征、作物品种、

生态学研究方法及其应用

生态学研究方法及其应用

生态学研究方法及其应用生态学是研究生物与环境之间相互作用的一门学科。

随着人类活动的不断扩大和加剧,环境问题越来越严重,生态学日益受到关注和重视。

生态学的研究方法有许多种,包括实验法、野外调查法、建模法、遥感法等。

不同的方法具有各自的特点和适用范围,下面将详细介绍生态学研究方法及其应用。

一、实验法实验法是通过对自然现象进行人工操作来判断其原因和结果的一种研究方法。

这种方法的优点在于方便、可控、重复性好,可以精确地控制变量。

常见的生态学实验包括田间试验、室内试验、甚至现场试验。

实验法可以用来探索生物与环境之间的相互作用,如通过在土壤上施加不同量的化肥来研究不同植物品种的生长状况、通过添加不同浓度的污染物来研究其对水体生态系统的影响等等。

二、野外调查法野外调查法是直接观察自然环境,记录物种分布、数量和生态习性的一种研究方法。

这种方法的优点在于能够获取到比实验法更加真实的生态系统情况,有利于研究生物的适应性和对环境变化的响应。

野外调查法包括传统的样方法、线路法,以及现代技术手段如GPS、声纳、红外相机等。

通过野外调查法,可以评估生态系统的稳定性、物种多样性、对环境变化的响应等情况。

三、建模法建模法是利用计算机程序来模拟生态系统的动态变化过程的一种方法。

将生态过程抽象化为一组数学方程式,然后添加重要的环境和生物因素,通过仿真预测实验结果。

建模法的优点在于其可扩展性和避免破坏生态系统的影响,还可以涵盖大片地区或时间的趋势。

然而,缺点在于需要高度技术和复杂性,非常依赖与放入模型的数据的准确性和足够性。

四、遥感法遥感法是利用遥感器捕捉来自地球表面的电磁辐射来分析环境的变化的一种方法。

遥感法的优点在于可以获取多层次、多维度的环境数据,反映广域尺度的生态问题。

遥感技术可以用于识别植被类型、分析水、土壤和空气中的污染物、研究气候变化、估测物种分布和数量等。

如今卫星遥感技术的发展,更大程度增加了遥感法的应用前景。

五、生态学研究方法的应用生态学研究方法广泛地应用于各种领域,如环境保护、资源管理、生态恢复等。

生态学基本研究方法

生态学基本研究方法

生态学基本研究方法
1. 观察法呀,这就像侦探在寻找线索一样!比如说我们去观察一片森林里小动物的生活习性,看看它们啥时候找吃的,啥时候睡觉,这多有意思啊!
2. 实验法呢,好比我们自己动手搭建一个小生态系统,然后改变一些条件,看看会发生什么变化。

就像在实验室里做有趣的小实验一样,说不定还能有大发现呢!
3. 野外调查法也很棒啊!这就像是去大自然中冒险,深入了解各种植物和动物的分布情况。

举个例子,去山上调查不同海拔的植被有啥不同,哇,想想都很刺激呢!
4. 模型法,就如同搭建一个生态的微缩世界,通过这个模型来预测和理解生态系统的运作。

像研究气候变化对某个地区的影响,用模型来模拟,多酷啊!
5. 系统分析法,哎呀,这就像是把生态系统当成一个大拼图,我们一点一点来分析各个部分的关系诶。

比如说分析一条河流的生态系统,搞清楚上下游的关联,好神奇!
6. 统计分析法,这不就是从一大堆的数据里找出规律嘛!比如统计一年里某种鸟类出现的次数,看看有没有什么变化趋势,这多有挑战性!
7. 文献研究法,哇哦,就像是在知识的海洋里畅游,看看别人都研究了些啥关于生态的有趣内容。

假设我们研究某个古老的生态文献,说不定能发现宝藏呢!
8. 类比法,这就好像给生态现象找相似的例子来理解呀!比如把一个小池塘类比成一个大海洋的缩影,这样不就能更好地理解海洋生态啦?
9. 追踪法,好比跟着一个小动物的足迹或者一个物种的迁移路线。

想象一下追踪一群大雁的飞行,去了解它们的迁徙规律,多好玩呀!
我觉得生态学的这些基本研究方法都超有趣的,能让我们更加深入地了解神奇的大自然,还等什么呢,赶紧去探索吧!。

生态学研究的方法和应用

生态学研究的方法和应用

生态学研究的方法和应用生态学是一门研究生物与环境互动关系的学科,它在环境保护、资源合理利用、生物多样性保护等方面发挥着重要作用。

生态学的研究对象是生物与环境之间的相互作用,而生态学的研究过程就是探究这种相互作用的规律性和机制。

生态学的研究方法一般可以分为以下几种:1. 野外观察法野外观察是生态学研究的基本方法之一,其主要目的是了解生物与环境之间的互动关系和规律性。

野外观察需要到野外实地观察和记录,采用目测、听觉、嗅觉等感官来获取所需信息。

通过野外观察可以获取大量的现场数据,分析数据得到生态规律和生态过程。

2. 实验法实验法是生态学研究的又一重要方法,其目的是通过对生物和环境因素的控制来探究生物与环境之间的关系。

在实验中,生态学家通常会选择一些典型的生态系统来研究。

实验要进行严密的设计和操作,确保数据的可靠性和有效性。

3. 数学模型法生态学研究需要大量数据的支持,数学模型可以通过对野外观测和实验得到的数据进行计算和模拟,从而帮助生态学家更好地理解生态系统的运转机制。

数学模型的建立需要有足够准确的数据为基础,在数学模型的建立过程中应充分考虑生态系统的实际情况。

4. 统计分析法统计分析是生态学数据处理的基本手段之一,通过对大量数据的处理和分析,可以测算某些生态变量的变化规律。

常用的统计分析方法包括:t检验、方差分析、回归分析等。

生态学的研究方法多种多样,但都要突出生态系统复杂性和生态学的特殊性。

在实际应用中,生态学的研究方法可以广泛应用于环境保护、资源开发和利用、荒漠化治理等方面。

1. 环境保护生态学的研究方法可以帮助生态学家寻找环境变化过程中的规律,了解不同环境因素对不同生物种群的影响程度,评估环境污染的程度和危害,制定相应的环保政策和措施。

2. 资源开发与利用生态学的研究方法可以帮助生态学家评估自然资源的数量和潜力,掌握生物生长的规律,了解不同资源开发方式对环境的影响程度,调查植物和动物的分布和数量,从而制定可持续的资源利用方案。

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生态学的研究方法摘要:本文就生态学研究的方法论进行了浅括。

任何科学研究都包括两个层面,即如何思考和如何做。

生态学研究需要先对自然界或实验室中的生态现象进行观察记载、测计度量和实验,再对资料数据进行分析综合,然后用数学模型找出生态学规律。

最后本文就当前生态学研究的发展趋势进行了展望。

关键词:生态学,研究方法,展望ABSTRACTIn this paper, we summary the methods of research on ecology. Any researches include two factors that are how to think and how to do. When studying ecology, we need to observe and record ecological phenomena, then analysis the data .Finally, use mathematical models to find the law of ecology. At the end of this paper. We prospect the trend of ecological research .Key words: Ecology, Methodology , Prospect生态学是研究有机体及其周围环境相互关系的科学。

任何科学研究都包括四个环节,首先根据已有理论,提出科学问题。

然和通过观察记载、测计度量和实验收集数据,通过归纳法予以系统分析。

再根据研究结果,演绎新的推论,最后通过实验验证,判断这一过程成功与否。

从50年代开始,生态学研究方法一方面趋向专门化,针对不同对象和问题,设计了各种专用的方法技术;另一方面是强调系统化,表现是为各类生物系统制定出生态综合方法程序。

生态学研究的专门化与系统化同时并进,彼此汇合,是学科方法体系日趋成熟的标志。

下面就生态学研究的方法论进行阐述。

一生态学研究的方法论1 基本逻辑:归纳与演绎前提与结论之间存在或然关系(即非确定性的相互关系)的推论过程。

亚里斯多德最早提到归纳法,但英国唯物主义哲学家Francis Bacon是归纳逻辑的奠基人的《新工具论》(1620)。

他提倡通过归纳事实,产生低级的理论,再由低级的理论上升到高级的理论,最后形成公理,从而遵循从特殊到一般的过程。

他的逻辑方法是对中世纪欧洲神学欺人自欺的演绎逻辑的反动,并且是近代实验科学的方法论。

归纳法在现代数学中的代表是概率统计。

归纳推理所得到的结论是超出其前提的。

通常经验主义重视归纳法,前提与结论之间存在必然联系的推论过程。

由亚里斯多德提出的三段论是最早总结出来的一种演绎推理。

而古希腊时代的欧几里德《几何原本》代表了演绎逻辑的典范。

演绎是根据已有的前提假设,确定性地推演出新的结论的过程。

从而遵循从一般到一般或一般到特殊的过程。

演绎法在现代数学方法中代表是代数。

演绎推理的结论不会超过其逻辑前提。

而理论思维重视演绎推理。

所以归纳可以从众多的个别事例中提出具有一般性的理论假设,而演绎则根据已有的与假设相关的确定性前提来逻辑严密地验证这些假设的正确性,并且可以根据现有的少数确定性命题(如规律、公理等)和已知的事实发展出合乎逻辑的具体结论。

2 科学研究的两个层面2.1 如何思考科学分析问题,然后进行调查或实验来发现新的信息。

通过在一个综合中整理和解释这些信息,形成一个关于现实世界运转的理论。

理论是(我们认为我们知道的)先前的认识与我们(在现实世界里观测或看到的)现有数据之间的对话。

精通某一特定研究技能是要付出努力的,例如生态学田间实验、植被调查与分析等,理解理论是如何用由应用它们获得的数据构筑起来同样如此。

毋庸置疑,我们选择的研究问题、分析问题的方式、会受到我们所掌握的研究技能的强烈影响。

因此我们建造的理论可能会偏向用我们最熟悉的研究技能获得的信息。

此时面临的问题是理论与数据是相互关联的。

研究的这种循环属性会强烈影响我们的发现-即使当我们认为我们正在走近新的问题。

这就是为什么问题分析在研究之始如此重要。

2.2如何做在理论与数据之间所作的反复的对话需要批判性的分析和创造。

定义与评估必须不断地相互作用:我们将自己的想法定义为一个理论,由此发展新的想法,通过观测评价这些想法,然后在一个新的框架下修订理论。

然而,定义与评价之间的相互作用必须经过批判性分析的反复磨炼。

批判性分析是我们必须不断应用的基本过程,以此使定义更精确和清晰,评价更无偏。

二生态学的研究方法生态学的研究方法可以分为三大类:1)野外调查、观测;2)实验;3)数学模型。

1 野外调查、观测来源于生态学的博物学传统。

自然界是生态学天然的实验场,生态学的研究对象,种群和群落均与特定自然生境不可分割,生态现象涉及因素众多,联系形式多样,相互影响又随时间不断变化,观测的角度和尺度不一,迄今尚难以或无法使自然现象全面地在实验室内再现。

在野外可以发现所有的生态学现象和生态过程。

包括野外考察和定位观测两种。

当代的遥感手段实际上是一种新的观察手段。

极大地拓展了人类的感知范围。

1.1 野外考察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测记录。

种群生境边界的确定,视物种生物学特性而异。

动物种群活动范围,其巢穴或防御的领地可能很小,但取食空间范围可能很大。

对有定期长距离迁徙或洄游行为的动物种群原地观测往往要包括广大地区,考察动物种群活动可能要用飞机,遥测,或标志追踪技术。

在大范围内出现群落连续,或逐渐过渡性强时,则要借助于群落学统计,或航测遥测技术。

野外考察种群或群落的特征,测计生境的环境条件,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。

例如动物种群调查中取样方法有样方法,标志重捕法,去除取样法;属于种群水平的野外考察项目,主要有:个体数量(或密度),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,物种的生活习性行为等。

属于群落水平的考察项目,主要有群落的种类组成,即对组成该群落的植物种类进行分类鉴定和记录,各种动物的生态习性和行为;各种动植物种群的多度、频度、显著度、分布样式、年龄结构、生活史阶段、种间关联和群落结构等。

同时,要考察种群或群落生境的主要环境因子特征,如对生境的总面积、形状、海拔高度、大气物理、水、土壤、地质、地貌等环境因子的描述和测量。

1.2 定位观测是考察某个种群或群落结构功能与其生境相互关系的时态变化。

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。

定位观测时限,决定于研究对象和目的,若是观测种群生活史动态,微生物种群的时限只要几天,昆虫种群是几个月到几年,脊椎动物从几年到几十年;多年生草本和树木要几十年到几百年。

若是观测群落演替所需时限更长。

若是观测种群或群落功能或结构的季节或年度的动态,时限一般是一年或几年。

定位观测的项目,除野外考察的项目外,还要增加生物量增长、生殖率、死亡率、能量流、物质流等结构功能过程的定期观测。

2 实验方法来源于生态学的生理学传统。

实验方法根据其对实验检验因子的控制程度,可分为就地实验和控制实验两类。

2.1 就地实验指仅控制某一因子,来观测其不同水平的生态效应。

例如,在牧场上进行围栏实验,可获得牧群活动对草场中种群或群落的影响;在森林或草地群落里人为去除其中的某个种群,或引进某个种群,从而辨识该种群对群落及生境的影响;或进行补食、施肥、遮光、改变食物资源条件,以了解资源供应对种群或群落动态的影响和机制。

原地或田间的对比实验,是野外考察和定位观测的一个重要补充。

不仅有助于阐明某些因素的作用和机制,还可作为设计生态学有控实验或生态模拟的参考或依据。

2.2 控制实验指控制所有的因子,检验某一个或几个因子不同水平的生态效应。

例如,所谓“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,即在光照、温度、土质、营养元素等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中,通过改变其中某一因子,或同时改变几个因子,来研究实验生物的个体、种群,以及小型生物群落系统的结构功能,生活史动态过程,及其变化的动因和机理。

随着现代科学技术工艺的进步,实验生物材料和生物测试技术的完善,近年来受控生态试验的规模和生态系统模拟水平,正在日趋扩大完备。

例如70年代在海洋生态学研究中,创造了一种受控生态系统技术,是用一个巨大的塑料套在浅海里围隔出一个从海面到海底的受控水柱,可以在其中进行持续的、包括生物及环境在内的多项受控试验。

不过,受控生态实验无论怎样都不可能完全再现自然的真实,总是相对简化的,存在不同程度的干扰,因而模拟实验取得的数据和结论,最后都要回到自然界中去进行验证。

3 数学模型从50年代起,系统概念和计算数学的方法渗入生态学研究领域。

此后,越来越多的学者采用数学模型来描述生态现象,预测未来趋势。

计算结果与实测数据相互印证,这有助于检验理论的有效性。

人们还可以用电子计算机进行模拟试验。

计算机模拟在性质和规模上都摆脱了原地实验的局限性,很容易利用改变有关参数的方法来分析系统中的因果关系,计算结果可以再拿到现场检验。

这不仅大大加快了研究进度,而且开拓了更为广阔的研究领域。

—般说来建立数学模型的方法大体上可分为两大类。

一类是机理分析方法,一类是测试分析方法.机理分析是根据对现实对象特性的认识、分析其因果关系,找出反映内部机理的规律,建立的模型常有明确的物理或现实意义.测试分折将研究对象视为一个“黑箱”系统,内部机理无法直接寻求,可以测量系统的输人输出数据、并以此为基础运用统计分析方法,按照事先确定的准则在某一类模型中选出一个与数据拟合得最好的模型。

这种方法称为系统辨识.将这两种方法结合起来也是常用的建模方法。

即用机理分析建立模型的结构,用系统辨识确定模型的参数.数学模型仅仅是现实生态学系统的抽象,每种模型都有其一定的限度和有效范围。

生态学系统建模,并没有绝对的法则,但必须从确定对象系统过程的真实性出发,充分把握其内部相互作用的主导因素,提出适合的生态学假设,再采用恰当的数学形式来加以表达或描述。

模型方法第一步是对模式的精确描述;通过进一步观测确定导致所观察到的模式的生物和环境过程,建立机制模型,进行理论解释;并根据一定的前提条件,经理论化逻辑推导揭示出新的现象。

而一旦理论解释已经建立,就可以引导人们进行有目的的观察或实验。

生态学模型主要包括描述模型、机制模型和预测模型3类。

描述模型通常是统计学模型,如动植物的生长函数;机制模型,其模型参数具有较明确的生态学含义,同时具有较强的假设,如Logistic模型、Lotka-Volterra模型以及结构种群的Leslie模型等;目前,生态学的复杂性使得这类模型在数学方法上较难实现。

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