實驗生態學

實驗生態學又稱個體生態學，是指以生物個體、種群及其棲息地為研究對象，研究棲息地環境因子對生物的影響及生物對棲息地的適應以及適應的形態、生理及生化機制的一門學科。它是從生理學的角度來研究生態問題。

由於實驗生態學涉及生物個體以及生物種的生存和進化，因此可以定義實驗生態學是研究生物個體發育和系統發育及其與環境相互關係的生態學分支學科。

基本介紹

• 中文名：實驗生態學
• 外文名：experimental ecology
• 又稱：個體生態學
• 意義：實驗生態學是生態學的重要分支
• 研究對象：生物個體、種群及其棲息地
• 優點：條件控制嚴格，結果分析比較可靠

概念

實驗生態學又稱個體生態學，是指在人為控制條件下，研究個別單一或多個環境因素，如溫度、光照，食物營養等對生物的生長、發育和繁殖的影響，從而歸納得出一些基本觀點和理論，來闡明某一種群的基本特性的一門學科。它是近50多年來促進昆蟲生理學或昆蟲毒理學迅速發展的基礎學科之一。

研究內容

實驗生態學的研究內容有：

從自然界中獲取物質和能量構建自身是生物生長發育的必然過程，認識自然界生物可利用物質和能量的狀態、性質、數量、時間和空間的變化，是生態學研究的基礎。這些物質和能量及其對生物的影響就構成了個體生態學的研究內容。近代個體生態學研究是生態學和生理學的交叉研究，側重於研究個體從環境中獲得資源和資源在機體生長和繁殖等方面的分配問題及其進化對策上的選擇問題。

特點

生態學是以自然界作為研究對象，在一定區域內一個物種個體的總和稱為種群。然而對種群的研究首先是從部分個體開始的，研究生物個體和環境因素之間關係的學科稱為個體生態學，即實驗生態學。

在野外條件下。種群動態的數據收集起來十分困難。而且受到各種環境因子的干擾。因此。許多生態學家致力於實驗生態學的研究。實驗生態學研究的過程通常是提出假設：在此基礎上，把易於飼養觀測的動物飼養在穩定可控的條件下，獲得實驗數據；通過所獲實驗數據建立數學模型，對影響生態過程的因素和它們之間的關係進行抽象概括。歸納出一般的原理和規律。

種群生態學中的許多著名的原理和理論，如種群的邏輯斯諦增長模型、種間競爭排斥的高斯假說，都是在實驗種群的數學模型基礎上提出的。然而，必須指出的是，實驗室得出的結論還須在自然條件下加以驗證和修改。在現今的土壤生態系統的研究中，實驗生態學是主要的研究方面之一。其中模擬試驗又已引起國內外研究者的廣泛注意，是一種普遍採取的手段。

與其他學科的關係

生態學分支學科按研究方法分類，包括實驗生態學、野外生態學和理論生態學。實驗生態學的優點是條件控制嚴格，對結果的分析比較可靠，重複性強，是分析因果關係的一種有效的補充手段；缺點是實驗條件往往與野外自然狀態下的條件有區別。野外生態學的優點是可直接觀察，可獲得自然狀態下的資料；缺點是不易重複。理論生態學的優點是高度抽象，可研究真實情況下不能解決的問題；缺點是與客觀實際距離甚遠，若套用不當，易產生錯誤。

研究與運用

①為揭示纖毛蟲對弧菌種群增長的影響，利用實驗生態學方法對弧菌在海水養殖水體中兩種常見的纖毛蟲原生動物，扇形游仆蟲和海洋尾絲蟲，攝食脅迫下的種群增長過程進行了探討。數據分析顯示，弧菌的種群密度在纖毛蟲的指數增長期高於對照組，但在纖毛蟲種群生長平衡期則顯著低於對照組（P<0.05），在纖毛蟲種群生長衰退期則呈回升的趨勢。結果同時還表明，海洋纖毛蟲的攝食脅迫對弧菌的繁殖具有明顯的激活效應，但對其種群生長起著顯著的抑制作用。此外，這個項目也進一步證實了食菌性纖毛蟲對改良水質和維持一個健康的養殖環境所具有的積極作用。

②對采自青島近岸海域的馬糞海膽從其對各種餌料的選擇和攝食吸收、溫度與自身濕重對其攝食率的影響以及攝食活動特徵等方面進行實驗生態學研究。結果表明，馬糞海膽在多種海藻並存的情況下，對海帶及裙帶菜等褐藻具明顯的選擇性，對石花菜及孔石蓴等藻類的喜好性較差，但在食物匱乏條件下，馬糞海膽的食譜則變得相當廣泛。馬糞海膽對裙帶菜及海帶的攝食率均明顯高於孔石蓴，但其對孔石蓴的餌料吸收率則高于海帶及裙帶菜。馬糞海膽的攝食受溫度條件及自身濕重的影響，溫度偏離適宜範圍對攝食有抑制作用，日攝食率與濕重呈顯著的指數下降關係，攝食率與濕重、溫度因子可建立具較高可靠性的指數回歸模型。馬糞海膽對食物的口面吸附與對其攝食密切相關，其攝食活動與濕重呈顯著的指數下降關係，而與排便活動呈顯著的正相關，隨濕重增加排便活動雖呈下降趨勢，但未達顯著水平。自然光照條件下馬糞海膽的夜間攝食強度通常高於日間，但在全遮蓋的無光照條件下這種晝夜攝食差異則變得不顯著;對攝食活動的連續觀測表明馬糞海膽的攝食活動受光強變化的影響，其攝食活動的高峰出現於光強減弱的早間及傍晚，而日間的強光照環境會抑制其攝食活動.