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什么是生态学

来源:五一七教育网
第一章

绪论

绪言【课程导入】

1.提出问题:为什么要学习生态学?(1)通过地球上生命的起源及生物多样性等的简介

引出生物与地球环境是协同进化的,生物与环境是相互依存的;了解地球上生物和环境的发展和变化离不开生态学的学习。(2)通过生动图片引出现今备受关注的生态学热点现象:包括森林砍伐进行农业耕作(土地利用变化)、生物多样性丧失、湖泊污染、洪涝灾害等极端气候、全球变化等。(3)介绍影片:美国前副总统戈尔主演的反映全球变暖问题的影片《难以忽视的》 An Inconvenient Truth。

2.引导思考:为什么科技进步了,我们却反而更加受到生态环境问题的困扰呢?本世纪

最重要的发现—认识生态。20世纪最重要的发现是什么?爱因斯坦的相对论,计算机的发明等?但一些学者却认为,本世纪头等重要的发现是:人类初步认识了地球对生命的支持存在极限。

3.重温“为什么要学习生态学?”的问题,说明环境问题的出现及环境科学的发展离不

开生态学基础知识。并进一步引出本门课程的学习目标:(1)了解生态学的发展简况及其与社会经济可持续发展的关系;(2)掌握生态学的基本概念和基本理论,在宏观和中观层面上认识和理解生命/生态系统的过程、机理及其与环境的关系;(3)确立生态学理念,通过理论学习及案例分析了解生态学知识在资源管理、生态环境保护、生态评价、生态工程建设等方面的应用,加深对生态学理论和方法的理解及运用。尤其是强调学习生态学不仅需掌握生物与环境的一般性原理,而且更要关注人类活动下生态过程(生态系统服务功能)的变化及其对人类的反馈影响。

4.引出本单元的学习目标:什么是生态学(生态学的概念、生态学研究对象和学科分

支);生态学的发展史;生态学为什么受到越来越多的关注(生态学的地位与作用)。

第一节 什么是生态学

§1. 生态学的概念由来及定义

(1)生态学(ECOLOGY)一词,源于希腊文oikos + logos,意为“住所、栖息地”和 “论述、学科”。从字义上讲,生态学是关于居住环境的科学。即研究生物的聚居地或生境。有人将生态学称为自然经济学(Economics of Nature)是有道理的。那么是谁首先提出和使用了\"生态学\"这一科学名词,最初含义是什么呢?

学科名词的首先提出者德国博物学家Haeckel (1866) Generelle Morphologie der Organismen; 本初含义为:生态学是研究生物生命活动过程中与其环境的关系(尤指动物与其他动、植物之间的互惠或敌对关系。从Haeckel时代之后,近代(甚至包括现代)不少学者从各自的研究对象或学科对生态学进行了不同的定义:(2)生态学定义:

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研究生物及环境间相互关系的科学(Haeckel, 1866);研究科学的自然历史(Elton,1927);

研究生态系统结构与功能的科学(Odum, 1959);

研究决定生物的分布与多度相互作用的科学(Krebs, 1972, 2001);研究生命系统与环境系统相互关系及机制的科学(马世骏,1980)。

[建议采纳的简明扼要明定义]:研究生物之间及生物与环境间相互关系的科学。

§2. 研究对象与学科分支

(1)从定义可见:生态学主要研究生物/生物系统;环境/环境系统,因此研究对象十分复杂。

生物圈 biosphere景观 Landscapes生态系统 Ecosystems群落 Communities种群 Populations个体 Individuals 器官 Organs组织 Tissues细胞 Cells



分子 Molecules

实际上,生态学是“尺度”科学,生物的(Biological)—研究对象从分子到生物圈;空间

的(Spatial)— 作用空间从细胞到全球;时间的(Temporal)— 从秒到百万年。

(2)研究对象的复杂性导致了庞大的生态学学科体系

研究对象的水平和层次(尺度)生物类群生物栖息的环境研究性质应用领域学科交叉

可见生态学分支学科多、交叉学科多,在有限的时间内不可能全部讲述。 “普通生态学”即构成现代生态学最基本的理论框架,阐述生态学一般原则和原理。

通常包4个层次:个体生态(生物与环境),种群生态,群落生态和生态系统。

第二节 生态学的发展史

§1. 生态学的萌芽时期(16世纪以前)

(1)生态学的历史渊源非常复杂,植根于博物学(natural history)。

(2)原始部落寻找猎物,农业的建立,害虫的爆发及人类对自然现象的观察。

§2.生态学的建立时期(17世纪至19世纪)

(1)进入17世纪,博物学和人类生态学的学生开始关注种群生态学及量化研究;(2)出现了有关生态学的专著,建立了生态学的定义和许多定律、法则。

(3)代表性人物:Malthus (1798), Humboldt (1807), Verhulst (1838), Liebig (1840), Darwin (1859), Haeckel (1866) , Warming (15), Schimper (18)

§3.生态学的巩固时期(20世纪初至20世纪50年代)

(1)生态学理论形成、生物种群和群落由定性向定量描述、生态学实验方法发展的辉煌时期

(2)大量生态学专著出版、生态学会创建(英1913,美1916)及(3)生态学刊物创立(3)形成几个著名的生态学派--北欧:群落分析(瑞典);法瑞:植被等级分类(法国、瑞士);英美:群落演替、植物顶级学说;苏联:植被生态、植被地理、植被制图-地植物学。

(4)代表性人物:Clements (1916,1929), Lotka (1925), Tansley (1911,1923,1935), Elton (1927), Shelford (1929), Linderman (1942), Allee (1949)

§4.现代生态学时期(20世纪60年代至今)

(1)直到1960s,“生态学”才被全社会公认为是一门重要的科学。(2)社会的需求和其他新兴学科的发展促进了现代生态学的发展。 (3)现代生态学发展趋势:

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重视人的中心作用;研究层次向宏观和微观发展;研究手段和技术的更新;研究范围扩展。

§5. 生态学研究的方法(途径)

三个主要途径分别举例和结合图片解释:

野外的 Field(MacArthur(1958)的观察;Nadkarni揭开森林养分收支平衡之迷)•

室内的 Laboratory(Naeem & Li构建食物网验证生物多样性价值•

理论的 Theoretical(理论建模:概念机制和定量模型)

博物学观察印象和推断模型假说形成实验设计数据收集解释建立理论NOYES统计验证这三种途径是相互联系的,相辅相成的。复杂的生态学问题需要在不同尺度上进行研究,需要结合不同途径,需要来自不同学科的不同生态学家的团结合作。

§6.为什么生态学日益受到全社会关注?

60年代,被西方视为五大生态危机(人口、粮食、能源、资源、环境等问题)日趋严重,其本质或关键是在工业化过程中没有解决好生物与环境的关系尤其是人与环境的关系。

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简介资源、能源危机及污染和环境保护问题;通过图片加深对生态危机的认识。

简介引发了全世界环境保护事业的书《寂静的春天》,并通过介绍美国海洋生物学家蕾切尔·卡逊的生平说明生态环境保护事业的艰巨性。蕾切尔·卡逊告诉我们,杀虫剂的过分利用与基本价值不协调。最坏的是它们制造了她所说的“死亡之河”,最好的情况是它们引起相对较长期的、缓慢的危害。然而,真实的结局是《寂静的春天》出版后22年,法律、法规和政治都没有足够的反应。

第三节 课程学习建议

§1. 如何学好生态学?

一些建议:

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培养对大自然的兴趣和好奇心

勤于阅读,思考,不仅是教材,不仅在课堂上善于和勇于发现问题

热爱野外工作,有科学和冒险精神乐观和合作精神持之以恒的学习决心

§2. 主要参考书籍

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孙儒泳, 李庆芬, 牛翠娟, 娄安如. 2003. 基础生态学. 高等教育出版社.李振基, 陈小麟, 郑海雷, 连玉武. 2001. 生态学. 科学出版社.蔡晓明. 2000. 生态系统生态学. 科学出版社.

•李博等译. 2005. 陆地生态系统原理(Principles of terrestrial ecosystem ecology). 高等教育出版社.

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美国中学核心理科教材. 2008. 生命科学系列 <生态系统>, McGraw-Hill出版.Molles M.C. 2012. Ecology: Concepts and Applications. McGraw-Hill Companies, Inc. The 6th edition.

•Smith R.T. and Smith T.M. 1998. Elements of Ecology. 4th ed. Addison Wesley Longman, Inc.

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Krohne D.T. 2001. General Ecology. 2nd ed. Brooks/Cole.

Mackenzie, A., A.S. Ball, S.R. Virde. 2001. Instant Notes in Ecology. 2nd ed. BIOS Scientific Publishers Limited.

•Krebs, C.J. 2001. Ecology:The Experimental analysis of Distribution and Abundance. 5th ed. Benjamin Cummings.

§3. 网络资源

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Ecology Global Network http://www.ecology.com/ScienceDaily http://www.sciencedaily.com/维基百科http://zh.wikipedia.org/wiki/

Issues in Ecology美国生态学会网络出版物《生态学热点》 http://www.esa.org/science_resources/issues_ecology.php •

http://www.planta.cn/•

重要学术杂志数据库 http://www.springer.com/;http://www.sciencedirect.com/; http://onlinelibrary.wiley.com/

本章小结(思考题)

生态学的概念;



为什么生态学日益受到全社会关注,举一个例子说明?生态学的3个主要研究途径;国内外生态学的重要杂志。

生态学与你所学的专业可能有哪些关系?你准备建构和丰富哪方面的生态学知

识?

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