ecbpci生物多样性和保护生物学培训生态学讲义

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1、生态学Ecology杨彪第一节序言Preface什么是生态学？生态学的研究内容生物的等级层次生态学的研究方法自然选择和适应1什么是生态学？动物与其环境间的全部关系(Haeckel,1869)决定生物分布(distribution)与多度(abundance)的因素(Krebs,2001)生物与其环境间的全部关系生物非生物环境光照气候（降水、气温）水土壤生物环境：其它生物决定生物分布与多度的因素究竟是哪些因素在决定：什么地方有生物？有多少生物？生态学和其他学科的关系生物的形态、生理、行为、生态、遗传和进化都要受到环境的影响生态学与生物的形态、生理、行为、遗

2、传和进化有着密切的联系生态学生理学Physiology行为Behavior遗传学Genetics进化Evolution2生态学的研究内容生态学是从三个途径(approach)来进行研究的What:生物与环境之间有什么样的关系How:生物与环境之间关系如何发生Why:为什么生物具有某种生态学特征What:生物与环境之间有什么样的关系描述地球上陆地和水体中不同纬度、不同海拔分布的有哪些生态系统，描述各种生态系统其中的动植物种类和数量，以及动植物与它们所在环境间的相互作用How:生物与环境之间关系如何发生即从功能出发来研究生态学，把了解生物与生物、生物与环境

3、之间关系作为目标，探索生物种群和群落的空间位置和数量，度量生物的数量沿时间和空间的动态变化。通过功能研究，可以提供种群和群落在环境因子作用下反应的证据Why:为什么生物具有某种生态学特征即用进化的观点去说明为什么某个地方有那么多种生物。可以用生物在自然选择条件下对环境的适应来回答这个问题。这个途径也可以被看作是进化的途径没有任何一个途径可以单独解决所有的生态学问题描述是生态学研究的基础，它描述可以为我们提供不同物种的地理分布、相对多度的信息功能途径使我们了解生态学的系统如何运作进化途径以良好的自然史和功能知识去了解过去的进化历史事件，提出在真实世界中可

4、以检验的假说3生物的等级层次生物可以划分成不同的等级层次：分子→亚细胞器→细胞器→细胞→组织→器官→器官系统→个体→种群→物种→群落→生态系统→景观→全球分子Molecule亚细胞器细胞器细胞Cell组织Tissue器官Organ器官系统个体Individual种群Population物种Species群落Community生态系统Ecosystem景观Landscape全球生态学研究范围生态学要研究的是种群、物种、群落、生态系统以及景观、全球6个层次生态学研究的时间(time)与空间(space)随空间尺度不断增大，与各个空间尺度相对应的生态学过程时间

5、尺度也不断增大如局部地区的气候变化，可以用天做单位；研究全球气候变化，就要用数十、百年甚至千年做单位随着空间尺度的增大，研究难度不断增大，人类的了解也越来越少如了解校园内一片小树林有多少种和多少株树，比较容易；要了解绵阳市各县有多少种和多少株树，就十分困难了生态学研究方法理论的(theoretical)方法经验的(empirical)方法实验室研究野外研究理论的方法建立各种模型数学的图示的文字的经验的方法实验室研究野外研究生态学解决问题的基本思路首先给问题一个可能的答案，被称为假说，从假设出发可以推得预测，然后收集野外观察资料或实验资料并用于对假设进行检

6、验。如果假设被否定，则需再审视野外观察。假设被接受时，该假设就成为我们理论的一部分，它可以解释我们在野外的观察自然史的观察结果真实自然的影像假设预测试验设计（定义和量度）（统计）检验形成理论生态现象的解释收集资料成功预测肯定的结果否定的结果不成功预测5自然选择和适应达尔文适合度(Darwinfitness)自然选择(naturalselection)适应(adaptation)适合度一个个体如果产生很多后代，后代又能成功地繁殖它们的后代，于是我们说这个个体有高的达尔文适合度值一个个体适合度最大，它可以产生生存能力强、数量少、个体大的后代，也可以产生生存能

7、力弱、数量多、个体小的后代拥有优点较多的基因的个体其适合度也高，适合度是个体产生有生命力的后代、对未来世代产生贡献能力的量度自然选择种群中适合度高的个体有更高的存活可能，并繁殖更多的后代，从而对后代有更大贡献。这个过程中个体间同时有遗传上的差异，那么种群中适合度高的个体拥有的基因就变得越来越普遍，适合度低的个体拥有的基因就变得越来越稀有，最终个体间适合度的差异就导致了种群的遗传改变适应生物具有的对其存活和繁殖有帮助的可遗传性状，叫做适应，适应可以表现在生物的生理、形态或行为等方面，它是自然选择的结果按照现代对物种的理解:1、种（物种）：是自然界中占有特定

8、生境的动物生殖群体，和其他动物的生殖群体被生殖隔离分开。简言之，种内互配生育，种