生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)課件 01生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)緒論_第1頁
生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)課件 01生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)緒論_第2頁
生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)課件 01生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)緒論_第3頁
生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)課件 01生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)緒論_第4頁
生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)課件 01生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)緒論_第5頁
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生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)

FoundamentalsofEcology生命科學(xué)學(xué)院張古忍zhanggr84112299《生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)》課程性質(zhì)、目標、考核方式專業(yè)基礎(chǔ)課、必修。能夠從不同水平認識客觀有機界的組織形式、結(jié)構(gòu)功能、生態(tài)效應(yīng)、動態(tài)平衡等基本原則和生物發(fā)生發(fā)展的規(guī)律;掌握一定的生態(tài)學(xué)研究方法與技術(shù),以增加感性知識,從而培養(yǎng)解決實際問題的能力;初步應(yīng)用這些理論來分析人類當(dāng)前面臨的人口、資源和環(huán)境問題,為生態(tài)文明建設(shè)服務(wù)。閉卷考試(含一次期中考試,期中和期末考試成績各占總評成績的40%和60%)?!渡鷳B(tài)學(xué)基礎(chǔ)》教學(xué)內(nèi)容緒論第一章個體生態(tài)學(xué)環(huán)境與生態(tài)因子氣候、光及其生態(tài)作用溫度、熱與生物的關(guān)系濕度、水份與生物的關(guān)系土壤、生物因子的生態(tài)作用第二章種群生態(tài)學(xué)種群概念與基本特征種群生命表種群數(shù)量變動與調(diào)節(jié)種群關(guān)系與種群生態(tài)對策第三章群落生態(tài)學(xué)群落的概念群落的種類組成與物種多樣性群落的結(jié)構(gòu)與動態(tài)群落交錯區(qū)與邊緣效應(yīng)群落物種生態(tài)位及其測度群落的演替及頂級群落群落的分類與排序群落的主要類型第四章生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)生態(tài)系統(tǒng)概述生態(tài)系統(tǒng)的能量流動生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)及信息傳遞生態(tài)系統(tǒng)的變化與系統(tǒng)分析生態(tài)系統(tǒng)的主要類型與分布生態(tài)系統(tǒng)過程、功能與服務(wù)生態(tài)系統(tǒng)退化與修復(fù)生態(tài)系統(tǒng)管理第五章景觀生態(tài)學(xué)景觀生態(tài)學(xué)的概念景觀格局與動態(tài)景觀規(guī)劃與設(shè)計景觀生態(tài)學(xué)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用第六章區(qū)域生態(tài)學(xué)區(qū)域生態(tài)學(xué)的概念區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力與承載力區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)健康評價區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)管理第七章全球生態(tài)學(xué)全球生態(tài)學(xué)的概念全球變化及其影響生態(tài)系統(tǒng)對全球變化的響應(yīng)全球變化的適應(yīng)與對策可持續(xù)發(fā)展與生態(tài)文明建設(shè)參考書、期刊、網(wǎng)站《生態(tài)學(xué)》課堂教學(xué)計劃(54學(xué)時)周次章節(jié)題目及教學(xué)內(nèi)容學(xué)時數(shù)授課老師備注1緒論、個體生態(tài)學(xué)(1)3張古忍2國慶放假33個體生態(tài)學(xué)(2、3)34個體生態(tài)學(xué)(4、5)35種群生態(tài)學(xué)(1、2)36種群生態(tài)學(xué)(3、4)37群落生態(tài)學(xué)(1)3方素琴8群落生態(tài)學(xué)(2)39群落生態(tài)學(xué)(3)310生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)(1)311生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)(2)312生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)(3)313景觀生態(tài)學(xué)314區(qū)域生態(tài)學(xué)315全球生態(tài)學(xué)(1)316全球生態(tài)學(xué)(2)3《生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)》教材與參考書籍張潤杰等,生態(tài)學(xué)基礎(chǔ),中山大學(xué)(謄印本),2014(教材)牛翠娟等,基礎(chǔ)生態(tài)學(xué),高等教育出版社,2007孫儒泳等,基礎(chǔ)生態(tài)學(xué),高等教育出版社,2002李博,生態(tài)學(xué),高等教育出版社,1993OdumE.P.(孫儒泳等譯),生態(tài)學(xué)基礎(chǔ),人民教育出版社,1981.戈峰編著,現(xiàn)代生態(tài)學(xué),科學(xué)出版社,2004曲仲湘,蔡曉明編著,生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué),科學(xué)出版社,2000尚玉昌,蔡曉明編,普通生態(tài)學(xué),北京大學(xué)出版社,1992《生態(tài)學(xué)》期刊生態(tài)學(xué)報,中國生態(tài)學(xué)會,1982生態(tài)雜志,中國生態(tài)學(xué)會,1982AMBIO--人類環(huán)境雜志,瑞典皇家科學(xué)院,1972應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,中國生態(tài)學(xué)會,1990生物多樣性,中國科學(xué)院瀕危物種委員會,1993植物生態(tài)學(xué)報,中國植物學(xué)會,中國科學(xué)院植物研究所,1955Ecology,theEcologicalSocietyofAmerica,1920EcologicalBulletins,TheNordicSocietyOikos,1960JournalofEcology,theBritishEcologicalSociety,1913JournalofAnimalEcology,theBritishEcologicalSociety,1932Journal

of

Chemical

Ecology,theInternationalSocietyofChemicalEcology,1975

國內(nèi)《生態(tài)學(xué)》有關(guān)網(wǎng)站搜索引擎--中國期刊網(wǎng)--萬方數(shù)據(jù)--中國環(huán)境生態(tài)網(wǎng)--

生物學(xué)文摘(BA)--中國科學(xué)院生物多樣性委員會--中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境中心--

濕地國際—緒論生態(tài)學(xué)概念生態(tài)學(xué)原理生態(tài)學(xué)的研究對象生態(tài)學(xué)分支學(xué)科生態(tài)學(xué)發(fā)展簡史我國生態(tài)學(xué)概況生態(tài)學(xué)研究方法學(xué)習(xí)生態(tài)學(xué)的方法9圖片:生物與環(huán)境的關(guān)系生物與環(huán)境的關(guān)系10圖片:生物與生物的關(guān)系生物與生物的關(guān)系一、生態(tài)學(xué)概念(Ecology)生態(tài)學(xué)是研究生物與環(huán)境之間相互關(guān)系的科學(xué)。生態(tài)學(xué)生物環(huán)境生態(tài)學(xué)概念的產(chǎn)生與形成這兩種定義簡明而廣泛。后來生態(tài)學(xué)將研究對象分為三個層次:個體、種群和群落。生態(tài)學(xué)家研究的層次不同,提出的定義也就不同。生態(tài)學(xué)是希臘詞Oikos(住所)和logos(科學(xué))結(jié)合形成Oikologie(生境科學(xué)),即英文的Ecology,而成為生物學(xué)的一門分支學(xué)科(Haeckel,1869)。Haeckel(1866):研究生物(特別是動物)生活過程中與環(huán)境的關(guān)系。Reiter(1885):有機體與環(huán)境間的相互關(guān)系。Warming(1909)植物生態(tài)學(xué)研究環(huán)境因子對植物的影響(個體和群落)。Weaver&Clements(1929)強調(diào)生態(tài)學(xué)是一門野外科學(xué)。BraunBlanquet(1932)研究植物群落的科學(xué)。Kennep(1933)植物與其周圍環(huán)境相互作用中的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與化學(xué)特點(個體)。植物生態(tài)學(xué)家重點關(guān)注個體和群落Shelford(1907)研究有機體的生活要求和家務(wù)習(xí)性的科學(xué)。Elton(1927)認為生態(tài)學(xué)是科學(xué)的博物學(xué)、自然史。Haymob(1955)研究動物的生活方式與生存條件的聯(lián)系,以及動物生存條件對繁殖、生活數(shù)量及分布的意義。Krebs(1972)環(huán)境與生物分布和數(shù)量的相互關(guān)系。動物生態(tài)學(xué)家重點關(guān)注個體和種群隨著生態(tài)系統(tǒng)概念的提出,動植物生態(tài)學(xué)合并,研究重點開始向生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移,現(xiàn)代生態(tài)學(xué)家重新定義了生態(tài)學(xué),強調(diào)生態(tài)系統(tǒng)及其能流、物流。Odum(1959)研究生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的科學(xué)。Andrewartha(1961)認為生態(tài)學(xué)是對有機體的分布和數(shù)量研究的科學(xué)。Duvigneaud(1974)綜合性現(xiàn)代科學(xué)?,F(xiàn)代生態(tài)學(xué)家重點關(guān)注生態(tài)系統(tǒng)一定地區(qū)內(nèi)生物的種類、數(shù)量、生物量、生活史及空間分布;該地區(qū)營養(yǎng)物質(zhì)和水等非生命物質(zhì)的質(zhì)量和分布;各種環(huán)境因素(如濕度、溫度、光、土壤等)對生物的影響;生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動和物質(zhì)循環(huán);環(huán)境對生物的調(diào)節(jié)(如光周期現(xiàn)象)和生物對環(huán)境的調(diào)節(jié)(如微生物的固氮作用)。美國生態(tài)學(xué)家Odum(1971)認為生態(tài)學(xué)是研究生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的科學(xué)馬世駿(1980)認為生態(tài)學(xué)是研究包括人類在內(nèi)的生物系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)之間物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)化規(guī)律的科學(xué)?,F(xiàn)代生態(tài)學(xué)將系統(tǒng)科學(xué)的概念引入了生態(tài)學(xué)各層次的研究,強調(diào)了生態(tài)學(xué)的三個層次,即重點強調(diào)自然歷史和適應(yīng)性,強調(diào)動物的種群生態(tài)學(xué)和植物的群落生態(tài)學(xué),強調(diào)生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)。二、生態(tài)學(xué)基本原理系統(tǒng)性原理:生態(tài)學(xué)中不同層次的研究對象都是生命系統(tǒng),都具有系統(tǒng)的特征,每一個層次的系統(tǒng)都可以分成不同的子系統(tǒng)來加以研究。穩(wěn)定性原理:在一定程度上,每一個層次的生命系統(tǒng)都是穩(wěn)定的,可以用相關(guān)的指標來衡量其穩(wěn)定性。多樣性原理:生命系統(tǒng)的每一個層次都是豐富多彩、參差不齊的,即意味著多樣性。耐受性原理:個體以至地球都有其耐受性,在耐受范圍內(nèi)有最適點、較適范圍,超過其耐受范圍,系統(tǒng)都將崩潰。動態(tài)性原理:任何生命系統(tǒng)都有從開始到頂峰到消亡的一個過程,在個體表現(xiàn)為生老病死,在種群表現(xiàn)為不同的增長、波動與崩潰過程,群落有它的形成和發(fā)展,變化是永恒的。反饋原理:各級生命系統(tǒng)與其周邊的生命系統(tǒng)或環(huán)境系統(tǒng)是密切相關(guān)、協(xié)同變化的,都存在作用與反作用,并引起自身的加速或相反的變化。彈性原理:也稱為中度擾動原理,與穩(wěn)定性原理和耐受性原理有點接近,表示外界中度的干擾,可以刺激生態(tài)系統(tǒng)的應(yīng)急機制。滯后性原理:生態(tài)學(xué)中的許多變化過程不一定會馬上表現(xiàn)出來,而是在一段時間的“時滯”之后才表現(xiàn)出來。轉(zhuǎn)換性原理:一些生態(tài)學(xué)的對象看似消失,但卻不知不覺地進行了轉(zhuǎn)換,如森林砍伐消失后,其影響表現(xiàn)在生物多樣性減少,水土流失,區(qū)域氣候變化等。尺度原理:同一類的生態(tài)系統(tǒng)可能有非常懸殊的大小差別,因此應(yīng)該用尺度原理去觀察和理解生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次。系統(tǒng)性:營養(yǎng)級間的物質(zhì)和能量流動穩(wěn)定性:每個層次生命系統(tǒng)都是穩(wěn)定多樣性:每個層次豐富多彩參差不齊耐受性:超過耐受范圍系統(tǒng)都將崩潰動態(tài)性:從開始到頂峰到消亡的過程反饋性:生命與環(huán)境之間的相互作用彈性:中度干擾刺激系統(tǒng)的應(yīng)急機制滯后性:產(chǎn)生變化時的“時滯”效應(yīng)轉(zhuǎn)換性:生態(tài)學(xué)現(xiàn)象演變與轉(zhuǎn)換規(guī)律尺度性:同一類生態(tài)系統(tǒng)的大小差別非生物因素:即氣侯因素(無機因素),主要有溫度、濕度、降水、光、風(fēng)等;生物因素:即有機因素,主要包括生物的食物和天敵;土壤因素則是既包括非生物因素(如土壤溫度、濕度、理化性質(zhì)等)、又包括生物因素(如土壤微生物、動物、植物)的綜合因素;人為因素:主要是指人類在生產(chǎn)實踐活動中對生物所產(chǎn)生的影響。三、生態(tài)學(xué)的研究內(nèi)容1.生物環(huán)境因素的組成生物圈2.生態(tài)學(xué)研究內(nèi)容

植物動物微生物

能量和物質(zhì)

無機物生態(tài)系統(tǒng)

環(huán)境光能熱能研究生物對不同生態(tài)環(huán)境的適應(yīng)性及變異現(xiàn)象分析生物種內(nèi)、種間關(guān)系及其對環(huán)境條件反應(yīng)的行為機制研究生物種群在不同地域、環(huán)境和時間、空間內(nèi)的數(shù)量動態(tài)規(guī)律生物在所處群落和生態(tài)系統(tǒng)中的地位、作用改變自然環(huán)境后生物生存和數(shù)量變動狀況等為環(huán)境保護、生物資源的保護利用、動植物區(qū)系、有害生物綜合治理、預(yù)測預(yù)報等提供理論依據(jù)現(xiàn)代生態(tài)學(xué)更涉及生態(tài)系統(tǒng)的退化與恢復(fù)、景觀生態(tài)規(guī)劃、區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)管理、全球變化與適應(yīng)、可持續(xù)發(fā)展與生態(tài)文明建設(shè)等等生態(tài)學(xué)研究內(nèi)容生物圈景觀種群群落生態(tài)系統(tǒng)個體系統(tǒng)組織器官分子細胞生態(tài)科學(xué)生物科學(xué)生命科學(xué)經(jīng)典生態(tài)學(xué)生態(tài)科學(xué)的不同研究層次分子(molecular)個體(individual)種群(population)群落(community)生態(tài)系統(tǒng)(ecosystem)景觀(landscape)生物圈(biosphere)經(jīng)典生態(tài)學(xué)研究的內(nèi)容近代生態(tài)學(xué)研究的內(nèi)容現(xiàn)代生態(tài)學(xué)研究的內(nèi)容四、生態(tài)學(xué)的學(xué)科分支1.按組織層次(levelsoforganization)劃分:個體生態(tài)學(xué)(Individualecology):研究重點是個體對生物和非生物環(huán)境的適應(yīng)(adaptation)種群生態(tài)學(xué)(Populationecology):多度(abundance)和種群動態(tài)(populationdynamics)群落生態(tài)學(xué)(Communityecology):決定群落組成和結(jié)構(gòu)的生態(tài)過程(ecologicalprocesses)生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)(Ecosystemecology):能流(energyflow)、食物網(wǎng)(foodweb)和營養(yǎng)循環(huán)(nutrientcycling)經(jīng)典的生態(tài)學(xué)2.按生物類群劃分:動物生態(tài)學(xué)(zoo-ecology)植物生態(tài)學(xué)(plant)微生物生態(tài)學(xué)(microbial)人類生態(tài)學(xué)(human)昆蟲生態(tài)學(xué)(insect)魚類生態(tài)學(xué)(fish)鳥類生態(tài)學(xué)(bird)等等3.按生物棲息環(huán)境劃分:水生生態(tài)學(xué)(aquatic)淡水生態(tài)學(xué)(freshwater)海洋生態(tài)學(xué)(marine)陸地生態(tài)學(xué)(trerestrial)濕地生態(tài)學(xué)(mashy)等等經(jīng)典的生態(tài)學(xué)4.按交叉學(xué)科劃分:數(shù)學(xué)生態(tài)學(xué)(mathematical)地理生態(tài)學(xué)(geographic)生理生態(tài)學(xué)(physiological)行為生態(tài)學(xué)(behavioral)進化生態(tài)學(xué)(evolutionary)化學(xué)生態(tài)學(xué)(chemical)分子生態(tài)學(xué)(molecular)古生態(tài)學(xué)(paleoecology)經(jīng)濟生態(tài)學(xué)(economical)等等5.按應(yīng)用領(lǐng)域劃分:農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)(agroecology)城市生態(tài)學(xué)(urbanecology)資源生態(tài)學(xué)(ecologyofresources)環(huán)境生態(tài)學(xué)(environment)保護生態(tài)學(xué)(protection)恢復(fù)生態(tài)學(xué)(restoration)旅游生態(tài)學(xué)(tourism)污染生態(tài)學(xué)(pollution)等等經(jīng)典的生態(tài)學(xué)HoelzelandDover(1991)認為分子生態(tài)學(xué)是用DNA和蛋白質(zhì)的特征來研究物種分化、演化及種群生物學(xué)等生態(tài)學(xué)問題。《分子生態(tài)學(xué)》雜志(1992)則認為分子生態(tài)學(xué)是分子生物學(xué)、生態(tài)學(xué)和種群生物學(xué)之間形成的交叉領(lǐng)域,主要是利用分子生物學(xué)方法研究自然種群或人工種群與其環(huán)境間的相互關(guān)系以及轉(zhuǎn)基因生物(或其產(chǎn)物釋放)所帶來的一系列潛在的生態(tài)學(xué)問題。Moritz(1994)認為分子生態(tài)學(xué)是用線粒體DNA(mitochondriaDNA)(mtDNA)的變化來幫助和指導(dǎo)種群動態(tài)的研究。我國學(xué)者(王小明)認為分子生態(tài)學(xué)是利用分子生物學(xué)技術(shù)與方法研究生物對其所處環(huán)境的適應(yīng)以及產(chǎn)生這種適應(yīng)反應(yīng)的分子機制。分子生態(tài)學(xué)(Molecularecology)化學(xué)生態(tài)學(xué)(Chemicalecology)化學(xué)生態(tài)學(xué)屬于生態(tài)學(xué)的分支,是化學(xué)和生態(tài)學(xué)的交叉學(xué)科,不斷吸收和利用生理學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)等學(xué)科的技術(shù)和成果,研究生物間的化學(xué)聯(lián)系規(guī)律及其機理,并將學(xué)科原理加以應(yīng)用的科學(xué)。1975年,國際化學(xué)生態(tài)學(xué)會主辦的JournalofChemicalEcology創(chuàng)刊,標志著化學(xué)生態(tài)學(xué)已經(jīng)獨立成為生態(tài)學(xué)的一個分支。1998年,Miller和Haynes從內(nèi)容和方法的角度給出了化學(xué)生態(tài)學(xué)的定義:化學(xué)生態(tài)學(xué)是研究在生物種內(nèi)和種間關(guān)系中發(fā)揮作用的天然化學(xué)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、功能、來源和重要性的科學(xué)。蜜蜂為什么會聚集在人體表面?生物間的化學(xué)聯(lián)系--自然界中的普遍現(xiàn)象語言和文字口頭表達電報、電話、郵件文字資料新媒體技術(shù)的發(fā)展肢體動作面部表情體味人類聯(lián)系方式化學(xué)聯(lián)系?沒有語言文字的生物不能自主移動的植物脊椎動物和植物化學(xué)聯(lián)系動物和植物能自主移動的動物脊椎動物無脊椎動物如昆蟲生物和無機環(huán)境化感作用無脊椎動物和植物雷切爾·卡遜(RachelCarson,1907年5月27日-1964年4月14日),美國海洋生物學(xué)家,但她是以她的作品《寂靜的春天》(SilentSpring)引發(fā)了美國以至于全世界的環(huán)境保護事業(yè)。作為當(dāng)時已經(jīng)是一位有世界影響的科學(xué)家,她能夠得到著名的生物學(xué)家、化學(xué)家、病理學(xué)家和昆蟲學(xué)家的幫助,她掌握了許多由于殺蟲劑、除草劑的過量使用,造成野生生物大量死亡的證據(jù),但她以更文學(xué)化的、更生動的方式寫出來,寫這本書她用了4年時間,其間她得了乳腺癌。這本書尚未出版,她就受到了以殺蟲劑等化工產(chǎn)品生產(chǎn)商為首,和受到農(nóng)業(yè)部支持的各種媒體的攻擊,罵她是“一個歇斯底里的婦女”。1962年《寂靜的春天》正式出版后,許多大公司施壓要求禁止這本書的發(fā)行,但沒有成功,反而在社會上引起更大的反響,卡遜收到了幾百封要求她去演講的請柬,這本書成為美國和全世界最暢銷的書。

殺蟲劑開始引起全社會的廣泛關(guān)注,1963年,在哥倫比亞廣播公司的電視節(jié)目中,卡遜和化學(xué)公司的發(fā)言人進行了一場辯論,這時她的病情已經(jīng)很嚴重,但她盡量克制。年底她被選為美國藝術(shù)和科學(xué)學(xué)院院士并獲得許多獎項,包括奧杜本學(xué)會頒發(fā)的奧杜本獎?wù)潞兔绹乩韺W(xué)會頒發(fā)的庫蘭獎?wù)?。最重要的是引起美國政府的重視,她最后一次在公眾中露面就是在參議院調(diào)查委員會上作證,從而導(dǎo)致1972年在美國全面禁止DDT的生產(chǎn)和使用,美國廠家開始向國外轉(zhuǎn)移,但其后世界各國紛紛效法。目前幾乎全世界已經(jīng)沒有滴滴涕的生產(chǎn)廠了?!都澎o的春天》成為促使環(huán)境保護事業(yè)在美國和全世界迅速發(fā)展的導(dǎo)火線。景觀(Landscape)和景觀生態(tài)學(xué)(Landscapeecology)景觀:由若干生態(tài)系統(tǒng)組成的異質(zhì)區(qū)域(heterogeneousarea),這些生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成景觀中明顯的斑塊(patches),這些斑塊稱景觀要素(landscapeelements)。景觀生態(tài)學(xué):研究景觀結(jié)構(gòu)及其過程(landscapestructureandprocesses)的科學(xué)。景觀及生物圈水平的生態(tài)學(xué)生物圈(biosphere)和全球生態(tài)學(xué)(Globalecology)生物圈:地球上全部生物和一切適合于生物棲息的場所。它包括巖圈(lithosphere)的上層、全部水圈(hydrosphere)和大氣圈(atmosphere)的下層。全球生態(tài)學(xué):研究生命系統(tǒng)和行星系統(tǒng)相互關(guān)系的科學(xué)。五、生態(tài)學(xué)發(fā)展歷史生態(tài)學(xué)的萌芽時期:公元前5000年-19世紀中期生態(tài)學(xué)的建立時期:從19世紀中期到20世紀40年代生態(tài)學(xué)的發(fā)展時期:20世紀初至50年現(xiàn)代生態(tài)學(xué)時期:上世紀60年代以后生態(tài)學(xué)人類文明早期,為了生存,人類不得不對其賴以飽腹的動植物的生活習(xí)性以及周圍世界的各種自然現(xiàn)象進行觀察。因此,從遠古時代起,人們實際上就已在從事生態(tài)學(xué)工作。在一些中外古籍中,如公元前2000年古希臘和中國的哲學(xué)論述和古歌謠中就有不少有關(guān)生態(tài)學(xué)知識的記載。1.萌芽時期進入17世紀之后,隨著人類社會經(jīng)濟的發(fā)展,生態(tài)學(xué)作為一門科學(xué)開始成長。例如著名化學(xué)家Boyle在1670年發(fā)表的低氣壓對動物效應(yīng)的試驗,標志著動物生理生態(tài)學(xué)的開端。1735年法國科學(xué)家Reaumur發(fā)現(xiàn),就一物種而言,發(fā)育期間的氣溫總和對任一物候期都是一個常數(shù),被認為是研究積溫與生物發(fā)育生理的先驅(qū)。1855年Candolle將積溫引入植物生態(tài)學(xué),為現(xiàn)代積溫理論打下了基礎(chǔ)。19世紀中葉,隨著博物學(xué)、進化論、控制論等領(lǐng)域生態(tài)學(xué)知識和方法的出現(xiàn),生態(tài)學(xué)作為一門研究生物與環(huán)境相互關(guān)系的學(xué)科開始走向科學(xué)舞臺。生態(tài)學(xué)(Ecology)這一術(shù)語是Haeckel在1866年首次提出的,之前,Darwin,Humboldt等一大批先驅(qū)者也對此做出過巨大貢獻。生態(tài)學(xué)發(fā)展初期,主要是以研究人類之外的動植物個體、種群和群落與其周圍環(huán)境的相互關(guān)系為目標。2.建立時期20世紀初期生態(tài)學(xué)發(fā)展成為四個彼此獨立的分支,即植物生態(tài)學(xué)、動物生態(tài)學(xué)、海洋生態(tài)學(xué)和湖沼生態(tài)學(xué)。后來,進一步化分為森林生態(tài)學(xué)、草地生態(tài)學(xué)、濕地生態(tài)學(xué)、海洋生態(tài)學(xué)、昆蟲生態(tài)學(xué)、微生物生態(tài)學(xué)等一系列分支。生態(tài)學(xué)在個體和群體領(lǐng)域積累了許多基礎(chǔ)性的資料,并為農(nóng)學(xué)、林學(xué)、畜牧和漁業(yè)等開發(fā)與保護提供了應(yīng)用基礎(chǔ)。生態(tài)學(xué)建立時期的代表作有:1792年德國植物學(xué)家Willdenow在《草學(xué)基礎(chǔ)》一書中詳細討論了氣候、水分與高山深谷對植物分布的影響,他的學(xué)生Humboldt于1807年用法文出版《植物地理學(xué)知識》一書,提出“植物群落”、“外貌”等概念,并指出“等溫線”對植物分布的意義。1788年Malthus《人口論》的發(fā)表,促進了達爾文“生存斗爭”及“物種形成”理論的形成,并促進了“人口統(tǒng)計學(xué)”及“種群生態(tài)學(xué)”的發(fā)展。

3.發(fā)展時期20世紀初動植物生態(tài)學(xué)并行發(fā)展,出版了不少生態(tài)學(xué)著作與教科書。在動物生理生態(tài)學(xué)、動物行為學(xué)和動物群落學(xué)等研究有了較大的進展。動物生態(tài)學(xué)方面,Jennings(1906)的《無脊椎動物的行為》;Shelford(1913)的《溫帶美洲的動物群落》等。植物生態(tài)學(xué),繼Warming-Schimper之后,在生理生態(tài)與群落生態(tài)方面出現(xiàn)了大量著作。20世紀20年代到50年代,動物生態(tài)學(xué)開始了種群研究,并將統(tǒng)計學(xué)引入生態(tài)學(xué)。例如,英國生態(tài)學(xué)家Lotka(1925)提出了種群增長的數(shù)學(xué)模型。出版的動物生態(tài)學(xué)專著有:Chapman(1931)的《動物生態(tài)學(xué)》,Elton(1927)的《動物生態(tài)學(xué)》,Shelford(1929)的《實驗室及野外生態(tài)學(xué)》,中國費鴻年(1937)的《動物生態(tài)學(xué)綱要》,前蘇聯(lián)KaiiikaoB(1945)的《動物生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)》等。1949年,Allee等人合著的《動物生態(tài)學(xué)原理》出版,被認為是動物生態(tài)學(xué)進入成熟期的重要標志之一。

植物生態(tài)學(xué)也得到重要發(fā)展,出版的專著有:瑞典DuRietz(1921)《近代植物社會學(xué)方法論基礎(chǔ)》,法國Braun-Blanquet(1928)的《植物社會學(xué)》,英國Tansley(1923)的《實用植物生態(tài)學(xué)》,美國Clements(1916)的《植物的演替》及Clements與Weaver(1929)合著的《植物生態(tài)學(xué)》,前蘇聯(lián)CykayeB的《植物群落學(xué)》(1908)與《生物地理群落學(xué)與植物群落學(xué)》(1945)等。Tansley于1935年提出的生態(tài)系統(tǒng)(Ecosystem)和Sukachev(1945,1960)提出的生物地理群落(Biogeocenose)的概念,為生態(tài)學(xué)的研究提供了不同層次的平臺。Linderman(1942)在營養(yǎng)動力學(xué)研究方面,以實驗為基礎(chǔ),通過對不同營養(yǎng)級的能量分析,提出了著名的“百分之十定律”,為生態(tài)學(xué)研究提供了定量化的技術(shù)途徑與手段。Odum(1983)在基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)一書中稱生態(tài)學(xué)是一門獨立于生物學(xué)甚至自然科學(xué)之外的,聯(lián)結(jié)生命、環(huán)境和人類社會的有關(guān)可持續(xù)發(fā)展的系統(tǒng)科學(xué)。Odum兄弟的系統(tǒng)生態(tài)學(xué)與馬世駿等(1984)的社會-經(jīng)濟-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)理論將生態(tài)學(xué)帶回整體論框架,成為回歸人與自然整合發(fā)展的先聲。4.現(xiàn)代生態(tài)學(xué)時期1960年代以后,世界上人口、資源與環(huán)境的不協(xié)調(diào)發(fā)展造成了全球性環(huán)境問題日益突出。水土流失、荒漠化擴展、生態(tài)系統(tǒng)退化、生物多樣性喪失、環(huán)境污染、氣候變暖、臭氧層消失、自然災(zāi)害頻繁多發(fā)以及城市化帶來的負面效應(yīng)都在不斷地加劇。生態(tài)學(xué)所固有的非線性思維模式、系統(tǒng)觀點、整體性理論及其多學(xué)科交叉的傳統(tǒng)為探索解決這些危機性問題提供了理論基礎(chǔ)與科學(xué)框架。1960年代由國際科聯(lián)(ICSU)發(fā)起的國際生物學(xué)計劃(IBP)和70年代聯(lián)合國教科文組織(UNESCO)開展的人與生物圈計劃(MAB),把生態(tài)學(xué)研究推向了一個嶄新的階段。把人納入到了生態(tài)系統(tǒng)和生物圈的一個具有重要影響的組成部分,這是生態(tài)學(xué)發(fā)展歷程中的一次觀念上的重大革新,是生態(tài)學(xué)研究投身于解決社會發(fā)展問題的一次重大進步。現(xiàn)代生態(tài)學(xué)時期特點:研究層次的變化向宏偉與微觀兩極發(fā)展:宏觀方向上擴展到生態(tài)系統(tǒng)、景觀與全球研究。在生態(tài)系統(tǒng)水平上,對各生物類群的生產(chǎn)力、能量流動與物質(zhì)循環(huán)研究取得豐碩成果。從區(qū)域擴展到整個生物圈,對于全球變化、生物多樣性、臭氧層空洞等研究也有較大進展;微觀方向上出現(xiàn)了分子生態(tài)學(xué)等分支學(xué)科,生態(tài)學(xué)的研究層次已囊括了分子、基因、個體直到整個生物圈與全球。現(xiàn)代生態(tài)學(xué)時期特點:研究方法的變化逐漸由描述到定量,由靜態(tài)到動態(tài),由局部到整體,由考察到實驗發(fā)展,不僅動物種群數(shù)量的研究開始定量計數(shù),植物群落的調(diào)查也已定量化;研究所用的儀器設(shè)備不斷更新,廣泛使用野外自計電子儀器(測定光合、呼吸、蒸騰、水分狀況、葉面積、生物量及微環(huán)境等);同位素示蹤(測定物質(zhì)轉(zhuǎn)移與物質(zhì)循環(huán)等),穩(wěn)定同位素(用于生物進化、物質(zhì)循環(huán)、全球變化等);遙感與地理信息系統(tǒng)(用于時空現(xiàn)象的定量、定位與監(jiān)測);生態(tài)建模(從生態(tài)生理過程、斑塊、種群、生態(tài)系統(tǒng)、景觀到全球)?,F(xiàn)代生態(tài)學(xué)時期特點:學(xué)科滲透與交叉其他學(xué)科與生態(tài)學(xué)的交叉;熱力學(xué)和經(jīng)濟學(xué)的概念滲入了生態(tài)學(xué);信息論、控制論和系統(tǒng)論也為生態(tài)學(xué)帶來了自動調(diào)節(jié)原理和系統(tǒng)分析方法;生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)、能量和信息之間關(guān)系揭示成為可能。生態(tài)學(xué)發(fā)展過程中的形成學(xué)派(1)北歐學(xué)派(Uppsala學(xué)派):由瑞典Uppsala大學(xué)的Sernauder所創(chuàng)建,繼承人為DuRietz,以注重群落分析為特點;法瑞學(xué)派:有兩個中心,一個在瑞士Zurich大學(xué),另一個在法國Montpellier大學(xué),所以又稱為蘇黎士-蒙伯利埃學(xué)派,他們聯(lián)合創(chuàng)建了“國家高山和地中海植物研究站”和“Яцье地植物研究所”,把植物群落生態(tài)學(xué)稱為“植物社會學(xué)”,并用特征種和區(qū)別種劃分群落類型,建立了嚴密的植被等級分類系統(tǒng),常被稱為植物區(qū)系學(xué)派。代表人物為Braun-Blanquet。1935年后,北歐學(xué)派與法瑞學(xué)派合并,稱為西歐學(xué)派或大陸學(xué)派;生態(tài)學(xué)發(fā)展過程中的形成學(xué)派(2)英美學(xué)派:代表人物有美國的Clements與英國的Tansley,以研究植物群落的演替和創(chuàng)建頂極學(xué)說而著名,有人稱之為動態(tài)學(xué)派;蘇聯(lián)學(xué)派:以Сукауёв為代表,注重建群種與優(yōu)勢種,建立了一個植被等級分類系統(tǒng),并重視植被生態(tài)、植被地理與植被制圖工作。他們的工作以植物群落和植被為主,統(tǒng)稱為“地植物學(xué)”。這一時期英、美等國還相繼成立了生態(tài)學(xué)會,英國生態(tài)學(xué)會于1913年創(chuàng)建,美國生態(tài)學(xué)會于1916年創(chuàng)建;創(chuàng)辦的一些生態(tài)學(xué)刊物有《JournalofEcology》、《Ecology》、《EcologicalMonographs》及《JournalofAnimalEcology》。六、中國生態(tài)學(xué)概況初始階段:鴉片戰(zhàn)爭(1840-1842)至20世紀初期本底調(diào)查階段:1950年代初、中期實驗研究階段:1950年代后期至1980年代現(xiàn)代生態(tài)學(xué)階段:1970年代末以后初始階段特點鴉片戰(zhàn)爭(1840-1842)以后,西方國家通過各種渠道來華采集動植物標本,調(diào)查植物資源,對中國的植被也進行過零星記載。20世紀初期,我國少數(shù)生物學(xué)和地理學(xué)家對局部地區(qū)的一些有關(guān)植被、區(qū)系和生境開展調(diào)查,對我國生態(tài)學(xué)的建立和發(fā)展做了大量基礎(chǔ)性的工作,這些工作可以從老一代科學(xué)家在新中國成立前后所著的植物生態(tài)、動物生態(tài)、海洋生態(tài)、森林生態(tài)以及草原生態(tài)方面的研究論著中得到證明。本底調(diào)查階段特點中國生態(tài)學(xué)從一開始就與國家建設(shè)任務(wù)和大規(guī)模的科學(xué)考察密切結(jié)合。1950年代初的平原農(nóng)田防護林建設(shè),中國生態(tài)學(xué)開展了油松、杉木、桉樹、楊樹、核桃等的生態(tài)學(xué)研究,開展了對東北和西南天然林區(qū)的森林資源、分類、分布、主要建群種的生態(tài)學(xué)特性以及采伐更新技術(shù)的研究。大規(guī)模的野外綜合科學(xué)考察工作包括熱帶橡膠林地及農(nóng)墾的調(diào)查,西藏、黃河中上游、黑龍江、新疆、青海、甘肅、內(nèi)蒙、西南以及南方亞熱帶山地的綜合科學(xué)考察,以及海洋綜合調(diào)查等。上述考察和研究對于認識我國自然資源特征,制定農(nóng)、林、牧、漁各業(yè)的發(fā)展規(guī)劃起到了重要作用。實驗研究階段特點(1)中山大學(xué)生物系在蒲蟄龍教授主持和蘇聯(lián)專家的幫助下于1959年建立了溫光濕控制的昆蟲生態(tài)實驗室,使我國走上了實驗昆蟲生態(tài)學(xué)的階段。1984年,中山大學(xué)利用世界銀行貸款進口了一批人工氣候箱,實現(xiàn)溫光濕全自動控制的動物(昆蟲)、植物的實驗生態(tài)研究。生態(tài)學(xué)家在全國各地的森林、草原、沼澤等生態(tài)系統(tǒng)中對主要建群種的生態(tài)和生理特性進行了大量的研究,對植被類型劃分與更新演替進行了廣泛研究。包括在東北地區(qū)對紅松和落葉松生態(tài)學(xué)特性、群落組成與結(jié)構(gòu)、類型劃分以及采伐更新研究,西南地區(qū)植物群落的調(diào)查,西雙版納熱帶森林生物地理群落和人工群落、華南地區(qū)杉木和油松人工林的栽培與撫育、橡膠宜林地的調(diào)查和熱帶作物引種栽培生態(tài)學(xué)研究,以及華北地區(qū)荒山造林和農(nóng)田防護林及西北地區(qū)沙漠化防治研究等。實驗研究階段特點(2)在農(nóng)業(yè)昆蟲生態(tài)方面,對昆蟲和獸類的生理生態(tài)學(xué)研究和對東亞飛蝗、粘蟲、棉鈴蟲、稻飛虱、鼠害等取得了重要成果;七十年代后期開始的動物生物能量學(xué)研究、昆蟲性激素、大熊貓和靈長類動物的行為生態(tài)學(xué)研究,以及經(jīng)濟魚類、蝦類、農(nóng)業(yè)昆蟲、有害動物的種群生態(tài)學(xué)研究等也取得重要成果。在此時期,出版了《中國植被》、《1:100萬中國植被圖集》、《生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)》、《生態(tài)學(xué)引論》、《昆蟲數(shù)學(xué)生態(tài)學(xué)》、《昆蟲種群生態(tài)學(xué)》等大量著作,中國生態(tài)學(xué)會出版發(fā)行了《生態(tài)學(xué)報》和《應(yīng)用生態(tài)學(xué)報》?,F(xiàn)代生態(tài)學(xué)階段特點--研究網(wǎng)絡(luò)和觀測站中國的生態(tài)學(xué)快速發(fā)展,在景觀生態(tài)學(xué)、區(qū)域生態(tài)學(xué)、全球變化、可持續(xù)發(fā)展等進行了大量研究,建立了中國生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)(CERN),它擁有43個生態(tài)站以及水分、土壤、大氣、生物和水體5個分中心和一個綜合研究中心,涵蓋了森林、草原、荒漠、農(nóng)田、湖泊、濕地、城市和海灣等各種類型的生態(tài)系統(tǒng)并對這些生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能及生態(tài)過程開展定位觀測。1985年,中山大學(xué)在廣東省封開縣黑石頂自然保護區(qū)建立了熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)實驗站,中國科學(xué)院廣州分院于80年代初分別在廣東省鼎湖山和鶴山縣建立了森林生態(tài)系統(tǒng)和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)野外觀測站。2006年以CERN為基礎(chǔ)的國家生態(tài)系統(tǒng)觀測研究網(wǎng)絡(luò)(CNERN)也正是成立,形成了由一個綜合研究中心和51個野外生態(tài)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)平臺。現(xiàn)代生態(tài)學(xué)階段特點--碳循環(huán)利用遙感和先進技術(shù)手段對我國各種生態(tài)系統(tǒng)碳儲量和碳收支進行了大量的測算與評估工作,對于我國的森林、草地、濕地、農(nóng)田、湖泊和近海生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的過程機制、時空格局及其碳循環(huán)模型系統(tǒng)開展了規(guī)范的研究。以ChinaFLUX為標志的陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)野外觀測、數(shù)據(jù)資源和模型分析綜合平臺不斷完善,自主開發(fā)了中國森林碳收支模型(FORCCHN)、中國農(nóng)田碳收支模型(Agro-C)、中國草地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)模型(DCTEM)、以及陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)動力學(xué)模型(AVIM2),開發(fā)了森林、農(nóng)田和草地生態(tài)系統(tǒng)碳收支評估分析的衛(wèi)星遙感模型系統(tǒng)?,F(xiàn)代生態(tài)學(xué)階段特--全球變化構(gòu)建了陸地生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)和適應(yīng)性觀測和實驗研究平臺,開展了增溫、降水、CO2濃度升高以及氮沉降增加對生態(tài)系統(tǒng)影響的野外控制實驗研究。21世紀初我國提出了中國草地樣帶(ChinaGrasslandTransect,CGT)的概念,在中國草地樣帶上組織開展大量定位觀測和實驗工作。重點建立了生態(tài)系統(tǒng)對溫度、降水、土地利用變化、CO2濃度和N沉降等響應(yīng)的研究,開展從個體–種群–群落–生態(tài)系統(tǒng)尺度的綜合研究,揭示單一因素和多因素對生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的影響及其交互作用,揭示生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能對全球變化的響應(yīng)和適應(yīng)機制。現(xiàn)代生態(tài)學(xué)階段特--可持續(xù)發(fā)展參與了聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展委員會(WCED)和世界自然保護聯(lián)盟(ICUN)等的工作,參加了《我們共同的未來》等一系列重要文獻的起草;對可持續(xù)發(fā)展評價指標體系與評價方法進行了系統(tǒng)研究,參與制定了國家21世紀議程框架設(shè)計和部門與區(qū)域21世紀議程實施方案的制定;提出社會-經(jīng)濟-環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的生態(tài)學(xué)理論和方法;指出人類社會是一類以人的行為為主導(dǎo)、自然環(huán)境為依托、資源流動為命脈、社會體制為經(jīng)絡(luò)的社會-經(jīng)濟-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng),只有弄清復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)、能量、信息、人口、資金的耦合關(guān)系和變動規(guī)律,才有可能闡明生態(tài)環(huán)境問題的形成機制,推進城市與區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展?,F(xiàn)代生態(tài)學(xué)階段特--生態(tài)文明生態(tài)文明的核心理念是自覺地尊重自然規(guī)律,自覺地珍愛自然,積極地保護生態(tài);基本宗旨是以自然資源

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