第一章绪论

我们所从事并且热爱的风景园林学是一门艺术还是一门科学？作为未来的风景园林设计师，你如何来评价一个风景园林作品是优秀的、健康的或者是生态的？所有的这些都会在本章中给予解答。本章作为生态学课程的绪论部分是对生态学科整个知识体系的介绍，也是对各生态学模块轮廓的介绍。

●1.1生物与地球环境

你从来不好奇，我们赖以生存的地球家园到底是什么样子的么？按照生态学观点,自然界和人类社会的发展,应当是人和自然和谐相处,人类应该进行全面、协调、可持续的发展。

●1.2生态学的定义

什么是生态学？生态学的定义会随着整个学科的发展而发展。本节主要介绍包括不同作者的定义，但值得注意的，应该是对最为简单的、最为广泛采用的定义的深刻理解。

●1.3生态学研究对象及分支学科

生态学就像一株参天大树，生物学科的肥沃土壤让这株大树枝繁叶茂，并孕育出绚烂多姿的分支学科。迄今为止，生态学学科发展已经深入到人类及至整个宇宙的各个领域，就像著名的生态学家奥德姆曾经说过的“生态学是一座桥梁，是跨越自然科学领域和社会科学领域的一座桥梁。”本节将会介绍生态学学科的分支情况和与其它科学体系的交叉的情况，在范围部分，介绍园林生态学各个部分（或模块）的构成与基本内容。

●1.4生态学发展简史

生态学是一门既年轻又古老的学科，目前生态学科的发展已经到达辉煌时期，整个学科在科学发现与机理认知，多过程、多尺度、多学科综合研究，系统模拟与科学预测，服务社会需求及基础平台建设等方面开展了大量卓有成效的工作，并在多学科领域均取得了丰硕成果。本节主要介绍生态学的发展历史，以及在各个阶段的研究的中心内容。

第二章生物与环境

作为生物中一员的我们和其他生物一样依赖于环境，从环境中吸取物质和能量，同时生物体的生命活动也能影响和改造环境，生物和环境是相互作用不可分割的整体。本章内容是指引我们了解生物与环境之间最基本的生态关系，了解到环境因子的范围认识生态因子作用的特点，以及植物对环境因子的适应方式。

●2.1环境的概念及其类型

生物有机体与环境之间关系是个体生态学要研究的核心问题。我们首先要来学习什么是环境？环境的概念是相对的，随着研究主体的不同，环境的类型也发生了很大的变化。本节中，我们主要来学习环境的概念以及生态因子的类型。

●2.2生态因子的作用分析

生态因子作用包括一般性作用和限制性作用，包括生态因子的综合性、主导性、限制性、直接/间接性、阶段性、不可替代和相互补偿等，本节需要学生掌握的内容主要是生态因子的特点及其对生物的影响方式，要把生态因子间的“非等价性”与“主导因子”结合起来思考，同时要思考生态因子作用的“综合性”、“不可替代性”、“互补性”与“适应组合”之间的复杂关系。

●2.3生物的生态适应

正常条件下生物如何适应（时间、空间变化）？太多、太少将产生什么影响？生物如何适应其生境？ 适应在形态结构、生理生化、行为等方面有何表现？我们在学习本节时一定要思考内稳态、（非）内稳态生物、恒（变）温生物、广（狭）温性生物、广适应性物种之间的逻辑关系，从而解答刚刚提及的问题。

第三章生态因子的生态作用及生物的适应

生态因子作用的直接对象是生物个体，但会通过生物间的交互作用会影响到群体。在各种生态因子中，并非所有的因子都为植物的生长所必需。我们把植物生长所必需的因子称为生存条件，亦即植物缺少它们就不能生长。对于绿色植物来说，这些因子是氧气、二氧化碳、光、热、水和无机盐等。在本章中，我们以植物为例，探讨植物和五大类生态因子之间的生态关系。包括各类生态因子在数量和质量上随着时间（年、日）和空间（纬度、经度、海拔、林下、 水中）上的变化有什么特点？各类生态因子在这种变化中具有什么的关联性？光、温、土、水、气对生物具有怎样的塑造作用？生态因子的组合对植物的分布具有决定性的作用等。

●3.1光对园林生物的生态作用及生物的适应

光是太阳的辐射能以电磁波的形式投射到地球表面的辐射线，生物所需的全部能量，都直接或间接的来源于太阳能，植物利用太阳能进行光合作用，制造有机物，动物则直接或间接的从植物获取营养，光是生物的昼夜周期、季节周期的信号之一。目前，研究学者们对光因子进行了大量深入研究，积累了丰富的研究资料和相应知识。我们发现光照条件在不同的时空条件下，其变化规律及其对生物的生态影响以及生物对光因子生态作用的反应－生态适应是生物与光因子生态关系中的重点内容。本节主要使学生了解地球上光照的光质、光强度、光周期及其变化的特点，同时掌握光对植物的作用和生物对光的适应。

●3.2温度因子对园林植物的生态作用及生物的适应

温度是影响生物生存与发展最重要的生态因子之一，对生物的适应和进化均具有重要作用。在本节中，我们主要是来学习温度的生态意义、低温和高温对生物会产生的重要影响以及植物和动物如何在形态、生 理、行为上进行适应。我们会思考为什么温度能够限制生物的分布？什么叫有效积温？利用它在实际生产中有哪些价值？

●3.3水因子对园林植物的生态作用及生物的适应

太阳辐射能和液态水的存在是地球上出现生命的两个重要条件。生命起源于水中，水又是一切生物的重要组分。生物体不断地与环境进行水分交换，环境中水的质（盐度）和量是决定生物分布、种的组成和数量，以及生活方式的重要因素。生物体内必须保持足够的水分， 植物体内的细胞才能借助这些整体水平的机制来保持稳定的含水量而不受外界湿度突然变化的影响。 本节主要来探讨水环境和陆生环境有哪些不同？ 植物在适应方式上又有何不同？

●3.4土壤因子对园林植物的生态作用及生物的适应

土壤因子是影响植物生长发育的土壤质地、结构、理化性状及生物特征等因子的统称。众所周知，土壤是陆地生态系统的基础，是具有决定性意义的生命支持系统，其组成部分有矿物质、有机质、土壤水分和土壤空气。具有肥力是土壤最为显著的特性，同时土壤是许多生物的栖息场所。另外，土壤中既有空气，又有水分，正好成为生物进化过程中的过渡环境。对植物而言，土壤提供了植物生活的空间、水分和必需的矿质元素。本节内容着重讲解土壤各项理化性质对园林植物生长发育的影响，并讲授植物对恶劣土壤基质的适应特性，比如盐碱土对植物有哪些不利影响？盐土植物对植物的适应方式有哪些？

●3.5大气因子对园林植物的生态作用及生物的适应

地球被一层大气所包围，从地球表面到高空1 100 km的范围内都属于大气层，由所有围绕地球的大气构成大气圈。从地面向上2 km以内，局部气流变化与更替最为激烈，与有机体生活的关系也最为密切。空气是一切有机体所必需的物质，绿色植物要吸收大气中的CO2、O2进行光合作用和呼吸作用，动物和人类需要吸收O2、臭氧层可以吸收一部分紫外线，免去紫外线对人的危害，CO2和水蒸气可以阻止地面热量的散失等。本节内容主要讲授各类大气成分对植物生长发育的影响，着重介绍大气污染现象以及植物对大气污染的净化功能。

第四章种群及其基本特征

种群是物种在自然界中最具体的存在单位、繁殖单位和进化单位，是指一定空间中，同种个体的集合体。如一片森林中的全部小松鼠是一个种群，一片草地中的全部蒲公英也是另一个种群。当我们研究生态系统问题时，在个体以上，就涉及到种群层次了。每一个种群都由一定数量的个体组成，它们之间错综复杂的相互关系以及种群与非生物环境之间的相互作用是种群生态学的研究内容。在本章中，我们要考察种群的群体特征，包括种群的数量特征、空间特征以及遗传特征。我们更加关注的是种群的动态问题，种群动态是种群生态学的研究核心，包括种群的数量在时间的动态变化过程以及种群个体在空间中的分布情况，同时要掌握到底是什么样的生态机制牵引这些动态变化？种群个体是依靠什么样的关系生活在一起？这种群居方式又对物种进化起到什么样的作用？种群的密度和分布有什么区别和联系？种群的不同分布形式对种群的发展各有哪些影响？诸如此类的问题都是我们在种群生态学中要探讨的问题。

●4.1种群的基本概念

种群并不是同种个体的机械叠加，而是彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代，由此同一种群的所有生物具有相同的基因库。在本节中我们将会学习种群的基本概念，并要注意种群概念既是抽象的，也就是我们所说的物种概念，又是具体的，具体到我们要来研究生活在界定空间中的同种个体集合体的群居过程。

●4.2种群的数量特征

种群的数量特征是我们首先来学习的内容，这是种群统计学的一部分。种群具有个体所不具备的各种群体的特征，很多特征都是一些统计指标，包括种群的密度、种群的出生率、种群的死亡率、种群的增长率以及种群的年龄结构等几个方面。

●4.3种群的增长模型

在生态学研究方法中，我们把一些生态学现象和概念翻译成数学语言，建立生态学的数学模型，数学的符号和方程式来表示并模拟生态系统的行为和特点，并将由此得到的数学关系进行运算，作出预判，这种生态学方法就是生态建模过程。我们将生态建模引入到种群增长方面，建立两种最基本的增长模型，这就是我们在本节要给大家讲解的与密度无关的种群指数增长模型以及与密度有关的种群逻辑斯蒂增长模型，比较分析两种模型成立的条件和建模的要求，要关注模型中各项参数的生态学意义，由此，可进一步理解各种生物和非生物因素如何来影响种群动态变化。

●4.4自然种群的数量动态

自然种群的数量消长是种群数量动态规律之一，在环境稳定的情况下，一些种子植物和一些大型脊椎动物具有较稳定的数量变动，也会有一些种群形成周期性的数量波动，当然还会有一些像蝗虫一样的种群出现了不规则的数量波动、种群暴发、生态入侵等等，这些有趣的生态学现象都在本节中为你一一展现。

●4.5种群的空间特征

在一定的分布区内，组成种群的每一个有机体都需要有一定的空间进行生长和繁殖。在我们研究种群动态时，一定要将种群的个体数量和在空间中的分布方式结合起来分析，要考察种群的空间分布和数量变化 之间的关系。一般来说，一个种群所占用的生存空间越大，其生存发展的潜势越大。种群所占据的空间大小与生物有机体的大小、活力以及生活潜力有关系。本节主要学习在具体生活空间中，种群个体的内分布类型，以及产生的原因，同时考察园林植物种群的内分布类型。

第五章种内与种间关系

生活在同一空间环境中的生物个体，彼此间存在一定的生态关系。这种生态关系往往是由于争夺食物、栖息地、其它生活条件而发生的竞争现象，也有可能是同种间或异种间为了物种延续而出现互助和共生现象。这些生态关系使整个生物环境形成复杂而又神秘的关系网。在本章中，我们将会去探索物种内的种内关系以及物种间的种间关系。我们要关注的是不要混淆两种关系，要知道这些生态现象都是种群个体在群体水平上对周围生境的一种生态适应。

●5.1种内关系

在自然界中，我们通常会发现，在有限的空间中，随着种群个体数量的增多和种群个体的增长，每个个体所占据的空间和资源将逐渐减少，出现竞争、领域行为和扩散迁移等现象，这些都是有限资源和群居需求所引发的种内关系问题。种内关系主要表现在种内竞争和性行为，由此产生了自疏现象、他感作用、繁殖体系的进化、领域性以及社会等级等生态学现象，这些问题在本节中都会有所涉猎。

●5.2种间关系

种间关系是种群生态学的重要部分，两个物种或者多个物种间由于受到空间资源以及同一生境的其他生态因子的影响而发生的生态关系，从理论上讲，生物的种间关系有多种多样，但最主要的有9种相互作用类型，可以概括为两类，即正相互作用和负相互作用。本节中，我们着重来学习种间竞争和捕食关系，因为这两部分内容不仅与种群的动态有密切关系，同时也反映了在自然选择条件下，具有负相互关系的种间关系通过协同进化，捕食者与猎物均可从这种关系中有所获益。

第六章生物群落的组成与结构

自然界中，没有一种生物的生存是完全与其他生物生存相隔绝的，在同一空间中，不同物种的集合体就是生物群落，生物群落是生态系统的重要组成部分。由于受到同种环境条件的自然选择，组成群落的各个物种间必然存在某种联系，虽然目前群落生态学的很多原理和规律都是来自于植物群落，但是我们一定要知道，在研究群落整体时，植物、动物和微生物们是不可分割并紧密联系在一起的整体，我们要从整体水平上考虑不同物种对群落形成的贡献、作用以及属性，这样才能得到准确的判断和结论。本章中，我们要关注并掌握群落的基本特征、群落的动态规律，其中群落的种类构成后结构特征及其影响因素是本章的重点内容。

●6.1 群落的概念及其基本特征

生态学家们会使用“植物群落”这个术语，但我们在研究的时候一定要清楚植物只是生物区内的部分组成。植物、动物和微生物会通过营养结构联系在一起，共存在一个地理范围内，也会在相同的地形和环境的地点上重复出现。在本节中，我们以植物群落为主，来分析生物群落最基本的8个方面的特征，这也是群落生态学最基础的规律和原理。

●6.2群落的种类组成

群落的种类组成是区别不同群落的重要特征，也是决定群落性质最重要的因素。例如，我国北方的森林，主要是由常绿针叶树种组成，而南方许多森林的主要树种是阔叶乔木为主要构成种。描述群落中物种质量和数种类组成的数量特征是近代群落分析技术的基础，我们采用最小面积的方法对一个群落的物种组成进行逐一登记并进行数量特征计算，最终把描述群落各物种的数量特点（单一指标和综合指标）的参数综合起来，分析这些参数是怎样反映群落性质的这些研究是本节主要探讨的问题。

●6.3群落的结构特征

组成生物群落的各物种间呈现有规律的组合，也具有复杂的种间关联，从而形成群落的内在结构。随着研究的深入，我们发现群落结构的具体表现都是长期自然选择基础上形成的对环境的适应。生物在空间、时间上配置关系有利于提高生物群落吴波体对自然资源的充分利用。本节主要对群落的结构要素、群落的外貌、群落的垂直和水平结构在空间和时间上的有规律的变化进行探讨。

●6.4群落交错区与边缘效应

园林景观环境配置、农田中高秆与矮秆作物间作套种、城市分布和水陆交替农业(桑基鱼塘)等都是人为划分形成的群落交错区，多个群落的交界或者过渡区域就是群落交错区，受到相邻群落环境的影响使群落交错区有着明显的边缘效应特征，在现实生产中，我们完全可以利用群落交错区的边缘效应增加边缘长度和交错区面积，提高产量，或者可以控制害虫的发生，要想达到这些目标，我们必须了解群落交错区的主要特征，群落交错区的环境特点及其对生物的影响，已成为生态学研究的重要课题。
本节主要来解答诸如群落交错区的最主要特征是什么？产生的原因是什么？我们怎么样结合实际来解决人工环境中形成的群落交错区问题。

●6.5岛屿对群落种类组成和结构的影响

竞争是如何影响植物和动物群落结构的？何为空间异质性？它对群落的结构产生怎样的影响？岛屿生物群落的结构取决于哪些因素？岛屿理论对自然保护区的建立具有什么启示？何为中度干扰理论？它是如何解释群落结构形成的(干扰为什么能增加多样性)。这些问题我们在本节中都能找到答案。

第七章群落的动态变化

群落具有动态变化特征，按照时间序列，可以分为群落的短期可逆的波动现象、中等时间尺度的群落演替现象以及由于气候变迁而导致的群落演化现象。这些动态变化过程都说明了群落是一个动态系统，在正常情况下，大多数的物种结构相对稳定，但是当群落结构受到干扰或破坏时，原有的物种有一些会消失，而新的群落成员会出现在群落环境中，出现了新旧物种更替现象。这就是群落的动态变化过程。在本章中，我们主要是以群落演替现象为讲解和学习重点，并重点关注人类可以砍伐森林、填湖造地、捕杀动物，也可以封山育林、治理沙漠、管理草原。人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行，我们要尊重群落演替规律，更好地为生态修复作好准备。

●7.1群落演替的概念及类型

群落演替是指同一个地段上，一种生物群落被另一种群落所取代的过程。本节中，我们将会了解到群落演替是一个具有一定方向、一定规律、随时间的变化而变化的有序过程，因此，我们是可以预测群落的演替过程的。生物群落会受到环境的影响，其演替的类型、方向和速度出现差异，并在时间和空间上出现不可逆的变化，同时群落的演替也极大地改变了无机环境，表现出生物与环境之间辩证关系。

●7.2群落演替学说

无论是原生演替还是次生演替，群落总是从低级到髙级、由简单向复杂的方向发展。当群落演替到与环境处于平衡状态时，演替就不再进行，演替所达到的这个最终平衡状态就是顶极群落，此时的生物群落是适合当地环境条件的最为中生的群落类型。演替的顶极学说是由英美学派提出的，在近几十年得到不断的修正、补充和发展。我们在本节中来学习一下群落演替顶极学说，重点掌握单元论和多元论的异同点。

第八章生态系统概论

生态系统是生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。生物圈是地球上最大的生态系统，它是地球上的全部生物及其无机环境的总和。生态系统也是由生物群落及其生存环境共同组成的动态平衡系统，组成生态系统的有机环境和无机环境之间不断进行着物质交换和能量流动，并处于互相作用和互相影响的动态平衡之中，生态系统的动态平衡关系一直都是现代生态学研究的核心问题。本章要求我们掌握生态系统的概念、组成成分、营养结构、生态平衡和反馈调节机制，在学习生态系统的初级生产次级生产和分解过程的基础上，考察生态系统的能量流动和物质循环过程。

●8.1生态系统的概念及其组成

何为生态系统？它具有哪些特征？为什么要从生态系统的角度研究生态学？生态系统的功能类群分为哪几类？各具有什么作用？各包括哪些生物类群？它们是通过怎样 的方式联系成为一个功能整体的。在生态系统中，非生物的物质和能量是生态系统中生物群落的物质和能量的最终来源，生产者、消费者和分解者的划分是依据各自的代谢类型和在生态系统中的功能特征来决定的。对一个生态系统来说，生产者、消费者和无机环境都是必不可少的。

●8.2生态系统的结构特征

生态系统的营养结构是指生态系统的生物成员在能量和营养物质上的依存关系。每个生态系统都有其特殊的、复杂的营养结构关系．能量流动和物质循环必须在营养结构的基础上进行。在本节中，我们主要考察生态系统的营养结构，包括食物链和食物网结构，需要注意的是，食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类，而非取决于生物的数量，从而表明食物网结构越复杂，生态系统越稳定。

●8.3生态系统的能量流动

生态系统的能量流动指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。能量流动贯穿于整个生态系统的生产过程中，能量通过食物链和食物网逐级传递，太阳能是所有生命活动的能量来源．它通过绿色植物的光合作用进入生态系统，然后从绿色植物转移到各种消费者．在流动过程中，应该要符合热力学的两个定律。由此得到生态系统的能量流动特征。在本节中，我们主要来学习生态系统中的初级生产、次级生产和分解过程，由此来分析生态系统中的能量流动特性。同时，我们也要注重分析园林生态系统中能量流动的特点。

●8.4生态系统的物质循环

我们都知道能量和物质是生态系统中紧密结合、不可分割的两部分，二者共同运行，相互配合，维持着生态系统的生长发育和进化演替。物质循环与能量流动不同，能量流动是单向的，必须从外界不断地获得能量；而物质流动是循环式的，各种物质从非生物环境进入生物体后最终又返回到非生物环境而被重新利用。在本节中，我们主要是对水循环、沉积型循环和气体型循环的特征进行比较分析。更为关注的是，在特殊的园林生态系统中的能量流动和物质循环特征以及在园林实践中的应用情况。