生态学讲义 t7n*kiN<q
第一章 生态学是一门科学 Is-Kz}4L
生态学的定义 QK//bV)
生态学的形成与发展 [7L1y) I(
生态学与其他学科的关系 a_FJN zL
一.生态学的定义 r@wWGbQ|L
1.生态学(ecology)是研究生物与周围环境和无机环境相互关系及机理的科学。(E.Haeckel,1866) wgI$'tI
它包括4个层次的内容: i1u &-#k
生态学的定义还有很多: Hn:%(Rg=aW
生态学是研究生物(包括动物和植物)怎样生活和它们为什么按照自己的生活方式生活的科学。(埃尔顿,1927) 8`'_ckIgr
生态学是研究有机体的分布和多度的科学。(Andrenathes,1954) 2Xgn[oI{
生态学是研究生态系统的结构与功能的科学。(E.P.Odum,1956) t3G%}d?
生态学是研究生命系统之间相互作用及其机理的科学。(马世骏,1980) 0I079fqk<
生态学是综合研究有机体、物理环境与人类社会的科学。(E.P.Odum,1997) RM QlciG
二.生态学的形成与发展 L
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理论上:概念上的提出—→论著的出版—→学科的形成。 5(TI2,4
时间上:萌芽时期—→近代发展:4大学派的形成—→现代发展:生态系统、人类生存环境的研究。 L,Uqt,
实验技术上:描述—→定性—→定量—→模拟。 GT2;o
(1)生态学萌发阶段(时期) _ ?=bW
公元16世纪以前: :6Bk<
在我国:公元前1200年 《尔雅》一书; p4|:u[:&
公元前200年《管子》“地员篇”; v5 $"v?PT
公元前100年前后,农历确立了24节气,同时《禽经》一书(鸟类生态)问世; Cv~ t~
《本草纲目》。 aCy2.Qn
在欧洲:公元前285年也有类似著作问世。 "7iHTV
(2)近代生态学阶段(公元17世纪—19世纪末) KZ;U6TBiB
建立时期: )7[>/2aGd
17世纪后生态学作为一门科学开始成长。 b8Y1 .y"#
1792年德国植物学家C.L.Willdenow出版了《草学基础》; }Geip@Ot
1807年德国A.Humbodt出版《植物地理学知识》提出“植物群落”“外貌”等概念; y7$e7~}/
1798年T.Malthus《人口论》的发表; <-X)<k
1859年达尔文的《物种起源》; !f]F'h8
1866年Haeckel在他的著作《普通生物形态学》中首先提出ecology一词,并首次提出了生态学定义。 $OmcEd
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》(1909年经改写成《植物生态学》)。 6^}GXfJAc
(2)近代生态学阶段(公元17世纪—19世纪末) ;]+kC
巩固时期(20世纪初至20世纪50年代): h`?0=:Tru
(1)动植物生态学并行发展,著作与教科书出版。 ,$7LMTVDrE
代表作:C.Cowels(1910)发表的《生态学》; P[aB}<1f0
F.E.Chements(1907)发表的《生态学及生理学》; Fl^.J<Dz
前苏联苏卡切夫的《植物群落学》(1908)、《生物地理群落学与植物群落学》(1945); 86.!sQ8b
A.G.Tamsley(1911)发表的《英国的植被类型》等; HO}aLp
R.N.Chapman(1931)的《动物生态学》; u*}6)=+:
中国费鸿年(1937)的《动物生态学》; OJQ7nChMm
特别是W.C.Alle(1949)等的《动物生态学原理》出版,被认为是动物生态进入成熟期的重要标志。 J1yy6Wq3[
(2)近代生态学阶段(公元17世纪—19世纪末) pBh[F5
巩固时期(20世纪初至20世纪50年代): v #IC
(2)学派的形成:主要有 VqbMFr<k
①北欧学派:以注重群落结构分析为特点。代表人物:G.E.Du Rietz fh:=ja?bM3
②法瑞学派:注重群落生态外貌,强调特征种的作用。代表人物是J.Braum-Blanquet YtxBkKiJ2V
③英美学派:以动态和数量生态为特点。代表人物是Clements和Tansley R qOEQ*k
④俄国学派(前苏联学派):植物(群落)与地学结合。代表人物:B.H.Cykayeb Uw<Lt"ls.
(三)现代生态学阶段(20世纪60年代至现在) XZJ }nXy
以人类生存环境为中心。 C7eaioW$
三.生态学与其他学科的关系 DZ(e^vq
深入到自然科学和社会(人文)科学中,形成各自的分支学科。 MoO
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渗入到人类社会各种活动甚至思维和意识中。 ,dK% [
第二章 生物与环境 =DGaK0n
一.环境概述 Eki7bT@/
二. 生态因子 bXC
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1、定义:生态因子(ecological factors)是指环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接作用的环境要素。 6pxj9@X+
2. 生态因子作用的一般特征(一般规律) W5EB+b49KM
(1)综合作用; w'?uJW
(2)主导因子作用; w9H%u0V?
(3)直接作用和间接作用; e8--qV#<
(4)阶段性作用; }m\
(5)可调节(补偿)作用但不可代替性; JY_+p9KfyQ
(6)限制性作用—耐度限制及耐度限制的调节。 on\0i{0l8
限制因子(limiting factor): \CX`PZ><
①限制生物生存和繁殖的关键性因子。 hdfNXZ{A"
②在众多生态因子中,任何接近或超过某种生物的耐受性极限,而且阻止其生长、繁殖或扩散甚至生存的因素。 P;mmK&&
最小因素定律(law of minimum): f)?s.DvUB
能够影响生物的无数因子中,总有一个因素限制生物的生长、生存或繁殖。 c
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耐性定律(law of tolerance):
(B7M*e
耐性(tolerance):①指生物能够忍受外界极端条件的能力;②指单个有机体或种群能够生存的某一生态因子的范围。 |!flR? OU
又称shelford 耐性定律。任何一个生态因子在数量或质量上的不足或过多,即当其接近或达到某种生物的耐受性限制时,而使该种生物衰退或不能生存。 "otP^X.
2. 生态因子作用的一般特征(一般规律) q@r8V&-<
耐性限度(the limits of tolerance): f
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每个种只能在环境条件一定范围内生存和繁殖。也即生物种在其生存范围内,对任一生态因子的需求总有其上限与下限,两者之间的距离就是该种对该因子的耐性限度。 +Y'(,J
生物种的耐性曲线(见图例): pV:X_M6
耐性限制用曲线表示,称为耐性曲线(tolerance curve)。广幅分布生物与狭幅分布生物分布耐性曲线。 j""u:l^+x
耐度限制的调节通过下列主要方式: . m@
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新环境适应:驯化培育 ;_1D-Mf
休眠——“逃避”限制 N=)N
生理节律变化和其他周期性补偿变化 Nq9@^ E-{M
调节的目的是对恶劣环境的克服,通过这些方式,使体内生理、行为达到平衡,而抵抗恶劣环境。 {CYFM[V
三.生态因子对生物的生态作用 }+,1G!?z
(1) 光强的作用:生长发育、形态建构作用。典型例子—植物黄化现象(eitiolation phenomenon)。 p/4GOU5g
(2)光质的作用:光合作用影响 +p>tO\mo
红、橙光能对叶绿素有促进,绿光不被植物吸收称“生理无效辐射”。红光有利于糖的合成,蓝光有利于蛋白质的合成。 J XbG|L
光对动物生殖、体色变化、迁徙、毛羽更换、生长发育有影响。 s{'r'`z.
紫外光与动物维生素D产生关系密切,过强有致死作用,波长360nm即开始有杀菌作用,在340nm~240nm的辐射条件下,可使细菌、真菌、线虫的卵和病毒等停止活动。200~300nm的辐射下,杀菌力强,能杀灭空气中、水面和各种物体边面的微生物,这对于抑制自然界的传染病病原体是极为重要的。 bt-y6,> +E
三.生态因子对生物的生态作用 |r%6;8A]i
(3)光周期现象—生物对光的生态反应与适应 u\<