生態學及實驗-全54集 | 易學族自學網

生態學實驗研究的基本特點

實驗是生態學研究的基本途徑之一，對其理論的檢驗和發展至關重要。20世紀80年代後期，實驗研究途徑開始應用於景觀生態學，至今方興未艾。近年來，「景觀」的生態學內涵更加強調」不同尺度上的空間異質性」。而研究對象的尺度和空間異質性往往正是景觀生態學實驗設計和操作所面臨的困難。自然界景觀格局與過程中客觀存在的自相似結構為景觀生態實驗設計提供了可行性。現有的景觀生態學實驗方法可分為3類：野外比較觀測性實驗仍是目前應用較多的方法；操作性實驗設計更嚴密，結果更可靠，但受現實條件的限制更大；計算機模擬實驗是克服實驗條件的困難的一個替代途徑，並對理論的檢驗與發展特別有用。這3類實驗方法各自存在不同的優勢和局限，彼此難以替代。景觀生態實驗方法主要從種群、群落和生態系統實驗中借鑒並發展而來，但其實驗設計在科學問題和操作尺度上具有顯著的特點。從空間範疇來講，景觀生態實驗包含斑塊、邊界、景觀、斑塊景觀4種，其所對應的生物群體組織水平、實驗設計所涉及的問題和解決的方法都有所不同。多尺度的對比實驗有助於瞭解生態現象與機制的尺度推移規律，

是目前實驗研究的難點和焦點之一。實驗模型系統(EMS)途徑來源於生態系統實驗。由於它有對自然因素更多的保留和對實驗變量的足夠控制，因而適合於景觀生態學實驗研究。最後介紹了實驗模型系統途徑的設計思想。並指出EMS途徑是景觀生態學實驗研究方法的發展方向。

鞏固和擴展課堂講授的生態學知識，培養學生的實驗操作技能以及獨立思考、發現和解決問題的能力；熟練掌握當前生態學實驗常用的先進儀器的使用，瞭解當今生態學實驗研究的主要方法；培養學生利用實驗室條件和所學知識分析處理一些實際問題的能力。提高學生對實驗生態學工作重要性的認識，培養其嚴謹的科學態度和團結協作的精神以及創造性思維能力。

生態學發展的時期

萌芽期,古人在長期的農牧漁獵生產中積累了樸素的生態學知識，諸如作物生長與季生態環境節氣候及土壤水分的關係、常見動物的物候習性等。

如公元前4世紀希臘學者亞里士多德曾粗略描述動物的不同類型的棲居地，還按動物活動的環境類型將其分為陸棲和水棲兩類，按其食性分為肉食、草食、雜食和特殊食性等類。形成期,大約從15世紀到20世紀40年代。15世紀以後，許多科學家通過科學考察積累了不少宏觀生態學資料。19世紀初葉，現代生態學的輪廓開始出現。如雷奧米爾的6卷昆蟲學著作中就有許多昆蟲生態學方面的記述。瑞典生態學學家林奈首先把物候學、生態學和地理學觀點結合起來，綜合描述外界環境條件對動物和植物的影響。法國博物學家布豐強調生物變異基於環境的影響。德國植物地理學家人洪堡)創造性地結合氣候與地理因子的影響來描述物種的分佈規律。19世紀，生態學進一步發展。這一方面是由於農牧業的發展促使人們開展了環境因子對作物和家畜生理影響的實驗研究。例如，在這一時期中確定了五攝氏度為一般植物的發育起點溫度，繪製了動物的溫度發育曲線，提出了用光照時間與平均溫度的乘積作為比較光化作用的「光時度」指標以及植物營養的最低量律和光譜結構對於動植物發育的效應等。　　

發展期,20世紀50年代以來，生態學吸收了數學、物理、化學工程技術科學的研究成果，向精確定量方向前進並形成了自己的理論體系：數理化方法、精密靈敏的儀器和電了計算機的應用，使生態學工作者有可能更廣泛、深入地探索生物與環境之間相互作用的物質基礎，對複雜的生態現象進行定量分析；整體概念的發展，產生出系統生態學等若干新分支，初步建立了生態學理論體系。　　

由於世界上的生態系統大都受人類活動的影響，社會經濟生產系統與生態系統相互交織，實際形成了龐大的復合系統。隨著社會經濟和現代工業化的高速度發展，自然資源、人口、糧食和環境等一系列影響社會生產和生活的問題日益突出。為了尋找解決這些問題的科學依據和有效措施，國際生物科學聯合會(IUBS)制定了「國際生物計劃」 (IBP)，對陸地和水域生物群系進行生態學研究。1972 年聯合國教科文組織等繼IBP之後，設立了人與生物圈(MAB)國際組織，制定「人與生物圈」規劃，組織各參加國開展森林、草原。海洋、湖泊等生態系統與人類活動關係以及農業、城市、污染等有關的科學研究。許多國家都設立了生態學和環境科學的研究機構。發展趨勢　和許多自然科學一樣，生態學的發展趨勢是：由定性研究趨向定量研究，由靜態描述趨向動態分析；逐漸向多層次的綜合研究發展；與其他某些學科的交叉研究日益顯著。由人類活動對環境的影響來看，生態學是自然科學與社會科學的交匯點；在方法學方面，研究環境因素的作用機制離不開生理學方法，離不開物理學和化學技術，而且群體調查和系統分析更離不開數學的方法和技術；在理論方面，生態系統的代謝和自穩態等概念基本是引自生理學，而由物質流、能量流和信息流的角度來研究生物與環境的相互作用則可說是由物理學、化學、生理學、生態學和社會經濟學等共同發展出的研究體系。

生態學研究

生態學研究是描述性研究的一種類型。它是在群體的水平上研究某種因素與疾病之間的關係，以群體為觀察和分析的單位，通過描述不同人群中某因素的暴露狀況與疾病的頻率，分析該暴露因素與疾病之間的關係。疾病測量的指標可以是發病率、死亡率等了，暴露也可以用一定的指標來測量，例如各個地區人群的煙草消耗量可以從煙草局等有關部門獲得。

生態學研究分類分為生態比較研究和，生態趨勢研究，生態比較研究。生態比較研究是生態學研究中應用較多的一種方法。生態比較研究中最為簡單的方法是觀察不同人群或地區某種疾病的分佈，然後根據疾病分佈的差異，提出病因假設。這種研究不需要暴露情況的資料，也不需要複雜的資料分析方法，如描述胃癌在全國各地區的分佈，得到沿海地區的胃癌死亡率較其他地區高，從而提出沿海地區環境中如飲食結構等可能是胃癌的危險因素之一。生態比較研究更常用來比較在不同人群中某因素的平均暴露水平和某疾病頻率之間的關係，即比較不同暴露水平的人群中疾病的發病率或死亡率，瞭解這些人群中暴露因素的頻率或水平，並與疾病的發病率或死亡率作對比分析，從而為病因探索提供線索。生態比較研究也可應用於評價社會設施、人群干預以及在政策、法令的實施等方面的效果。

生態趨勢研究，是連續觀察不同人群中某因素平均暴露水平的改變和(或)某種疾病的發病率、死亡率變化的關係，瞭解其變動趨勢；通過比較暴露水平變化前後疾病頻率的變化情況，來判斷某因素與某疾病的聯繫。