1
基础生态学
0绪论
0.1生态学的定义
生态学是研究有机体与周围环境（包括非生物环境和生物环境）相互关系的科学。
相互作用(interaction)：有机体与非生物环境的相互作用和有机体之间的相互作用
有机体之间的相互作用：
● 同种生物之间（种内相互作用）
● 异种生物之间（种间相互作用）
eco—住所、栖息地
logos—学问
大致可以分三类：
● 研究终点是自然历史和适应性
● 强调的是动物的种群生态学和植物的群落生态学
● 生态系统学
0.2生态学的研究对象
对象层次 研究内容
个体individual 个体生态学(autoecology)：研究有机体个体与环境的相互关系。
● 物理环境通过影响有机体的基础生理过程而影响其生存、生
长、繁殖、分布
● 生物在形态、生殖、行为等性状上对环境的适应及机制
● 个体对获得的资源分配给维持、生殖、生长、修复、保卫等的进
化和适应对策
种群population 种群是栖息在同一地域中同种个体组成的集合。
种群生态学：研究种群对于环境的响应。
● 种群出生率、死亡率、增长率
● 年龄结构、性比、种内关系、空间分布格局
● 多度(abundance)及其波动的决定因素
群落community 群落是栖息在同一地域中的动物、植物和微生物组成的集合。
群落生态学：研究群落的结构组成与环境的关系
● 群落的结构、演替、多样性、稳定性
● 决定群落组成和结构的过程
● 群落构建机制
生态系统ecosystem 生态系统：一定空间中生物群落和非生物环境的集合。
● 结构与组成：食物链、食物网
● 能量流动和物质循环过程
● 生态系统健康评估
● 生态系统服务、管理
生物圈biosphere 生物圈是指地球上的全部生物的一切适合于生物栖息的场所（岩石圈、
, 2
水圈、大气圈下层）
全球生态学：研究生命系统和行星系统相互关系的科学
● 全球变暖、酸雨、臭氧层破坏
分子生态学：应用分子生物方法研究生态学问题所产生的新的分支科学。
● 进化生物学、种群生物学、系统进化地理学、保护遗传学、行为生态学、群落生态学、GMO
（基因修饰生物）的释放后果
景观生态学
● 景观(landscape)：由若干生物系统组成的异质区域(heterogeneous area)，这些生态系统
构成景观中明显的斑块(patches)，这些斑块称景观要素(landscape elements)
● 景观生态学(landscape ecology)：研究景观结构及其过程(landscape structure and
process)的科学。
0.3生态学的研究方法
野外的(field approach)
● 首先的，并且是第一性的
● 采集数据时各种误差较大
● 野外条件下影响因子很多我们的关注的未必就是关键性的因子->得出不正确的结论
实验的(experimental approach)
● 分析因果关系的补充手段
● 条件控制严格，对结果分析比较可靠
● 重复性强
● 实验室条件不可能完全模拟野外自然状态
理论的(theoretical approach)
● 数学模型是最常用的方法
● 必须通过现实来检验预测结果是否正确
● 可以通过修改参数再进行模拟，使逐步逼近现实
● 关注的是一些因子，而不是全部->结论达不到准确
0.4其它
生态学研修需要：
● 整体性
尺度：某一现象或过程在空间和时间所设涉及的范围和发生的频率。
○ 时间尺度
○ 空间尺度
○ 组织尺度
● 综合观
● 层次观
● 系统观
● 进化观
目前生态学研究的热点问题
● 全球变化
● 固碳
● 灾害预测
● 可持续发展
● 生物多样性
, 3
思考题
1. 说明生态学的意义
生态学是研究有机体与环境相互关系的科学。
2. 试举例说明生态学是研究什么问题，采用什么样的方法
生态学的研究对象主要研究4个层次：个体、种群、群落和生态系统
个体：主要研究的问题是有机体对于环境的反应
种群：多度与其波动的决定因素是生态学家最感兴趣的问题，例如种群的出生率、死亡率、
增长率、年龄结构和性比等
群落：多数生态学家在目前最感兴趣的是决定群落组成和结构的过程
生态系统：是一定空间中生物群落和非生物环境的复合体，生态学家最感兴趣的是能量流
动和物质循环过程
3. 比较三类生态学研究方法的利弊
分类 利 弊
野外的 可获得大量全面、真实的资 过程复杂，条件不能控制
料
实验的 条件控制严格，对结果分析 获得的资料可靠性有别于
较可靠，重复性强，过程简 现实
单
理论的 直观，过程易实施，可通过 预测结果需通过现实来检验
修改参数使研究逼近现实 正确性
1有机体与环境
自然界分为两大类：生物与非生物
生物与环境在相互作用中形成统一的整体
环境的变化决定了生物的 分布与多度
生物与环境是相互作用、相互依存的
1.1生态因子
1.1.1环境
环境是指某一特定生物体或生物群体周围一切的总和，包括空间及直接或间接影响该生物体或生
物群体生存的各种因素。
环境依主体而定，有大小之分，大到整个宇宙，小到基本粒子。
生物环境一般可分为：
● 大环境(macroenvironment)
○ 指地区环境、地球环境和宇宙环境
○ 大气候(macroclimate)：离地面1.5m以上的气候，是由大范围因素所决定
○ 如大气环流、地理纬度、距海洋距离、大面积地形
○ 大环境影响到生物的生存与分布，产生了生物种类的一定组合特征或 生物群系
(biome)
○ 大环境直接影响小环境，对生物体也有直接或间接影响
● 小环境(microenvironment)
, 4
○ 指对生物有直接影响的邻接环境，即指小范围内的特定栖息地。
○ 小气候(microclimate)：生物所处的局域地区的气候 / 近地面大气层中1.5m以内的
气候
○ 小气候变化大，受局部地形、植被和土壤类型的调节，与大气候有极大的差别
○ 小环境对生物的影响更为重要，为生物提提供选择自身所需的生活条件
1.1.2生态因子
生态因子(ecological factor)是指环境要素中对生物起作用的因子。
如：光照、温度、水分、氧气、二氧化碳、食物和其他生物等
有时称生存条件：对生物生存不能缺少的环境要素
如：二氧化碳和水（对植物），食物、热能和氧气（对动物）
所有生态因子构成生物的生态环境，特定生物体或群体的栖息地的生态环境成为 生境(habitat)
生境又称栖息地。
生境(habitat/biotope)：bios生命+topos地点，指生物的个体、种群或群落生活地域的环境，
包括必需的生存条件和其他对生物起作用的生态因素。
由生物和非生物因子综合形成的，而描述一个生物群落的生境时通常只包括非生物的环
境
1）生态因子的分类
1. 按其性质：气候因子、土壤因子、地形因子、生物因子和人为因子
● 气候因子：温度、湿度、光照、降水、风、气压、雷电等
● 土壤因子：土壤结构、土壤有机/无机质、理化性质、土壤生物
● 地形因子：陆地、海洋、海拔、山的阴/阳坡等
● 生物因子：动物、植物、微生物及其互作
● 人为因子：人类活动对生物发生巨大影响，表现多方面，如：各类干扰、环境污染
2. 按有无生命的特征：生物因子、非生物因子
● 生物因子(biotic factor)：同种或异种生物是所研究生物的环境因子，它们可能影响
所研究生物的生命活动。
如：在研究虎时，其它成为其食物的动物对虎的生命活动有重要作用。
● 非生物因子(abiotic factor)：环境中的各种物质或物质的属性都可能成为影响所研
究生物的环境因子。
如：温度、湿度、风、土壤中的各种物质和营养元素，所在环境的纬度、高度等。
3. 按对动物种群数量变动作用：密度制约因子、非密度制约因子
● 密度制约因子(density-dependent factor)
生物因子中对生物作用的强度随生物的密度而变化的因子
类型有正负两类：
在密度增加的状态下
○ 正作用导致生物的密度进一步增长
○ 负作用导致密度的反馈性降低，有调节种群密度的作用
如：密度高时食物不足导致死亡率升高从而降低了种群密度。
如：食物、天敌
● 非密度制约因子(density-independent factor)
环境因子中，对生物作用的强度与生物密度变化无关的因子。
如：温度、降水等非生物因子、气候因子
突然降温可能导致部分生物死亡，但这对密度大或小的种群的作用是相同的
4. 按稳定性及其作用特点：稳定因子、变动因子
● 稳定因子：指终年恒定的因子
如：太阳辐射、地磁等
主要决定生物的分布
● 变动因子：周期性变动因子、非周期性变动因子
基础生态学
0绪论
0.1生态学的定义
生态学是研究有机体与周围环境（包括非生物环境和生物环境）相互关系的科学。
相互作用(interaction)：有机体与非生物环境的相互作用和有机体之间的相互作用
有机体之间的相互作用：
● 同种生物之间（种内相互作用）
● 异种生物之间（种间相互作用）
eco—住所、栖息地
logos—学问
大致可以分三类：
● 研究终点是自然历史和适应性
● 强调的是动物的种群生态学和植物的群落生态学
● 生态系统学
0.2生态学的研究对象
对象层次 研究内容
个体individual 个体生态学(autoecology)：研究有机体个体与环境的相互关系。
● 物理环境通过影响有机体的基础生理过程而影响其生存、生
长、繁殖、分布
● 生物在形态、生殖、行为等性状上对环境的适应及机制
● 个体对获得的资源分配给维持、生殖、生长、修复、保卫等的进
化和适应对策
种群population 种群是栖息在同一地域中同种个体组成的集合。
种群生态学：研究种群对于环境的响应。
● 种群出生率、死亡率、增长率
● 年龄结构、性比、种内关系、空间分布格局
● 多度(abundance)及其波动的决定因素
群落community 群落是栖息在同一地域中的动物、植物和微生物组成的集合。
群落生态学：研究群落的结构组成与环境的关系
● 群落的结构、演替、多样性、稳定性
● 决定群落组成和结构的过程
● 群落构建机制
生态系统ecosystem 生态系统：一定空间中生物群落和非生物环境的集合。
● 结构与组成：食物链、食物网
● 能量流动和物质循环过程
● 生态系统健康评估
● 生态系统服务、管理
生物圈biosphere 生物圈是指地球上的全部生物的一切适合于生物栖息的场所（岩石圈、
, 2
水圈、大气圈下层）
全球生态学：研究生命系统和行星系统相互关系的科学
● 全球变暖、酸雨、臭氧层破坏
分子生态学：应用分子生物方法研究生态学问题所产生的新的分支科学。
● 进化生物学、种群生物学、系统进化地理学、保护遗传学、行为生态学、群落生态学、GMO
（基因修饰生物）的释放后果
景观生态学
● 景观(landscape)：由若干生物系统组成的异质区域(heterogeneous area)，这些生态系统
构成景观中明显的斑块(patches)，这些斑块称景观要素(landscape elements)
● 景观生态学(landscape ecology)：研究景观结构及其过程(landscape structure and
process)的科学。
0.3生态学的研究方法
野外的(field approach)
● 首先的，并且是第一性的
● 采集数据时各种误差较大
● 野外条件下影响因子很多我们的关注的未必就是关键性的因子->得出不正确的结论
实验的(experimental approach)
● 分析因果关系的补充手段
● 条件控制严格，对结果分析比较可靠
● 重复性强
● 实验室条件不可能完全模拟野外自然状态
理论的(theoretical approach)
● 数学模型是最常用的方法
● 必须通过现实来检验预测结果是否正确
● 可以通过修改参数再进行模拟，使逐步逼近现实
● 关注的是一些因子，而不是全部->结论达不到准确
0.4其它
生态学研修需要：
● 整体性
尺度：某一现象或过程在空间和时间所设涉及的范围和发生的频率。
○ 时间尺度
○ 空间尺度
○ 组织尺度
● 综合观
● 层次观
● 系统观
● 进化观
目前生态学研究的热点问题
● 全球变化
● 固碳
● 灾害预测
● 可持续发展
● 生物多样性
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思考题
1. 说明生态学的意义
生态学是研究有机体与环境相互关系的科学。
2. 试举例说明生态学是研究什么问题，采用什么样的方法
生态学的研究对象主要研究4个层次：个体、种群、群落和生态系统
个体：主要研究的问题是有机体对于环境的反应
种群：多度与其波动的决定因素是生态学家最感兴趣的问题，例如种群的出生率、死亡率、
增长率、年龄结构和性比等
群落：多数生态学家在目前最感兴趣的是决定群落组成和结构的过程
生态系统：是一定空间中生物群落和非生物环境的复合体，生态学家最感兴趣的是能量流
动和物质循环过程
3. 比较三类生态学研究方法的利弊
分类 利 弊
野外的 可获得大量全面、真实的资 过程复杂，条件不能控制
料
实验的 条件控制严格，对结果分析 获得的资料可靠性有别于
较可靠，重复性强，过程简 现实
单
理论的 直观，过程易实施，可通过 预测结果需通过现实来检验
修改参数使研究逼近现实 正确性
1有机体与环境
自然界分为两大类：生物与非生物
生物与环境在相互作用中形成统一的整体
环境的变化决定了生物的 分布与多度
生物与环境是相互作用、相互依存的
1.1生态因子
1.1.1环境
环境是指某一特定生物体或生物群体周围一切的总和，包括空间及直接或间接影响该生物体或生
物群体生存的各种因素。
环境依主体而定，有大小之分，大到整个宇宙，小到基本粒子。
生物环境一般可分为：
● 大环境(macroenvironment)
○ 指地区环境、地球环境和宇宙环境
○ 大气候(macroclimate)：离地面1.5m以上的气候，是由大范围因素所决定
○ 如大气环流、地理纬度、距海洋距离、大面积地形
○ 大环境影响到生物的生存与分布，产生了生物种类的一定组合特征或 生物群系
(biome)
○ 大环境直接影响小环境，对生物体也有直接或间接影响
● 小环境(microenvironment)
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○ 指对生物有直接影响的邻接环境，即指小范围内的特定栖息地。
○ 小气候(microclimate)：生物所处的局域地区的气候 / 近地面大气层中1.5m以内的
气候
○ 小气候变化大，受局部地形、植被和土壤类型的调节，与大气候有极大的差别
○ 小环境对生物的影响更为重要，为生物提提供选择自身所需的生活条件
1.1.2生态因子
生态因子(ecological factor)是指环境要素中对生物起作用的因子。
如：光照、温度、水分、氧气、二氧化碳、食物和其他生物等
有时称生存条件：对生物生存不能缺少的环境要素
如：二氧化碳和水（对植物），食物、热能和氧气（对动物）
所有生态因子构成生物的生态环境，特定生物体或群体的栖息地的生态环境成为 生境(habitat)
生境又称栖息地。
生境(habitat/biotope)：bios生命+topos地点，指生物的个体、种群或群落生活地域的环境，
包括必需的生存条件和其他对生物起作用的生态因素。
由生物和非生物因子综合形成的，而描述一个生物群落的生境时通常只包括非生物的环
境
1）生态因子的分类
1. 按其性质：气候因子、土壤因子、地形因子、生物因子和人为因子
● 气候因子：温度、湿度、光照、降水、风、气压、雷电等
● 土壤因子：土壤结构、土壤有机/无机质、理化性质、土壤生物
● 地形因子：陆地、海洋、海拔、山的阴/阳坡等
● 生物因子：动物、植物、微生物及其互作
● 人为因子：人类活动对生物发生巨大影响，表现多方面，如：各类干扰、环境污染
2. 按有无生命的特征：生物因子、非生物因子
● 生物因子(biotic factor)：同种或异种生物是所研究生物的环境因子，它们可能影响
所研究生物的生命活动。
如：在研究虎时，其它成为其食物的动物对虎的生命活动有重要作用。
● 非生物因子(abiotic factor)：环境中的各种物质或物质的属性都可能成为影响所研
究生物的环境因子。
如：温度、湿度、风、土壤中的各种物质和营养元素，所在环境的纬度、高度等。
3. 按对动物种群数量变动作用：密度制约因子、非密度制约因子
● 密度制约因子(density-dependent factor)
生物因子中对生物作用的强度随生物的密度而变化的因子
类型有正负两类：
在密度增加的状态下
○ 正作用导致生物的密度进一步增长
○ 负作用导致密度的反馈性降低，有调节种群密度的作用
如：密度高时食物不足导致死亡率升高从而降低了种群密度。
如：食物、天敌
● 非密度制约因子(density-independent factor)
环境因子中，对生物作用的强度与生物密度变化无关的因子。
如：温度、降水等非生物因子、气候因子
突然降温可能导致部分生物死亡，但这对密度大或小的种群的作用是相同的
4. 按稳定性及其作用特点：稳定因子、变动因子
● 稳定因子：指终年恒定的因子
如：太阳辐射、地磁等
主要决定生物的分布
● 变动因子：周期性变动因子、非周期性变动因子
