生態(tài)學(xué)十大定律

“生態(tài)學(xué)”（?kologie）一詞是1865年由勒特（Reiter)合并兩個(gè)希臘詞logos (意即：研究)和oikos (意即：房屋、住所)構(gòu)成，1866年德國(guó)動(dòng)物學(xué)家海克爾(Ernst Heinrich Haeckel)初次把生態(tài)學(xué)定義為“研究動(dòng)物與其有機(jī)及無(wú)機(jī)環(huán)境之間相互關(guān)系的科學(xué)”，特別是動(dòng)物與其他生物之間的有益和有害關(guān)系。從此，揭開(kāi)了生態(tài)學(xué)發(fā)展的序幕。在1935年英國(guó)的Tansley提出了生態(tài)系統(tǒng)的概念之后，美國(guó)的年輕學(xué)者Lindeman在對(duì)Mondota湖生態(tài)系統(tǒng)詳細(xì)考察之后提出了生態(tài)金字塔能量轉(zhuǎn)換的“十分之一定律”。由此，生態(tài)學(xué)成為一門(mén)有自己的研究對(duì)象、任務(wù)和方法的比較完整和獨(dú)立的學(xué)科。

生態(tài)學(xué)已經(jīng)創(chuàng)立了自己獨(dú)立研究的理論主體，即從生物個(gè)體與環(huán)境直接影響的小環(huán)境到生態(tài)系統(tǒng)不同層級(jí)的有機(jī)體與環(huán)境關(guān)系的理論。它們的研究方法經(jīng)過(guò)描述——實(shí)驗(yàn)——物質(zhì)定量三個(gè)過(guò)程。系統(tǒng)論、控制論、信息論的概念和方法的引入，促進(jìn)了生態(tài)學(xué)理論的發(fā)展，60年代形成了系統(tǒng)生態(tài)學(xué)而成為系統(tǒng)生物學(xué)的第一個(gè)分支學(xué)科。如今，由于與人類生存與發(fā)展的緊密相關(guān)而產(chǎn)生了多個(gè)生態(tài)學(xué)的研究熱點(diǎn)，如生物多樣性的研究、全球氣候變化的研究、受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建研究、可持續(xù)發(fā)展研究等。

其后，有些博物學(xué)家認(rèn)為生態(tài)學(xué)與普通博物學(xué)不同，具有定量的和動(dòng)態(tài)的特點(diǎn)，他們把生態(tài)學(xué)視為博物學(xué)的理論科學(xué)；持生理學(xué)觀點(diǎn)的生態(tài)學(xué)家認(rèn)為生態(tài)學(xué)是普通生理學(xué)的分支，它與一般器官系統(tǒng)生理學(xué)不同，側(cè)重在整體水平上探討生命過(guò)程與環(huán)境條件的關(guān)系；從事植物群落和動(dòng)物行為工作的學(xué)者分別把生態(tài)學(xué)理解為生物群落的科學(xué)和環(huán)境條件影響下的動(dòng)物行為科學(xué)；側(cè)重進(jìn)化觀點(diǎn)的學(xué)者則把生態(tài)學(xué)解釋為研究環(huán)境與生物進(jìn)化關(guān)系的科學(xué)。

后來(lái)，在生態(tài)學(xué)定義中又增加了生態(tài)系統(tǒng)的觀點(diǎn)，把生物與環(huán)境的關(guān)系歸納為物質(zhì)流動(dòng)及能量交換；20世紀(jì)70年代以來(lái)則進(jìn)一步概括為物質(zhì)流、能量流及信息流!

今天帶大家了解一下生態(tài)學(xué)的十大定律。

1利比希的“最小因子定律”

中心內(nèi)容：植物的生長(zhǎng)取決于那些處于最小量狀態(tài)的營(yíng)養(yǎng)成分。

簡(jiǎn)介：利比希德國(guó)有機(jī)化學(xué)家1840年提出，是研究各種營(yíng)養(yǎng)因子對(duì)植物生長(zhǎng)影響的先驅(qū)者。他認(rèn)識(shí)到營(yíng)養(yǎng)因子對(duì)植物生長(zhǎng)的限制作用，認(rèn)為，作物的增產(chǎn)與否是與作物從土壤中所能獲得的礦物營(yíng)養(yǎng)多少成正相關(guān)的。每種植物都需要一定種類和一定數(shù)量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如果環(huán)境中缺乏任何一種，植物的生長(zhǎng)就會(huì)受到限制甚至死亡，如果這種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)處于最少量狀況，植物的生長(zhǎng)就最少。

1）當(dāng)限制因子增加時(shí)，開(kāi)始增產(chǎn)效果很大，繼續(xù)下去則效果漸減。

2）如果土壤中的氮支持其最高產(chǎn)量的80%，磷支持90%，最后實(shí)際產(chǎn)量是72%，而非80%。

3）該定律只有在嚴(yán)格控穩(wěn)定狀態(tài)下，即在物質(zhì)和能量的輸入和輸出處于平衡狀態(tài)時(shí)，才能應(yīng)用。

4）應(yīng)用該法則時(shí)，必須要考慮各種因子之間的關(guān)系。如果有一種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的數(shù)量很多或容易吸收，他就會(huì)影響到數(shù)量短缺的那種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用率。

5）生物也可利用生物代替元素，如果兩種元素是近親，常常可以由一種元素取代另一種元素來(lái)實(shí)現(xiàn)功能。

2布萊克曼的“限制因子定律”

中心內(nèi)容：當(dāng)一個(gè)過(guò)程的速率被若干個(gè)不同的獨(dú)立因子所影響時(shí)，這個(gè)過(guò)程的具體速率受其最低量的因子所限制，最低量的因子稱為限制因子。

簡(jiǎn)介：布萊克曼英國(guó)生態(tài)學(xué)家1905年提出，研究環(huán)境因子對(duì)光合作用影響時(shí)提出。對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、溫度、光等生態(tài)因子適用。

通常可將其歸納為3個(gè)主要點(diǎn)：生態(tài)因子處于最低狀態(tài)時(shí)，生理現(xiàn)象全部停止；在最適狀態(tài)下，顯示了生理現(xiàn)象的最大觀測(cè)值；最大狀態(tài)之上時(shí)，生理現(xiàn)象又停止。

Blackman還闡明，進(jìn)行光合作用的葉綠體受5個(gè)因子的控制：水、二氧化碳、輻射能強(qiáng)度、葉綠素的含量及葉綠體的溫度。當(dāng)一個(gè)過(guò)程的進(jìn)行收到許多獨(dú)立因素支配時(shí)，其光合作用進(jìn)行的速度將受最低量的因素的限制。人們把這一結(jié)論看作對(duì)最小因子定律的擴(kuò)展。

3、謝爾福德的“耐受性定律”

中心內(nèi)容：任何一個(gè)生態(tài)因子在數(shù)量上或質(zhì)量上不足或過(guò)多，即當(dāng)其接近或達(dá)到某種生物的耐受限度時(shí)，這種生物就會(huì)衰退或不在生存。

簡(jiǎn)介：謝爾福德美國(guó)生態(tài)學(xué)家1913年提出。是前面兩大定律的發(fā)展：①它不只考慮了因子量的過(guò)少，而且也考慮了因子量的過(guò)多；②它不僅估計(jì)了環(huán)境因子量的變化方面、并且也估計(jì)了生物本身的耐受性問(wèn)題，即生物的耐受性隨著種間不同，同種不同個(gè)體之間以及同一個(gè)體在不同的年齡和發(fā)育時(shí)期等表現(xiàn)出差異；③該定律可以允許生態(tài)因子之間的相互作用，每種生物對(duì)每個(gè)生態(tài)因子才有一定的耐受性范圍，這個(gè)范圍稱為生態(tài)幅。生態(tài)幅廣的生物稱為廣生性生物，反之就是狹生性生物。

4、霍普金斯的生物氣候定律

中心內(nèi)容：在其他因素相同的條件下，在北美溫帶內(nèi)每向北移動(dòng)緯度1度，向東移動(dòng)經(jīng)度5度，或上升海拔400英尺，植物的開(kāi)花、結(jié)實(shí)、昆蟲(chóng)的活動(dòng)等物候日期在春季要延后4天，在秋季則相反，提前4天。

簡(jiǎn)介：該模式較粗糙，很難適用于個(gè)別植物種和其它地區(qū)。

5、貝格曼規(guī)律

中心內(nèi)容：內(nèi)溫動(dòng)物在寒冷的氣候條件下，體型趨向于大，在溫暖的氣候條件下，體型趨向于小。

簡(jiǎn)介：此規(guī)律的基礎(chǔ)為德國(guó)學(xué)者魯勃納爾所發(fā)現(xiàn)的“體表面積定律”。即有機(jī)體的散熱與面積有關(guān)，而產(chǎn)熱又與體積（體重）相關(guān)。也就說(shuō)個(gè)體大的動(dòng)物在低溫條件下對(duì)于維持恒溫是有利的。

6、阿倫規(guī)律

中心內(nèi)容：內(nèi)溫動(dòng)物身體的突出部分在氣候寒冷地區(qū)有變短的趨向，而在氣候溫暖地區(qū)有變長(zhǎng)的趨向。

簡(jiǎn)介：在寒冷地區(qū)動(dòng)物身體的突出部分變短有利于減少散熱。

7、喬丹定律

中心內(nèi)容：棲息于冷水水域中的魚(yú)類，比棲息于溫暖水域中的同一種魚(yú)的脊椎骨數(shù)目多。

簡(jiǎn)介：很多生物適合這一規(guī)律，無(wú)明顯的適應(yīng)意義。但有個(gè)別例外。如鱈魚(yú)。適用魚(yú)類可解釋如下：低溫使魚(yú)類的生長(zhǎng)和發(fā)育速度變慢，因而延長(zhǎng)了其性成熟的時(shí)間，從而產(chǎn)生更大的個(gè)體，其脊椎骨的數(shù)目也增多。

8、阿朔夫規(guī)律

中心內(nèi)容：對(duì)于夜出性動(dòng)物而言，恒黑使其似晝夜周期縮短，而恒光則使其晝夜周期延長(zhǎng)，并且光照強(qiáng)度的增強(qiáng)，其似晝夜周期的延長(zhǎng)就更明顯。相反，對(duì)晝出性動(dòng)物來(lái)說(shuō)，恒黑使其似晝夜周期延長(zhǎng)，面恒光則使之縮短，并且隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)，其周期就縮短得更顯著。

簡(jiǎn)介：生物體的似晝夜節(jié)律是指生物體內(nèi)自運(yùn)的接近于24小時(shí)的周期性節(jié)律。是生物鐘決定動(dòng)物的生理和行為變化的節(jié)律，而外部因素只是在調(diào)整內(nèi)部生物鐘時(shí)起定時(shí)因素的作用。自運(yùn)節(jié)律不有受外界條件影響，不能保證準(zhǔn)確無(wú)誤的24小時(shí)。

9、葛洛格爾規(guī)律

中心內(nèi)容：一般來(lái)說(shuō)，在干燥而寒冷的地區(qū)，動(dòng)物的體色較淡，而在潮濕而溫暖的地區(qū)，其體色較深。

簡(jiǎn)介：溫?zé)岬貐^(qū)動(dòng)物毛色深可能與色素產(chǎn)生和酶活動(dòng)有關(guān)。

10、阿利氏規(guī)律

中心內(nèi)容：動(dòng)物有一個(gè)最適宜的種群密度，種群過(guò)密或過(guò)疏都可能對(duì)自身產(chǎn)生不利影響。

簡(jiǎn)介：在某些種群增長(zhǎng)中，種群小時(shí)存活率高，另一些種群中在種群中等大小時(shí)最有利。