第一章地球生态之前世今生

透过地球看生态，本章主要从地球生命演化历史考察地球生态的过去与现在，思考人类出现之前地球生态平衡维持的密码，对比自然调控下与人类活动干预下地球生态演化模式的差异，思考人类活动影响下的地球生态与环境问题，深刻认识人与自然的关系，只有坚持人与自然和谐共生，才能经营好人与自然之间的生命共同体。

●1.1地球生态之前世

本节介绍人类出现之前，地球演化历史大部分是生物圈与其他圈层相互作用、协同进化的历史，全球生命系统对物质循环和能量平衡的调控发挥了巨大作用，地球生态平衡维持的密码是自组织系统。同时介绍了人类社会的三次技术革命对全球生态与环境的影响，指出地球生态与环境问题的历史根源。

●1.2地球生态之今生

工业革命以来，在人类活动的强烈干扰下，地球生态环境千疮百孔。本节介绍了当前人类社会共同面对的主要生态环境问题：森林面积消失、生境破碎化、海洋珊瑚礁面临威胁、温室效应与全球变暖、湿地面积萎缩、环境恶化与生物多样性剧减等。特别重要的是，生物多样性是人类赖以生存的基础，人类正面临第六次物种大灭绝的威胁！因此，只有深刻反思人和自然的关系，才能实现人与自然的和谐共生。

第二章地球环境与生物适应

生物是在自然环境的选择压力下进化的，生物既受到环境的制约，反过来又影响着环境。本章简要概述了地球环境多样性及特征、环境与生物的相互作用规律、生物对光、温度、湿度等生态因子的生态适应，以及动植物与人类活动的生态关系，使不同专业的学生对生物与环境的关系能有深入了解，建立生物与环境相互依存、协同进化的观点。

●2.1地球环境多样性及特征

本节介绍了地球环境系统特征，深入了解地球圈层的演化与环境多样性特征。地球圈层的分异与物质重力分异、放射性元素衰变和星体撞击有关，地球物质分布的不均匀性所造成的能量梯度是地球运行的关键，而生物圈在促进这个不均匀化过程中起了巨大作用。地球环境因子类型形成分布与地球表层系统的大气圈、水圈、土圈、岩石圈和生物圈的相互作用密切相关，这一系统发生任何变化都会影响到地球生物和人类的生存和发展。

●2.2环境与生物的相互作用

生物受环境制约，对环境适应，也会对环境产生反作用。本节介绍了生态作用的基本规律和生态适应的基本规律。

●2.3生存的智慧

生物都是存在于特定的环境中。在上节讲述了基本规律的基础上，本节以举例为主，分别介绍了植物、动物、微生物、原生生物是如何适应光、温度、水、土壤、大气等环境因素。展现了生物生存的智慧。

●2.4动植物与人类活动的生态关系

在全世界范围内人类以各种不同的方式与动植物发生着联系。这些物种散布全球的过程伴随着我们人类的移动轨迹,有时甚至影响着人类的迁徙。本章介绍了人类活动与动植物生存发展、适应分布的生态关系。

第三章种群生态与生物保护

种群是连接群落和物种个体之间的桥梁，在整个生态学中处于极其重要的地位。本章重点介绍了种群的基本特征、种群动态、生态入侵、种群的种内和种间关系，同时以主要物种为例，分析了长江珍稀濒危物种种群生态学。为深入学习群落生态学和生态系统生态学打下坚实基础。

●3.1种群与种的关系

为什么说种群在生态学中处于非常重要的地位？本节着重介绍了种群与种和群落的关系，阐述了种群的三大基本特征。

●3.2种群动态

作为群落的重要组成部分，种群的动态变化必然牵涉到整个群落甚至生态系统。本节介绍了开展种群调查时必需掌握的种群统计特征、种群在无限环境中的指数增长和在有限环境中的逻辑斯谛增长。重点讨论了如何利用密度调节和非密度调节种群在时间和空间上的动态变化。

●3.3种群之内-种内关系

一个物种种群内的不同个体间如何相互作用？本节通过举例介绍了种内竞争与自疏、领域性、阿利效应、社会等级与分工、合作与利他、动物通讯等不同类型的种内相互作用，展示了自然界中丰富多彩的种内关系及其生态学意义。

●3.4种群之间-种间关系

不同物种之间又是怎样相互作用的？本节通过举例介绍了竞争、捕食、寄生、共生以及种间协同演化等不同类型的种间相互作用，揭示了自然界中复杂多样的种间关系及其对物种生存、演化的重要意义。

●3.5长江珍稀濒危物种种群生态学分析

种群生态学的研究目前主要集中在生活史、种群统计、种群调控等方面。本节内容以江豚、中华鲟和已经被宣布功能性灭绝的白鳍豚、白鲟为例介绍长江珍稀濒危物种的种群生态学研究结果。长江十年禁渔政策不同于一般意义上对鱼类资源的保护，让长江休养生息，解长江无鱼之困。

第四章群落生态与实践

本章学习生物群落生态学知识，包括生物群落的含义和基本特征、群落生态学的概念及研究内容，生物群落的组成及物种组成的数量特征，生物群落的结构，群落的演替与动态，全球植被分布与规律，脆弱生态环境与植被恢复，自然植被保护与“两山思想”等基础知识。以三峡地区为例，介绍了群落生态学野外调查实践内容，涉及生物多样性资源调查、植物种群和群落生态学调查等。通过学习，树立“绿水青山就是金山银山”的生态文明理念。

●4.1物以类聚——生物群落及群落生态学

本节介绍了生物群落的定义和基本特征，群落生态学的定义及研究角度，以池塘生物群落为例，概述了群落生态学的研究内容。要求重点掌握生物群落的基本特征，理解种群研究是群落研究的基础，群落是更高一级的系统。

●4.2以武论英雄——生物群落的组成

本节以《水浒传》梁山好汉武功排名，引入介绍了生物群落成员的组成，讲述了植物群落生态学研究中常见的群落成员型分类、物种组成的单个数量指标和综合数量指标特征；对植物群落调查常用仪器设备进行了简要介绍。

●4.3生物群落的“长相”——群落的外貌与结构

本节学习生物群落的外貌与结构知识。内容包括群落外貌的概念、植物的生长型和生活型（丹麦植物学家C. Raunkiaer有花植物生活型系统）以及层片的概念，植物群落外貌的主要决定因素，群落的垂直结构和水平结构（群落的镶嵌性），群落交错区与边缘效应知识。要求学生掌握植物生活型谱与所在地区气候特点的关系、植物群落外貌的主要决定因素、森林群落的分层现象（成层性），理解导致生物群落水平结构复杂性的原因。

●4.4群落的演替

本节通过举例介绍了三种经典的群落演替类型，分别是阿拉斯加冰川湾的原生演替、深海中鲸落这种独特的异养性演替，以及过度放牧等造成的逆行演替，并阐明了各种演替的具体过程及其生态学意义。

●4.5全球植被分布与规律

本节介绍了全球植被分布格局及其影响因素。了解世界主要大陆植被分布的地带性特征，深刻认识全球植被分布的纬度地带性、经度地带性和垂直地带性规律，揭示了地表植被地理分布主要因子为热量和降水量。

●4.6脆弱生态环境与植被恢复

由于自然或人为的原因，地球上某些地方的生存条件极为恶劣，生物群落容易遭到破坏，而且极难恢复，属于脆弱的生态环境。本节内容针对人类活动造成的脆弱生境，讲解此种环境的生态修复，主要是植被恢复的原理和手段，并以废弃矿山和荒漠化土地的植被恢复为例进行说明。

●4.7呼唤绿水青山：自然植被保护与两山思想

本节介绍了中国自然植被就地保护现状与“两山”思想。中国自然保护区建设对自然植被的保护和利用发挥了重要作用，践行了“绿水青山就是金山银山”的两山思想；以国家公园为自然保护地主体性地位体现了国家代表性自然生态系统保护的重要性。面对严峻的生态环境形势，需要大力推进自然植被保护，不负绿水青山，方得金山银山。

●4.8群落生态学野外调查实践：以三峡地区为例（上）

本节介绍了长江三峡地区与群落生态学野外调查有关的自然地理、地貌、地质、水文、土壤、生物多样性与人文概况。得益于得天独厚的地貌、地层与构造环境，三峡地区发育了亚热带典型的山地河谷气候及土壤资源，孕育了丰富的生物多样性，拥有众多珍稀濒危野生保护动植物，具有特殊的生物多样性保护地位，是中国西南重要的生态屏障和生态走廊。三峡工程兴建带来了强大的防洪、发电、航运等效益，同时也带来了不可忽视的生态与环境问题。因此，在长江三峡地区开展生态学调查研究具有重要的现实意义。

●4.9群落生态学野外调查实践：以三峡地区为例（下）

本节介绍了长江三峡地区植物种群与群落生态学调查的方法与野外实习内容。认识群落中不同种群个体在空间上的分布格局类型，通过植物种群年龄结构调查预测未来种群发展趋势；学习如何使用植物种—面积曲线获得群落样方调查的最小面积；学习如何使用植物群落样方调查进行群落特征数据的处理、计算及群落命名；通过案例分析，了解长江三峡库区太平溪段消落带水文特征及其与植物群落类型分布和植物物种多样性的关系。

第五章地球生态系统的多样性及其价值

生态系统的研究是现代生态学研究的主流，当前全球所面临的重大资源与环境问题的解决，都依赖于对生态系统结构与功能、多样性与价值等问题的研究。陆地和水域生态系统是地球上最主要的两个生态系统类型，认识生态系统多样性、价值及其变化规律，是为了更好的保护生态环境和恢复已经退化的生态系统。

●5.1生态系统一般特征

本节对生态系统的概念、组成、功能、分类和特征进行了介绍，生态系统是个动态系统，能够进行自我调节。对生态系统中的食物链和食物网的概念、类型进行了进一步讲解，能量通过食物链和食物网在不同的营养级进行流动。说明了营养级中生物体在数量、能量和生物量上存在的生态金字塔，强调了林德曼生态效应的重要性。

●5.2陆生生态系统

陆地生态系统是地球上最重要的生态系统类型，包括森林、草原、荒漠等类型，为人类提供了居住环境以及食物和衣着的主体部分。本节说明热带、温带、寒带、高海拔山区和高原主要存在的主要生态系统类型，从分布、气候以及动植物等方面讨论各类陆地生态系统的特点，分析了这些生态系统的生态价值以及人类活动对它们的影响。

●5.3水域生态系统

本节介绍了淡水湿地、滨海、浅海和深海生态系统的环境特点及其中一些代表生物类群，并对各生态系统的功能、价值、受胁现状等做了进一步讲解，强调了水域生态系统对于人类生存不可或缺的重要价值。

第六章生态系统功能特征及应用

生态系统中的一切生命和非生命过程都是由能量驱动的，太阳能以化学能的形式储存在由若干地球元素组成的化合物中。物质在生态系统中周而复始的循环转化，能量则在物质循环过程中单向流动。能量流动和物质循环是生态系统的两个基本功能，也是维持生态系统稳定的基础。本章讲解能量流动和物质循环的基础知识，并以城市生态系统为例说明人类活动对生态系统水循环的扰动及其恢复策略。

●6.1生态系统能量流动

能量流动是生态系统的基本功能之一，本节讨论能量在生态系统中的转化和流动的一般特点及其所遵循的规律，分析能流在生态系统的初级生产、次级生产和分解环节中的效率和耗损，以及影响这些效率和耗损的因素，并分析了不同生态系统的生产力和能量效率。

●6.2生态系统物质循环

相对于能量固定与耗散的单向性，物质在生态系统中是可以循环利用的。本节主要介绍六大生命必需元素，即碳、氢、氧、氮、磷、硫，以及严重危害人类健康的有毒类金属元素砷的循环及生态环境效应。

●6.3城市化对水文生态的影响与调控

城市化对水文循环、生态系统能量流动和物质循环的影响最为突出。人类面临的洪水、内涝以及水污染问题都不同程度的与城市建设有关。本节从生态学的视角，讲解城市化对水文、环境与生态的影响，以及如何减轻这些影响以维持自然水文循环与生态平衡。

第七章生态文明之必然：长江之痛与大保护

透过生态看文明，本章主要从文明与生态关系角度洞察四大古文明兴衰历史与教训，深刻理解“生态衰则文明衰、生态兴则文明兴”的历史规律；聚焦长江生态环境恶化的现状以及大保护的紧迫性、必要性和重要意义，更加珍爱保障中华文明五千多年来绵延不断的自然生态环境；从人类社会文明发展历程剖析生态文明为什么是历史发展必然、中国为什么需要生态文明，通过学习习近平生态文明思想，进一步理解地大人为什么要追求“美丽中国、宜居地球”，从而深刻理解人与自然和谐共生是永恒的话题。

●7.1历史启示:透过文明看生态

本节介绍了四大文明的兴衰历史与生态环境演化的关系，深刻理解“生态衰则文明衰、生态兴则文明兴”历史规律，历史的启示说明中华文明五千多年来一直绵延不断的秘诀来自长江、黄河两大河流域优美而丰富的自然生态环境资源的保障，唤醒公众正确的生态自然观和自觉保护生态环境的责任感与紧迫感。

●7.2现实教训:长江之痛与大保护

本节介绍了长江生态环境恶化的现状以及大保护的紧迫性、必要性和重要意义。尽管长江对中华文明作出了巨大贡献，但最近几十年来，流域生态环境退化严重，各种生态环境问题触目惊心，特别是水质恶化、水污染严重、物种灭绝危机与生物多样性衰减等值得警惕，长江大保护与长江生态环境修复刻不容缓，从而深刻认识长江大保护是关系中华民族强起来的关键。

●7.3生态文明呼唤：美丽中国与宜居地球

本节介绍了人类社会文明发展的历史，了解原始文明、农业文明、工业文明与生态文明发展的历史规律，深刻理解生态环境问题的本质实质是社会公平问题，习近平生态文明思想是中国特色社会主义发展的当代产物，是实现人与自然和谐共生的必由之路。中国地质大学（武汉）充分发挥地球科学优势，为建设美丽中国、宜居地球、推动人与自然和谐共生作出重要贡献。