近年来,随着科技的发展,生态环境问题日益受到重视,因此对基础生态学知识的普及显得尤为重要。作者结合本人的科研及实践经验编写了本书。本书共分7章,分别阐述了生态学的形成与发展、环境与生物、种群生态学、种内和种间的关系、群落生态学、生态系统生态学、陆地生态系统、水域生态系统及生态学新学科介绍等内容。
本书适合各大、中专院校相关专业师生作教材或参考之用,也可作为生态学研究人员参考用书。 |
《基础生态学》是生态学专业骨干课程之一,既是一门重要的专业基础课,又与农业生态、恢复生态等专业课紧密联系。目前大多数学校选用的教材是孙儒泳院士主编的《基础生态学》。随着生态学学科本身的快速发展和生态学原理向各应用学科的渗透,特别是农业院校生态学专业对该课程要求,需要一本结合农业院校的特点,深入浅出地介绍生态学基本原理的基础生态学教材,以适应当前教学和科研新的要求。
中国农业大学生态学课程的建设要追溯到20世纪80年代初辛德惠院士开设和教授的“农田生态学”,当时主要为研究生课程;1984年,成为老土化系本科生必修课,自编有教材《农田生态学》, 为我国农业院校第一本(农业)生态学教材。1989年,在土资系农业生态教研室基础上成立生态系,后改为生态环境系, 为了适应生态学学科教学和科研的需求, 把原课程中基础生态的内容单列出来, 开设了“生态学基础”课程。 1992年资源环境学院成立以来,“生态学基础”课程一直是土资系和生态环境系环境工程专业本科生的必修课及人文学院的选修课,该课程先后由李维炯教授和倪永珍副教授讲授。2002年资源环境学院再次成立生态科学与工程系,生态学本科生教学计划中确定了“基础生态学”、“农业生态工程”和“生态管理工程”三大骨干课程,其中“基础生态学”由生态科学与工程系系主任、生态学博士孙振钧教授担任主讲。基础生态学在原来“生态学基础”课内容的基础上进行了充实,编写有生态学讲义(自编教材)以适应现代生态和应用生态发展的需求。自1998年以来,为生态学专业研究生开设“现代生态学实验技术”课程并有自编教材,这样就构成了具有特色的基础生态学完整的教学与实验体系。2004年《基础生态学》被列为校级精品课程。我们对《基础生态学》的教学内容、教学方法与教学手段及实践教学进行系列改革。主要体现在下列方面。
在教学内容方面。①突出生态学的整体观。以生态系统作为主导内容,这不仅将传统的植物生态、动物生态统一在生态系统之下,而且把数学、物理、计算机、经济学等相关学科的一些概念和方法引入到生态学中。这在体现生态学自然属性的同时,体现了目前生态学在社会科学及经济可持续发展中新的理论生长点和应用空间。②突出生态学的协调观。生态学作为一门“研究关系的科学”,传统生态学中仅仅对“关系”的描述已经不能适应新形势的发展,本课程把生态系统的自组织和协调性贯穿于整个体系,把生物与生物间、生物与环境间的关系延伸到系统层面,突出“关系”的形成与调控过程。③突出生物的生态进化观。根据生态学发展中“两级分化”——微观生态学和宏观生态学。现代生物技术,尤其是基因工程技术的发展,为解决分子水平上的生态学问题提供了可能。个体性状的表现型是它的基因型和生长期间的环境刺激的联合产物, 生态进化是从基因与环境长期相互作用生物对环境的适应及进化过程。
在教学方法与教学手段方面。将原来单一的课堂教学,改革为广视野、多手段的教学:课堂教学、实验教学、视频影像欣赏、野外调查、生态案例剖析有机结合。 面授部分采用多媒体课件讲授,同时配合录像等多种形式进行。要求学生掌握生态学的基本理论和规律,主要生态系统的结构特点与功能。 通过对生态案例的剖析和分析,了解目前我国和世界上的主要环境问题与生态问题。实验课教学,通过对个体生理生态和种群、群落和生态系统在不同空间尺度上的生态特征观察和参数测定等实验方法与手段的学习,着重掌握实验生态学的定量测定和系统分析方法。通过野外调查活动, 不仅让学生学会野外生态调查的方法, 提高野外工作能力, 而且要了解生物对不同环境的生态适应、分布和环境对生物的影响。
本书由孙振钧、王冲主编,是在原中国农业大学教学用书《生态学基础》(李维炯,倪永珍中国农业大学出版社,1996)和“生态学讲义“(孙振钧,2002)的基础上编写的。本书的出版得到北京市生态学重点学科建设项目(XK10019440)的资助。中国农业大学教务处处长吴文良教授亲自挂帅组织了本系列丛书的编委会。生态系的李季教授积极筹划和化学工业出版社的鼎力支持,在他们的努力和推动下本书才得以顺利编写和出版。在本书的编写和统稿过程中,中国农业大学生态专业的姚金城、张璇、卢绮妍、王一帆、张宁、阎纯浩、廖燕、李帅章等同志做了大量工作,生态系曹志平教授审阅了书稿,在此一一表示感谢!
尽管本书的编者一直从事生态学教学与研究工作,但对于我们来说要编写这样一本既反映生态科学基本原理和新进展又适用于高等院校实际的教材尚属首次。时间短,任务重,在编写和统稿过程中难免存在疏漏,敬请使用本书的教师、学生和科学工作者提出宝贵的修改建议。
编者
2007年5月 |
第1章绪论1
11生态学的定义1
12生态学形成及发展2
121生态学萌芽期2
122生态学的形成期3
123现代生态学的发展期5
124现代生态学的发展趋势9
13生态学的研究对象和分支学科10
131生态学研究的对象11
132生态学研究的重点12
133生态学的分支学科13
14生态学的方法论14
141树立生态学的基本观念14
142掌握基本的研究方法15
143学会理论联系实际16
思考题16
参考文献16
第2章生物与环境18
21环境与生态因子18
211环境18
212生态因子19
22生态因子与生物体的相互作用30
221水的生态作用与生物的适应30
222光的生态作用与生物的适应38
223温度的生态作用与生物的适应45
224土壤因素及其生态效应50
225生物在土壤形成中的作用53
思考题54
参考文献54
第3章种群生态学55
31种群及其基本特征55
311种群的概念55
312种群的特征57
32种群的动态57
321种群密度和分布57
322种群的统计学58
323种群数量动态的基本参数及其意义61
324生命表65
33种群的增长68
331种群内禀增长率68
332种群在无限环境中的指数式增长69
333种群在有限环境中的逻辑斯谛增长71
334实验种群和野外种群的证据73
335种群的数量变动74
34种群调节78
341种群调节与调节因素78
342内源性种群调节理论79
343外源性种群调节理论81
35种群行为83
351生殖行为83
352空间行为84
353社会行为87
354通讯行为87
355利他行为89
36种间关系89
361种间竞争90
362捕食作用95
363寄生作用99
364共生作用101
37种群的遗传进化与生存对策101
371种群的遗传进化102
372适合度102
373两种进化动力的比较103
374影响自然选择的生态因素104
375种群的适应对策106
376物种形成109
思考题111
参考文献112
第4章群落生态学113
41群落生态学概述113
411生物群落和群落生态学的概念113
412生物群落的基本特征115
413群落的命名116
414生物群落的性质117
415群落分布规律118
42群落的组成与结构121
421群落的组成121
422群落的结构133
43群落的动态151
431生物群落的内部动态152
432生物群落的演替153
44群落的分类与排序166
441群落的分类166
442群落排序171
思考题176
参考文献176
第5章生态系统生态学177
51生态系统概述177
511生态系统的基本概念与特征177
512生态系统的组成180
513生态系统的结构182
514生态系统的食物链(food chain)和食物网(food web)184
515营养级与生态金字塔186
516生态效率188
517生态系统的反馈调节与生态平衡189
52生态系统的能量流动191
521生态系统中能量存在的形式192
522能量在生态系统中流动的特点192
523初级生产量和生物量的基本概念193
524生态系统中的次级生产199
525生态系统中的物质分解202
526生态系统的能流分析208
53生态系统物质循环214
531物质循环的几个基本概念214
532物质循环的一般特征215
533全球水循环217
534碳循环220
535氮循环222
536磷循环226
537硫循环227
538有毒物质的循环229
539放射性核素的循环230
5310元素循环的相互作用230
54生态系统的信息传递230
541生态系统中信息的种类230
542生态系统中信息的特点231
543生态系统中的信息传递232
544生态系统信息传递在农业生态系统中的应用234
55地球上生态系统的主要类型及其分布235
551世界陆地生态系统的主要类型及其分布235
552湿地生态系统247
553水域生态系统252
思考题255
参考文献256
第6章景观生态学257
61景观生态学概述257
611景观和景观生态学257
612景观生态学的常用概念259
613景观生态学的理论基础及一般原理261
62景观的结构和功能268
621景观的结构268
622景观的功能275
63景观生态学的研究方法278
631景观指数279
6323S技术280
633景观格局分析281
634景观模型283
635古生态信息的获取285
636定位观测试验的网络研究285
64景观生态学的应用286
641景观生态设计286
642景观生态管理287
643景观生态学的重要应用领域288
思考题291
参考文献291
第7章全球生态学292
71全球生态学的概念293
72全球生态学的研究内容296
721全球气候变化296
722臭氧层破坏和损耗301
723土地利用和土地覆盖的变化305
724水资源研究306
725森林植被破坏309
726生物多样性减少311
727土地荒漠化315
728酸雨污染317
73我国的全球变化研究321
731我国在宏观范畴的气候——植被格局的演变上的研究进展321
732我国LUCC研究的现状与趋势322
733我国在全球变化对荒漠化进程影响研究上的进展323
思考题324
参考文献324
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| 本书适合各大、中专院校相关专业师生作教材或参考之用,也可作为生态学研究人员参考用书。 | |