第二讲 生态学基础知识
一、生态学的一些基本概念
Ecology
Population
Community
Ecosystem
Biosphere
1,What is Ecology
Ecology is the study of relationships
between organisms and the environment；
Organisms Ecology Environment
Environment
Environment include biotic and
abiotic environment.
Biotic environment 生物环境
包括生物种内或种间关系
Abiotic environment / physical
environment 非生物环境
包括土壤、岩石、水、空气、温度、
湿度、盐度、光照,……
2,population
一个生物物种在一定的范围内所有个体
的总和称为生物种群（ Population）；
种群具有数量变化、空间分布、遗传三
个特征；
种群是物种存在的基本单位。
3,community
群落（ Community）是在一定区域或一
定生境里，各个生物种群相互松散结合
的一种结构单位，即群落是指在同一生
境中彼此影响的多种生物种群的集合体。
4,ecosystem
随着环境条件的千差万别，地球上出现了各种
各样的生物群落（森林、草原、荒漠,…… ）；
而特定的生物群落又维持了相应的环境条件。
一旦生物群落发生变化，也会影响到环境条件
的变化。因此，人们把生物群落与其周围非生
物环境的综合体，称为生态系统（ Ecosystem），
也即生命系统和环境系统在特定空间的组合；
生态系统内部不断地进行物质循环和能量流动。
5,Biosphere
生物圈（ biosphere）是地球上最大的生
态系统，是地球表面有生命的部分，包
括三大领域：大气、水域、陆地。
二,生态系统的组成
1） producer：主要是绿色植物，凡能进行光
合作用制造有机物的植物种类，包括单细胞藻
类，均属于生产者。
2） consumer：主要是动物，又分为一级消费
者（如草食性动物）；二级消费者（如肉食动
物）； …… 等等。
3） decomposer：指各种具有分解能力的微生
物，也包括一些微型动物。
4） abiotic material：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（如土壤、
空气、水等）。
生态系统示意图（陆地、池塘）
海洋生态系
统示意图
phytoplankton
bivalves
Crabs,
zooplankton
fish
human bird
Marine mammals
Bacteria
Benthos
Plankton
Nekton
三、生态系统的结构
1）生态系统的形态结构
生态系统的生物种类，种群数量、种的空
间配置（水平分布、垂直分布）、种的时间变
化等构成了生态系统的形态结构。如：在池塘
生态系统中，有多种浮游植物、水草和挺水植
物，有虾、蟹、各种鱼类和复杂的微生物种群。
它们各自的数量、空间的分布、各种在时间上
变化，构成了池塘生态系统特有的形态结构。
2）生态系统的营养结构
生态系统各组成部分之间建立起来的营养
关系，构成了生态系统的营养结构。它是生态
系统中能量流动和物质循环的基础。
生态系统中，由食物关系把多种生物联接
起来，一种生物以另一种生物为食，另一种生
物再以第三种生物为食,…… 彼此形成一个以
食物联接起来的链锁关系，称为食物链。
四、生态系统的基本功能
生态系统的三大基本功能：
Energy flow 能量流动
Material cycling 物质循环
Information transfer 信息传递
1、生态系统中的能量流动
太阳能是地球上各种生命活动所需能源的
主要来源，通过绿色植物固定太阳能，将光能
转化为化学能进入生态系统，顺着食物链逐级
传递到各个营养级,在能量的转换过程中，总
有相当一部分能量以热能的形式散发掉，因此，
如果没有新的能量从外部投入，一个封闭系统
最终会耗尽其能量。因为生命需要能量，能量
耗尽了，生命也就停止了。当然，地球并不是
封闭系统，地球从太阳得到能量。
2、生态系统中的物质循环
生态系统中的一切生物（动物、植物、
微生物）和非生物的环境，都是由运动着的物
质构成的，并在地球长期的演化过程中建立起
来了各种循环体系。其中碳、氢、氧、氮、硫、
磷等的循环是生态系统基本的物质循环。锰、
锌、铜、钼、钴、钙、镁、钾等微量元素，也
在生态系统中的构成了各自的循环。
生态系统中的信息传递
在生态系统的各组成部分之间及各组分内
部，伴随着能量和物质的传递与流动还同时存
在着各种信息的联系，而这些信息把生态系统
联成一个统一的整体，起着推动物质流动、能
量传递的作用。信息在生态系统中表现为多种
形式，主要有 营养信息, 化学信息, 物理信息,
遗传信息 和 行为信息 。
五、生态学在研究生命体水平
上的分支
Aotoecology 个体生态学
以个体为对象，研究生物与环境之间
的关系。
Population ecology 种群生态学
主要研究同种个体组成的种群与环境
的相互关系。
Community ecology 群落生态学
主要研究群落的结构和功能、形成和
发展方向与环境间的相互关系。
Ecosystem ecology 生态系统生态学
主要研究由群落及其理化环境构成的
生态系统的结构与功能、系统的平衡与
调控机制。
六、生态学的目的
生物的局部分布、地理分布及其多样性；
生物体出现的时间、多样性和活动的变
化（季节演替）；
生物体在种群和群落中的相互关系，包
括种内和种间关系（种群生态学和群落
生态学）；
生物体的构造上对非生物环境的适应和
技能调节（生理生态学）；
生物体在自然条件下的行为（行为生态
学）；
进化发展（进化生态学）：
自然界生物的生产力以及如何使这种生
产力最好地为人类服务（生态系统生态
学）；
数学模型的发展的发展以阐明因子间的
相互作用和预示效应（系统分析）。
七、生态学的分科
生命层次：分子、细胞、器官、个体、群落、
群落、生态系统、景观、生物圈、全球生态系
统
生物分类：动物、植物、微生物、昆虫、鱼
类,……
栖息地：淡水、海水、河口、陆地、森林、草
地、沙漠,……
交叉学科：数学、化学、进化、生理、经
济,……
应用生态学：农业生态学、渔业生态学、污染
生态学,……
八、生态学发展趋势
从静态的结构研究到动态的功能研究；
描述现状的定性研究到预报未来的定量研究；
野外调查和室内实验相结合；
宏观研究和微观研究相结合；
生物学与地理、化学、物理和数学相互渗透；
运用自动化测试，计算机和遥感技术等现代化
实验手段；
开展国际协作。
一、生态学的一些基本概念
Ecology
Population
Community
Ecosystem
Biosphere
1,What is Ecology
Ecology is the study of relationships
between organisms and the environment；
Organisms Ecology Environment
Environment
Environment include biotic and
abiotic environment.
Biotic environment 生物环境
包括生物种内或种间关系
Abiotic environment / physical
environment 非生物环境
包括土壤、岩石、水、空气、温度、
湿度、盐度、光照,……
2,population
一个生物物种在一定的范围内所有个体
的总和称为生物种群（ Population）；
种群具有数量变化、空间分布、遗传三
个特征；
种群是物种存在的基本单位。
3,community
群落（ Community）是在一定区域或一
定生境里，各个生物种群相互松散结合
的一种结构单位，即群落是指在同一生
境中彼此影响的多种生物种群的集合体。
4,ecosystem
随着环境条件的千差万别，地球上出现了各种
各样的生物群落（森林、草原、荒漠,…… ）；
而特定的生物群落又维持了相应的环境条件。
一旦生物群落发生变化，也会影响到环境条件
的变化。因此，人们把生物群落与其周围非生
物环境的综合体，称为生态系统（ Ecosystem），
也即生命系统和环境系统在特定空间的组合；
生态系统内部不断地进行物质循环和能量流动。
5,Biosphere
生物圈（ biosphere）是地球上最大的生
态系统，是地球表面有生命的部分，包
括三大领域：大气、水域、陆地。
二,生态系统的组成
1） producer：主要是绿色植物，凡能进行光
合作用制造有机物的植物种类，包括单细胞藻
类，均属于生产者。
2） consumer：主要是动物，又分为一级消费
者（如草食性动物）；二级消费者（如肉食动
物）； …… 等等。
3） decomposer：指各种具有分解能力的微生
物，也包括一些微型动物。
4） abiotic material：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（如土壤、
空气、水等）。
生态系统示意图（陆地、池塘）
海洋生态系
统示意图
phytoplankton
bivalves
Crabs,
zooplankton
fish
human bird
Marine mammals
Bacteria
Benthos
Plankton
Nekton
三、生态系统的结构
1）生态系统的形态结构
生态系统的生物种类，种群数量、种的空
间配置（水平分布、垂直分布）、种的时间变
化等构成了生态系统的形态结构。如：在池塘
生态系统中，有多种浮游植物、水草和挺水植
物，有虾、蟹、各种鱼类和复杂的微生物种群。
它们各自的数量、空间的分布、各种在时间上
变化，构成了池塘生态系统特有的形态结构。
2）生态系统的营养结构
生态系统各组成部分之间建立起来的营养
关系，构成了生态系统的营养结构。它是生态
系统中能量流动和物质循环的基础。
生态系统中，由食物关系把多种生物联接
起来，一种生物以另一种生物为食，另一种生
物再以第三种生物为食,…… 彼此形成一个以
食物联接起来的链锁关系，称为食物链。
四、生态系统的基本功能
生态系统的三大基本功能：
Energy flow 能量流动
Material cycling 物质循环
Information transfer 信息传递
1、生态系统中的能量流动
太阳能是地球上各种生命活动所需能源的
主要来源，通过绿色植物固定太阳能，将光能
转化为化学能进入生态系统，顺着食物链逐级
传递到各个营养级,在能量的转换过程中，总
有相当一部分能量以热能的形式散发掉，因此，
如果没有新的能量从外部投入，一个封闭系统
最终会耗尽其能量。因为生命需要能量，能量
耗尽了，生命也就停止了。当然，地球并不是
封闭系统，地球从太阳得到能量。
2、生态系统中的物质循环
生态系统中的一切生物（动物、植物、
微生物）和非生物的环境，都是由运动着的物
质构成的，并在地球长期的演化过程中建立起
来了各种循环体系。其中碳、氢、氧、氮、硫、
磷等的循环是生态系统基本的物质循环。锰、
锌、铜、钼、钴、钙、镁、钾等微量元素，也
在生态系统中的构成了各自的循环。
生态系统中的信息传递
在生态系统的各组成部分之间及各组分内
部，伴随着能量和物质的传递与流动还同时存
在着各种信息的联系，而这些信息把生态系统
联成一个统一的整体，起着推动物质流动、能
量传递的作用。信息在生态系统中表现为多种
形式，主要有 营养信息, 化学信息, 物理信息,
遗传信息 和 行为信息 。
五、生态学在研究生命体水平
上的分支
Aotoecology 个体生态学
以个体为对象，研究生物与环境之间
的关系。
Population ecology 种群生态学
主要研究同种个体组成的种群与环境
的相互关系。
Community ecology 群落生态学
主要研究群落的结构和功能、形成和
发展方向与环境间的相互关系。
Ecosystem ecology 生态系统生态学
主要研究由群落及其理化环境构成的
生态系统的结构与功能、系统的平衡与
调控机制。
六、生态学的目的
生物的局部分布、地理分布及其多样性；
生物体出现的时间、多样性和活动的变
化（季节演替）；
生物体在种群和群落中的相互关系，包
括种内和种间关系（种群生态学和群落
生态学）；
生物体的构造上对非生物环境的适应和
技能调节（生理生态学）；
生物体在自然条件下的行为（行为生态
学）；
进化发展（进化生态学）：
自然界生物的生产力以及如何使这种生
产力最好地为人类服务（生态系统生态
学）；
数学模型的发展的发展以阐明因子间的
相互作用和预示效应（系统分析）。
七、生态学的分科
生命层次：分子、细胞、器官、个体、群落、
群落、生态系统、景观、生物圈、全球生态系
统
生物分类：动物、植物、微生物、昆虫、鱼
类,……
栖息地：淡水、海水、河口、陆地、森林、草
地、沙漠,……
交叉学科：数学、化学、进化、生理、经
济,……
应用生态学：农业生态学、渔业生态学、污染
生态学,……
八、生态学发展趋势
从静态的结构研究到动态的功能研究；
描述现状的定性研究到预报未来的定量研究；
野外调查和室内实验相结合；
宏观研究和微观研究相结合；
生物学与地理、化学、物理和数学相互渗透；
运用自动化测试，计算机和遥感技术等现代化
实验手段；
开展国际协作。
