授课教案 第一部分生态学概论 第二部分生物与环境 第三部分种群 第四部分生物群落 第五部分生态系统 第六部分人与生物圈 第七部分专题讲座 第一部分生态学概论 生态学的定义 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 它包括4个层次的内容: 生态学的定义还有很多 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) 生态学是研究有机体的分布和多度的科学。( Andrenathes,1954) 生态学是研究生态系统的结构与功能的科学。(E. P Dun,1956) 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) 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) 生态学的形成与发展 理论上:概念上的提出一→论著的出版一→学科的形成
授课教案 第一部分 生态学概论 第二部分 生物与环境 第三部分 种群 第四部分 生物群落 第五部分 生态系统 第六部分 人与生物圈 第七部分 专题讲座 第一部分 生态学概论 一．生态学的定义 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） 它包括 4 个层次的内容： 生态学的定义还有很多： 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） 生态学是研究有机体的分布和多度的科学。（Andrenathes,1954） 生态学是研究生态系统的结构与功能的科学。（E.P.Odum，1956） 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） 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） 二．生态学的形成与发展 理论上：概念上的提出—→论著的出版—→学科的形成
时间上:萌芽时期一→近代发展:4大学派的形成一→现代发展:生态系统、人类生存环境 的研究。 实验技术上:描述一→定性一→定量一→模拟。 (1)生态学萌发阶段(时期) 公元16世纪以前: 在我国:公元前1200年《尔雅》一书 公元前200年《管子》“地员篇” 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 《本草纲目》。 在欧洲:公元前285年也有类似著作问世。 (2)近代生态学阶段(公元17世纪—19世纪末) 建立时期 17世纪后生态学作为一门科学开始成长 1792年德国植物学家 C L Willdenow出版了《草学基础》 1807年德国 A Humboldt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,并首次提出了生 态学定义 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》(1909 年经改写成《植物生态学》 (2)近代生态学阶段(公元17世纪-19世纪末) 巩固时期(20世纪初至20世纪50年代): (1)动植物生态学并行发展,著作与教科书出版
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。 实验技术上：描述—→定性—→定量—→模拟。 （1）生态学萌发阶段（时期） 公元 16 世纪以前： 在我国：公元前 1200 年 《尔雅》一书； 公元前 200 年《管子》“地员篇”； 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； 《本草纲目》。 在欧洲：公元前 285 年也有类似著作问世。 （2）近代生态学阶段（公元 17 世纪—19 世纪末） 建立时期： 17 世纪后生态学作为一门科学开始成长。 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，并首次提出了生 态学定义。 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》（1909 年经改写成《植物生态学》）。 （2）近代生态学阶段（公元 17 世纪—19 世纪末） 巩固时期（20 世纪初至 20 世纪 50 年代）： （1）动植物生态学并行发展，著作与教科书出版
代表作: C Towels(1910)发表的《生态学》 FE. 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); AG. 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 (2)近代生态学阶段(公元17世纪-19世纪末) 巩固时期(20世纪初至20世纪50年代) (2)学派的形成:主要有 ①北欧学派:以注重群落结构分析为特点。代表人物:GE. Du rietz 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JBrτaum-Blan ③英美学派:以动态和数量生态为特点。代表人物是 Clements和 Tansley 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 (三)现代生态学阶段(20世纪60年代至现在) 以人类生存环境为中心。 .生态学与其他学科的关系 深入到自然科学和社会(人文)科学中,形成各自的分支学科。 渗入到人类社会各种活动甚至思维和意识中 参考书目、杂志 孙儒泳.动物生态学原理,北京师范大学出版社,1992
代表作：C.Cowels(1910)发表的《生态学》； F.E.Chements(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.Tamsley(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。 （2）近代生态学阶段（公元 17 世纪—19 世纪末） 巩固时期（20 世纪初至 20 世纪 50 年代）： （2）学派的形成：主要有 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 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 ③英美学派：以动态和数量生态为特点。代表人物是 Clements 和 Tansley 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 （三）现代生态学阶段（20 世纪 60 年代至现在） 以人类生存环境为中心。 三．生态学与其他学科的关系 深入到自然科学和社会（人文）科学中，形成各自的分支学科。 渗入到人类社会各种活动甚至思维和意识中。 参考书目、杂志： 孙儒泳．动物生态学原理，北京师范大学出版社，1992．
Richard. B等(中译本),保护生物学概论,湖南科技出版社,1996 R.E. Richlefs Ecology, New York, 1990 Manuel. c Molle, Ecology: concepts and applications, Mcgraw- Hill Companies.Inc(生态学:概 念与应用,科学出版社,影印版,2001) 《生态学报》,《植物生态学报》,《 Ecology.》,《 Journal of Ecology. 第二部分生物与环境 环境概述 生态因子 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。 2.生态因子作用的一般特征(一般规律) (1)综合作用 (2)主导因子作用 (3)直接作用和间接作用 (4)阶段性作用 (5)可调节(补偿)作用但不可代替性 (6)限制性作用一耐度限制及耐度限制的调节。 限制因子( limiting factor): ①限制生物生存和繁殖的关键性因子。 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 最小因素定律( law of minimum) 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。 耐性定律( law of tolerance): 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。 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 2.生态因子作用的一般特征(一般规律) 耐性限度( the limits of tolerance): 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。 生物种的耐性曲线(见图例):
Richard.B 等（中译本），保护生物学概论，湖南科技出版社，1996。 R.E.Richlefs 等，Ecology， NewYork,1990. Manuel.c.Molle,Ecology：concepts and applications, Mcgraw-Hill Companies. Inc, (生态学：概 念与应用，科学出版社，影印版，2001) 《生态学报》，《植物生态学报》，《Ecology》，《Journal of Ecology》。 第二部分 生物与环境 一．环境概述 二． 生态因子 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。 2. 生态因子作用的一般特征（一般规律） （1）综合作用； （2）主导因子作用； （3）直接作用和间接作用； （4）阶段性作用； （5）可调节（补偿）作用但不可代替性； （6）限制性作用—耐度限制及耐度限制的调节。 限制因子（limiting factor）： ①限制生物生存和繁殖的关键性因子。 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。 最小因素定律（law of minimum）： 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。 耐性定律（law of tolerance）： 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。 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。 2. 生态因子作用的一般特征（一般规律） 耐性限度（the limits of tolerance）： 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。 生物种的耐性曲线（见图例）：
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 耐度限制的调节通过下列主要方式 新环境适应:驯化培育 休眠一—“逃避”限制 生理节律变化和其他周期性补偿变化 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。 三.生态因子对生物的生态作用 1光对生物的生态作用 (1)光强的作用:生长发育、形态建构作用。典型例子一植物黄化现象( etiolation phenomenon (2)光质的作用:光合作用影响 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。 光对动物生殖、体色变化、迁徙、毛羽更换、生长发育有影响。 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360m即开始有杀 菌作用,在340nm~240mn的辐射条件下,可使细菌、真菌、线虫的卵和病毒等停止活动。 200~300mm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 抑制自然界的传染病病原体是极为重要的 (3)光周期现象一生物对光的生态反应与适应 定义:生物对昼夜光暗循环格局的反应所表现出的现象称之为光周期现象。生物 和许多周期现象是受日照长短控制的,光周期是生命活动的定时器和启动器。 植物的光周期现象: 长日照植物、短日照植物、中日照植物、日照中植物。(不同光照时间对开花的作用而定) 动物的光周期现象 鸟类的光周期现象最为明显,它的迁徙是由日照长短变化所引起的:鸟类及某些兽类的生殖 也与日照长短有关,如雪貂、野兔和刺猬等都是随着春天日照长度增加而开始生殖(称为长 日照兽类):绵羊、山羊和鹿等总随着秋天短日照的到来而进入生殖期(称短日照兽类)。 2.温度对生物的生态作用 (1)温度与生物生长发育 生长:“三基点 最低、最适、最高温度 发育:植物的春化作用(某些植物要经过一个“低温“阶段才能开花结果)。 (2)生物对极端温度的适应 对低温适应一一在形态、生理和行为方面的表现 中国南北方几种兽类颅骨长度的比较: 说明了生活在高纬度地区的恒温动物其身体往往比生活在低纬度地区的同类个体大。个体大 的动物,其单位体重散热量相对减少(贝格曼 Begman定律)。 阿伦(Alen)规律:恒温动物身体的突出部分为四肢、尾巴、外身等在低温环境中有变小 的趋势 在生理方面,生活在低温环境中的植物通过减少细胞中的水分和增加细胞中的糖类、脂肪等 物质来降低植物的冰点,增加抗寒能力。动物对低温的适应主要表现在代谢率与温度关系中
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。 耐度限制的调节通过下列主要方式： 新环境适应：驯化培育 休眠——“逃避”限制 生理节律变化和其他周期性补偿变化 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。 三．生态因子对生物的生态作用 1.光对生物的生态作用 （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）。 （2）光质的作用：光合作用影响 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。 光对动物生殖、体色变化、迁徙、毛羽更换、生长发育有影响。 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。 （3）光周期现象—生物对光的生态反应与适应 定义：生物对昼夜光暗循环格局的反应所表现出的现象称之为光周期现象。生物 和许多周期现象是受日照长短控制的，光周期是生命活动的定时器和启动器。 植物的光周期现象： 长日照植物、短日照植物、中日照植物、日照中植物。（不同光照时间对开花的作用而定） 动物的光周期现象： 鸟类的光周期现象最为明显，它的迁徙是由日照长短变化所引起的；鸟类及某些兽类的生殖 也与日照长短有关，如雪貂、野兔和刺猬等都是随着春天日照长度增加而开始生殖（称为长 日照兽类）；绵羊、山羊和鹿等总随着秋天短日照的到来而进入生殖期（称短日照兽类）。 2.温度对生物的生态作用 （1）温度与生物生长发育 生长：“三基点”——最低、最适、最高温度。 发育：植物的春化作用（某些植物要经过一个“低温“阶段才能开花结果）。 （2）生物对极端温度的适应 对低温适应——在形态、生理和行为方面的表现 中国南北方几种兽类颅骨长度的比较： 说明了生活在高纬度地区的恒温动物其身体往往比生活在低纬度地区的同类个体大。个体大 的动物，其单位体重散热量相对减少（贝格曼 Begman 定律）。 阿伦（Allen）规律：恒温动物身体的突出部分为四肢、尾巴、外身等在低温环境中有变小 的趋势。 在生理方面，生活在低温环境中的植物通过减少细胞中的水分和增加细胞中的糖类、脂肪等 物质来降低植物的冰点，增加抗寒能力。动物对低温的适应主要表现在代谢率与温度关系中