《理论生态学简介》PPT课件

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1、理论生态学简介对科学进步来说，错误的事实有着高度的危害性，因为它们往往长期以讹传讹，得不到纠正；而有一些证据支持的错误的看法则害处不大，因为人们全都有益地喜欢把这种错误指证出来，而一经指出，引向错误的途径之一便从此堵塞，而引向真理的道路往往在同一个时候开辟出来了。——C.Darwin(1871)忠实的观察和严谨的逻辑是科学研究的仅有准则。———R.H.MacArthur(1972)著名理论生态学家RobertH.MacArthur(1930-1972)G.EvelynHutchinson(1903-1991)G.EvelynH

2、utchinsonG.EvelynHutchinson的学术系统树RobertH.MacArthurRobertH.MacArthur(1930-1972)RobertM.MayRobertH.MacArthur(1930-1972)RobertM.May(b.1936)1976年第一版1981年第二版生态学是一门科学对于很多人来说，生态学是和人类环境问题(尤其是污染）绑在一起的，例如人们常常提“生态环境”这个词，尽管严格地说这并不准确对另外一些人来说，生态学和挽救大熊猫、保护森林等保育问题是等意的但生态学不仅仅是处理污染或者

3、生物保护问题它与环境的关系很大程度上就象物理学与工程学的关系一样。生态学为保育计划或者污染监测方案的建立奠定了科学基础。生态学定义从最广泛意义上说，生态学是研究生物与其环境相互作用关系的科学。“环境”包括物理环境（温度、水分、等）和生物环境（来自于种内其他个体或者其他物种个体的影响）两大类。4个主要层次－个体、种群、群落、和生态系统个体水平上：探讨个体对其环境的反应，如生理生态学（主要探讨物理环境因子对于个体功能和行为的影响）、行为生态学（解释各种动物行为模式的意义，个体之间的相互作用）种群水平上：研究单个物种的种群对于环境的

4、反应，如种群的数量动态和质量（遗传组成）变化，以及竞争、捕食、寄生、共生等种间作用（即对生物环境的反应）4个主要层次－个体、种群、群落、和生态系统群落水平上：探讨群落（出现在某一特定地区的不同种群的混合体）的组成和结构，如物种多样性、演替等生态系统水平上：研究生态系统（生物群落与非生物环境的结合）内的各种过程，例如能流、物流、食物网等。模式与过程：科学的基本内涵作为一门科学，生态学研究的是自然界中生物在分布、多度和动态等方面所表现出来的模式（pattern;或称为规律、现象）。模式就是可重复的一致性（repeatedconsi

5、stency)。发现模式基础代谢率与体重的3/4幂指数关系，为什么？根据传统解释而得出的幂指数为2/3，而不是观察到的¾In1883,GermanphysiologistMaxRubnerproposedthatananimal'smetabolicrateisproportionaltoitsmassraisedtothe2/3power.Thisideawasrootedinsimplegeometry.Ifoneanimalis,say,twiceasbigasanotheranimalineachlineardimen

6、sion,thenitstotalvolume,ormass,is23timesaslarge,butitsskinsurfaceisonly22timesaslarge.Sinceananimalmustdissipatemetabolicheatthroughitsskin,Rubnerreasonedthatitsmetabolicrateshouldbeproportionaltoitsskinsurface,whichworksouttomasstothe2/3power.代谢生态学理论的兴起！（WBE1997,19

7、99）群落内物种相对多度曲线基本上都是S型，为什么？发现模式传统的生态位理论无能为力！中性生态学理论的兴起！（Hubbell2001）StephenP.Hubbell(b.1942)理论生态学的作用假说形成：确定哪些过程可以导致观察到的模式；Toraisenew questions,newpossibilities,toregardold problems fromanewangle,requirescreative imagination andmarksrealadvanceinscience.–AlbertEinstei

8、n一个模式经常可以想象出多个过程加以解释，需要通过实验来甄别奥卡姆剃刀原则:若无必要，勿增实体生态学实验研究可分为三大类:实验室实验野外实验自然实验。由于前二者的不可操作性，往往采用自然界提供的“自然实验”来检验假说。宏观生物学与微观生物学的差别数学模型与理论许多生态学理论完