第一章

緒論1

第一節(jié)地球上的生命與生物圈

生物的多樣性2

3

生物圈生命的起源12

生命的起源是一個神秘而古老的問題，經(jīng)過無數(shù)科學(xué)家多年的探索，尤其是近幾十年來通過地球早期環(huán)境和早期生命以及地球以外的化學(xué)進(jìn)化等研究，對生命起源取得了一些共識，認(rèn)為地球生命起源于地球上的化學(xué)進(jìn)化過程。

一、生命的起源3二、生物的多樣性

地球上生物的極大多樣性常使人感到驚奇。經(jīng)過無數(shù)生物學(xué)家多年的努力，證明這種多樣性是生物進(jìn)化的產(chǎn)物。自從光合自養(yǎng)生物誕生以來，經(jīng)歷30多億年的漫長進(jìn)化過程，目前地球上至少存在有1

000萬種生物，形形色色的生物，組成了地球上最大的功能單元--生物圈。4形形色色的植物56形形色色的動物7三、生物圈

地球上存在生命的部分稱作生物圈(biosphere)。由大氣圈的下層（對流層）、水圈和巖石圈的上層（風(fēng)化殼）組成。生物圈的范圍在地表以上可達(dá)23km的高空，而在地表以下可延伸到12km的深度。89第二節(jié)生態(tài)學(xué)的形成與發(fā)展

1

生態(tài)學(xué)的形成與發(fā)展

2生態(tài)學(xué)的定義及研究對象

10一、生態(tài)學(xué)的定義及研究對象

生態(tài)學(xué)的定義

生態(tài)學(xué)的研究對象11生態(tài)學(xué)的定義

采用E.Haeckel的定義還是適宜的，即“生態(tài)學(xué)是研究生物及環(huán)境間相互關(guān)系的科學(xué)”。這里，生物包括動物、植物、微生物及人類本身，即不同的生物系統(tǒng)，而環(huán)境則指生物生活其中的無機因素、生物因素和人類社會，即環(huán)境系統(tǒng)。12

生態(tài)學(xué)的研究對象根據(jù)研究對象的生境類別劃分從研究對象的組織水平劃分

根據(jù)研究性質(zhì)劃分

從研究對象的分類學(xué)類群劃分13從研究對象的組織水平劃分

分子生態(tài)學(xué)(MolecularEcology)，進(jìn)化生態(tài)學(xué)(EvolutionaryEcology)，個體生態(tài)學(xué)(Autecology)或生理生態(tài)學(xué)(PhysiologicalEcology)，種群生態(tài)學(xué)(PopulationEcology)，群落生態(tài)學(xué)(CommunityEcology)，生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)(EcosystemEcology)，景觀生態(tài)學(xué)(LandscapeEcology)，全球生態(tài)學(xué)(GlobalEcology)。14從研究對象的分類學(xué)類群劃分

生態(tài)學(xué)起源于生物學(xué)，每一個物種都可從生態(tài)學(xué)角度進(jìn)行研究。因此，可分出植物生態(tài)學(xué)、動物生態(tài)學(xué)、微生物生態(tài)學(xué)、陸地植物生態(tài)學(xué)、哺乳動物生態(tài)學(xué)、昆蟲生態(tài)學(xué)、地衣生態(tài)學(xué)，以及各個主要物種的生態(tài)學(xué)。15根據(jù)研究對象的生境類別劃分

根據(jù)研究對象的生境類別劃分有陸地生態(tài)學(xué)（TerrestrialEcology）、海洋生態(tài)學(xué)（MarineEcology）、淡水生態(tài)學(xué)FreshwaterEcology）、島嶼生態(tài)學(xué)（IslandEcology或IslandBiogeography）等。16根據(jù)研究性質(zhì)劃分

根據(jù)研究性質(zhì)劃分有理論生態(tài)學(xué)與應(yīng)用生態(tài)學(xué)。理論生態(tài)學(xué)涉及生態(tài)學(xué)進(jìn)程、生態(tài)關(guān)系的數(shù)學(xué)推理及生態(tài)學(xué)建模。應(yīng)用生態(tài)學(xué)則是將生態(tài)學(xué)原理應(yīng)用于有關(guān)部門。應(yīng)用于各類農(nóng)業(yè)資源的管理，產(chǎn)生了農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)、森林生態(tài)學(xué)、草地生態(tài)學(xué)、家畜生態(tài)學(xué)、自然資源生態(tài)學(xué)等；

17

應(yīng)用于城市建設(shè)則形成了城市生態(tài)學(xué)(UrbanEcology)；應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)與受損資源的恢復(fù)則形成了保育生物學(xué)、恢復(fù)生態(tài)學(xué)(RestorationEcology)、生態(tài)工程學(xué)(EngineeringEcology)；應(yīng)用于人類社會，則產(chǎn)生了人類生態(tài)學(xué)(HumanEcology)，生態(tài)倫理學(xué)(EcologicalEthics)等。18二、生態(tài)學(xué)的形成與發(fā)展

現(xiàn)代生態(tài)學(xué)時期(20世紀(jì)60年代開始)生態(tài)學(xué)的鞏固時期(20世紀(jì)初至50年代)生態(tài)學(xué)的建立時期(公元17至19世紀(jì)末)生態(tài)學(xué)的萌芽時期(公元16世紀(jì)以前)19生態(tài)學(xué)的萌芽時期(公元16世紀(jì)以前)

在人類文明的早期，為了生存，人類就必須不斷地觀察與認(rèn)識賴以飽腹的動、植物的生活習(xí)性以及周圍世界的各種自然現(xiàn)象。當(dāng)人類制造了工具并廣泛經(jīng)營農(nóng)、牧業(yè)時，就更要注意某些動植物種和它們生存環(huán)境之間的關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上對它們加以馴化。因此，從遠(yuǎn)古時代起，人們實際上就已在從事生態(tài)學(xué)工作。20生態(tài)學(xué)的建立時期(公元17至19世紀(jì)末)1792年,德國植物學(xué)家C.L.Willdenow在《草學(xué)基礎(chǔ)》一書中詳細(xì)討論了氣候、水分與高山深谷對植物分布的影響；1798年，T.Malthub《人口論》的發(fā)表，促進(jìn)了達(dá)爾文“生存斗爭”及“物種形成”理論的形成，并促進(jìn)了“人口統(tǒng)計學(xué)”及“種群生態(tài)學(xué)”的發(fā)展。1807年，A.Humboldt用法文出版《植物地理學(xué)知識》一書，提出“植物群落”、“外貌”等概念，并指出“等溫線”對植物分布的意義；1855年，Al.deCandolle將積溫引入植物生態(tài)學(xué)，為現(xiàn)代積溫理論打下了基礎(chǔ)；21

1866年,Haeckel提出ecology一詞，并首次提出了生態(tài)學(xué)定義。1895年,丹麥植物學(xué)家E.Warming于發(fā)表了他的劃時代著作《以植物生態(tài)地理為基礎(chǔ)的植物分布學(xué)》。1909年,經(jīng)作者本人改寫，用英文出版，改名《植物生態(tài)學(xué)》(ecologyofplants)。1898年,波恩大學(xué)教授A.F.W.Schimper出版《以生理為基礎(chǔ)的植物地理學(xué)》，這兩本書全面總結(jié)了19世紀(jì)末葉之前生態(tài)學(xué)的研究成就，被公認(rèn)為生態(tài)學(xué)的經(jīng)典著作，標(biāo)志著生態(tài)學(xué)做為一門生物學(xué)的分支科學(xué)的誕生。22生態(tài)學(xué)的鞏固時期(20世紀(jì)初至50年代)

20世紀(jì)50－60年代，是傳統(tǒng)生態(tài)學(xué)向現(xiàn)代生態(tài)學(xué)過渡時期，并出現(xiàn)了一些新的中心,如：德國的H.Ellenberg對生態(tài)幅度與生理幅度以及生態(tài)種組的研究；

Würzburg大學(xué)O.L.Lange對植物生理生態(tài)的研究；英國北威爾士大學(xué)J.L.Harper對植物種群的研究；法國Toulouse植被制圖中心(以H.Gaussen為代表)；美國康乃爾大學(xué)植被分析研究(以R.H.Whittaker為代表)等。23現(xiàn)代生態(tài)學(xué)時期(20世紀(jì)60年代開始)

20世紀(jì)60年代以來，由于工業(yè)的高度發(fā)展和人口的大量增長，帶來了許多全球性的問題(人口問題，環(huán)境問題，資源問題和能源問題等)，涉及人類的生死存亡。人類居住環(huán)境的污染，自然資源的破壞與枯竭，以及加速的城市化和資源開發(fā)規(guī)模的不斷增長，迅速改變著人類自身的生存環(huán)境，造成對人類未來生活的威脅。上述問題的控制和解決，都要以生態(tài)學(xué)原理為基礎(chǔ)，因而引起社會上對生態(tài)學(xué)的興趣與關(guān)心。21世紀(jì)的生態(tài)學(xué)是可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)學(xué)。24

21世紀(jì)生態(tài)學(xué)的特點

1.研究層次上向宏觀與微觀兩極發(fā)展2.研究手段的更新3.研究范圍的擴(kuò)展2521世紀(jì)的生態(tài)學(xué)與可持續(xù)發(fā)展

引用原文刊于美國生態(tài)學(xué)會FrontiersinEcologyandtheEnvironment中的一篇文章，文章的題目是“21世紀(jì)的生態(tài)學(xué)與可持續(xù)發(fā)展”，文中的一段話：“生態(tài)學(xué)研究已為了解自然和人類對自然的影響作出了巨大的貢獻(xiàn)。今后的研究重點應(yīng)該放在可持續(xù)發(fā)展上。生態(tài)系統(tǒng)管理和高強度的資源開發(fā)是未來的發(fā)展趨勢。生態(tài)學(xué)家肩負(fù)著生態(tài)學(xué)研究、環(huán)境政策和決策之間進(jìn)行溝通的重大使命·······”

26

21世紀(jì)生態(tài)學(xué)研究的一個突出特點就是更加緊密地結(jié)合社會和生產(chǎn)中的實際問題，不斷突破其初始時期以生物為中心的學(xué)科界限，未來的環(huán)境是以人類為主體的，向解決社會當(dāng)前面臨的社會問題發(fā)展，并在實現(xiàn)社會的可持續(xù)發(fā)展中起著越來越重要的作用。27

隨著世界人口的急劇增長和人類對生態(tài)系統(tǒng)的不斷干擾和破壞，環(huán)境問題將是21世紀(jì)人類所面臨的最大挑戰(zhàn)，也是未來這個已經(jīng)擁擠不堪的地球可持續(xù)發(fā)展的要害。我們的目光必須看得更遠(yuǎn)，必須把研究的重點放在人類如何在一個可持續(xù)發(fā)展的自然界生存這個重大的問題上。28

當(dāng)前，生態(tài)學(xué)家和現(xiàn)有的生態(tài)學(xué)知識對于影響生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的日常決策的作用是非常有限的。問題在于，生態(tài)學(xué)研究有時不能回答管理者的實際問題，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因,一方面是科學(xué)研究人員并不能理解使用者的需要，也不能認(rèn)識解決實際問題的重要意義；另一方面，往往不能及時地將生態(tài)科學(xué)的知識轉(zhuǎn)化為政策、管理和教育的實際，為其提供準(zhǔn)確和可運用的信息服務(wù)。29中國環(huán)境問題嚴(yán)重，從空氣污染、生物多樣性降低、耕地減少、漁業(yè)資源耗竭、荒漠化、濕地消失、草地退化、人為誘發(fā)的自然災(zāi)害頻率和強度不斷增大，到外來物種入侵、過度放牧、江河斷流、土地鹽堿化、土壤侵蝕、垃圾堆積、水資源短缺及水體污染，數(shù)不勝數(shù)。中國的環(huán)境問題正在波及世界其他國家。與此同時，世界其他國家也在通過全球化、環(huán)境污染和資源開發(fā)影響著中國的環(huán)境。30

資源是一切生產(chǎn)的基礎(chǔ)，是整個經(jīng)濟(jì)的“食糧”。在眾多的自然資源種類中，最為基本的資源是土地資源、水資源；大宗礦產(chǎn)資源和能源資源是國民經(jīng)濟(jì)的“主食”，具有重要的戰(zhàn)略意義。

資源與可持續(xù)發(fā)展31

資源不足是“可持續(xù)性”成為問題的原因。資源供給不足與人口、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的資源需求的矛盾是可持續(xù)發(fā)展的主要矛盾。在人口、經(jīng)濟(jì)發(fā)展對資源的壓力接近或超過資源的承載能力時，在既定的人口、經(jīng)濟(jì)背景下，制定合理的資源開發(fā)利用策略和方式，對于盡可能保證資源的可持續(xù)利用，具有決定性的意義。32人口與可持續(xù)發(fā)展

一般認(rèn)為，人口增長是環(huán)境惡化的決定性因素。其實，人口增長本身并不直接意味著對環(huán)境的破壞，但人口增長帶來的對滿足其生存需要而進(jìn)行的各類經(jīng)濟(jì)活動卻可能對環(huán)境形成巨大的壓力。人口對經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響，主要取決于人口增長的數(shù)量和速度是否與經(jīng)濟(jì)發(fā)展相適應(yīng)。如果人口的增長與經(jīng)濟(jì)發(fā)展相適應(yīng)，人口就是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的促進(jìn)因素；反之，它就會阻礙經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。33環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展

環(huán)境保護(hù)是實施可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，離開了環(huán)境保護(hù)，可持續(xù)發(fā)展就是空談。可見環(huán)境與發(fā)展是密不可分的，保護(hù)環(huán)境的實質(zhì)也就是保護(hù)發(fā)展。34思考題

1.如何理解生物與地球環(huán)境的協(xié)同進(jìn)化?2.試述生態(tài)學(xué)的定義、研究對象與范圍。3.現(xiàn)代生態(tài)學(xué)的發(fā)展趨勢及特點是什么?35推薦閱讀文獻(xiàn)

[1]張昀.生物進(jìn)化.北京：北京大學(xué)出版社,1997.[2]李繼侗.植物地理學(xué)、植物生態(tài)學(xué)與地植物學(xué)的發(fā)展.

北京：科學(xué)出版社,1959.[3]馬世駿.中國生態(tài)學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略研究.北京：中國經(jīng)濟(jì)出版社,

1991.[4]StillingPD.IntroductoryEcology.NewJersey：

Prentice-HallInc,1992：15-88.

[5]