绪论+环境

绪论生态学的定义赫克尔Haeckel(1866)：最先定义了生态学的德国的动物生态学家，他指出：生态学是研究动物有机体与其周围环境相互关系的学科。生态学是研究生物生存条件、生物及其群体与环境相互作用的过程及其规律的科学，其目的是指导人与环境的协调发展。*动物生态学家主要强调个体和种群。*植物生态学家主要强调个体和群落。*现代生态学强调生态系统及其能流、物流和信息流。生态学的研究对象：生态学研究对象很广,主要是４个层次（即个体、种群、群落、生态系统）个体：研究个体与环境的关系．属生理生态学范畴。种群：同一地域中同种个体的复合体（出生率，死亡率，年龄结构．多度及其波动是关键）群落：同一地域中各种生物种群的复合体（结构演替，多样性．决定群落组成和结构的过程是关键）生态系统：一定空间中生物群落与环境的复合体（即现代生态学）现代生态学研究对象向宏观和微观两极发展：微观：分子生态学，基因生态学，微生物生态学等宏观：全球生态学，生物圈．以生态系统为研究的基本单位，研究生产者、消费者、分解者和非生物环境组成，其功能主要表现在物质流、能量流和信息流（稳态和调节功能）上，通过这三大流，生态系统的各个成员联系成为一个具有统一功能的系统。发展简史1.生态学的创立及发展时期（公元17-19世纪）Haeckel(1866)首次提出了生态学这一学科名词Liebig的最小因子定律达尔文的生存斗争学说Shelford(1907)的耐性定律等等，奠定了生态学的基础2.生态学的巩固及学派分化时期（20世纪10－30年代）形成了植物生态学、动物生态学、生态遗传学、生理生态学、社会生态学等各个分支。出现了一些研究中心和学术团体，使生态学发展到一个高峰。（1）提出了生态学的定义和许多定律、法则。（2）生态学专著问世。动物生态学方面：Shelford(1913）在《美洲的动物群落》提出了种群增长的数学模型Elton（1927）《动物生态学》书中首次提出了食物链、种群数量增长、生态位等概念；使动物生态学有了长足的发展。植物生态学方面：继Warming之后F.E.Clements出版了（生态学研究方法）（生态学及生理学）等使植物生态学有了发展。英国学者Tansley出版的（英伦三岛被子植物1939）使植物生态学有了很大的发展。提出了生态系统的概念。这个时期是生态学发展最活跃的时期。3.生态学的巩固期（20世纪50年代）：动物方面：动物生态引入统计学，形成了种群生态学；引入行为学的研究方法，形成了行为生态学，社会生态学等学科，并取得了卓越的成果。以Shelford、Elton为代表植物方面：英美学派：侧重动态群落研究，形成了群落演替、植物顶级学说（包括北欧学派），侧重于动态生态学的研究。其代表人物Tansley、Odum。法瑞学派：侧重群落静态研究，发展了植被等级分类发展了植物地理学；以法国的J.Braun-Blanquet和瑞士的E.Rübel为代表。苏联学派：侧重植物地理群落，植被生态和植被地理以米邱林为代表。4.现代生态学发展期/人类生态学时期（60年代至今）现代生态学有以下几个标志：（1）动植物生态学合并，以生态系统为研究的基本单位，促进了交叉（边缘）学科的形成，其标志是美国教授Odum的《生态学基础》的问世（1953）（2）国际生态学组织的建立（60～80年代）：国际生物学规划（InternationalBiologyProgrammeIBP）；联合国教科文组织主持成立了人与生物圈计划（MenandBiosphereProgrammeMAB）已有100余个国家参加。（3）应用生态学的产生（90年代以后）生态学的分支1.以研究对象分：动物生态学（哺乳动物、昆虫、鸟类、鱼类生态学等）植物生态学（地衣、苔藓、森林、草原生态学等）；微生物生态学（真菌、细菌、病毒生态学等）；人类生态学（人口、民族、历史生态学等）；土壤生态学；气象生态学；社会生态学；经济生态学等等。2.以研究对象的组织水平分:微观生态学（个体以下的各层次生态学）个体生态学种群生态学群落生态学生态系统生态学景观生态学全球生态学3.以研究目的和性质分:理论生态学：生态学理论和数学推理应用生态学：工程、技术、医学生态学等多数生态学分支学科。4.生物的生存环境分:陆地生态学、海洋生态学、淡水生态学、河口生态学、荒漠生态学、草原生态学、沼泽生态学、冻原生态学、土壤生态学、城市生态学、太空生态学。5.以研究方法分:数学生态学、化学生态学、物理生态学、地理生态学、经济生态学、系统生态学、实验生态学、进化生态学、行为生态学、生理生态学、古生态学等等。生态学内容：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E.景观生态学F.全球生态学（城市生态学、经济生态学、人类生态学等）生态环境：环境：某一特定生物体或生物群里以外的空间及直接、间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和。生物与环境的关系：生物是环境的主体，环境是生物群体以外所有外部因素的综合。生态因子（EcologicalFactor)的概念及类型：环境中一切对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的因子称为生态因子/生存因子。各种生态因子在其性质、作用方式、时间均存在差异，正是这种差异构成了环境的不同。生态环境（Ecotope)：所有生态因子的综合作用构成生物的生态环境。生境（Habitat）：特定的生物个体或种群生活区域的生态环境与生物影响下的次生环境统称为生境。环境因子：生物体外全部的环境要素。生态因子分类：1．按性质分：气候因子（ClimaticFactor）：光、温、湿度、降雨等土壤因子（EdaphicFactor）：质地、容重、孔隙度等地形因子（topographicfactors)：坡向、坡度、海拔等生物因子（BioticFactor）：种群结构、捕食、竞争等人为因子（AnthropogenicFactor）：人的活动2.按有无生命特征分：非生物因子（AbioticFactor）：温度、光、水、PH、氧等理化因子生物因子（BioticFactor）：同种和异种生物。3.蒙恰斯基（1958）根据生态因子的稳定性分为：稳定因子：如地心引力、太阳辐射等，决定生物的栖息地和分布。变动因子：周期性变动因子和无规律变动因子。分别影响分布和数量。变动因子又可分周期性变动因子（四季、阳光）和非周期性变动因子（土壤、种间关系）Dajoz（1972）按有机体对环境因子的反应，将周期性变动因子又分为第一周期性因素（光、热的周期性变化，由此形成的气候带及生物的分布）；次生性周期因素（降雨、气温等对种群数量有影响）非周期性因素（火山、冰雹、地震等）。生态因子的作用特点：任何一个自然生态环境都包含许多生态因子，而且每个生态因子不是孤立的，是相互联系的，对生物的作用也是综合的。1.生态因子的综合作用：自然界任何一个生态因子的变化都可能引起其他因子的响应。所以不能片面地看一个生态因子而忽略了其他生态因子的作用。如一个地区的湿润程度必须考虑降雨、气温、光照等因素。2.生态因子作用的主次性：各种生态因子的作用不同，有主导因子和从属因子。3.生态因子的交互作用：在自然环境中各种生态因子都不是孤立的，是相互影响、相互联系的，对生物的作用是各种生态因子的综合作用结果。4.不可替代性和互补性：任何生态因子都不可缺少，无法替代，但是，数量的不足可以由其它因子一定程度补偿(如在不同光强下同化CO2）5.阶段性：生物的不同发育阶段，各生态因子的作用不同。在生物生长的某一时期某一生态因子可能是限制因子，但到另一时期就可能是非限制性因子。6.直接作用及间接作用性：依生态因子与生物的作用可分为是直接作用与间接作用。最主要的直接起作用的是直接作用因子，其他几个是次要的，是间接的。但它们之间可以相互转化。1.最小因子定律：利比希定律：19世纪德国的农业化学家指出：“植物的生长取决于处在最小量状态的营养成分”。每种植物都需要一定种类和数量的营养物质，若一种完全缺乏，植物不能生长：在其他元素供应充足时，植物的生长受最小量营养元素的制约。2.限制因子定律：（Liebig提出最小因子定律时仅考虑营养元素及最小量问题，此定律也适应其他生态因子）生物对每种环境因素都有一个耐受范围，只有在耐受范围内，生物才能存活。3.耐性定律：谢尔福德耐性定律(Shelford'slawoftolerance)任何一个生态因子在数量上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限度时，就会使该种生物衰退或不能生存”。注意：耐受性定律是最低因子定律的进一步发展：（1）考虑了生态因子的上限；（2）不仅估计了生态因子量的变化，还估计了生物本身的耐受性问题；（3）任何超过耐性限度的因子都可以成为限制因子。A.耐性的差异：表现在以下3点：三不同a.不同的生物对同一种因子的耐受性不同（如温度）b.同一种生物对不同的因子耐受性也不同，对有的生态因子有较广的耐受范围，对另外一种因子的耐受范围却很窄。c.同种生物对同种因子由于生长时期不同其耐受性也有差异（生殖期）。注意：生态因子有相互作用性，当一生态因子处于不适状态时，生物对另一些因子的耐受能力下降；同样，当一个或几个因子处于适合状态时，可以增加对其他不利因子的耐受能力。B自然进化下生物耐性的变化：生物长期生长在某一生态环境中，对自然界的生态因子的适应性会发生变化，出现了分布范围窄的种群，它们对极端条件具有极强的适应性，但却丧失了对其它生态因子的适应能力。如：高温细菌、北极熊、企鹅等。C.耐性的人为变化：生物对环境的耐性可以通过认为驯化的方法进行变，3.生态幅：生态幅是指物种对生态环境适应范围的大小。它常与耐受限度相一致，耐受限度越宽，生态幅也越大。由于生态幅的差异，生态学上常将生物分成：广温性，窄温性，广水性，窄水性，广盐性，窄盐性，广食性，窄食性，广光性，窄光性，广栖性，窄栖性注意：耐受限度一般是对某一生态因子而言，是从生物本身出发，主要指该种生物的生物学特性；生态幅既指某一生态因子，又指环境条件的综合，是从生态适应角度来谈的。二.胁迫与生态适应1.胁迫：若生物生活在其最适宜环境以外的紧张区（耐受区），其生命活动受到一定的限制，即为胁迫。2.环境胁迫与生物体响应过程：处于胁迫环境中的生物有机体将经历以下4个演变阶段：A.预警阶段：生物感到不适，其代谢发生紊乱，分解代谢大于合成代谢。B.抗性阶段：在连续胁迫作用下生物抗性增加。若胁迫不剧烈，则会对胁迫环境逐渐适应。C.耗尽阶段：若胁迫状态持续时间太长或胁迫因子强度增加，生物则或出现防御系统受损，可能导致永久性破坏。D.再生阶段：在胁迫环境中可能有新的个体产生。3.休眠：休眠即处于不活动状态,是动、植物抵御暂时不利环境条件的一种非常有效的生理机制。在休眠期，生物对环境条件的耐受范围就会比正常活动时宽的多。4.内稳态和非内稳态生物：生物体在外界环境变化较大的情况下都具有维持体内理化状态相对稳定的能力即内稳态，根据生物对环境因子的反应或者依据外部条件对生物体内温度状态的影响，将生物分为：内稳态生物即就是指生物能控制自身体内环境（包括温度、湿度等），使其保持相对恒定的生物。内稳态生物是广生态幅、广适应性物种。非内稳态生物是指生物不能控制自身体内环境，体内环境（温度、湿度等）随外界环境变化而变化。三.生态适应方式与机制：生物对环境的适应概括起来有形态适应、行为适应和生理适应、适应组合。1.形态适应：地球生物为了适应其生存环境，往往在形态上都有一定的改变，都有自己特定的形态结构。如：高山、冻原地区植物大多为莲座状，人的肤色、斑马的体纹等。2.行为适应：生物为了生存，在行为上逐渐形成了对环境的适应，这些行为利于其生存和繁殖。动物表现最为突出，如觅食、繁殖、迁徙、领域性行为等。植物的趋光性、趋肥性等。3.生理适应(适应的分子机制）：环境胁迫首先表现在生物的生理失调，故经长期的适应其生理机制上发生了相应的改变，如：植物的抗寒、抗旱，淡水生物与海水生物，高寒地区动物的脂肪层加厚等。4.适应组合：生物对一组特定环境条件的适应表现出