生态学（ Ecology ）

1. 生态学（Ecology） 山西师范大学生命科学学院

2. 《学科目录》分为学科门类和一级学科，适用于学士、硕士、博士的学位授予、招生和培养。《学科目录》分为学科门类和一级学科，适用于学士、硕士、博士的学位授予、招生和培养。 本目录中学科门类和一级学科的代码分别为二位和四位阿拉伯数字。 01   哲学 02   经济学 03   法学 04   教育学 05   文学 06   历史学 07   理学 08   工学 09   农学 10   医学 11   军事学 12   管理学 13   艺术学 国务院学位委员会学科目录（2011年2月）

3. 07   理学 0701   数学 0702   物理学 0703   化学 0704   天文学 0705   地理学 0706   大气科学 0707   海洋科学 0708   地球物理学 0709   地质学 0710   生物学 0711   系统科学 0712   科学技术史 0713   生态学 0714   统计学 理学中的一级学科

4. 课程说明

5. 生态学与国家需求 • 2012年11月８日，十八大报告中，首次用了二十分之一的篇幅，把大力推进生态文明建设独立成章，提出必须树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念，把生态文明建设放在突出地位，融入经济建设、政治建设、文化建设、社会建设各方面和全过程，努力建设美丽中国，实现中华民族永续发展。 • 从十六大报告提出经济建设、政治建设、文化建设“三位一体”，到十七大提出经济建设、政治建设、文化建设和社会建设“四位一体”，并首次提出生态文明的理念，再到十八大将大力推进生态文明建设独立成篇，这是党的理论体系不断继承创新、科学发展的过程。

6. 教科书和参考文献 一、教科书 • 毕润成等. 生态学. 北京: 科学出版社. 2012. 二、参考文献 • 麦肯齐著, 孙儒泳等译. 生态学（第二版）.北京: 科学出版社. 2000. • Robert E. Ricklefs. 孙儒泳等译. 生态学（第五版）.北京: 高等教育出版社. 2004. • Robert E. Ricklefs. The Economy of Nature, 6th ed. WH Freeman, New York, NY, 2011. • 杨持. 生态学（第二版）. 北京: 高等教育出版社. 2008. • 孙儒泳. 普通生态学.北京: 高等教育出版社, 1992. • 段昌群. 生态科学进展.北京: 高等教育出版社. 2004. • 孙儒泳等.基础生态学.北京: 高等教育出版社, 2002. • 周晓峰. 中国森林与生态环境.北京: 中国林业出版社. 1999.

7. 地球——人类共同的家园 • 盖亚假说（Gaia Hypothesis）是由James E. lovelock在1972年提出的。 • 盖亚假说认为地球是一个生命有机体，具有自我调节的能力。

8. 全球气候变化 • 地球正在变暖：在过去四十年里，北极冰厚度减少了大约40 %；全球海平面上升快了约三倍，超过了过去的100年。 • 全球变暖会使全球降水量重新分配、冰川和冻土消融、海平面上升等，既危害自然生态系统的平衡，更威胁人类的食物供应和居住环境。

9. 海平面上升60米后的中国地图

10. 臭氧空洞 • 1984年，英国科学家首次发现南极上空出现臭氧空洞。 • 科学研究发现：大气中的臭氧每减少1％。照射到地面的紫外线就增加2％，人的皮肤癌就增加3％，还受到白内障、免疫系统缺陷和发育停滞等疾病的袭击。 2005 Ozone Hole

11. 第一章 绪论（Introduction to the Science of Ecology） • 什么是生态学（What） • 为什么要研究生态学（Why） • 生态学的发展简史（History） • 研究生态学的方法（Methodology） • 如何学习生态学（How） • 问题与思考（Questions and Thinking） • 参考文献（References）

12. 一、什么是生态学？ • Ecology = oikos (eco)（住所）+ logos (logy)（学问）； • Economics = oikos (eco)（住所）+ nomics（管理）。 • 生态学与经济学有许多共同的原理——资源分配，成本和利润、投入与产出。 • 生态学可以理解为自然界的经济学； • 经济学可以理解为社会中的生态学。

13. 基础生态学教程 • The Economy of Nature（Robert E. Ricklefs ）——《自然的经济》。 • Robert E. Ricklefs是著名的鸟类学家、进化生物学家、生态学家，是2011年Alfred Russel Wallace award得主。

14. 1. 生态学的定义 • Haeckel（ 1870） ：用来表示有关自然界的经济学的知识体系——对动物与其无机的和有机的环境间的总的关系的调查研究。 • Burdon-Sanderson（19世纪80年代）：把生态学上升为生物学的三个自然分支之一：生理学——形态学——生态学。 • E. P. Odum（1963）：自然界的结构和功能。 • Krebs （1972）：研究调节生物体丰富度和分布及它们之间的相互作用的过程。 • E. P. Odum（1997）：综合研究有机体、物理环境和人类社会的科学，提出生态学是科学与社会的桥梁。

15. 生态学的定义 • 生态学是研究生物与其生活环境之间相互关系的科学（E. Haeckel，1866）。 • 生物包括动物、植物、微生物和人类本身，即生物系统。 • 环境包括无机环境、生物环境和社会环境，即环境系统。

16. Disciplines of biology can be represented as a layered cake, with functional layers (horizontal) and taxonomic slices (vertical) 2. 生态学在生物科学中的位置

17. 3. 生态学的目标 • 生态学的目标是了解自然界系统运作的原则和预测其对变化的响应。 • 生态学不是什么：生态学不是环境保护主义，环境保护主义则是带有政治主张和倾向的；生态学也不是“浅层生态学”和“深层生态学”。 • 生态学是价值中立的一门自然科学。

18. 4. 生态学的研究对象 • 全球（globe） 现代生态学 • 生物圈（biosphere） • 景观 (landscape） • 生态系统（ecosystem） • 群落（community） 经典生态学 • 种群（population） • 个体 (individual） • 器官（organ） • 组织（tissue） 近代生态学 • 细胞（cell） • 分子（molecular）

20. 生物圈的组成 • 生物圈：地球上存在生命的部分称做生物圈（biosphere）。包括大气圈的下层（对流层），水圈和岩石圈的上层（风化壳）。

21. 生物成分 基因---------细胞---------器官---------有机体---------种群------生物群落 + 非生物成分 物质 能量 ＝ 生物系统 基因系统---细胞系统---器官系统---有机体系统---种群系统---生态系统 组织层次的生物学谱 生态学的范围

22. 5. 生态学分支 • 根据研究对象的组织水平 • 根据研究对象的性质 • 根据研究对象分类学类群 • 根据研究对象的生境类别 • 不同学科间的相互交叉

23. ① 根据研究对象的组织水平 • 分子生态学 • 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

24. ② 根据研究对象的性质 理论生态学（进程、数学推理及建模） 农业生态学 城市生态学 资源生态学 应用生态学 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

25. ③ 根据研究对象分类学类群 • 植物生态学 • 动物生态学 • 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

26. ④ 根据研究对象的生境类别 • 陆地生态学 • 海洋生态学 • 淡水生态学 • 岛屿生态学 • 河口生态学 • 湿地生态学 • 高原生态学 • 等等

27. 遗传学 生理学 水文学 生态学 生物化学 大气科学 行为学 地质学 ⑤ 不同学科间的相互交叉 • 数量生态学 • 化学生态学 • 物理生态学 • 经济生态学

28. 6. 生态学的特点 • 是自然科学 • 生物科学体系中的一个分支 • 环境学科的基础 • 与其他科学的交叉 • 不带有政治色彩

29. 二. 为什么研究生态学？ • 好奇心（Curiosity）——我们周围的世界是如何运作的？我们如何被我们周围的环境所影响？ • 责任感（Responsibility）——我们的行为如何改变我们的环境？如何把我们有害的行为降低到最小？ • 自然是向导（Guide）——我们如何养活不断增长的人口？我们将会住在哪里？ • 可持续性（Sustainability）——如何维持和改善地球上现有生命的环境条件？并且如何保持下去？ • 生态学有助于我们理解并解决复杂的问题。

30. 三. 生态学的发展简史 • 生态学萌芽的产生（公元16世纪以前） • 生态学的形成（公元17世纪至19世纪） • 生态学的发展（20世纪初至今）

31. 1. 生态学萌芽的产生 • 以古代思想家、农学家对生物与环境关系的朴素的整体观为特点。 • 《尔雅》记载了木本和草本植物及环境。 • 古希腊的哲学家Aristotle (384-322BC)所著的《动物志》 中国古代的“五行说”

32. 2. 生态学的形成 • 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。生态理论开始形成。 • Ernst Haeckel (1834-1919)首次明确提出生态学定义。

33. 生态学的经典著作 • 1859年，达尔文发表了《物种起源》。 • 1895年，丹麦植物学家E. warming发表了《以植物生态地理为基础的植物分布学》，1909年改名为《植物生态学》。 • 1898年，A. F. W. Schimper出版了《以生理为基础的植物地理学》。 • 这两本书被公认为生态学的经典著作，标志着生态学的诞生。

34. 生态学“四大学派” • 北欧学派：由瑞典的R. Sernauder创建。以注重群落分析为特点。 • 法瑞学派（又称区系学派或南欧学派）：法国的Braun-Blanquet为代表，用特征种和区别种划分群落类型。后与北欧学派合并，称西欧学派或大陆学派。 • 英美学派（又称动态学派或演替学派）：美国的Clements与英国的Tansley为代表，研究植物群落的演替和顶极学说的创建。 • 以俄国列宁格勒大学的苏卡切夫为代表，他们注重建群种与优势种，建立了植被等级分类系统，以植物群落和植被为主，统称为“地植物学”。

35. 3. 生态学的发展 • 研究层次向微观和宏观发展：分子、基因和生物圈及宇宙； • 研究手段的更新：便携式仪器出现、自记电子仪、同位素示踪、稳定同位素、“3S”系统（GPS、RS和GIS）、计算机生态建模、系统论引入生态学等； • 研究范围的更新：从纯自然现象研究拓展到自然－经济－社会复合系统研究。

36. 四. 生态学研究方法 • 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

37. 比较、分类和类比 归纳 逻辑思 维方法 演绎 科学思 维方法 分析与综合 形象思维、联想思维、发散式思维 非逻辑思 维方法 灵感思维、直觉思维、收敛式思维 1. 科学思维的逻辑结构

38. 2. 方法的重要性 • 通过观察提出问题 • 通过调查分析情况 • 通过文献确定方法 • 通过实验证明假设 • 通过总结指导行动 气泵里的鸟实验

39. 3. 生态学研究基本方法 • 实践研究（Practical approach） • 野外研究（Field approach） • 野外直接观察， 但不易重复 • 数据收集、处理 • 实验室研究（Experimental approach） • 微生态系统——隔离出一部分，限制一些因子，控制条件 • 重复性强，但与外界真实环境相差太远 • 理论研究（Theoretical approach） • 建立数学模型，解决真实情况下不能解决的问题，但与客观实际相差太远。

40. 生态学研究基本方法

41. 五. 如何学习生态学？ • 层次观 • 整体观 • 系统观 • 协同进化观

42. 六. 问题与思考 • What are the types of questions that ecologists ask? • How is the natural world both diverse and complex? • How does evolution by natural selection occur? • What is natural history and how is it used in ecology? • What are the various levels of complexity of ecological study? • Why is understanding the evolutionary history of organisms important to an understanding of their ecology? • What is the difference between the science of ecology and the practice of environmentalism?

43. 七. 参考文献 • 孙儒泳, 李博, 诸葛阳等. 普通生态学. 1993, 北京: 高等教育出版社. • 马世浚. 现代生态学透视. 1990, 北京: 科学出版社. • Odum E. P. Ecology——A Bridge Between Science and Society. Sunderland Mass, 1997. • Odum E. P. (孙儒泳等译): 生态学基础. 1971, 北京: 高等教育出版社. • Wilderness, Wildlife & Ecology. http://www.able2know.com/forums/ask-about59.html • Ecology forum. http://www.ecologyforum.net/

44. Thank you for your attention!