安徽大学生命科学学院2003级 《生态学》讲义 主讲教师:周立志教授 联系电话:0551-3915126(小灵通) 电子信箱:zhouli@ahuedu.cn
1 安徽大学生命科学学院2003级 《生态学》讲义 主讲教师：周立志教授 联系电话：0551－3915126(小灵通) 电子信箱：zhoulz@ahu.edu.cn
《生态学》教学内容 第一章绪论 第二章个体生态学 生物与环境 第三章种群生态学 种群及其基本特征 二节种群的遗传与进化 第三节种内、种间关系 第四章群落生态学 第一节生物群落的组成与结构 第二节生物群落的动态 第三节生物群落的分类与排序 第五章生态系统生态学 第一节生态系统的一般特征 第二节生态系统的能量流动 第三节生态系统的物质循环 第四节自然生态系统 第六章景观生态学和分子生态学 第七章应用生态学 《生态学》教学参考书籍 孙儒泳等.《基础生态学》.高等教育出版社,2003 孙儒泳.《动物生态学原理》(第三版).北京师范大学出版社2001 孙儒泳李博诸葛阳,尚玉昌编.《普通生态学》.高等教育出版社,1993 ·尚玉昌,蔡晓明编.《普通生态学》北京大学出版社,1992 Mackenzie,A,A.S. Ball sR. Vide著孙儒泳李庆芬牛翠娟娄安如译.《生态 学》.科学出版社 Bios scientific Publishers,2000 Mackenzie, A A.S. Ball, S R. Virde. ( Ecology ) Bios Scientific Publishers Limited. 1999 ·Mo| les. M.c《生态学:概念与应用 Ecology: Concepts and Applications》 科学出版社 Mc Graw-H,2000. Chapman,JL,M.J. Reiss.《生态学:原理与应用 Ecology: principles and applications.》清华大学出版社, Cambridge University Press,2001 孙儒泳尚玉尚,李庆芬党承林主译.《生态学》.高等教育出版社,2004 罗勃德赛尔本内德谢尔沃特.《生态与进化研究中的分子方法》,科学出版 社,2001何田华译何田华葛颂校) 李博主编.《生态学》高等教育出版社200 李振基陈小麟郑海雷连玉武《生态学》科学出版社,2001 · Chals krebs. Ecology《生态学》(第五版)(影印版).科学出版社,2000 金岚主编.《环境生态学》高等教育出版社1992. 傅伯杰陈利顶马克明王仰麟.《景观生态学原理及其应用》科学出版社,2002 张金屯李素清.《应用生态学》科学出版社2003
2 《生态学》教学内容 ⚫ 第一章 绪论 ⚫ 第二章 个体生态学 ➢ 生物与环境 ⚫ 第三章 种群生态学 ➢ 第一节 种群及其基本特征 ➢ 第二节 种群的遗传与进化 ➢ 第三节 种内、种间关系 ⚫ 第四章 群落生态学 ➢ 第一节 生物群落的组成与结构 ➢ 第二节 生物群落的动态 ➢ 第三节 生物群落的分类与排序 ⚫ 第五章 生态系统生态学 ➢ 第一节 生态系统的一般特征 ➢ 第二节 生态系统的能量流动 ➢ 第三节 生态系统的物质循环 ➢ 第四节 自然生态系统 ⚫ 第六章 景观生态学和分子生态学 ⚫ 第七章 应用生态学 《生态学》教学参考书籍 ⚫ 孙儒泳等. 《基础生态学》. 高等教育出版社,2003. ⚫ 孙儒泳. 《动物生态学原理》(第三版). 北京师范大学出版社,2001. ⚫ 孙儒泳,李博,诸葛阳,尚玉昌编. 《普通生态学》. 高等教育出版社,1993. ⚫ 尚玉昌,蔡晓明编. 《普通生态学》.北京大学出版社,1992. ⚫ Mackenzie, A., A.S. Ball, S.R. Virde著,孙儒泳,李庆芬,牛翠娟,娄安如译. 《生态 学》. 科学出版社 Bios Scientific Publishers ,2000. ⚫ Mackenzie, A., A.S. Ball, S.R. Virde. 《Ecology》. Bios Scientific Publishers Limited,1999. ⚫ Molles,M.C..《 生态学:概念与应用 Ecology: Concepts and Applications》. 科学出版社 McGraw-Hill,2000. ⚫ Chapman, J. L., M. J. Reiss. 《生态学：原理与应用Ecology: principles and applications》.清华大学出版社，Cambridge University Press,2001. ⚫ 孙儒泳,尚玉尚，李庆芬,党承林主译. 《生态学》. 高等教育出版社,2004. ⚫ 罗勃.德赛尔,本内德.谢尔沃特. 《生态与进化研究中的分子方法》.科学出版 社,2001.(何田华译,何田华,葛颂校) ⚫ 李博主编. 《生态学》.高等教育出版社,2000. ⚫ 李振基,陈小麟,郑海雷,连玉武.《生态学》.科学出版社,2001． ⚫ Chals Krebs. Ecology 《生态学》（第五版）（影印版）. 科学出版社，2000 ⚫ 金岚主编.《环境生态学》.高等教育出版社,1992. ⚫ 傅伯杰,陈利顶,马克明,王仰麟.《景观生态学原理及其应用》,科学出版社,2002． ⚫ 张金屯,李素清.《应用生态学》.科学出版社,2003
曲仲湘吴玉树王焕校姜汉桥唐廷贵编.《植物生态学》(第二版)高等教育出 版社,1983 蔡晓明编著.《生态系统生态学》科学出版社2000 Richard B. Primack.《保护生物学概论》湖南科学技术出版社1996祁承经译) 《生态学》期刊 ·《生态学报》[中国生态学会,1982] 《生态杂志》[中国生态学会,1982] 《AMB|o-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) [the Ecological Society of America 1920 《 Journal of Ecology》[1913] 《 Ecology Monographs》[1931 《 Journal of Animal Ecology》1932] 国内《生态学》有关网站 搜索引擎-www.google.com Wwf-wwW.wwfchIna. org 万方数据-www.wanfangdata.com.cn 中国期刊网一www.Ibahu.edu.cn 生物学文摘(BA)-www.lib.ahuedu.cn 中国科学院生物多样性委员会-www.brim.ac.cn 中国科学院生态环境中心www.rcees.ac.cn ·湿地国际www.wetlands.org 第一章绪论 1生态学( Ecology)定义
3 ⚫ 曲仲湘,吴玉树,王焕校,姜汉桥,唐廷贵编.《植物生态学》(第二版). 高等教育出 版社,1983. ⚫ 蔡晓明编著. 《生态系统生态学》.科学出版社,2000. ⚫ Richard B. Primack. 《保护生物学概论》.湖南科学技术出版社,1996.(祁承经译) 《生态学》期刊 ⚫ 《生态学报》 [ 中国生态学会，1982] ⚫ 《生态杂志 》[ 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》 [the Ecological Society of America ，1920] ⚫ 《 Journal of Ecology 》[1913] ⚫ 《 Ecology Monorgraphs》 [1931] ⚫ 《 Journal of Animal Ecology 》[1932] 国内《生态学》有关网站 ⚫ 搜索引擎--www.google.com ⚫ WWF-- www.wwfchina.org ⚫ 万方数据-- www.wanfangdata.com.cn ⚫ 中国期刊网-- www.lib.ahu.edu.cn ⚫ 生物学文摘（BA）-- www.lib.ahu.edu.cn ⚫ 中国科学院生物多样性委员会--www.brim.ac.cn ⚫ 中国科学院生态环境中心--www.rcees.ac.cn ⚫ 湿地国际—www.wetlands.org 第一章 绪 论 1 生态学（Ecology）定义
· 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( nvironment间相互关系的科学(E. Haeckel1866) 研究科学的自然历史(c.Eton,1927) >研究生物形态、生理和行为上的适应(KⅢ&poB(克什卡洛夫),1954) 研究有机体的分布和多度的科学( Andrewartha,1954) 研究有机体与生活之地相互关系的科学(环境生物学)( Smith,1966) 研究决定有机体的分布与多度相互作用的科学( Krebs,1972,1978, 1985) >研究生态系统的结构和功能的科学(EP.odum,1956);综合研究有机体、物理环境与人类 社会的科学(EP.odum,1997)。 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)。 2生态学的研究对象及分支学科 分子( molecular) 个体( individual 种群( population) 群落( community 生态系统( ecosystem) 景观( landscape) 生物圈( biosphere) 分子水平及分子生态学( Molecular ecology) Moritz(1994)认为分子生态学是用线粒体 DNA(mitochondria DNA)(mtDNA) 的变化来帮助和指导种群动态的研究。 Hoelzel and dover(1991)则认为分子生态学是用DNA和蛋白质的特征来研 究物种分化、演化及种群生物学等生态学问题 ·《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 经典生态学的分支学科 组织层次 生物类群 生物栖息环境 交叉学科 应用领域 ·按组织层次( levels of organization)划分:
4 ⚫ 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（E. Haeckel,1866） 。 ➢ 研究科学的自然历史（C. Elton,1927）。 ➢ 研究生物形态、生理和行为上的适应（Кашкаров（克什卡洛夫）,1954）。 ➢ 研究有机体的分布和多度的科学（Andrewartha, 1954）。 ➢ 研究有机体与生活之地相互关系的科学（环境生物学）（Smith,1966） ➢ 研究决定有机体的分布与多度相互作用的科学(Krebs,1972, 1978, 1985) 。 ➢ 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（ E.P. Odum,1997 ）。 ➢ 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）。 2 生态学的研究对象及分支学科 ⚫ 分子（molecular） ⚫ 个体（individual） ⚫ 种群（population） ⚫ 群落（community） ⚫ 生态系统（ecosystem） ⚫ 景观（landscape） ⚫ 生物圈（biosphere） 分子水平及分子生态学(Molecular ecology) ⚫ Moritz (1994) 认为分子生态学是用线粒体DNA (mitochondria DNA)(mtDNA) 的变化来帮助和指导种群动态的研究。 ⚫ Hoelzel and Dover (1 991 ) 则认为分子生态学是用DNA和蛋白质的特征来研 究物种分化、演化及种群生物学等生态学问题。 ⚫ 《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。 经典生态学的分支学科 ⚫ 组织层次 ⚫ 生物类群 ⚫ 生物栖息环境 ⚫ 交叉学科 ⚫ 应用领域 ⚫ 按组织层次（levels of organization）划分：
>个体生态学 ndividual 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):多度( abundance)和种群动态 C population dynamics 群落生态学( Community ecology):决定群落组成和结构的生态过程 (ecologi ical processes)。 >生态系统生态学( Ecosystem ecology):能流( energy flow)、食物网(food web)和营养循环( nutrient cycling)。 ●按生物类群划分: 动物生态学 植物生态学 微生物生态学 人类生态学 昆虫生态学 鱼类生态学 鸟类生态学 等等 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 陆地生态学 湿地生态学 等等 按交叉学科划分: 数学生态学 地理生态学 生理生态学 行为生态学 进化生态学 等等 按应用领域划分:
5 ➢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): 多度(abundance)和种群动态 （population dynamics）。 ➢群落生态学(Community ecology): 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): 能流（energy flow）、食物网（food web）和营养循环（nutrient cycling）。 ⚫ 按生物类群划分： ➢动物生态学 ➢植物生态学 ➢微生物生态学 ➢人类生态学 ➢昆虫生态学 ➢鱼类生态学 ➢鸟类生态学 ➢等等 ⚫ 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 ➢陆地生态学 ➢湿地生态学 ➢等等 ⚫ 按交叉学科划分： ➢数学生态学 ➢地理生态学 ➢生理生态学 ➢行为生态学 ➢进化生态学 ➢等等 ⚫ 按应用领域划分：
农业生态学 城市生态学 资源生态学 环境生态学 保护生态学 恢复生态学 旅游生态学 污染生态学 等等 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 andscape 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。 3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) 生态学的萌芽时期 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。 生态学的建立时期 ·欧洲文艺复兴时期开始,欧洲科学探索活动再度兴起,祟尚科学调查与科学实验。 些生态学的理论开始形成。生态学达到一呼即出的境地。1866年 Hackel提 出 Ecology一词,并首次明确生态学的定义。 生态学的巩固时期 这一时期是生态学理论形成、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。形成几个著名的生态学派(四大学派) 北欧学派:由瑞典乌普萨拉( Uppsala)大学的 R. Sernauder创建。以注重群落 分析为特点 法瑞学派:代表人为 J Braun-Blanquet把植物群落生态学称为“植物社会学
6 ➢农业生态学 ➢城市生态学 ➢资源生态学 ➢环境生态学 ➢保护生态学 ➢恢复生态学 ➢旅游生态学 ➢污染生态学 ➢等等 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。 3 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） 生态学的萌芽时期 ⚫ 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。 生态学的建立时期 ⚫ 欧洲文艺复兴时期开始，欧洲科学探索活动再度兴起，崇尚科学调查与科学实验。 一些生态学的理论开始形成。生态学达到一呼即出的境地。1866年Heackel 提 出Ecology一词，并首次明确生态学的定义。 生态学的巩固时期 ⚫ 这一时期是生态学理论形成、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。形成几个著名的生态学派（四大学派）。 ➢ 北欧学派：由瑞典乌普萨拉（Uppsala）大学的R. Sernauder创建。以注重群落 分析为特点。 ➢ 法瑞学派：代表人为J. Braun-Blanquet. 把植物群落生态学称为“植物社会学
用特征种和区别种划分群落类型,建立严密的植被等级分类系统。常被称为植被 区系学派。1953年后,与北欧学派合流,被称为西欧学派或大陆学派。 英美学派:代表人为 F.E. Clements和 A GTansley,以研究植物群落演替和创建 顶极群落著名。 前苏联学派:注重建群种和优势种,重视植被生态、植被地理与植被制图工作 现代生态学时期 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(Gs))、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 4生态学研究的方法论 科学思维的逻辑结构 方法的重要性 生态学研究的基本方法 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。 方法的重要性 变量观测:如何取样、样本大小、变量选择、精确水平 实验设计:对照组(控制组) 统计分析:简单统计分析、多元统计分析 生态学研究的基本方法 野外研究:优点:直接观察,获得自然状态下的资料;缺点:不易重复。 ·实验研究:优点:条件控制严格,对结果的分析比较可靠,重复性强,是分析因 果关系的一种有用的补充手段;缺点:实验条件往往与野外自然状态下的条件有 区别。 数学模型研究:优点:高度抽象,可研究真实情况下不能解决的问题;缺点:与 客观实际距离甚远,若应用不当,易产生错误。 5如何学习生态学? 充分利用课堂教学
7 用特征种和区别种划分群落类型，建立严密的植被等级分类系统。常被称为植被 区系学派。1953年后，与北欧学派合流，被称为西欧学派或大陆学派。 ➢ 英美学派：代表人为F.E.Clements 和A.G.Transley,以研究植物群落演替和创建 顶极群落著名。 ➢ 前苏联学派：注重建群种和优势种，重视植被生态、植被地理与植被制图工作。 现代生态学时期 ➢ 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. 4 生态学研究的方法论 ⚫ 科学思维的逻辑结构 ⚫ 方法的重要性 ⚫ 生态学研究的基本方法 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。 方法的重要性 ➢ 变量观测：如何取样、样本大小、变量选择、精确水平 ➢ 实验设计：对照组（控制组） ➢ 统计分析：简单统计分析、多元统计分析 生态学研究的基本方法 ⚫ 野外研究：优点：直接观察，获得自然状态下的资料；缺点：不易重复。 ⚫ 实验研究：优点：条件控制严格，对结果的分析比较可靠，重复性强，是分析因 果关系的一种有用的补充手段；缺点：实验条件往往与野外自然状态下的条件有 区别。 ⚫ 数学模型研究：优点：高度抽象，可研究真实情况下不能解决的问题；缺点：与 客观实际距离甚远，若应用不当，易产生错误。 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 第一章绪论参考文献 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 第一章绪论思考题 名词解释 1.生物圈( Biosphere) 2生态学( Ecology) 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,并以此说明生态学的发展过程 2列出我国5位著名生态学家,并概括其在生态学上的最主要贡献。 3二十世纪六十年代以来,生态学迅猛发展,说明其社会背景 4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 5从生态学发展简史入手,谈谈你对该学科的总体认识
8 ⚫ 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 第一章 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. 第一章 绪论 思考题 一、名词解释 1.生物圈（Biosphere） 2.生态学（Ecology） 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，并以此说明生态学的发展过程）。 2.列出我国5位著名生态学家，并概括其在生态学上的最主要贡献。 3.二十世纪六十年代以来，生态学迅猛发展，说明其社会背景。 4.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。 √ 5.从生态学发展简史入手，谈谈你对该学科的总体认识