基础生态学

基础生态学

《生态学》教材及参考书籍

教材牛翠娟 . 基础生态学 ( 第二版 ). 高等教育出版社 ,2002.

参考书籍李博 . 生态学 , 高等教育出版社 ,2000. 杨持 . 生态学 ( 第二版 ). 高等教育出版社 ,2008. 孙儒泳 . 普通生态学 . 高等教育出版社 ,1993. Manuel C.Molles Jr.Ecology-Concepts and

Applications(Second Edition)( 影印版 ), 高等教育出版社 ,2002 ．

Eugene P.Odum. 陆健健等译 . 生态学基础 (第 5版 ), 高等教育出版社 ,2009

曲仲湘 . 植物生态学 ( 第二版 ). 高等教育出版社 ,1983.

金岚 . 环境生态学 , 高等教育出版社 ,1992. 肖笃宁 . 景观生态学 , 科学出版社 ,2003.

《生态学》期刊《生态学报》 [ 中国生态学会， 1982] 《生态学杂志》 [ 中国生态学会， 1982] 《 AMBIO-- 人类环境杂志》 [ 瑞典皇家科学院， 1972] 《应用生态学报》 [ 中国生态学会， 1990] 《生物多样性》 [ 中国科学院濒危物种委员会， 1993] 《植物生态学报》 [ 中国植物学会，中国科学院植物研　　究

所， 1955] 《 Ecology Letters》 [the Centre National de la Recherche

Scientifique , 法国国家科学研究中心 (CNRS) 新刊物， 1998 年发刊， 2005、 2006 年排名纯生态学非综述性刊物中第一 ]

《 Ecology》 [the Ecological Society of America,1920] 《 Journal of Ecology 》 [1913] 《 Ecology Monorgraphs》 [1931] 《 Journal of Animal Ecology 》 [1932]

谷歌— http://www.google.com.hk WWF 世界自然基金会— http://www.wwfchina.org 万方数据— http://www.wanfangdata.com.cn/ 中国期刊网— http://dlib.edu.cnki.net/kns50/ 中国生物学文摘 (Chinese Biological

Abstracts)—http://www.cqvip.com/Journal/Detail.aspx?gch=87815X&yearsnum=200607

中国科学院生物多样性委员会— http://www.brim.ac.cn 中国科学院生态环境研究中心— http://www.rcees.ac.cn/ 湿地国际— http://www.wetwonder.org 英文数据库 Elsevier Science, Kluwer或

http://www.sciencedirect.com http://en.wikipedia.org/wiki/Main_Page 普蘭塔－生态学与生物多样性论坛

http://www.planta.cn/forum/index.php IUCN

《生态学》有关网站

第 0 章绪论

0.1 生态学的定义0.2 生态学的研究对象0.3 生态学的发展简史0.4 生态学研究的方法0.5 如何学习生态学？

参考文献思考题

0.1 生态学的定义—— 什么是生态学 (Ecology） ? Ecology 源希腊词“ Oikos” 和“ logos” ，前者表示住所和栖

息地，后者表示学科，原意是研究生物栖息环境的科学。研究生物 (organism) 及环境 (environment) 间相互关系的科学（ Ernst Haeckel, 德国博物学家 ,1866 ）。

研究科学的自然历史（ C. Elton, 英国生态学家 ,1927 ）。研究生物形态、生理和行为上的适应（ Kaшкapoв, 克什卡洛夫 ,

前苏联生态学家 , 1945 ）。研究有机体的分布和多度的科学（ Andrewartha, 澳大利亚生

态学家 , 1954，《动物的分布与多度》）。而 C.Krebs 认为这个定义是静态的，忽视了相互关系，因此，改为“生态学是研究有机体分布与多度与环境相互作用的科学”。他们强调的是种群生态学。（ Krebs,1972, 1978,1985 ）

Ernst Haeckel

a professor of comparative anatomy at the University of Jena, was an early popularizer of Darwin's work in Germany. 普及者

Oikos 2010 年影响因子（ Impact Factor,

IF ） 3.393

丹麦植物生态学家 Warming （ 1909 ）认为植物生态学是研究“影响植物生活的外在因子及其对植物…的影响；地球上所出现的植物群落…及其决定因子” , 这里既包括个体，也包括群落 ;

而法国的 Braun-Blanquet（ 1932 ）则把植物生态学称为植物社会学，认为它是一门研究植物群落的科学。

他们均强调的是群落生态学。

0.1 生态学的定义——

什么是生态学(Ecology） ?



20 世纪 60~70 年代，动物生态学家和植物生态学家思想逐渐统一，趋向汇合，生态系统的研究日益受到重视，并与系统论交叉。在环境、人口、资源等世界性生态问题日益凸现的前提和背景下，生态学的研究重心逐渐转向生态系统。因此，生态学的定义又有一些提法：



研究有机体与生活之地相互关系的科学。（ Smith,1966 ）

研究生态系统的结构和功能的科学（ E.P. Odum，1956 ）；综合研究有机体、物理环境与人类社会的科学 (Eugene P. Odum, 1997 ）。

他的不同版本的《生态学基础》 (1953, 1959, 1971, 1981, 2009)观点均有很大的区别。并将生态学的研究中心转向生态系统，并于 1977 年获美国生态学最高荣誉——泰勒生态学奖。

研究生命系统与环境系统之间相互作用规律及其机理的科学（马世骏， 1980 ）。

Eugene P. Odum 美国生态学家。美国科学院院士，美国科

学发展协会会员。 1964～ 1965 年被选为美国生态学会主席。 1945 年获佐治亚州迈克尔奖， 1977 年获泰勒生态学奖， 1987获瑞典皇家科学院克雷福奖。

1913 年 9 月 17 日生于美国新罕布什尔。 1934 年获美国北卡罗来纳大学学士学位； 1939 年获伊利诺伊大学博士学位。 1937～ 1939 年在北卡罗来纳大学任助教 1939～ 1940 年在纽约州埃德蒙·奈尔斯

爱斯基摩人保护区任生物学研究员。 1940～ 1957 年在佐治亚大学先后任助教

授、教授；并于 1957 年任该大学阿鲁尼基金会动物学教授； 1961 年任该大学生态学研究所所长。

主要研究生态系统生态学，他与其弟 H.奥德姆最早认识到把能流作为生态学原理的重要性，并使生态学与经济学结合起来，发展了人类生态学。

他编写的《生态学原理》（ 1983 年改名为《基础生态学》）一书反映了各种新理论，被世界各国学界所采用。

此外，他在鸟类生态、脊椎动物种群以及河口、湿地生态学等方面，也有不少的研究。

生态学的定义可分为三类 :

科学的自然历史 ; 动物的种群生态学和植物的群落生态学 ; 生态系统生态学 .



What is Ecology? Ecology can be defined as the study of relationships

between organisms and the environment. Levels:

Molecular, Individual organism, Population, Community, Ecosystem, Landscape, Global Ecology.





生态学（ ecology）是研究有机体与其周围环境相互关系的科学。环境：包括非生物环境和生物环境。

非生物环境：温度、可利用的水、风等；生物环境：同种或异种其他有机体。

德国博物学家 E. Haeckel 在生态学定义中强调的相互关系 , 及相互作用（ interaction ）相互作用（ interaction） : 有机体与非生物环境的相互作用，和有机

体之间的相互作用。有机体之间的相互作用：

同种生物之间的相互作用（种内相互作用）：种内竞争异种生物之间的相互作用（种间相互作用）：种间竞争、捕食、寄生和互利共生等。

0.2 生态学的研究对象经典生态学有四个组织层次：

个体生态学（ individual ecology ）种群生态学（ population ecology ）群落生态学（ community ecology ）生态系统生态学（ ecosystem ecology ）

现代生态学的研究对象向微观与宏观两个方面发展分子生态学（ molecular ecology ）景观生态学（ landscape ecology ）全球生态学（生物圈生态学）（ biosphere ecology

）

0.2 生态学的研究对象

分子（molecular ）个体（ individual ）种群（ population ）群落（ community ）生态系统（ ecosystem）

景观（landscape）生物圈（biosphere）

经典生态学研究的内容

现代生态学研究的内容

现代生态学研究的内容

按组织层次（ levels of organization ）划分：个体生态学(Individual ecology): 研究重点是个体对生物

和非生物环境的适应（ adaptation ）。种群生态学(Population ecology): 研究重点是多度

(abundance) 和种群动态（ population dynamics ）。群落生态学(Community ecology): 研究重点是决定群落组成和结构的生态过程（ ecological processes ）。

生态系统生态学(Ecosystem ecology): 研究重点是能流（ energy flow ）、食物网（ food web ）和营养循环（ nutrient cycling ）。

0.2 生态学的研究对象——经典生态学

个体生态学 (Individual ecology)

个体生态学强调的是有机体对环境的反应。与生理学有交叉。近代生理生态学研究更注重个体从环境中获得资源和资源分配给维持、生长、生殖、修复、保卫等方面的进化和适应对策上；

而生态生理学则偏重于对各种环境条件的生理适应及其机制上。

种群生态学 (Population ecology)

种群 (Population) 是栖息在同一地域中的同种个体组成的复合体。

种群有个体层次上所没有的群体的特征，如出生率、死亡率、增长率，年龄结构和性比，种内关系和空间分布格局等，其中多度 (abundance)和波动的决定因素是生态学家最感兴趣的问题，种群的空间分布格局也是生态学家关注的问题。

群落生态学 (Community ecology)

群落 (Community) 是栖息在同一地域中的动物、植物和微生物组成的复合体。群落是由种群组成的新的层次结构，有人因此将其定义为“一定领域内不同物种种群的集合或混合体”。群落也因此有了一系列新的群体的特征，如群落的结构、演替、多样性、稳定性等。

现代生态学家最感兴趣的是决定群落组成和结构的过程。

生态系统生态学 (Ecosystem ecology)

生态系统 (Ecosystem) 是一定空间中生物群落和非生物环境的复合体。

生态学家最感兴趣的是能量流动和物质循环过程。

按研究对象的生物类群划分：动物生态学

昆虫生态学鱼类生态学鸟类生态学

植物生态学微生物生态学人类生态学


陆地生态学森林生态学草地生态学荒漠生态学冻原生态学

0.2 生态学的研究对象——经典生态学按生物栖息环境划分：

水生生态学淡水生态学河口生态学海洋生态学

湿地生态学岛屿生态学等等

按应用领域划分：农业生态学森林生态学草地生态学自然资源生态学城市生态学环境生态学保育生物学恢复生态学污染生态学人类生态学生态伦理学


各类农业资源管理

环境保护

人类社会

城市建设

按交叉学科划分：数学生态学地理生态学化学生态学生理生态学行为生态学进化生态学等等


《分子生态学》杂志 (1992) 则认为分子生态学是分子生物学、生态学和种群生物学之间形成的交叉领域，主要是利用分子生物学方法研究自然种群或人工种群与其环境间的相互关系以及转基因生物 ( 或其产物释放 ) 所带来的一系列潜在的生态学问题。

我国学者 (王小明 ) 认为分子生态学是利用分子生物学技术与方法研究生物对其所处环境的适应以及产生这种适应反应的分子机制。

0.2 生态学的研究对象—— 分子生态学 (Molecular ecology)

0.2 生态学的研究对象—— 分子生态学 (Molecular ecology)

生态学除继续向宏观方向发展外，同时还向个体以下的层次渗透， 1992 年由Harry Smith创办了《 Molecular

ecology ，分子生态学》杂志。

0.2 生态学的研究对象——

景观及生物圈水平的生态学景观 (Landscape) 和景观生态学 (Landscape

ecology) 景观 : 由若干生态系统组成的异质区域 (heterogeneous

area), 这些生态系统构成景观中明显的斑块 (patches), 这些斑块称景观要素 (landscape elements) 。

景观生态学 : 研究景观结构及其过程 ( landscape structure and processes) 的科学。

生物圈 (biosphere) 和全球生态学 (Global ecology) 生物圈: 地球上全部生物和一切适合于生物栖息的场所。

它包括岩石圈（ lithosphere ）的上层、全部水圈（ hydrosphere ）和大气圈（ atmosphere ）的下层。

全球生态学 : 研究生命系统和行星系统相互关系的科学。

0.2 生态学的研究对象——

景观及生物圈水平的生态学生物圈 (biosphere) ：

地球上存在生命的部分，由大气圈的下层（对流层），水圈和岩石圈的上层（风化层）组成。

范围：地表以上 23km~ 地表以下 12km

首次提出：奥地利地质学家 E.Suess,1875; 苏联地质学家 V.I.Vernadsky,1926,“ 生物圈”演讲。

0.2 生态学的研究对象——生物圈

生态学研究的最高组织层次

生态系统和生物圈中各组成成分之间，尤其是生物与环境、生物与生物之间的相互作用。生态学与气象学、气候学、土壤学、海洋学、湖沼学等

学科的关系。生态学的特殊性（研究对象和研究单位的特殊性，如研

究对象的尺度有大有小，但都贯穿着生物与环境和生物与生物之间的相互作用这一基本原理，又如研究单位生态系统既是结构单位，又是功能单位，尤其是现在的生态系统包括自然的、社会的、经济的、文化的等多方面的因素，因此，马世俊倡导了一个新的提法“自然 - 经济 -社会复合系统”）（参考孙濡泳《普通生态学》）

生态学的研究重点（思考）

0.2 生态学的研究对象——现代生态学现代生态学十分重视生态学研究的尺度（ scale ）。尺度（ scale ）是指某一现象或过程在空间和时间上所涉及到的范围和发生的频率。

如空间尺度： CO2, 既可以以大的尺度——全球的尺度上研究，也可以从实验室或温室等小尺度上研究；时间尺度：可以以百年计、十年计研究植物群落的生态演替，而研究微生物侧以小时计或天数计；组织尺度 : 个体 - 种群 - 群落 - 生态系统等组织层次。

生态学的发展史生态学的萌芽时期（公元 16 世纪以前）生态学的建立时期（公元 17 世纪至 19 世纪）

生态学的巩固时期（ 20 世纪初至 20 世纪 50

年代）现代生态学时期（ 20 世纪 60 年代至今）

0.3 生态学的发展史

0.3 生态学的发展史——萌芽时期

以古代思想家、农学家对生物环境相互关系的朴素的整体观为特点。在我国：公元前 1200 年《尔雅》 : 草木两章；公元前 200年《管子》“地员篇”专门论及水土

和植物；公元前 100 年前后，农历确立了 24节气，反映

作物、昆虫与气候的关系，同时《禽经》一书（鸟类生态）问世；

《本草纲目》 ; 在欧洲：公元前 285 年也有类似著作问世，区分

植物类型，动物色泽变化是对环境的适应。

0.3 生态学的发展史——建立时期 1670年 ,R.Boyle 发表低气压对动物效应的试验 ;

1735年 ,Reaumur:积温与昆虫发育的关系 ;

1792 年德国植物学家 C.L.Willdenow 出版了《草学基础》； 1807 年德国 A.Humbodt 出版《植物地理学知识》提出“植物

群落”“外貌”等概念； 1798年 T.Malthus 《人口论》的发表； 1859 年达尔文的《物种起源》； 1866年 Haeckel 在他的著作《普通生物形态学》中首先提出

ecology 一词及其定义。 1895年 E.Warming 发表了他的划时代著作《以植物生态地理

为基础的植物分布学》 ( 后改写成《植物生态学》 )。

0.3 生态学的发展史——巩固时期 C.Cowels(1910) 发表的《生态学》； F.E.Clements(1907) 发表的《生态学及生理学》；前苏联苏卡切夫的《植物群落学》（ 1908 ）、

《生物地理群落学与植物群落学》（ 1945 ）； A.G.Tansley(1911) 发表的《英国的植被类型》等； R.N.Chapman(1931)的《动物生态学》；中国费鸿年（ 1937 ）的《动物生态学》；特别是 W.C.Alle(1949) 等的《动物生态学原理》出

版，被认为是动物生态进入成熟期的重要标志。

学派的形成北欧学派：以注重群落结构分析为特点。代表

人物： G.E.Du Rietz ；法瑞学派：注重群落生态外貌，强调特征种的

作用。代表人物是 J.Braun-Blanquet ；英美学派：以动态和数量生态为特点。代表人

物是 Clements和 Tansley ；俄国学派（前苏联学派）：植物（群落）与地

学结合。代表人物： B.H.Cykayeb 。

0.3 生态学的发展史——巩固时期

研究层次上向宏观和微观两极发展：生态学的研究层次已囊括了分子、基因、个体直到整个生物圈。

研究手段的更新：自计电子仪、同位素示踪、稳定性同位素、“ 3S” （全球定位系统（ GPS ）、遥感（ RS ）与地理信息系统（ GIS ））、生态建模，系统论引入生态学。

研究范围的拓展：结合人类活动对生态过程的影响 ,从纯自然现象研究扩展到自然 - 经济 -社会复合系统的研究 .

0.3 生态学的发展史——现代生态学时期

科学思维的逻辑结构观察 → 预测 → 假设 → 检验模型：模型是对现实系统的结构与功能的

物理或抽象的描述。生态模型：描述和预测生态系统行为。

生态学研究的基本方法野外研究实验研究数学模型研究（理论研究）

0.4 生态学研究的方法论

0.4 生态学研究的方法论——基本的研究方法

野外研究：最基本的研究，首先的，第一性的。优点：可以直接观察，获得自然状态下的第一手资料；缺点：不易重复。

1955，McArthur

实验研究：是分析因果关系的一种有用的补充手段。优点：条件控制严格、对结果的分析比较可靠、重复性强；

缺点：实验条件往往与野外自然状态下的条件有区别。

近年来，生态学家发展了在自然条件下进行实验研究的方法。如通过驱除寄生虫研究雷鸟种群的动态，同时设置对照区。


Heinrich

metabolic: [ .metə‘bɔlik ] 新陈代谢chamber: [ 'tʃeimbə ] 室

nectar: [ 'nektə ] n. 花蜜

volume: [ 'vɔlju:m; (US) -jəm ] n. 体积 ,容量 ,音量

数学模型研究（理论研究）：种群生态学上常利用数学模型研究种群动态，已取得了很重要的成果。

数学建模要求数学模型的优缺点：

优点：高度抽象，可研究真实情况下不能解决的问题；注意：模型研究的预测性必须通过现实来检验其预测结果是否正确；可以通过修改参数再进行模拟，使模拟研究逐步逼近现实。

缺点：与客观实际距离甚远，若应用不当，易产生错误。


数学建模要求1 、真实完整。　　 1 ）真实的、系统的、完整的 , 形象的反映客观现象；　　 2 ）必须具有代表性；　　 3 ）具有外推性，即能得到原型客体的信息，在模型的研究实验时，

能得到关于原型客体的原因；　　 4 ）必须反映完成基本任务所达到的各种业绩，而且要与实际情况相符合。

2 、简明实用。在建模过程中，要把本质的东西及其关系反映进去，把非本质的、对反映客观真实程度影响不大的东西去掉，使模型在保证一定精确度的条件下，尽可能的简单和可操作，数据易于采集。

3 、适应变化。随着有关条件的变化和人们认识的发展，通过相关变量及参数的调整，能很好的适应新情况。

0.5 如何学习生态学？

充分利用课堂教学掌握扎实的基础知识理论联系实际勤于思考和刻苦钻研广泛阅读文献和参考书

第 0 章绪论——参考文献朱善良 . 生态学研究的新领域——分子生态学 . 生物学杂志 ,2000,17(3):11-12.

张晓君 ,冯清平 ,白玲 . 分子生态学在微生物多样性研究中的应用 .微生物学通报 ,1999,26(1): 68-70.

http://hi.baidu.com/ecoeducation/blog/item/a9f32509c63091ac2eddd442.html

http://blog.renren.com/share/264168721/7302202417

http://www.google.com.hk

http://www.sciencedirect.com

http://www.iucn.org

http://baike.baidu.com/view/503685.htm

http://en.wikipedia.org/wiki/Ernst_Haeckel

http://www.newworldencyclopedia.org/entry/Ernst_Haeckel

http://www.sciencedirect.com

http://www.ib.cas.cn/

http://baike.baidu.com/view/76167.htm

http://www.cplanta.org/forum/search.php?search_author=%D6%B2%CE%EF%CB%F9%CD%E2%C1%F7%C0%CB&sid=e753d059b6c24ed583764c2c4e983a67

第 0 章绪论——思考题一、名词解释 1. 种群（ population ） 2. 群落（ community ） 3. 生态系统

（ ecosystem ） 4. 生物圈（ Biosphere ） 5. 生态学（ Ecology） 6. 相互作用（ interaction） 7.尺度（ scale ）

二、问答题 1.简述生态学的定义类型，并给出你对不同定义的评价 . （简述生态学的几种主要定义，并说明生态学的发展过程）。 2. 二十世纪六十年代以来，生态学迅猛发展，说明其社会背景。 3.按照研究对象的组织层次划分，生态学应包括哪几个分支学科？概括

各分支学科的主要研究内容。 4.比较 3 类生态学研究方法的利弊。 5.查阅资料，理解自然 - 经济 -社会复合系统。 6.根据你的认识，谈谈为什么学习生态学？三、小论文列举校园中身边一两个生态学问题，试加以分析，并提出解决方案。

四、单项选择题 1 、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2 、生态学的经典定义是（）。A . 研究生物与环境相互关系的科学 B. 研究生态系统结构与功能的

科学C. 研究环境问题发生规律及环境保护的科学 D. 研究可持续发展的

科学3 、生态学一词是由 ( )首先提出来的 . 。Ａ .海克尔Ｂ .达尔文Ｃ .坦斯利Ｄ .欧德姆4 、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5 、生理生态学研究的基本内容同 ( ) 相当。Ａ . 个体生态学Ｂ . 种群生态学Ｃ . 群落生态学Ｄ . 生态系统生态

学

四、单项选择题6 、按 ( )划分．生态学可分为植物生态学、动物生态学和微生物生

态学等。Ａ . 生物类群Ｂ . 生物的组织层次Ｃ . 生态学的应用Ｄ . 生态系统7 、按 ( )划分，生态学可分为个体生态学，种群生态学和群落生态

学等。Ａ . 生物类群Ｂ . 生物的组织层次Ｃ . 生态学的应用Ｄ . 生态系统8 、生态学建立时期的主要研究内容是（）。A. 个体及种群生态学 B. 群落生态学 C. 生态系统生态学 D.全球生态学9 、生态学巩固时期，生态学发展达到第一个高峰，主要是指（）。A. 生态学概念的提出 B. 生态系统概念的提出C. 生态学同其他学科渗透交叉 D. 生态学的广泛应用10 、生态学学派的分化是在（）。Ａ . 生态学的萌芽时期Ｂ . 生态学的建立时期Ｃ . 生态学的巩固时期Ｄ . 现代生态学时期

五、填空题 1 、生态学的经典定义是 ___ 。2 、欧德姆（ odum ）关于生态系统生态学的

定义是 _____ 。3 、现代生态学的研究对象是 ____ 。4 、生态学一词是由 ____首先提出来的。5 、生态系统的概念是由 ______首先提出来的。6 、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是 ______ 。

7 、个体生态学的基本内容与 ______ 相当。

五、填空题8 、全球生态学又叫 _______ 。9 、生态学的研究方法主要包括

________、 ________和 ____ 。10 、生物种群上一层次的生物组织层次是 _______ 。11 、按研究方法划分，生态学可分为

______、 _____和 _____ 等。12 、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方法叫 ____ 。

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