什么是生态?什么是生态?什么是生态?
后来一些博物学家认为,生态学不同于普通的自然史,具有数量和动态的特征。他们认为生态学是一门自然历史的理论科学。持生理学观点的生态学家认为,生态学是普通生理学的一个分支,不同于一般的器官系统生理学,侧重于整体层面上生命过程与环境条件的关系。从事植物群落和动物行为的学者把生态学分别理解为生物群落的科学和环境条件影响下的动物行为的科学。专注于进化论的学者将生态学解释为研究环境与生物进化关系的科学。
后来在生态学的定义中加入了生态系统的观点,将生物与环境的关系概括为物质流动和能量交换。自20世纪70年代以来,它被进一步概括为物质流、质量流、能量流和信息流。生态学的发展大致可以分为萌芽、形成和发展三个阶段。
在萌芽阶段,古人在长期的农、牧、渔、猫生产中积累了简单的生态学知识,如作物生长与季节气候和土壤水分的关系,常见动物的物候习性等。比如公元前4世纪的希腊学者亚里士多德,粗略描述了动物栖息地的不同类型,根据动物活动的环境类型分为陆生和水生类型,根据食性分为食肉型、食草型、杂食性和特殊食性类型。
提奥夫拉斯图斯是亚里斯多德的学生,也是公元前3世纪雅典学派的领袖,他在关于植物地理学的著作中提出了一个类似于今天植物群落的概念。公元前后出现的介绍农、牧、渔、猎知识的专著,如公元1世纪古罗马的老普林尼的《博物志》,公元6世纪中国农学家贾思勰的《齐书》等,都记述了朴素的生态观。
形成时期为15世纪至40年代。
15世纪以后,许多科学家通过科学考察积累了大量宏观生态数据。19世纪初,现代生态学的轮廓开始出现。例如,在列奥谬尔的六卷昆虫学著作中有许多关于昆虫生态学的描述。瑞典博物学家林奈首次将物候学、生态学和地理学结合起来。本文综合叙述了外界环境条件对动植物的影响。法国博物学家布丰强调了基于环境的生物变异的影响。德国植物地理学家洪堡特创造性地将气候和地理因素的影响结合起来描述物种的分布规律。
19世纪,生态学进一步发展。一方面,农业和畜牧业的发展促使人们开展环境因素对农作物和牲畜生理影响的实验研究。例如,这一时期确定了五摄氏度为一般植物发育的起始温度,绘制了动物的温度发育曲线,提出了光照时间与平均温度的乘积作为比较光化学作用的“光度”指标,以及植物营养最小定律和光谱结构对动植物发育的影响。
另一方面,马尔萨斯在1798年出版的《人口论》一书影响广泛。Verhulst在1833中用他著名的logistic曲线描述了人口增长率与人口密度的关系。将数学分析方法引入生态学。在19世纪后期进行的植物群落的定量描述也是基于统计学原理。2008+0851达尔文在《物种起源》中提出自然选择理论,强调生物进化是生物与环境相互作用的产物,引起了人们对生物与环境关系的关注,促进了生态学的发展。
19世纪中叶至20世纪初,人类对农业、渔猫和与人类健康直接相关的环境卫生的关注,推动了农业生态学、野生动物种群生态学和媒介昆虫行为的研究。由于当时组织的海洋考察注重生物资源的调查,也丰富了水生生物和水生态的内容。
到20世纪30年代,许多生态学书籍和教科书已经阐述了生态学的一些基本概念和论点,如食物链、生态位、生物量、生态系统等。到目前为止,生态学基本上已经成为一门独立的学科,有特定的研究对象、研究方法和理论体系。
发展时期自20世纪50年代以来,生态学吸收了数学、物理和化学工程技术的研究成果,向精确和定量的方向前进,形成了自己的理论体系:
随着数理方法、精密灵敏的仪器和计算机的应用,生态学家有可能更广泛、更深入地探索生物与环境相互作用的物质基础,对复杂的生态现象进行定量分析。随着整体概念的发展,出现了系统生态学等新的分支学科,初步建立了生态学理论体系。
因为世界上大部分生态系统都受到人类活动的影响,社会经济生产系统和生态系统相互交织,实际上形成了一个巨大的复合系统。随着社会经济和现代工业化的快速发展,自然资源、人口、粮食、环境等一系列影响社会生产和生活的问题日益突出。
为了找到解决这些问题的科学依据和有效措施,国际生物科学联合会(IUBS)制定了“国际生物计划”(IBP),对陆生和水生生物群进行生态学研究。继IBP之后,联合国教科文组织等成立了国际人与生物圈组织(MAB),制定了“人与生物圈”计划,组织参与国开展森林和草原。
和许多自然科学一样,生态学的发展趋势是:从定性研究到定量研究,从静态描述到动态分析;逐步向多层次综合研究发展;与其他一些学科的交叉研究越来越明显。
从人类活动对环境的影响来看,生态学是自然科学和社会科学的交叉;在方法论上,环境因素作用机制的研究离不开生理方法、物理和化学技术,群体调查和系统分析离不开数学方法和技术;从理论上讲,生态系统的新陈代谢和稳态的概念基本上来源于生理学,而从物质流、能量流和信息流的角度研究生物与环境的相互作用,可以说是由物理、化学、生理学、生态学和社会经济学发展起来的一个研究体系。生态学的基本内容分为微生物生态学、植物生态学、动物生态学、人类生态学等。还可以细分,比如昆虫生态,鱼类生态。
按照生物系统的结构层次,有个体生态学、种群生态学、群落生态学和生态系统生态学。
按生存环境类型分,有土地生态和水生态;前者可分为森林生态、草原生态、荒漠生态等。,而后者又可分为海洋生态、湖泊生态、河流生态等。还有更细的划分,比如植物根际生态和肠道生态。
生态学与非生命科学的结合包括数学生态学、化学生态学、物理生态学、地理生态学和经济生态学。与生命科学其他分支相结合的是生理生态学、行为生态学、遗传生态学、进化生态学和古生态学。
应用分支包括:农业生态学、医学生态学、工业资源生态学、环境保护生态学、城市生态学等。
生态学的一般规律大致可以从种群、群落、生态系统和人与环境的关系四个方面来解释。
在环境没有明显变化的情况下,种群数量趋于稳定。一个种群生存环境的空间和资源是有限的,只能承载一定数量的生物。当承载力接近饱和时,如果人口数量(密度)再次增加,增长率就会降低,甚至出现负值,使人口数量减少。当人口(密度)减少到一定限度时,增长率又会上升,最终人口达到环境允许的稳定水平。研究人口的自然规律可以指导生产实践。比如制定合理的渔获和林业采伐,既能保证最佳产量,又不伤害生物资源的再生能力。
生物群落中的任何物种都与其他物种相互依存、相互制约。常见的有:
在食物链中,生活在相邻环节的两个物种的比例趋于保持相对稳定。例如,捕食者的生存依赖于猎物,它们的数量也受猎物的限制;猎物的生存和数量也受到捕食者的制约,它们之间的数量保持相对稳定;
竞争,物种之间往往争夺相同的资源:比如植物之间争夺荣耀、空间、水和土壤养分;动物为了食物,栖息地等等而竞争。在长期的进化中,竞争促进了物种生态特征的分化,缓解了竞争关系,产生了一定的生物群落结构。比如,森林中既有欢腾度高的树木,也有耐荫性矮的灌木。森林里的动物可能昼夜有别,或者食性不同,互不干扰;
互利增长。比如地衣中的真菌和藻类相互依赖生存,大型食草动物依靠胃肠道中的寄生微生物帮助消化,蚂蚁和蚜虫的关系都表现出物种间的相互依赖。上述关系使生物群落呈现出复杂而稳定的结构,即生态平衡。平衡的破坏往往会导致一些生物资源的永久丧失。
一个生态系统的代谢功能是保持生命所需的物质不断循环再生。阳光提供的能量驱动物质在生态系统中不断循环流动,不仅包括环境中的物质循环、生物之间的养分转移以及生物与环境之间的物质交换,还包括生物物质的合成、分解等物质形态的转化。
物质循环的正常运行需要一定的生态系统结构。随着生物的进化和扩散,环境中的大量无机物合成为生命体,形成了广阔的森林、草原和生活在其中的鸟兽。一般来说,发展中生物群落的物质代谢是进多出少,但当群落成熟后,代谢趋于平衡,进出大致相同。
人们在改造自然的过程中,要注意物质代谢的规律。一方面,我们只能在生产中因势利导,合理开发生物资源,而不能因势利导,捞一时之快。目前,由于肥力下降得不到及时补偿,世界范围内大面积农田减少。另一方面,我们也应该控制环境污染。因为大量有毒的工业废物进入环境,超过了生态系统和生物圈的降解和自净能力,造成毒性积累,危害人类和他人。
生物进化是生物和环境相互作用的产物。在生命过程中,生物体不断地从环境中输入和输出物质,变化了的物质环境反过来影响或选择生物体。两者总是朝着相互适应、相互协调的方向发展,通常称之为正常的自然演替。随着人类活动的扩大,对环境的影响越来越明显。
人类在改造自然的过程中,自觉不自觉地做了许多违背自然规律的事情,损害了自身的利益。比如,对一些自然资源的长期滥伐、过度捕捞和滥采,造成了资源的短缺和枯竭,不能满足人类的需求;大量工业污染直接危害人体健康等。这些都是人与环境相互作用的结果,是自然遭到破坏后的一种反应。生态的一般规律美国科学家小米勒总结的生态三定律如下:
生态学第一定律:我们采取的任何行动都不是孤立的,任何违背自然的行为都有无数的影响。
很多都是不可预测的。这个定律是由G.Hardin提出的,可以称为多效原理。
生态第二定律:万物相互关联,与其他事物交融。这个定律也被称为互连原理。
生态学第三定律:我们生产的任何物质都不应该干扰地球上的自然生物地球化学循环。这个定律可以称为不干涉原则。
文本:
大致可以从人口、群落、生态系统、人与环境的关系四个方面来解释。
●种群的自然调节在环境没有明显变化的情况下,种群趋于保持稳定。一个种群生存环境的空间和资源是有限的,只能承载一定数量的生物。当承载力接近饱和时,如果人口(密度)再增加,增长率就会降低,甚至出现负值,使人口减少。当人口(密度)减少到一定限度时,增长率又会上升,最终人口达到环境允许的稳定水平。研究人口的自然规律可以指导生产实践。比如制定合理的渔获和林业采伐,既能保证最佳产量,又不伤害生物资源的再生能力。
●物种之间的相互依赖和相互制约。生物群落中的任何物种都与其他物种存在相互依存、相互制约的关系。常见的有:①食物链。在食物链中,生活在相邻环节的两个物种的比例趋于保持相对稳定。例如,捕食者的生存依赖于猎物,它们的数量也受猎物的限制;猎物的存活和数量也受到捕食者的制约。它们之间的数量保持相对稳定。②竞争。物种往往会争夺相同的资源:比如植物争夺荣耀、空间、水和土壤养分;动物为了食物,栖息地等等而竞争。在长期的进化中,竞争促进了物种生态特征的分化,缓解了竞争关系,产生了一定的生物群落结构。比如,森林中既有欢腾度高的树木,也有耐荫性矮的灌木。森林里的动物要么白天出来,要么晚上出来,要么食性不同,互不干扰。③互惠互利。比如地衣中的真菌和藻类相互依赖生存,大型食草动物依靠胃肠道中的寄生微生物帮助消化,蚂蚁和蚜虫的* * *关系等等。,都显示了物种之间的相互依存。上述关系使生物群落呈现出复杂而稳定的结构,即生态平衡,平衡的破坏往往可能导致某种。
●物质的循环利用一个生态系统的代谢功能是保持生命所需的物质不断循环利用。阳光提供的能量驱动物质在生态系统中不断循环,包括环境中的物质循环、生物之间的营养传递和生物与环境之间的物质交换,以及生物物质的合成和分解等物质形态的转化。物质循环的正常运行,需要一定的生态系统结构。随着生物的进化和扩散,环境中的大量无机物合成为有生命的物质,形成了广阔的森林、草原和生活在其中的鸟兽。一般来说,发展中生物群落的物质代谢是进多出少,但当群落成熟后,代谢趋于平衡,进出口大致相同。人们在改造自然的过程中要注意物质代谢的规律。一方面,他们只能在生产中因势利导。我们应该合理开发生物资源,而不是短期捕捞。目前,由于肥力下降得不到及时补偿,世界范围内大面积农田减少。另一方面,我们也应该控制环境污染。由于大量有毒的工业废物进入环境,超过了生态系统和生物圈的降解和自净能力,造成毒性积累,破坏了人类和其他生物的生存环境。
●生物与环境的相互作用生物进化是生物与环境相互作用的产物。生物在生命过程中不断从环境中输入输出物质,生物改变的物质环境反过来影响或选择生物。两者总是朝着相互适应、相互协调的方向发展,通常称之为正常的自然演替。随着人类活动的扩大,对环境的影响越来越明显。人类在改造自然的活动中,自觉不自觉地做了许多违背自然规律的事情,损害了自身的利益。比如,对一些自然资源的长期砍伐、过度捕捞和滥采,造成了资源的短缺和枯竭,从而无法满足人类的需求;大量的工业污染直接危害人体健康,这是人与环境相互作用的结果,是自然遭到破坏后的一种反应。分支学科①分为微生物生态学、植物生态学、动物生态学、人类生态学等。还可以细分,如昆虫生态学、鱼类生态学等。②按生物系统的结构层次,有个体生态学、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学等。③根据生物生存的环境类别,有陆地生态和水生态。前者可分为森林生态、草原生态、荒漠生态等。,而后者又可分为海洋生态、湖泊生态、河流生态等。还有更细致的划分,如植物根际生态学、肠道生态学等。④生态学与非生命科学的结合包括数学生态学、化学生态学、物理生态学、地理生态学、经济生态学等。结合生命科学的其他分支,有生理生态学、行为生态学、遗传生态学、进化生态学、古生态学等。⑤应用分支包括:农业生态学、医学生态学、工业资源生态学、污染生态学(环保生态学)、城市生态学等。基本原理应用思维生态学的基本原理通常包括四个方面:个体生态学、种群生态学、群落生态学和生态系统生态学。
健康的生态系统是稳定和可持续的:它可以及时保持其组织结构和自主性,也可以保持其对压力的恢复能力。健康的生态系统能够保持其复杂性,满足人类的需求。
生态学基本原理的应用,我认为是模仿自然生态系统的生物生产、能量流动、物质循环和信息传递而建立的人类社会组织,以自然能量流动为中心,最大限度地减少人工附加能量,寻求以最小的消耗产生最大的综合效益,解决人类目前面临的各种环境危机。
几种流行的观点如下:
1,实施可持续发展
1987世界环境与发展委员会提出“既满足当代人的需求,又不威胁后代人满足其发展需求的能力的发展”。可持续发展观协调了社会与人类发展的关系,包括生态环境、经济和社会的可持续发展,但最根本的是生态环境的可持续发展。
2.关注人与自然的和谐发展。
事实上,当代世界面临前所未有的严重生态危机的重要原因是人类过去对自然的误解。自工业文明以来,人类就试图以其先进的“高科技”来支配和征服自然。这种严重错误的观念和行为虽然带来了经济上的飞跃,但由此引发的环境问题是不可挽回的。人类作为生物界的一员,必须与自然和谐相处,共同发展。
3.生态伦理
随意破坏环境、消耗资源的发展道路,对子孙后代和其他生物都是一种不负责任、不道德的发展模式。新的生态伦理既要发展经济,又要考虑人类的这些行为,既要有利于当代人类的生存和发展,又要给后代留下足够的空间。
工业生态学、恢复生态学、生态工程、城市生态建设等。是从生态学中分化出来的,是生态学基本原理推动的结果。
在计算经济产量时,我们不应该认为自然资源是无价值的或无限的,而应该使用生态价值的概念。我们应该考虑到经济发展对环境的破坏性影响,利用科技的进步将损害降到最低,同时倡导一种有利于物质良性循环的消费方式,即适度、可持续、健康的理念。生态还有许多其他的定义:
生态学是研究生物(包括动物和植物)如何生活,为什么按照自己的生活方式生活的科学。(埃尔顿,1927)
生态学是一门研究生物的分布和丰度的科学。(安德烈纳斯,1954)
生态学是研究生态系统结构和功能的科学。(欧洲专利局,1956)
生态学是研究生命系统之间相互作用和机制的科学。(马世军,1980)
生态学是综合研究生物、物理环境和人类社会的科学。(欧洲专利局,1997)
关于生态学的几点补充生态学是一门年轻的科学,所以它应该有很有前途的一面,但却常常被其他生物学家所鄙视,认为它“假、大、空”。其实这种想法是完全不正确的。
生态学的产生是因为它与我们的生活密切相关,是一门用来研究生物与环境关系的科学。所以对于一个生态学家来说,生态学要求人们掌握的知识是相当全面的,至少要对生物、环境、水温、地理等等有一定的了解,尤其是生物和环境要有扎实的基础,所以一个生态学家要懂得很多。
做生态很难。到处采集样本,调查原因,回来做实验分析,这是必然的。
这里我还想说一些生态学方面的参考书。首先,作为生态学的入门者,内蒙古大学李波院士写的《生态学》是一本优秀的参考书,无论是内容还是版面都堪称经典。其实上面有人介绍的杨志只是他之前的作品(李博院士已经去世了,唉)。还有北师大孙儒勇院士写的《基础生态学》,也是一本好书。孙院士仍然健在。
生态学分支很多,比如搞草原生态的,北京的植物很厉害;从事水生态的都是全国数一数二的。这里不得不提一个极其厉害的人,刘建康院士,他是淡水生态学的创始人之一。现在他已经93岁了,仍然每天上班。他精神很好,可以称之为老兵。
生态学有前途吗?这是很多人都会怀疑的问题。个人认为,如果你把未来当成一种“钱”的方式,我劝你不要搞生态研究。如果真的想为改善日益恶化的生态环境尽绵薄之力,可以考虑。