成考专升本生态学：第一章绪论复习资料及同步练习第三节

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第一章绪论

复习内容

第三节生态学的研究方法

  一、生态学的研究思想及观点    

    由于生态学研究的“关系”是一个哲学命题，其方法论的许多原理与哲学思想中整体与部分、事物相互间普遍关联等辩证唯物论有关，这使生态学的研究方法，特别是系统生态学的研究体现了以下几个观点。

    1．层次观

    层次结构理论认为客观世界的结构是有层次性的。任何系统都是其他系统的亚系统，同时它本身又是由许多亚系统组成的。我们的世界就是从由原子颗粒到宇宙这样一系列按层次排列的相互作用的系统组织而成的。不同层次的顺序排列，在理论上就跟一个辐射光谱一样，可以向两头无限伸展。通常所说的由基因到个体再到生物圈的“生物学谱”，就是生物世界这种层次结构的反映。

    层次系统是按照系统各要素特点、联系方式、功能的共性、尺度大小以及能量变化范围等多方面特点划分的等级体系。生物圈是最大的生态系统，是个多层次的独立体系，一般可分为十一个层级。

  即全球(生物圈)、区域、景观、生态系统、群落、种群、个体、组织、细胞、基因和分子。

层次结构理论为我们对自然界进行综合性研究，提供了有用的指导原则。注意事物的层次性，一件事物在整个层次结构中的位置及其与其他事物的联系，才可能取得对问题的更全面认识。虽然每一生命层次都有各自的结构和功能特征，但高级层次的结构功能及运动规律，从低级层次的结构和功能是由构成它的低级层次发展而来的。

因此，研究高级层次的宏观现象需了解低级层次的结构功能动态中可以得到对高级层次宏观现象及其规律的深入理解。对低层次的运动来讲，其生物学意义也只有以较高的层次为背景，才能看得更清楚。在生态学研究中，分析不同层次构成的谱系称为层次分析方法。

  2．整体观

  生态学的一个基本的观点就是强调整体性和综合性。整体性观点是生态学区别于其他许多学科的基本观点。一般来说，科学研究需要由整体到部分的还原方法和从部分到整体的综合方法这两者的结合，但由于长期以来，存在着还原有余而综合不足的倾向，尤其是要解决目前全人类面临的能源、环境等生存危机，所以生态学特别强调整体性和综合性的研究，该观点的意义还在于，尽管人类文明取得了巨大的科技进步，但人仍然离不开对自然环境的依赖，仍然是世界生态系统这一整体的一部分。

    每一高级层次都有其下级层次所不具有的某些整体特性。这些特性不是低级层次单元特性的简单迭加，而是在低级层次单元以特定方式组建在一起时产生的新特性。整体论要求始终把不同层次的研究对象作为一个生态整体来对待，注意其整体特征。

    3．系统观

    系统观与层次观和整体观是不可分的。生物的不同层次，既是一个生态整体，也同样是一个系统，均可用系统观进行研究。系统分析的方法既区分出系统的各要素，研究它们的相互关系和动态变化，同时又综合各组分的行为，探讨系统的整体表现。系统研究，还必须探讨各组分间作用与反馈的调控，以指导实际系统的科学管理。

    4．综合观

    作为自然科学的生态学在其早期的研究过程中就显示了宏大的综合特征，随着生态学的发展，其综合性显示出越来越大的优势。综合观面I临的是“问题”和“对象”，而不局限于一定的学科界限，单一学科常受自身学科的定界限制(包括研究手段、方法和思维方式)。生态学既包含了许多科学的内容，又与一些基础学科如遗传学、进化论、生理学和行为学等相互交叉，同时还大量地利用了物理学、化学、生理学和气象学等多个学科的研究方法和测量技术。现代生态学家们还广泛地吸收了系统论、控制论、信息论、协同论、突变论及耗散结构的新概念和新方法，深入地研究了生态系统的结构和功能。

    5．协同进化观

    各种生命层次及各层次的整体特性和系统功能都是生物与环境长期协同进化的产物。协同进化是普遍的现象。例如：捕食者一被捕食者之问的对抗特性与行为的协同发展；寄生一共生转化的协同适应；生物一环境，植物、高等动物被动与主动的对环境的改造。协同进化的观点应是生态学研究全过程中的一个指导原则。

    6：新生特性原则

    当低层次的单元结合在一起组成一个较高层次的功能性整体时，总会有一些在低层次从未有过的新生特性产生。

二、研究方法

    由于生态学的研究内容和范围非常广泛，同时近代生态学的发展主要是与其他科学相互渗透，使得生态学研究方法变得十分复杂。在长期发展中生态学形成了自己完整的研究方法，其主要研究途径可归纳成以下几方面。

    1．野外调查研究

    野外调查研究是指在自然界原生境对生物与环境关系进行考察。包括野外考察、定位长期观测和原地实验等不同方法。

    (1)野外考察

    野外考察是考察特定种群或群落与自然地理环境的空间分异的关系。首先有一个划定生境边界的问题，然后在确定的种群或群落生存活动空间范围内，进行种群行为或群落结构与生境各种条件相互作用的观察记录。

    野外考察种群或群落的特征和计测生境的环境条件，不可能在原地内进行普遍的观测，只能通过适合于各类生物的规范化抽样调查方法。如动物种群调查中取样方法有样方法、标记重捕法、去除取样法等。植物种群和群落调查中的取样法有样方法、无样地取样法、相邻格子取样法等。样地或样本的大小、数量和空间配置，都要符合统计学原理，保证得到的数据能反映总体特征。

(2)定位观测

    定位观测是考察某个体、种群、群落或生态系统的结构和功能与其环境关系在时间上变化。定位观测先要设立一块可供长期观测的固定样地，样地必须能反映所研究的种群或群落及其生境的整体特征。定位观测时间，决定于研究对象和目的。若是观测微生物种群，只需要几天的时间即可，若观测群落演替，则需要几年、十几年、几十年甚至上百年的时间。

    (3)原地实验

    原地实验是在自然条件下采取某些措施获得有关某个因素的变化对种群或群落及其他因素的影响。例如，在野外森林、草地群落中，认为去除其或引进某个种群，观测该种群对群落和生境的影响；在自然保护区，人为地对森林进行疏伐，以观测某些阳性珍稀濒危植物物种的生长。

    2．实验室研究

    实验室研究包括控制实验和实验室分析。生态学的许多研究需要在实验室条件下进行控制实验，如个体生态学研究中，研究生态因子对生物代谢过程的影响等。控制实验是模拟自然生态系统中单项或多项因子相互作用，及其对生物影响的方法。如昆虫种群研究中，考察环境因子对种群消长影响的实验就是最普通的控制实验；“微宇宙”模拟系统是在人工气候室或人工水族箱中建立自然生态系统的模拟系统等。除一般生物学、生理学和毒理学研究方法外，还要结合化学、物理学，尤其是分析化学、仪器分析、物理仪器和放射性同位素测定等方法进行实验室分析。

    3．模型模拟研究

模型模拟研究主要通过系统分析来研究生态系统，是把研究对象视为系统的一种研究和解决问题的方法。系统分析除了继续依赖经验、实物模型等手段以外，越来越多地借助于数学和计算机作为工具。

因此，系统分析又更多地是指有步骤地收集系统信息，通过建立与系统结构、功能有关的数学模型，利用计算机对信息进行整理、加工、综合，从而能解释与研究对象有关的现象，对系统的行为和发展作出评价和预测，并对系统作出适当调控的一种方法。数学模型与计算机模拟已广泛应用于

同步练习

  一、选择题

    1．生态学是研究          。    (    )

    A．水分与环境之间相互关系的科学

    B．生物与环境之间相互关系的科学

    C．环境与环境之间相互关系的科学

    D．气候与环境之间相互关系的科学

    2．生态学作为一个学科名词是          首先提出来的。    (    )

A．德国人  

B．英国人    

C．美国人

D．日本人

    3．现代生态学的研究对象是          。    (    )

A．生物    

B．环境    

C．生态系统    

D．生物圈

    4．现代生态学的研究重点是          。    (    )

A．种群    

B．群落    

C．生态系统    

D．个体

    5．生态学研究的最低层次是          。    (    )

A．个体    

B．种群    

C．群落    

D．生态系统

    6．现代生态学的特点是          。    (    )

A．个体生态学

B．种群生态学    

C．群落生态学    
D．系统生态学

    7．物种是由          联系起来的个体的集合。    (    )

A．外在因素

B．内在因素    

C．环境
D．地理区域

    8．个体生态学就是在              层次上研究生物与环境的一一对应关系。    (    )

A．个体水平
B．种群水平   

C．群落水平  
    D．生态系统水平

    9．研究生物个体发育、系统发育及其与环境关系的生态学分支称为          。    (    )

A．个体生态学
B．种群生态学

C．群落生态学    

D．景观生态学

   10．生态系统这个概念最早是由英国生态学家          提出的。    (    )

A．坦斯利

B．高斯  

C．温·爱德华  
    D．克利斯琴

    11．生态系统主要是          。    (    )

    A．分类学上的单位  
    B．功能上的单位

C．结构上的单位   

D．形态学上的单位

   12．达尔文《物种起源》发表于生态学发展的          。    (    )

A．萌芽时期   

B．建立时期

    C．巩固时期   
    D．现代生态学时期

二、填空题

    1．生态学又称之为          。

    2．生态学是研究生物与——之间相互关系的科学。

    3．美国生态学家欧德姆认为生态学是研究生态系统的          和          的科学。

    4．生态学一词是由          首先提出来的。

    5．在现代生态学发展中，生态学发展的主流是          。

    6．按研究方法划分，生态学可分为          、          和              等。

    7．生物种群上一层次的生物组织层次是          。

    8．生态学的研究方法主要包括          、          、和          。

三、简答题

    1．简述生态学的含义及变化。

    2．简述生态学的分支学科。

    3．简述生态学的发展历程。

    4．简述生态学的基本视角。

    5．简述生态学的研究方法。

四、论述题

    试述现代生态学的发展趋势。

参考答案

  一、选择题

    1．B    2．A    3．C 4．C    5．A    6．D    7．B 8．A    9．A

    10．A    ll．B    l2．B

  二、填空题

    1．环境生物学

2．环境

3．结构    功能

4．海克尔

5．生态系统生态学

6．野外生态学    实验生态学    理论生态学

7．生物群落

8．野外调查研究    实验室研究    系统分析和模型

三、简答题

    1．生态学的经典定义是研究生物与环境相互关系的科学，生态学定义的发展代表了生态学的不同发展阶段，强调了不同的生态学分支和领域。有关生态学定义的差别主要是关于居住对象“生物”、居住地“环境”以及两者关系的内容有所不同。不同发展阶段生态学定义也不断发展，生态系统生态学时期定义为：研究生态系统结构与功能的科学；现代强调人类生态学，定义生态学为：研究生物及人类生存条件、生物及其群体与环境相互作用的过程及其规律的科学。

    2．按研究对象的生物组织水平可分为个体生态学、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学、景观生态学、区域生态学和全球生态学；按生物分类类群划分有普通生态学、动物生态学、植物生态学和微生物生态学等；按生境类型划分有陆地生态学和水域生态学等；按研究方法划分有野外生态学、实验生态学和理论生态学等；按生态学与其他科学的交叉划分有生理生态学、分子生态学、数学生态学和化学生态学等；按应用领域划分有农田生态学、农业生态学、渔业生态学、森林生态学、景观生态学、人类生态学和生态伦理学等。

    3．生态学的发展可概括为四个时期，即生态学的萌芽时期、生态学的建立时期、生态学的巩固时期、现代生态学时期。从大约公元前2000年到l7世纪海克尔首次提出生态学名词为生态学的萌芽时期；从生态学名词提出到19世纪末称之为生态学建立时期；20世纪l0—30年代为生态学的巩固时期；l935年坦斯利提出生态系统的概念后生态学进入现代生态学时期。

  4．生态方法论的许多原理与哲学思想中整体与部分、事物相互间普遍关联等辩证唯物论有关，这使生态学的研究方法，特别是系统生态学研究体现了以下几个观点：

    (1)层次观。认为任何系统都是其他系统的亚系统，同时它本身又是由许多亚系统组成的。生命物质有从大分子到细胞、器官、机体、种群和群落等不同的结构层次。生态学研究机体以上的宏观层次。虽然每一生命层次都有各自的结构和功能特征，但高级层次的结构和功能是由构成它的低级层次发展而来的。

    (2)整体观。生态系统是由不同的生物有机体和无机环境要素构成的整体，系统各要素相互联系、相互影响，分工合作，共同完成系统整体功能。

    (3)系统观。系统研究，必须探讨各组分间、各层次间作用与反馈的调控，以指导实际系统的科学管理。

    (4)综合观。生态学与一些基础学科如遗传学、进化论、生理学和行为学等相互交叉，同时还大量地利用了物理学、化学、生理学和气象学等多个学科的研究方法和测量技术。现代生态学家们还广泛地吸收了系统论、控制论、信息论、协同论、突变论及耗散结构的新概念和新方法，深入地研究生态系统的结构和功能。

    (5)进化观。进化观认为各生命层次及各层次的整体特性和系统功能都是生物与生物、生物与环境长期协同进化的产物，协同进化是生态系统普遍存在的现象。

    (6)新生特性原则。当低层次的单元结合在一起组成一个较高层次的功能性整体时，总会有一些在低层次从未有过的新生的特性产生。

    5．生态学的研究方法可归纳为野外调查研究、实验室研究、系统分析和模型等三方面。野外调查研究是对难以或无法在实验室内进行的生态现象、生态过程的实地考察；实验室研究包括控制实验和实验室分析，控制实验是模拟自然生态系统中单项或多项因子相互作用及其对生物影响的方法；系统分析和模型是把研究对象视为系统，用各种模型，包括数学模型研究和解决问题的方法。

  四、论述题

    随着生态学的发展，现代生态学已形成了明显的特点及发展趋势。

    (1)系统理论在生态学中广泛应用，生态系统生态学研究成为生态学发展的主流，系统分析方法成为生态学的方法论基础。

    (2)现代生态学向宏观和微观两极发展，宏观方向发展到全球生态学，成为主流；微观方向发展到分子生态学，其成果同样重大不容忽视。

    (3)应用生态学迅速发展，生态学不再仅是一门解释自然的科学，而成为改造自然的武器。并与社会科学、经济学等结合，相继出现了生态经济学、生态工程、生态技术、生态建设和生态管理等应用生态学领域。

    (4)传统生态学的定量化进一步发展，在系统生态学发展的同时，传统生态学由定性描述发展到定量研究。

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