第二章 生态学的基本知识

　　近年来，由于人类对自然资源不合理的开发利用，以及工农业生产对环境造成的污染，使生态环境发生了一系列变化，不同程度地改变了某些生态系统的结构和功能，破坏了生态平衡，严重地影响了某些生物种类的正常生长、发育和繁殖，也直接或间接危及到人类本身。因此，在环境保护问题引起人们高度重视的同时，生态学问题也就显得更加突出了。

　　下面就生态学与环境保护有关的一般知识，做一些简单的介绍。

　　第一节 生态学研究的基本内容

　　生态学是生物科学的一个分支，在十九世纪六十年代基本形成。近年来，环境问题的出现，对生态学提出了一系列迫切需要解决的问题，推动了生态学的迅速发展，使生态学成为生物科学向宏观方向发展的一个重要学科。

　　一、什么是生态学

　　生态学是研究生物与其生存环境之间相互关系的一门学科。它既不是孤立地研究生物有机体，也不是孤立地研究环境，而是研究生物与其生存环境之间的相互关系。如果把生物看成是一个生命系统，把环境看成是一个环境系统，又可以说，生态学就是研究生命系统与环境系统之间相互作用的规律及其机理的一门学科。

　　这里所说的生物，包括动物、植物和微生物。动物的种类很多，目前已经鉴定的有200多万种，如原生动物、海绵动物、腔肠动物、扁形动物、圆形动物、环节动物、软体动物、节肢动物、棘皮动物和脊索动物等等。它们有的是由单细胞组成的，如草履虫、变形虫、豆形虫、眠虫等；有的是由多细胞组成，但构造比较简单，如水螅、蛭等；有的是由各种组织和器官组成的较为高级的大型动物，如各种鸟、兽。有的生活在河流、湖泊中，如颤蚓、各种鱼、虾；有的生活在海洋中，如水母、海绵，各种贝类等；有的生活在陆地，如各种昆虫、多种鸟类和兽类；有的寄生在人和生物体内，如蛔虫、绦虫；有的生活在土壤中，如蚯蚓、各种土壤线虫等。

植物的种类，目前在世界上约有三十多万种，有低等植物：藻类、菌类和地衣；高等植物：苔藓、蕨类和种子植物。共中藻类主要生活在水中，多数种类是单细胞构成的，如裸藻、衣藻、各种硅藻等；有的是多细胞组成的丝状体或叶状体，如颤藻、刚毛藻、海带、紫菜等。菌类植物又划入微生物。地衣是藻类和菌类共生的植物类型，由于它们能生长在其他植物不能生长的岩石上，对岩石的风化和土壤的形成起着一定的作用，所以常被称为自然界的先锋植物。苔藓植物是高等植物中构造最简单的一类，植株矮小，大者仅有几十厘米，小者肉眼几乎不能辨认，多生长在阴湿的环境中，有的可做为大气污染的指示植物。蕨类植物，又叫羊齿植物，是介于苔藓植物与种子植物之间的一个类群。种子植物目前在植物界中占据着绝对优势，它是用种子繁殖的一个类群，又包括种子裸露在外的裸子植物，如松、杉、柏，以及种子包被在果实内的被子植物，如水稻、高粱、杨、柳、苹果、葡萄等。

微生物约有十多万种，主要指菌类，它又包括细菌、粘菌、真菌、放线菌以及病毒、噬菌体、立克氏体等。有时把单细胞的藻类和原生动物也划入微生物。

环境包括社会环境和自然环境。自然环境是生物和人类赖以生存和发展的物质基础。生态学研究的环境主要是指自然环境，但由于人类的生产活动不断地影响和改变着自然环境，因此，在研究自然环境时，又不能离开社会环境。

生态学研究生物与其生存环境之间的相互关系，这种关系既体现在环境为生物提供了必要的生存条件，不断地影响和改变着生物，使生物有机体由简单到复杂、由低级到高级不断地进化，也体现在生物在生长发育的整个周期对其周围环境的反作用。这种相互关系具体地体现在作用与反作用、对立与统一、相互依赖与制约和物质循环与代谢等几个方面。

生态学依其研究的生物对象的组建水平的不同，又分成许多分支。研究个体与环境之间相互关系的生态学称为个体生态学，研究种群与环境之间相互关系的生态学称为种群生态学，研究群落与环境之间相互关系的生态学称为群落生态学。近年来，生态学研究的中心又集中到对生态系统的研究上。[NextPage]

　　二、生态系统的基本概念

　　生态系统的概念是英国植物群落学家坦斯莱（A．G．Tansley）在三十年代首先提出的，到五十年代得到较为广泛的传播，六十年代以后逐渐成为生态学研究的中心。

1．什么是生态系统

生态系统是生物与环境的综合体，其定义可以概括为：自然界一定空间的生物与环境之间相互作用、相互制约、不断演变、达到动态平衡、相对稳定的统一整体，是具有一定结构和功能的单位。这就是说，生态系统是自然界的基本单位，这个基本单位是由生物及其周围的环境组成的，在生物与环境之间相互作用、相互影响、相互制约，不断地进行着物质与能量的交换，并在一定的时期内处于动态平衡状态。

2．生态系统的组成

生态系统是由四个部分组成的：

生产者：主要指绿色植物，凡能进行光合作用制造有机物的植物种类，包括单细胞的藻类，均属于生产者。有一些能利用化学能把无机物转化为有机物的化能自养微生物，也应列入生产者之列。生产者利用太阳能或化学能把无机物转化为有机物，把太阳能转化为化学能，不仅供自身生长发育的需要，也是其他生物类群以及人类的食物和能源的供应者。

消费者：主要是动物，又分为一级消费者、二级消费者，……等等。草食动物直接以植物为食，是一级消费者；以草食动物为食的肉食动物，称为二级消费者；以二级消费者为食的动物，称为三级消费者；……。消费者虽不是有机物的最初生产者，但在生态系统的物质与能量的转化过程中，也是一个极为重要的环节。

分解者：指各种具有分解能力的微生物，也包括一些微型动物，如鞭毛虫、土壤线虫等。分解者在生态系统中的作用是把动、植物尸体分解成简单的化合物，再重新供生产者利用。

无生命物质：指生态系统中的各种无生命的无机物、有机物和各种自然因素。

以上四个部分，构成一个有机的统一整体，相互之间沿着一定的途径，不断地进行着物质与能量的交换，在一定条件下，保持着暂时的相对平衡。

在一个生态系统中的一般情况下，生物都是由许多种类组成的生物群落，它包括许多种动物、植物和微生物。无生命物质的组成也很复杂。就一个池塘来讲，其中的一些水生高等植物和许多单细胞或多细胞的藻类，能进行光合作用制造有机物，是这个生态系统中的生产者；其中的许多蚤类、摇蚊幼虫和浮游动物，它们以单细胞的藻类为食，是一级消费者；鱼类以一级消费者为饵料，是二级消费者；在池塘中生活的一些食鱼的鸟类，是三级消费者；在池水和底泥中的一些微生物，能把池塘中的动植物尸体分解成简单的化合物，是这个生态系统的分解者；池塘中的水、底泥及其中的各种无机物和有机物、水面的大气、水中的溶解氧、温度、阳光等各种自然因素，又是这个生态系统的无生命物质。这就构成了一个完整的生态系统，成为自然界的一个基本单元。

3．生态系统的类型

生态系统在自然界中是可大可小，多种多样的，一滴水、一个池塘、一个湖泊、一片森林，都可以成为一个生态系统。按生态类型的不同，可分为淡水生态系统、海洋生态系统和陆地生态系统。淡水生态系统又分为流动水生态系统和静水生态系统；海洋生态系统又分为滨海生态系统、大洋生态系统等；陆地生态系统又分为荒漠生态系统、草原生态系统、森林生态系统等。按受人为的影响或干予程度的不同，又可分为自然生态系统，如原始森林、未经放牧的草原；半自然生态系统，如人工抚育过的森林、放牧的草原、养殖湖泊、农田等；人工生态系，如城市、矿区、工厂、宇宙飞船和潜艇的密封舱等。它们都有各自的结构和功能，都有一定形式的能量流动和物质循环。无数小的生态系统的能量流动和物质循环系统，组成了整个自然界总的能量流动与物质循环系统。自然界就是在能量流动与物质循环中，不断演化和发展的。

在地球上最大的生态系统是生物圈。生物圈是指有正常生命存在的地球部分。它包括海平面以下约12公里到海平面以上约10公里的范围，在这个范围内有正常生命的存在，有构成生态系统的四个组成部分，有能量的流动和物质的循环。在生物圈内包含无数个小的生态系统，每个小的生态系统是自然界的基本活动单元。
　　本文标题：生态学研究的基本内容
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