生态学 ——使全人类幸福的学问

欢迎学习生态学 生命的四个基本问题之一：进化、遗传、发育、生态 生态学是考察这个日益拥挤的星球，掌握生物界、人类社会和每个人生存原理的工具 尽管提出许多“危机”事件，但生态学所提供的和谐蓝图仍然会使你振奋。 生态学是使全人类幸福的工具！

生态学的概念、内容 生态学的定义 纯粹生态学与应用生态学 研究多层次生命系统结构、功能及其与环境关系的科学 对象：自然生态系统和人工系统 方法论： 纯粹生态学与应用生态学 内核与外延

生态学与相关学科的关系 以数理学科为基础 与经济学相互映射 与进化科学在两个尺度间自相似 与分子生物学相互交叉 宗旨和内容接近，对象不同 某些方面共同起源 与进化科学在两个尺度间自相似 历史科学与实验科学 与分子生物学相互交叉 一种思想方法 既研究关系，也研究实体，是一个学科群 都不是单个学科，而是学科群

庸俗生态学（vulgar ecology) 指以现象为主，不从理论出发 为既有利益辩护，厚古薄今——保持原始“生态” 自然保护-博物学 环保主义、环保爱好者 思想与运动 几百种种“生态” 5

生态文明 工具文明、地缘文明 生态文明是从未有过的另一类，向前看 生态意识、生态文学艺术、生态运动、生态伦理——只有一个地球，多样性是美好的！ 生态文明需要科学基础来支持 现在的“生态文明”中用到了哪些“生态”？ 多样性：单一意识形态的“普世”与美国式民主的失败

生态学的前沿问题 城市化 全球变化 生物多样性 可持续发展 生态系统服务 人类福祉悖论 非生态系统服务

纯粹生态学 理论生态学 寻找生态学中的一般规律 演绎：建立推理系统 描述世界和预测世界 实验生态学 观测、实验、归纳、分析、预测

应用生态学 污染生态学 农业生态学 资源生态学 恢复生态学 生态工程学 产业生态学 。。。。。。

生态学中的成熟领域 个体结构与功能 种群统计学 群落学（自然植被） 能量生态学（自然生态系统） 。。。 10

生态学中的创新领域 城市生态学：ecology in urban or urban ecology 基于群落学方法论 找出主导因素 基于元素生态循环，发展人类驱动下的经济-生物地球化学循环 跨越层次的自组织推演 11

生态学在生命科学中的位置 最大的学科群 研究对象和思想上都宏观尺度 在有些层面是一种思想方法，渗透进整个自然科学中 组织层次（等级层次）、生物系统谱 研究对象和思想上都宏观尺度 在有些层面是一种思想方法，渗透进整个自然科学中

生物学中综合与整合的努力和进步 理解一个学科先从大处入手 20世纪50年代左右有过几次大的努力和进步 21世纪初兴盛的整合生物学 Huxley（1942）著名的《进化论：现代综合》将进化、数量遗传、发育、生态等方面的知识综合在一起，提出一个新的理论模式。这标志着进化理论一个新阶段的开始。 Crick在60年代提出分子层次的“中心法则” Odum（1957）生物学谱 21世纪初兴盛的整合生物学 这些努力奠定了生物学大统一的基础

螺旋上升的二维生物系统谱 生物系统谱不仅只有一级结构,事实上还有二级结构 谱带螺旋上升，各个系统的尺度逐渐加大 不同的系统按一定规律出现 周期性回到原来方位，但提高一个等级层次

P族—完全系统的共同特点 完全系统是结构及功能耦合的系统 由多个子系统通过结构耦合形成大系统 完全系统组织化、多样性和复杂性高；自我调节能力强；有完整典型的系统生活史，都会有死亡 有不死的生物？ 是可以独立行使功能、独立生存的自持单元

P族包括5个组织层次 生物大分子（Biomacromolecule） 细胞（Cell） 多细胞有机体（Multicellular organism） 城核系统 全球生命系统

S族—服务系统的共同特点 服务系统也由子系统构成 系统功能单一、结构破缺，需要与其它系统耦合——不是一个自持单元 也有比较复杂的结构和过程 生长、发育、生产和一定的自我调节等 功能单一，且为大系统服务； 其结构由大系统决定、过程也是受控运行

S族包括4个组织层次 细胞器（Organelle） 器官（Organ） 生态器（Organeco），即为城核系统提供特定功能的生态系统 全球构件（未来成熟）

I族—同形系统的共同特点 由多个同形的完全系统构成，因而系统内各组分的结构和功能都相同，更接近于“集合” 结构简单，系统过程主要以组分数量变化为核心，自我调节体现在密度和数量的自稳定方面 系统组分可以分离和扩散，扩大系统规模或建立新系统 系统自身基本没有寿命，只要条件合适，可以一直存在

I族包括4个组织层次 生物大分子群（Macromolecule population, Mopo） 组织（Tissue） 城核系统群（cluster，已有雏形，未来成熟）

等级层次生命系统之间的差异性 体积显著增大 组分和所包含的等级层次增多 结构与功能的复杂化 生物适应能力提高 系统结构发育过程涉及的调控机制复杂化 系统内部状态的相对更稳定 寿命延长。有利于生态上的竞争 增加单位土地面积上的生命物质密度，更充分利用空间等资源

尺度推演 等级层次系统中存在着相似结构和过程的系统 论文及本教材部分 系统周期性排列，周期为3 二级结构中同族系统的结构可推理 一级结构中相邻系统的过程具有整合（约束-包含） 论文及本教材部分

基于周期表的预测 根据周期性推测出P族有新层次，因此我们所知的3个层次之上，找到了更高的层次：具核系统和全球生命系统 将生态系统排列在S族上，意味着它在结构和功能上的定向化。由此发现了生态器、生态核和生态质

P族的新层次系统 P族上还有未发现的一个新层次 这个系统应该是刚刚形成的城乡耦合系统 可通过真核细胞类比推测结构过程，利于优化设计 在一维谱上，正好包含生态系统（类似真核细胞与原核细胞的关系） 因为尚处于形成期，因而结构还不明朗 可通过真核细胞类比推测结构过程，利于优化设计 拓展知识：类比

从原生态系统到城乡耦合系统 城核生态系统的核——城市（生态核，） 城核生态系统的质——田野（生态质） 生态结构制造器——位于城市边缘工业园区（原）生态系统 生物能量制造器——分散在田野中的农田生态器 保护区------原生态系统 循环经济

生态系统的聚合-突生假说 破缺耦合形成了比原生态系统更大型的城核生态系统 城核生态系统包含了由原生态系统破缺而成的生态器和相对匀质的、支持生态器的生态质（ecoplasm） 城核生态系统的核是城市，并且是中心城市 26

生态器举例——生态工程 生态工程：能源、工业、农业、旅游、环保等 生态技术：医药和木材质量控制、多级利用能量物质，城市设计和管理，地区人际-环境关系，绿色食品的害虫控制，等等。 Nature Climate Change

生态器 28

像生态学家一样思考 作为科学家的生态学家 生态学的概念体系与逻辑体系 作为社会服务的生态学家 作为政策顾问的生态学家 为什么生态学家意见分歧 生态学的认识论 生态学的方法论 生态学的概念体系与逻辑体系 作为社会服务的生态学家 作为政策顾问的生态学家 为什么生态学家意见分歧 同学也可以加入讨论

讨论：如何看待低碳和转基因？ 提示：个人行为与社会行为 全球责任感与民族利益 科学与政治 话语权 生态帝国主义

本教材及生态学学习技巧 反复读目录，掌握全书结构 第一、二章原理需要反复体会才能掌握，学到后面再回顾 概念系统与逻辑系统 运用原理分析，学以致用 注意模型的前提、形式和生态学意义

学习生态学的好处 增进知识、拓宽视野 培养普遍联系的思维习惯 培养思想 学习科学方法和方法论 端正科学态度 从广阔的角度思考问题 用全面的观点看待当前的事物 培养思想 善于观察、学会思考 学习科学方法和方法论 端正科学态度 了解科学技术的两面性，明确正确的人文关怀

本课程教学方法 教学交互式 实验多动脑 他组织+自组织 课堂讲授，教材和文献阅读 提问、报告和讨论，书面讨论 读书考试、期中考试、期末考试 掌握概念体系与逻辑体系

复习和预习 生态学概念 生态学学习方法 阅读教材第1\2章，下次课提问 网址：http://www.cls.zju.edu.cn/eae/

总结：为什么21世纪的大学生一定要学习生态学 三个原因 生态学有助于你了解你生活的这个世界和学会生活得更美好。 生态学可以使你更加有力地参与社会生活。 使你更好地理解生态政策的潜力和局限性。 生态学原理可以运用到生活中的许多方面。无论你阅读、旅行、管理一个部门甚至坐在中南海的办公桌前，你都将会为学习过生态学而感到欣慰！