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生態學,(ecology )是研究生物與環境及生物與生物之間相互關係的生物學分支學科,生態學來源於生物學,生態學是由德國生物學家赫克爾於1869 年首次提出的,生態學是研究生物之間、生物與環境之間的相互關係的科學。

1 生態學 -概念

生態學生態學

生態學來源於生物學。生態學是由德國生物學家赫克爾於1869年首次提出的。生態學研究的基本對象有兩個方面的關係,其一為生物之間的關係,其二為生物與環境之間的關係。簡潔地表述為:生態學是研究生物之間、生物與環境之間的相互關係的科學。

生物的生存、活動、繁殖需要一定的空間、物質與能量。生物在長期進化過程中,逐漸形成對周圍環境某些物理條件和化學成分,如空氣、光照、水分、熱量和無機鹽類等的特殊需要。各種生物所需要的物質、能量以及它們所適應的理化條件是不同的,這種特性稱為物種的生態特性。

任何生物的生存都不是孤立的:同種個體之間有互助有競爭;植物、動物、微生物之間也存在複雜的相生相剋關係人類為滿足自身的需要,不斷改造環境,環境反過來又影響人類。

隨著人類活動範圍的擴大與多樣化,人類與環境的關係問題越來越突出。因此近代生態學研究的範圍,除生物個體、種群和生物群落外,已擴大到包括人類社會在內的多種類型生態系統的複合系統。人類面臨的人口、資源、環境等幾大問題都是生態學的研究內容。

2 生態學 -形成

生態學生態系統

古人在長期的農牧漁獵生產中積累了樸素的生態學知識,諸如作物生長與季節氣候及土壤水分的關係、常見動物的物候習性等。如公元前 4世紀希臘學者亞里士多德曾粗略描述動物的不同類型的棲居地,還按動物活動的環境類型將其分為陸棲和水棲兩類,按其食性分為肉食、草食、雜食和特殊食性等類。亞里士多德的學生、雅典學派首領賽奧夫拉斯圖斯(公元前372~前287)在其植物地理學著作中已提出類似今日植物群落的概念。公元前後出現的介紹農牧漁獵知識的專著,如古羅馬公元1世紀老普林尼的《博物志》 、6世紀中國農學家賈思勰的《齊民要求》等均記述了素樸的生態學觀點。

大約從15世紀到20世紀40年代。15世紀以後許多科學家通過科學考察積累了不少宏觀生態學資料。18世紀初葉,現代生態學的輪廓開始出現。19世紀生態學是由於農牧業的發展促使人們開展了環境因子對作物和家畜生理影響的實驗研究,19世紀後期開展的對植物群落的定量描述也已經以統計學原理為基礎。到20世紀30年代食物鏈(見生態系統)、生態位、生物量(見生物生產力)、生態系統等。  

1866年德國動物學家家赫克爾(H.Haeckel)首次提出生態學一詞,並定義生態學是研究生物與其環境相互關係的科學。到20世紀初生態學已經發展成為四個彼此獨立的分支:植物生態學、動物生態學、海洋生態學和湖沼生態學。 

20世紀30-40年代是生態學基礎理論發展的奠基時期,其中最具代表性的是生態系統概念和「十分之一定律」的提出,生態系統概念的提出和廣泛使用,不僅把生態學推向系統研究的新高度,同時也為生態學的研究對象提供了不同層次平台,並為日後生態學研究領域的拓展,尤其是認識和解決日益突出的環境問題進行了理論準備。 

20世紀50年代,美國生態學家奧德姆在總結前人研究成果的基礎上,進一步發展了生態系統的概念,並從生態學原理和方法等方面極大地豐富了生態學內容。這一切伴隨奧德姆編著的《生態學基礎》一書的問世,標誌著近代生態學(系統生態學)的形成。 

20世紀60年代以後,世界人口、資源與環境的不協調發展造成的全球性問題日益激化,20世紀60年代由國際科聯發起的國際生物學計劃和20世紀70年代聯合國教科文組織開展的人與生物圈計劃在全世界開展,把生態學推向一個嶄新的階段,即進入現代生態學階段。 

3 生態學 -內容

大致可從種群、群落、生態系統和人與環境的關係4方面說明。   

種群的自然調節 

在環境無明顯變化的條件下,種群數量有保持穩定的趨勢。

物種間的相互依賴和相互制約

一個生物群落中的任何物種都與其他物種存在著相互依賴和相互制約的關係。

物質的循環再生

 生態系統的代謝功能就是保持生命所需的物質不斷地循環再生。 

生物與環境的交互作用

生物進化就是生物與環境交互作用的產物。

生物圈

從生態學角度來看,地球表面從地下11千米到地上15千米高度是由岩石圈、水圈和大氣圈組成的,在三個圈交匯處存在著生物圈,絕大部分生物是生活在地下100米到地上100米之間。

生態系統

在自然界一定範圍或區域內,生活的一群互相依存的生物,包括動物、植物、微生物等,和當地的自然環境一起組成一個生態系統。一個生態系統內,物質和能量的流動達到一個動態平衡。生態系統大小不一,多種多樣,小到一滴湖水、一個獨立的小水塘、熱帶雨林中一棵大樹;大到一片森林、一座山脈、一片沙漠都可以是一個生態系統。

生態系統的生產量

生態系統中包括有不同的營養級生產者,主要有:
生產者—從陽光中攝取能量的綠色植物,是第一性生產者; 
消費者—取食植物和其他動物的生物; 
分解者—分解動植物屍體的微生物,還原為礦物質和水,和消費者一同算做第二性生產者。 

食物鏈

一切生物都是通過從外界攝取能量和物質以維持生命的,生態系統中的能量和物質流動正是通過各種生物攝取食物的方式形成的,而這種將各種生物聯繫到一起的能量和物質流動的鏈條則叫做食物鏈。

生物多樣性

生物多樣性是一個區域中基因、物種和生態系統的總和。一個生態系統內,組成的成分越多樣,能量和物質流動的途徑越複雜,食物鏈網的組成越錯綜,生態系統自動調節恢復穩定狀態的能力越強;成分越單調、結構越簡單,應對環境變化的能力越低。因此生物多樣性也是衡量一個區域環境狀況的指標。 

生態危機

在自然條件下,由於環境的變化,會出現生態系統的演替。但如果變化過快,也會出現大量物種滅絕的危機,如恐龍在不到一萬年的時間內全部滅絕;火山爆發造成當地生態系統的滅絕,都是生態危機。但最常見的是由於人類活動造成的局部地區的生態系統嚴重破壞,多處生態系統的破壞導致整個生態圈的結構和功能紊亂,最終會威脅人類本身的生存和發展。 

生態危機主要成因是因為人類過份發展,破壞生態環境所引致,一但人類不作出改善的方法,最後威脅的是人類。 

4 生態學 -分支

1、按所研究的生物類別分,有微生物生態學、植物生態學、動物生態學、人類生態學等;還可細分如昆蟲生態學、魚類生態學等。
  
2、按生物系統的結構層次分,有個體生態學、種群生態學、群落生態學、生態系統生態學等。
  
3、按生物棲居的環境類別分,有陸地生態學和水域生態學;前者又可分為森林生態學、草原生態學、荒漠生態學等,後者可分為海洋生態學、湖沼生態學、河流生態學等;還有更細的劃分,如植物根際生態學、腸道生態學等。
  
4、生態學與非生命科學相結合的,有數學生態學、化學生態學、物理生態學、地理生態學、經濟生態學等;與生命科學其他分支相結合的有生理生態學、行為生態學、遺傳生態學、進化生態學、古生態學等。
  
5、應用性分支學科有:農業生態學、醫學生態學、工業資源生態學、環境保護生態學、城市生態學等。

5 生態學 -規律

生態學生態學

第一定律:我們的任何行動都不是孤立的,對自然界的任何侵犯都具有無數的效應,其中許多是不可預料的。這一定律是G.哈定(G.Hardin)提出的,可稱為多效應原理。
  
第二定律:每一事物無不與其他事物相互聯繫和相互交融。此定律又稱相互聯繫原理。
  
第三定律:我們所生產的任何物質均不應對地球上自然的生物地球化學循環有任何干擾。此定律可稱為勿干擾原理。

 

 




 

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