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第一章生态位科学的发展要求对生物生活的小生境和生物在环境中的作用给予生态学上的分类，生态位就是适应这一需要而产生的。
§ 1.生态位及其计测一、生态位（niche）的概念J. Grinnell （格林尼尔，1917）最早提出生态位一词，用来描述一种生物在环境中的地位。
他指出，加里弗尼亚鸫依赖于环境中的某些物理因素和生物因素，这些因素共同决定着该种的生态位。
实际上他用生态位说明了长嘴鸟鸫所占据的空间位置（spatial niche）。
他定义生态位为：“恰好被一种或一个亚种占据的最后单位”。
因此，最初曾有人把niche 译为“小生境”、“生态龛”。
C. Elton （埃尔顿,1927）是动物生态学家，从个体生态学角度出发，强调一种生物与其它生物在相互关系中的作用，认为一种动物是“处在一定的生物环境中，与食物和天敌的关系，即营养生态位（rophic niche）"。
他不大注意物种对一些特殊条件的生理适应。
他给生态位的定义是：“指物种在生物群落中的地位和角色”。
G. E. Hutchinson （哈钦森，1957）是生态位研究中最有影响的人，他认为可以把生态位看成多维空间或者超体积，即多维生态位（multi-dimensional niche）,在这个范围内，环境可以容许人体或物种不受限制地生活下去。
这是第一次给生态位以数学的抽象，对于一个物种如何确定其生态位就变得清楚了。
例如，研究一个物种与温度的关系，有可能确定这个物种在温度方面的忍受幅度，或者说确定这个物种对一个方面生态位的忍受幅度，即一维生态位。
如果这个物种以种子为食，并且只能取食栖息地中所有的一定大小的种子，那么与温度一起构成一个二维生态位，即一个面。
假定同一物种在植物茎内产卵，第三维就可能是昆虫产卵所需寄生植物茎的宽度，因而可描述一个三维生态位，即一个体积。
如果对这个立体生态位增加更多必需的资源，就可认为是环境中一个n维的、超体积的生态位（hypervolume niche）（图2-1）。
考试：现代生态学题量:10题，时长30分钟，总分100分，60分及格姓名：祝小方平安1【多选】生态服务的基本类型有（）• A.供给服务• B.调节服务• C.文化服务• D.文化服务【参考答案】A,B,C,D2【多选】生物系统过程三要素指（）• A.网络关联• B.过程强度• C.反应速率• D.时间动态【参考答案】B,C,D3【判断】气候因子属于非生物因子（）• A.正确• B.错误【参考答案】A4【单选】（）是图灵提出的一种抽象的计算模型，基本思想是用机器模拟人们用纸笔进行数学运算的过程• A.“图灵机”• B.“分形理论”• C.混沌理论• D.“耗散结构理论”【参考答案】A5【判断】大胆假设加上缜密的逻辑思维，就能得出准确的实验结果（）• A.正确• B.错误【参考答案】B6【单选】“在不同的空间尺度和等级层次上认识研究对象”指生态学认识论原则的（）• A.进化观• B.层次观• C.综合观• D.整体观【参考答案】B7【判断】鱼类聚群行为说明了系统的自相似特征（）• A.正确• B.错误【参考答案】B8【单选】在我国苔原地带中，典型代表动物是（）• A.斑马• B.牛羊• C.驯鹿• D.北极熊【参考答案】C9【多选】生命系统的基本属性有( )• A.维度• B.结构• C.过程• D.功能【参考答案】B,C,D10【判断】著名物理学家薛定谔提出了“耗散结构理论”（）• A.正确• B.错误【参考答案】A一、绪论1.主要内容——介绍现代生态学的基础理论、整体框架、学科分支、前言成果，以及学科独有的思维方式。
——另者还分析交叉问题，包括生态学与经济学、社会学以及文化的交叉。
2.现代生态学：在横向上与多学科交叉；在纵向上与时俱进。
3.知识体系：基础理论、实验生态学、学科方法论。
（1）主要介绍前沿的方向、热点，比如等级层次中的区域生态学和全球生态学；（2）还有可持续性科学，比如基本人权中的人均排碳，这不仅关于科学研究，还与国家决策、民族复兴相关；（3）人类自然耦合性（coupling of human and natural system）。
初中生物生态位教案目标：让学生了解生态位的概念，并能够应用生态位理论解释生物在生态系统中的角色和相互关系。
教学目标：1. 理解生态位的概念和特点；2. 掌握生态位的计算方法；3. 能够应用生态位理论解释生物在生态系统中的相互关系。
教学重点：1. 生态位的概念和特点；2. 生态位的计算方法；3. 生态位理论在生态系统中的应用。
教学难点：1. 生态位计算方法的理解和运用；2. 生态位理论在实际生态系统中的应用。
教学准备：1. PowerPoint课件；2. 生态位计算实例。
3. 生态系统模型或实例。
教学流程：Step 1：导入新知识（5分钟）通过一个生物在生态系统中的案例引入生态位的概念，让学生直观了解生态位的重要性和意义。
Step 2：学习生态位的概念（15分钟）通过PowerPoint课件介绍生态位的定义、特点和计算方法，让学生掌握生态位的基本概念。
Step 3：生态位的计算方法（20分钟）通过实例演示生态位的计算方法，让学生进行实际操作，加深对生态位计算的理解。
Step 4：生态位理论的应用（15分钟）通过生态系统模型或实例，让学生应用生态位理论解释生物在生态系统中的相互关系，加深对生态位概念的理解。
Step 5：课堂讨论（10分钟）组织学生进行小组讨论，让他们分享自己对生态位的理解和应用，促进学生对生态位理论的深入思考。
Step 6：课堂总结（5分钟）对本节课的重点内容进行总结，并与学生讨论生态位理论在生态系统中的重要性。
教学反馈：布置生态位计算作业，以检测学生对生态位的理解和应用水平。
生态学复习知识点1 生态学定义及生态学研究包括那几个空间尺度定义：研究生物与生物之间、生物与环境之间的相互关系和作用规律的科学。
空间尺度：局域尺度：个体在这一尺度内完成取食和繁殖等活动。
集合种群尺度：在该尺度内，扩散个体在不同的局域种群之间迁移。
地理尺度：一个物种所占据的整个地理区域，一般个体不会扩散出该区域。
2生物圈的定义地球上所有的生物及其无机环境的总和，即全球生态系统的总和。
3生物学研究基本方法野外研究：野外直接观察，但不易重复数据收集、处理实验室研究：重复性强，但与外界真实环境相差太远。
理论研究：建立数学模型，解决真实情况下不能解决的问题，但与客观实际相差太远。
4生态学的特点及研究生态学的意义特点：是自然科学生物科学体系中的一个分支，环境学科的基础，与其他科学的交叉，不带有政治色彩。
意义：生态学的研究，将使人们从世界范围，从整个生物圈角度来考虑环境问题，进一步认识人与生物圈的关系，设法恢复和保持生物圈的动态平衡，为合理开发自然、建设国土提供指导。
5生态因子的定义，生态因子作用特点及分类生态因子：指环境中对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境因素，如光照、温度、湿度、气体、食物及其他生物等。
作用特点：（1）生态因子的综合作用（2）生态因子的非等价性(主导因子作用)（3）生态因子的直接作用和间接作用（4）生态因子的阶段性（5）生态因子的不可替代性和补偿性作用。
分类:1根据性质把生态因子归纳为五类：气候因子、土壤因子、地形因子、生物因子、人为因子。
2按有无生命分：生物与非生物3按生态因子的稳定性及其作用特点分：稳定因子与变动因子4按对生物种群数量变动的作用分：密度制约因子与非密度制约因子6 生态幅的定义，生态型的定义，生活型定义，环境定义生态幅：每一种生物对每一生态因素都有一个耐受范围，即有一个最低耐受值和一个最高耐受值（或称耐受下限和耐受上限），它们之间的范围，就称为生态幅或生态价。
第42卷第7期2006年7月林业科学SCIE NT IA SILVAE SINICAE Vol 142,No 17Jul.2006物种或种群生态位宽度与生态位重叠的计测模型李德志1 石 强1 臧润国2 王绪平1 盛丽娟1 朱志玲1王长爱1(11华东师范大学环境科学系 上海市城市化生态过程与生态恢复重点实验室 上海200062;21中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所 北京100091)摘 要: 提出生态位宽度和生态位重叠的新定义及其若干测度模型。
对不同学者提出的许多测度生态位宽度和生态位重叠的模型进行分析和评述。
迄今为止,在国内限于单一生态资源轴上的生态位参数计测研究很多,随着多维生态位计测方法的不断发展,物种或种群在多维生态空间内的生态位宽度和生态位重叠计测,将备受关注。
关键词: 物种;种群;生态位宽度;生态位重叠;模型中图分类号:S71815 文献标识码:A 文章编号:1001-7488(2006)07-0095-09收稿日期:2005-02-18。
基金项目:国家自然科学基金项目(30370245;30470288;30430570),/十五0/211工程0华东师范大学生态学重点学科建设子项目,上海市生态学重点学科项目。
Models for Niche Breadth and Niche Overlap of S pecies or PopulationsLi Dezhi 1 Shi Qiang 1 Zang Runguo 2 Wang Xuping 1 Sheng Lijuan 1 Zhu Zhiling 1 Wang Chang .ai 1(11Sh an gha i Key La bo ratory for U rba ni zation an d Ecologica l Restora tion De partmen t o f En vironmen tal Scien ce ,East Chin a No rmal U ni ve rsit y Sha ng hai 200062;21Institute o f Fo rest Ecolog y ,En vironmen t an d Prote ction ,C AF Bei jin g 100091)Abstract : The concepts and se veral models of nic he breadth and niche overlap of a species or population were given.Re viewing and analyzing the models for measuring the niche breadth and nic he overlap,which we re put forward by different authors.Although so far in China,most of the studies on the niche paramete r limited in the single ecological resource axis,along the de velopme nt of the methods for multidimensional niche measurement,the research on the multidimensional niche breadth and niche overlap would be paid more attent ions and would bec ome the main strea m.Key words : species;popula tion;niche breadth;niche overlap;model生态位理论是生态学中最重要的基础理论和核心思想之一(Whittaker,1975;曲仲湘,1986;王伯荪,1987),在生态学研究的诸多领域被广泛应用,并对生态学的许多核心问题做了成功的解释。
数学模型在生物学中的应用生物学是研究生命现象的科学，而数学是一门能够描述和解释现象的学科，因此数学模型在生物学中扮演着重要的角色。
数学模型可以帮助我们理解生物系统的运行机制、预测生物现象的发展趋势、设计和优化生物工艺过程等。
本文将介绍数学模型在生物学中的应用，并分析其在不同领域的实际案例。
一、基础生物学中的数学模型应用1. 基因表达调控基因表达调控是生物体内基因信息转录成蛋白质的过程。
数学模型可以帮助我们建立基因网络的动力学模型，预测基因表达的动态变化。
例如，利用微分方程模型可以预测基因调控网络的稳定性、噪声对基因表达的影响等。
2. 生物传感器生物传感器是利用生物介体对外界刺激做出反应的装置，常见于医学诊断、环境监测等领域。
数学模型可以帮助我们理解生物传感器的工作原理，并优化传感器的设计。
例如，使用方程模型可以模拟生物传感器对特定物质的检测过程，预测灵敏度和响应时间。
3. 细胞生长和分裂细胞生长和分裂是生物体细胞增殖和繁衍的过程。
数学模型可以揭示细胞生长和分裂的机制，并分析细胞数量随时间的变化规律。
例如，使用差分方程模型可以预测细胞群体中个体数量的增长趋势，从而帮助我们理解细胞生物学过程。
二、生物工程中的数学模型应用1. 生物反应器设计生物反应器是用于进行微生物、细胞培养等生物过程的装置。
数学模型可以帮助我们预测和优化反应器中物质传质和反应过程，提高生产效率。
例如，使用数值模拟模型可以预测培养物中溶氧浓度和物质浓度的分布，并优化反应器结构和工艺参数。
2. 遗传算法优化遗传算法是一种通过模拟生物进化过程来求解优化问题的方法。
在生物工程中，遗传算法可以用于优化生物过程中的参数选择、反应条件、培养基配方等。
例如，通过建立包括目标函数和约束条件的数学模型，利用遗传算法搜索最优解，实现生物工程过程的高效设计。
三、生态学中的数学模型应用1. 种群动力学种群动力学研究不同物种在时间和空间上的数量变化趋势。
数学模型可以帮助我们理解不同因素对物种数量的影响，并预测种群的持续发展。
省考研生态学基本概念解析及研究方法生态学是研究生物与环境之间相互关系的学科，其研究范围涵盖了生物个体、物种、群落以及生态系统等多个层级。
省考研生态学试题通常会涉及到该领域的基本概念和研究方法。
本文将对生态学的基本概念进行解析，并简要介绍一些常用的生态学研究方法。
一、生态学基本概念解析1. 生态系统生态系统是指由生物体和其生存环境所构成的一个相互作用的整体。
生态系统由生物群落、生物种群以及生物个体组成，同时还包括非生物因素如土壤、水体和大气等。
生态系统的研究对象可以是从小到大的各种尺度，从微观的微生物群落到宏观的陆地生态系统。
2. 群落群落是由一群生物种群在相同时间和空间内共同生活的生态单位。
群落内的物种通过物种间相互关系和与环境的相互作用实现了生态位的区分和资源的分配。
群落结构和物种组成对于生态系统的稳定性、物质和能量流动以及生物多样性的维持都具有重要的影响。
3. 生态位生态位是指生物个体或物种在一个生态系统中所占据的特定位置和角色。
通过不同物种间的生态位分化，生物个体或物种可以减少竞争，提高适应性，并在生态系统中协同进化。
生态位的理论可以帮助我们理解生物多样性的形成和维持机制。
二、生态学研究方法1. 野外调查野外调查是生态学研究中最常用的方法之一。
通过野外调查，研究者可以观察到现实生态系统中的物种组成、数量分布等信息。
野外调查可以通过直接观察、记录和标记等方式进行，可以帮助研究者获取生态系统中的大量数据，从而揭示生态系统内部的物种间关系和物质能量的流动规律。
2. 实验研究实验研究是生态学中用于探究因果关系的重要方法。
通过设计和操控实验条件，研究者可以刻意改变生态系统的环境因子，如温度、湿度、光照等，来研究其对生物个体、物种群落和生态系统的影响。
实验研究可以用于验证生态学理论、解析物种间相互关系，以及评估环境因子对生态系统功能的影响。
3. 数学模型数学模型在生态学研究中的应用日益重要。
通过构建生态学模型，研究者可以定量描述和预测生态系统中的物质和能量的流动以及物种间相互关系的动态过程。
