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生態學

(生物、生命系統與環境科學)

編輯 鎖定
生態學(Ecology),是德國生物學家恩斯特·海克爾於1866年定義的一個概念:生態學是研究有機體與其周圍環境(包括非生物環境生物環境)相互關係的科學。已經發展為“研究生物與其環境之間的相互關係的科學”。有自己的研究對象、任務和方法的比較完整和獨立的學科。它們的研究方法經過描述——實驗——物質定量三個過程。系統論、控制論、信息論的概念和方法的引入,促進了生態學理論的發展。
中文名
生態學
外文名
Ecology
創始人
恩斯特·海克爾
研    究
研究生物體與其周圍環境
概念和方法
系統論控制論信息論
作    用
促進了生態學理論的發展
學科代碼
18044 [8-9] 
定義時間
1866年

生態學淵源

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生態環境 生態環境
“生態學”(Ökologie)一詞是1865年由勒特(Reiter)合併兩個希臘詞logos (意即:研究)和oikos (意即:房屋、住所)構成,1866年德國動物學家海克爾(Ernst Heinrich Haeckel)初次把生態學定義為“研究動物與其有機及無機環境之間相互關係的科學”,特別是動物與其他生物之間的有益和有害關係。從此,揭開了生態學發展的序幕。在1935年英國的Tansley提出了生態系統的概念之後,美國的年輕學者Lindeman在對Mondota湖生態系統詳細考察之後提出了生態金字塔能量轉換的“十分之一定律”。由此,生態學成為一門有自己的研究對象、任務和方法的比較完整和獨立的學科。
生態學已經創立了自己獨立研究的理論主體,即從生物個體與環境直接影響的小環境到生態系統不同層級的有機體與環境關係的理論。它們的研究方法經過描述——實驗——物質定量三個過程。系統論控制論信息論的概念和方法的引入,促進了生態學理論的發展,60年代形成了系統生態學而成為系統生物學的第一個分支學科。如今,由於與人類生存與發展的緊密相關而產生了多個生態學的研究熱點,如生物多樣性的研究、全球氣候變化的研究、受損生態系統的恢復與重建研究、可持續發展研究等。
其後,有些博物學家認為生態學與普通博物學不同,具有定量的和動態的特點,他們把生態學視為博物學的理論科學;持生理學觀點的生態學家認為生態學是普通生理學的分支,它與一般器官系統生理學不同,側重在整體水平上探討生命過程與環境條件的關係;從事植物羣落和動物行為工作的學者分別把生態學理解為生物羣落的科學和環境條件影響下的動物行為科學;側重進化觀點的學者則把生態學解釋為研究環境與生物進化關係的科學。
後來,在生態學定義中又增加了生態系統的觀點,把生物與環境的關係歸納為物質流動及能量交換;20世紀70年代以來則進一步概括為物質流、能量流及信息流! [1] 

生態學基本概念

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生態學(Ecology),是研究有機體與環境之間相互關係及其作用機理的科學。
生物的生存、活動、繁殖需要一定的空間、物質與能量。生物在長期進化過程中,逐漸形成對周圍環境某些物理條件和化學成分,如空氣、光照、水分、熱量和無機鹽類等的特殊需要。各種生物所需要的物質、能量以及它們所適應的理化條件是不同的,這種特性稱為物種的生態特性。
應當指出,由於人口的快速增長和人類活動干擾對環境與資源造成的極大壓力,人類迫切需要掌握生態學理論來調整人與自然、資源以及環境的關係,協調社會經濟發展和生態環境的關係,促進可持續發展
生態學 生態學
任何生物的生存都不是孤立的:同種個體之間有互助有競爭;植物、動物、微生物之間也存在複雜的相生相剋關係。人類為滿足自身的需要,不斷改造環境,環境反過來又影響人類。
隨着人類活動範圍的擴大與多樣化,人類與環境的關係問題越來越突出。因此近代生態學研究的範圍,除生物個體、種羣和生物羣落外,已擴大到包括人類社會在內的多種類型生態系統的複合系統。人類面臨的人口、資源、環境等幾大問題都是生態學的研究內容。
表1 關於生態學的代表性定義 [2] 
Table 1 Representative definitions of ecology
生態學的定義(英文)Definition of ecology (in English)
譯文In Chinese
文獻References
By ecology we mean the whole science of the relations of the organism to its surrounding outside world, which we may consider in a broader sense to mean all ‘conditions of existence’. These are partly of an organic nature and partly of an inorganic nature.
生態學指有機體與外部世界的環境之間相互關係的所有科學,這在廣義上指生存條件,一部分是有機性質的,另一部分是無機性質的
Haeckel 1866
The ecology of the organisms, the science of the whole relations of organisms to their surrounding world, towards the organic and inorganic conditions of existence; the so-called ‘economy of nature’, the interrelations of all organisms which live in one and the same place, their adaptations to their environment, their transformation through the struggle for existence
有機體的生態學,即有機體與其周邊世界的所有關係的科學,包括有機和無機的生存條件;所謂 ‘自然的經濟學’,即生活在一個同樣地方的所有有機體的相互關係,它們對環境的適應性,以及通過生存鬥爭的變化
Haeckel 1868
By ecology, we mean the science of the economy, of the household of animal organisms. This has to study the entirety of relations of the animal both to its inorganic and its organic environment, in particular the benign and hostile relations with those plants and animals with which it comes directly into contact; or, to be concise, all those intricate interrelations which Darwin calls the struggle for existence
生態學指研究動物居住環境經濟學的科學。這不得不研究動物與無機和有機環境之間的所有關係,特別是與與之直接接觸的那些動植物之間的有益和有害的關係;或者,簡單地説,所有那些達爾文稱之為生存鬥爭的?相互關係
Haeckel 1870
the scientific natural history concerned with the sociology and economics of animals
與動物的社會學和經濟學有關的科學自然歷史
Elton 1927
the science of all the relations of all organisms to all their environments
所有生物與它們的所有環境所發生的所有關係的科學
Taylor 1936



the science of the inter-relation between living organisms and their environments, including both the physical and biotic environments, and emphasizing interspecies as well as intraspecies relations
生物與環境之間相互作用的科學,包括物理和生物環境,強調種間和種內關係
Allee et al. 1949
In its broadest sense, the science of ecology can be defined as the study of the relations between plants and animals and their environment; it will then include most of biology, biochemistry and biophysics. In its narrower sense, ecology is taken to refer to the study of plant and animal communities
廣義地説,生態學可定義為研究植物和動物之間及其與環境之間的相互關係,它將包括生物學、生物化學和生物物理學的大部分內容,狹義地説,生態學指關於植物和動物羣落的研究
Clarke 1954
the science which investigates organisms in relation to their environment: a philosophy in which the world of life is interpreted in terms of natural processes
研究生物與其環境相互關係的科學,一種生物界用自然過程來詮釋的思想體系
Woodburry 1954
a science which concerns itself with the inter-relationships of living organisms, plants and animals, and their environment
與生物體(植物和動物)及其環境內在關係相關的科學
Macfadyen 1957
the scientific study of the distribution and abundance of organisms
研究生物分佈和豐度的科學
Andrewartha 1961
the study of animals and plants in relation to each other and to their environment
研究動物和植物之間及其與環境之間關係的科學
Kendeigh 1961, 1974
the study of interactions of form, functions and factors.’
研究類型、功能和因子相互作用的科學
Misra 1967
the study of the way in which individual organisms, populations of some species and communities of populations respond to these changes
研究個體、一些物種的種羣和種羣形成的羣落對其變化響應方式的科學
Lewis and Taylor 1967
the study of environmental interactions which control the welfare of living things, regulating their distribution, abundance, production and evolution
研究控制生物的福利、調控其分佈、丰度、生產及進化的環境相互作用的科學
Petrides 1968
Margalef defined ecology as the biology of ecosystems
Margalef將生態學定義為生態系統的生物學
Margalef 1968
the study of the structure and function of ecosystems or broadly of nature
研究生態系統(或廣義的自然)的結構或功能的科學的科學
Odum 1971
the study of ecosystems, or the totality of the reciprocal interactions between living organisms and their physical surroundings
研究生態系統、生物與其物理環境之間所有相互作用的科學
Clark 1973
the study of relations between organisms and the totality of the biological and physical factors affecting them or influenced by them
研究生物與其影響和被影響的所有生物環境、物理環境相互關係的科學
Pinaka 1974a
the scientific study of the relationships of living organisms with each other and with their environments
研究生物之間及與環境之間相互關係的科學
Southwick 1976
a multidisciplinary science which deals with the organisms and its place to live and which focuses on the ecosystem
關於生物和生境的多學科的科學,聚焦生態系統
Smith 1977
the scientific study of the interactions that determine the distribution and abundance of organisms
研究決定生物分佈和豐度的相互作用的科學
Krebs 1978
The scientific study of the processes influencing the distribution and abundance of organisms, the interactions among organisms, and the interaction between organisms and the transformation and flux of energy and matter
研究影響生物分佈和豐度的過程、生物之間的相互作用、以及生物與能量和物質轉換和流動之間相互作用的科學
Likens 1992

生態學發展分期

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生態學生態學

生態學的發展大致可分為萌芽期、形成期和發展期三個階段。

生態學萌芽期

生態環境 生態環境
古人在長期的農牧漁獵生產中積累了樸素的生態學知識,諸如作物生長與季節氣候及土壤水分的關係、常見動物的物候習性等。如公元前4世紀希臘學者亞里士多德曾粗略描述動物的不同類型的棲居地,還按動物活動的環境類型將其分為陸棲和水棲兩類,按其食性分為肉食、草食、雜食和特殊食性等類。
亞里士多德的學生、公元前三世紀的雅典學派首領賽奧夫拉斯圖斯在其植物地理學著作中已提出類似今日植物羣落的概念。公元前後出現的介紹農牧漁獵知識的專著,如古羅馬公元1世紀老普林尼的《博物志》、6世紀中國農學家賈思勰的《齊民要術》等均記述了素樸的生態學觀點。

生態學形成期

大約從15世紀到20世紀40年代。
生態學 生態學
15世紀以後,許多科學家通過科學考察積累了不少宏觀生態學資料。18世紀初葉,現代生態學的輪廓開始出現。如雷奧米爾的6卷昆蟲學著作中就有許多昆蟲生態學方面的記述。瑞典博物學家林奈首先把物候學、生態學和地理學觀點結合起來,綜合描述外界環境條件對動物和植物的影響。法國博物學家布豐強調生物變異基於環境的影響。德國植物地理學家洪堡創造性地結合氣候與地理因子的影響來描述物種的分佈規律。
19世紀,生態學進一步發展。這一方面是由於農牧業的發展促使人們開展了環境因子對作物和家畜生理影響的實驗研究。例如,在這一時期中確定了五攝氏度為一般植物的發育起點温度,繪製了動物的温度發育曲線,提出了用光照時間與平均温度的乘積作為比較光化作用的“光時度”指標以及植物營養的最低量律和光譜結構對於動植物發育的效應等。
另一方面,馬爾薩斯於1798年發表的《人口論》一書造成了廣泛的影響。費爾許爾斯特1833年以其著名的邏輯斯諦曲線描述人口增長速度與人口密度的關係,把數學分析方法引入生態學。19世紀後期開展的對植物羣落的定量描述也已經以統計學原理為基礎。1851年達爾文在《物種起源》一書中提出自然選擇學説,強調生物進化是生物與環境交互作用的產物,引起了人們對生物與環境的相互關係的重視,更促進了生態學的發展。
19世紀中葉到20世紀初葉,人類所關心的農業、漁獵和直接與人類健康有關的環境衞生等問題,推動了農業生態學、野生動物種羣生態學和媒介昆蟲傳病行為的研究。由於當時組織的遠洋考察中都重視了對生物資源的調查,從而也豐富了水生生物學和水域生態學的內容。
到20世紀30年代,已有不少生態學著作和教科書闡述了一些生態學的基本概念和論點,如食物鏈生態位生物量生態系統等。至此,生態學已基本成為具有特定研究對象、研究方法和理論體系的獨立學科。

生態學發展期

20世紀50年代以來,生態學吸收了數學、物理、化學工程技術科學的研究成果,向精確定量方向前進並形成了自己的理論體系:
數理化方法、精密靈敏的儀器和電子計算機的應用,使生態學工作者有可能更廣泛、深入地探索生物與環境之間相互作用的物質基礎,對複雜的生態現象進行定量分析;整體概念的發展,產生出系統生態學等若干新分支,初步建立了生態學理論體系。
由於世界上的生態系統大都受人類活動的影響,社會經濟生產系統與生態系統相互交織,實際形成了龐大的複合系統。隨着社會經濟和現代工業化的高速度發展,自然資源、人口、糧食和環境等一系列影響社會生產和生活的問題日益突出。
為了尋找解決這些問題的科學依據和有效措施,國際生物科學聯合會(IUBS)制定了“國際生物計劃”(IBP),對陸地和水域生物羣系進行生態學研究。1972年聯合國教科文組織等繼IBP之後,設立了人與生物圈(MAB)國際組織,制定“人與生物圈”規劃,組織各參加國開展森林、草原。海洋、湖泊等生態系統與人類活動關係以及農業、城市、污染等有關的科學研究。許多國家都設立了生態學和環境科學的研究機構。
發展趨勢和許多自然科學一樣,生態學的發展趨勢是:由定性研究趨向定量研究,由靜態描述趨向動態分析;逐漸向多層次的綜合研究發展;與其他某些學科的交叉研究日益顯著。
由人類活動對環境的影響來看,生態學是自然科學與社會科學的交匯點;在方法學方面,研究環境因素的作用機制離不開生理學方法,離不開物理學和化學技術,而且羣體調查和系統分析更離不開數學的方法和技術;在理論方面,生態系統的代謝和自穩態等概念基本是引自生理學,而由物質流、能量流和信息流的角度來研究生物與環境的相互作用則可説是由物理學、化學、生理學、生態學和社會經濟學等共同發展出的研究體系。

生態學基本內容與分類

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按所研究的生物類別分
生物系統的結構層次分
生物棲居的環境類別分
陸地生態學水域生態學;前者又可分為森林生態學、草原生態學、荒漠生態學土壤生態學等,後者可分為海洋生態學、湖沼生態學、流域生態學等;還有更細的劃分,如:植物根際生態學、腸道生態學等。
生態學與非生命科學相結合的,有數學生態學化學生態學物理生態學、地理生態學、經濟生態學、生態經濟學森林生態會計等;與生命科學其他分支相結合的有生理生態學行為生態學遺傳生態學進化生態學分子生態學古生態學等。
應用性分支學科有:農業生態學醫學生態學、工業資源生態學、環境保護生態學、環境生態學生態保育、生態信息學、城市生態學生態系統服務景觀生態學等。
表2生態學的分類 [2] 
Table 2 Classification of ecology
生態學名稱
Name of Ecology
外文生態專著舉例
Examples of ecology books in foreign language
中文生態專著舉例Examples of ecology books in Chinese
1. 生命層次


分子生態學Molecular ecology
Freeland 2005
祖元剛等1999
種羣生態學Population ecology
Begon et al. 1996
徐汝梅1987(注:昆蟲種羣生態學)
空間生態學Spatial ecology
Tilman & Kareiva 1997
集合種羣生態學Metapopulation ecology
Hanski 1999
羣落生態學Community ecology
Diamond & Case 1986
趙志模和郭依泉 1990
植被生態學Vegetation ecology
van der Maarel 2009
姜恕和陳昌篤1994
系統生態學System ecology
Odum 1983
蔡曉明2000
流域生態學Watershed ecology
Naiman 1992
景觀生態學Landscape ecology
Forman & Godron 1986
傅伯傑2011
全球生態學Global ecology
Rambler et al. 1989
方精雲2000
2. 學科交叉


生理生態學Physiological ecology
Townsend & Calow 1981
蔣高明 2004(注:植物生理生態學)
營養生態學Nutritional ecology
Slansky & Rodriguez 1987
營養(級)生態學Trophic ecology
Mbabazi 2011
代謝生態學Metabolic Ecology
Sibly et al. 2012
生物物理生態學Biophysical Ecology
Gates 1980
化學生態學Chemical ecology
Sondheimer & Simeone 1970
閻鳳鳴 2003
進化生態學Evolutional ecology
Pianka 1978
王崇雲2008
地理生態學Geographical ecology
MacArthur 1972
地生態學Geoecology
Huggett 1995
古生態學Paleoecology
Dodd & Stanton 1981
楊式溥1993
第四紀生態學Quaternary ecology
Delcourt & Delcourt 1991
劉鴻雁 2002
環境生態學Environmental Ecology
Freedman 1989
金崗等1992
污染生態學Pollution ecology
Hart & Fuller 1974
王煥校1990
水文生態學Hydro-ecology
Wood et al. 2007
歷史生態學Historical ecology
Crumley 1994
穩定同位素生態學Stable isotope ecology
Fry 2006
易現峯2007
理論生態學Theoretical ecology
May 1976
張大勇2000.
數學生態學Mathematical ecology
Pielou 1977
陳蘭蓀1988
數字生態學Numerical ecology
Legendre & Legendre 1998
數量生態學Quantitative ecology
Poole 1974
張金屯2004
統計生態學Statistical ecology
Young & Young 1998
實驗生態學Experimental ecology
Resetarits & Bernardo 2001
3. 生物類別


植物生態學Plant ecology
Warming 1895
張玉庭和董爽秋1930
作物生態學Crop ecology
Loomis & Connor 1992
韓湘玲1991
動物生態學Animal ecology
Elton 1927
費鴻年1937
昆蟲生態學 Insect ecology
Speight et al. 1999
鄒鍾琳1980
鳥類生態學Avain (bird) ecology
Perrins & Birkhead 1983
高瑋1993
魚類生態學Fish ecology
Wootton 1992
漁業生態學Fisheries ecology
Pitcher & Hart 1982
陳大剛1991(注:黃渤海漁業生態學)
野生生物(動物)生態學Wildlife ecology
Moen 1973
陳化鵬和高中信 1992
雜草生態學Weed ecology
Radosevich & Holt 1984
寄生蟲生態學Parasite ecology
Huffman & Chapman 2009
微生物生態學Microbial ecology
Alexander 1971
夏淑芬和張甲耀. 1988
疾病生態學Disease ecology
Learmonth 1988
4. 生境類型


森林生態學Forest ecology
Spurr & Barnes 1973
張明如2006
草地生態學Grassland ecology
Spedding 1971
周壽榮. 1996
海洋生態學Marine ecology
Levinton 1982
李冠國和範振剛. 2011.
河口生態學Estuarine ecology
Day et al. 1989
陸健健2003
潮間帶生態學Intertidal ecology
Raffaelli & Hawkins 1996
海岸生態學Coastal ecology
Barbour et al. 1974
淡水生態學Freshwater ecology
Macan 1974
何志輝2000
湖泊生態學 Lake ecology
Scheffer 2004
河流生態學River ecology
Whitton 1975
溪流生態學Stream ecology
Allan 1995
濕地生態學Wetland ecology
Keddy 2010
陸健健等2006
水庫生態學Reservior ecology
Tundisi & Straškraba 1999
韓博平等2006
城市生態學Urban ecology
Bornkamm et al. 1982
於志熙 1992
道路生態學Road ecology
Forman 2003
廊道生態學Corridor ecology
Hilty et al. 2006
土壤生態學Soil ecology
Killham 1994
曹志平2007
5. 動植物行為與功能


行為生態學Behavioral ecology
Krebs & Davies 1997
尚玉昌1998
擴散生態學Dispersal ecology
Bullock et al. 2002
繁殖生態學Reproductive ecology
Bawa et al. 1990
張大勇2004
攝食生態學Feeding Ecology
Gerking 1994
認知生態學Cognitive Ecology
Friedman & Carterette 1996
功能生態學Functional ecology
Packham et al. 1992
6. 環境擾動與脅迫


擾動生態學Disturbance ecology
Johnson & Miyanishi 2007
火生態學Fire ecology
Wright & Bailey 1982
脅迫生態學Stress ecology
Steinberg 2011
7. 產業與應用


工業生態學Industrial ecology
Graedel & Allenby 2002
鄧南聖和吳峯2002
農業生態學Agricultural ecology
Azzi 1956
曹志強和邵生恩 1996
資源生態學Resource ecology
Prins & van Langevelde 2008
恢復生態學Restoration ecology
Jordan III et al. 1990
趙曉英和陳懷順 2001
應用生態學Applying (or Applied) ecology
Beeby 1993
何方2003
8. 組合或疊加


傳粉與花的生態學Pollination and floral Ecology
Willmer 2011
陸地植物生態學Terrestrial plant ecology
Barbour et al. 1989 or 1999
理論系統生態學Theoretical ecosystem ecology
Ågren & Bosatta 1998
微生物分子生態學Molecular microbial ecology
Osborn & Smith 2005
張素琴2005
鳥類遷移生態學The migration ecology of birds
Newton 2008
應用數學生態學Applied mathematical ecology
Levin et al. 1989
應用野外生態學Practical field ecology
McLean & Ivimey Cook 1946
數量植物生態學Quantitative Plant Ecology
Greig-Smith 1957
10. 人文社會與人體健康


深生態學Deep Ecology
Devall & Sessions 1985
雷毅2001
人類生態學Human ecology
Hawley 1950
陳敏豪1988
社會生態學Social ecology
Alihan 1964
丁鴻富1987
人口生態學Population ecology
Davis 1971
潘紀一1988
政治生態學Political ecology
Cockburn & Ridgeway 1979
劉京希2007
組織生態學Organizational ecology
Hannan & Freeman 1989
劉樺2008
文化生態學Cultural ecology
Netting 1986
鄧先瑞和鄒尚輝. 2005
嵌套生態學Nested ecology
Wimberley 2009
道教生態學Toaism ecology

樂愛國2005
語言生態學Linguistic ecology
Mühlhäusler 1996
健康生態學Health ecology
Hunarī et al. 1999
藥物生態學Pharma-ecology
Jjemba 2008.

生態學分支繁多

編輯
為何出現如此繁多的生態學也不是一件特別容易回答的問題。從根本上來看,生態(包括生物類羣、生境類型、生存環境、生命過程、生命演化等)的複雜性可能主導性地決定了生態學科的多樣性 [2] 
1)生態學要面對一個龐大而變化多樣的生物類羣:地球上現存的生物物種超過170萬,小的種類的個體不足1微米,大的可達150多米(植物)或190噸(動物),種類極為紛繁,且跨越巨大的生命(體積)尺度;
2)生態學要涉及一系列空間跨度極為巨大的生態系統:小可到一個燒杯大可到整個生物圈
3)生態學要涉及一系列事件跨度極為巨大的生態過程:短可僅為數分鐘,長可涉及數十億年的生物演化;
4)生態學要面對的生物的生存條件跨越巨大的氣候梯度:從寒冷的極地冰川,到炎熱的熱帶區域,年平均降雨量從0.5 mm(南美洲智利共和國最北端的阿里卡)到超過12000 mm(印度的乞拉朋奇),等等。
5)生態學要面對的生物生存的垂直梯度從海拔-416 m的地表(死海)到海拔超過8000 m的高山(珠穆朗瑪峯),從水陸交接的海岸帶到超過11000 m的深海(馬裏亞納海溝),跨越巨大的物理化學等環境梯度
6)生態學要涉及各種各樣地貌特徵完全不同的生境,如湖泊河流水庫濕地森林草地農田海洋等等,以及這些生境之間異常複雜的交融與相互作用,等等。
簡言之,可能沒有哪一類學科像生態學這樣,試圖在相當精細的程度上,面對如此繁多的研究對象和生境類型,跨越如此寬廣的時空尺度,包含如此之大的氣候與環境梯度以及如此之多樣的地貌類型。生態學的多樣性從本質上來看正是其所關注對象(物種羣落生態系統格局過程等)多樣性的一種映射。

生態學一般規律

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生態學 [3]  的一般規律大致可從種羣、羣落、生態系統和人與環境的關係四個方面説明。
在環境無明顯變化的條件下,種羣數量有保持穩定的趨勢。一個種羣所棲環境的空間和資源是有限的,只能承載一定數量的生物,承載量接近飽和時,如果種羣數量(密度)再增加,增長率則會下降乃至出現負值,使種羣數量減少;而當種羣數量(密度)減少到一定限度時,增長率會再度上升,最終使種羣數量達到該環境允許的穩定水平。對種羣自然調節規律的研究,可以指導生產實踐。例如,制定合理的漁業捕撈量和林業採伐量,可保證在不傷及生物資源再生能力的前提下取得最佳產量。
一個生物羣落中的任何物種都與其他物種存在着相互依賴和相互制約的關係。常見的有:
食物鏈,居於相鄰環節的兩物種的數量比例有保持相對穩定的趨勢。如捕食者的生存依賴於被捕食者,其數量也受被捕食者的制約;而被捕食者的生存和數量也同樣受捕食者的制約。兩者間的數量保持相對穩定
競爭,物種間常因利用同一資源而發生競爭:如植物間爭光、爭空間、爭水、爭土壤養分;動物間爭食物、爭棲居地等。在長期進化中、競爭促進了物種的生態特性的分化,結果使競爭關係得到緩和,並使生物羣落產生出一定的結構。例如森林中既有高大喜陽的喬木,又有矮小耐陰的灌木,各得其所;林中動物或有晝出夜出之分,或有食性差異,互不相擾
互利共生。如地衣中菌藻相依為生,大型草食動物依賴胃腸道中寄生的微生物幫助消化,以及蟻和蚜蟲的共生關係等,都表現了物種間的相互依賴的關係。以上幾種關係使生物羣落表現出複雜而穩定的結構,即生態平衡,平衡的破壞常可能導致某種生物資源的永久性喪失。
生態系統的代謝功能就是保持生命所需的物質不斷地循環再生。陽光提供的能量驅動着物質在生態系統中不停地循環流動,既包括環境中的物質循環、生物間的營養傳遞和生物與環境間的物質交換,也包括生命物質的合成與分解等物質形式的轉換。
物質循環的正常運行,要求一定的生態系統結構。隨着生物的進化和擴散,環境中大量無機物質被合成為生命物質形成了廣袤的森林、草原以及生息其中的飛禽走獸。一般説,發展中的生物羣落的物質代謝是進多出少,而當羣落成熟後代謝趨於平衡,進出大致相當。 [4] 
人們在改造自然的過程中須注意到物質代謝的規律。一方面,在生產中只能因勢利導,合理開發生物資源,而不可只顧一時,竭澤而漁。世界上已有大面積農田因肥力減退未得到及時補償而減產。另一方面,還應控制環境污染,由於大量有毒的工業廢物進入環境,超越了生態系統和生物圈的降解和自淨能力,因而造成毒物積累,損害了人類與其他生物的生活環境。
生物進化就是生物與環境交互作用的產物。生物在生活過程中不斷地由環境輸入並向其輸出物質,而被生物改變的物質環境反過來又影響或選擇生物,二者總是朝着相互適應的協同方向發展,即通常所説的正常的自然演替。隨着人類活動領域的擴展,對環境的影響也越加明顯。
在改造自然的話動中,人類自覺或不自覺地做了不少違背自然規律的事,損害了自身利益。如對某些自然資源的長期濫伐、濫捕、濫採造成資源短缺和枯竭,從而不能滿足人類自身需要;大量的工業污染直接危害人類自身健康等,這些都是人與環境交互作用的結果,是大自然受破壞後所產生的一種反作用。

生態學應用思路

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生態學的基本原理,通常包括四方面的內容:個體生態、種羣生態、羣落生態和生態系統生態。
一個健康的生態系統是穩定的和可持續的:在時間上能夠維持它的組織結構和自治,也能夠維持對脅迫的恢復力。健康的生態系統能夠維持它們的複雜性同時能滿足人類的需求。
生態學的基本原理的應用思路,我認為是模仿自然生態系統的生物生產能量流動、物質循環和信息傳遞而建立起人類社會組織,以自然能流為主,儘量減少人工附加能源,尋求以儘量小的消耗產生最大的綜合效益,解決人類面臨的各種環境危機。
較為流行的幾種思路如下:
1、實施可持續發展
1987年世界環境與發展委員會提出“滿足當代人的需要,又不對後代滿足其發展需要的能力構成威脅的發展”。可持續發展觀念協調社會與人的發展之間的關係,包括生態環境、經濟、社會的可持續發展,但最根本的是生態環境的可持續發展。
2、人與自然和諧發展
事實上造成當代世界面臨的空前嚴重的生態危機的重要原因就是以往人類對自然的錯誤認識。工業文明以來,人類憑藉自認為先進的“高科技”試圖主宰、征服自然,這種嚴重錯誤的觀念和行為雖然帶來了經濟的飛躍,但造成的環境問題卻是不可彌補的。人類是生物界中的一分子,因此必須與自然界和諧共生,共同發展。
3、生態倫理道德觀
大量而隨意地破壞環境、消耗資源的發展道路是一種對後代和其他生物不負責任和不道德的發展模式。新型的生態倫理道德觀應該是發展經濟的同時還要考慮這些人類行為不僅有利於當代人類生存發展,還要為後代留下足夠的發展空間。
從生態學中分化出來的產業生態學、恢復生態學以及生態工程、城市生態建設等等,都是生態學基本原理推廣的成果。
在計算經濟生產中,不應認為自然資源是沒有價值的或者無限的,而是用生態價值觀念,應考慮到經濟發展對環境的破壞影響,利用科技的進步,將破壞降低到最大限度,同時倡導一種有利於物質良性循環的消費方式,即適可而止、持續、健康的消費觀。
生態學的定義還有很多:
生態學是研究生物(包括動物和植物)怎樣生活和它們為什麼按照自己的生活方式生活的科學。(埃爾頓,1927)
生態學是研究有機體的分佈和多度的科學。(Andrenathes,1954)
生態學是研究生態系統的結構與功能的科學。(E.P.Odum,1956)
生態學是研究生命系統之間相互作用及其機理的科學。(馬世駿,1980)
生態學是綜合研究有機體、物理環境與人類社會的科學。(E.P.Odum,1997)

生態學培養人才

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學科:理學
門類:環境科學類
專業名稱:生態學
業務培養目標:本專業培養具備生態學的基本理論、基本知識和基本技能,能在科研機構、高等學校、企事業單位及行政部門等從事科研、教學和管理等工作的高級專門人才。
業務培養要求:本專業學生主要學習生態學方面的基本理論、基本知識,受到基礎研究和應用基礎研究的科學思維和科學實驗訓練,具有較好的科學素養,掌握現代生態學理論和計算機模擬等實驗技能,初步具備教學、研究、開發和管理能力。
畢業生應獲得以下幾方面的知識和能力:
1.掌握數學、物理、化學等方面的基本理論和基本知識
2.掌握現代生態學的基本理論、基本知識、基本實驗技能和生態工程設計的基本方法;
3.瞭解相近專業的一般原理和知識
4.熟悉國家環境保護、自然資源合理利用、可持續發展、知識產權等有關政策和法規;
5.瞭解生態學的理論前沿、應用前景和最新發展動態
6.掌握資料查詢、文獻檢索及運用現代信息技術獲取相關信息的基本方法,具有一定的實驗設計,創造實驗條件,歸納、整理、分析實驗結果,撰寫論文,參與學術交流的能力。
主幹學科:生態學、生物學、環境科學。
主要實踐性教學環節:包括教學實習、生產實踐、畢業論文等,一般安排8-14周。
修業年限:四年
授予學位:理學學士

生態學發展前景

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主要到城市建設、園林、林業部門和花卉企業從事風景區、森林公園、城鎮各類園林綠地的規劃、設計、環保、城市規劃、園林、農林、水利、施工園林植物繁育栽培、養護及管理的工作;還可以在高校任教或在高校、研究所工作;還可到政府機構從事生態監測和動物保護工作。 [5] 

生態學主要課程

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普通生物學生物化學、生態學、環境微生物學環境學、地學基礎、環境生態工程、環境人文社會科學等。

生態學開設院校

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名次
一級學科
學科專業星級
學科專業層次
學校名稱
2014綜合排名
辦學類型
辦學層次
1
生態學
6星級
中國頂尖學科專業
10
中國研究型
中國一流大學
1
生態學
6星級
中國頂尖學科專業
11
中國研究型
中國一流大學
3
生態學
5星級
中國一流學科專業
24
中國研究型
中國一流大學
3
生態學
5星級
中國一流學科專業
4
中國研究型
中國一流大學
3
生態學
5星級
中國一流學科專業
5
中國研究型
中國一流大學
3
生態學
5星級
中國一流學科專業
6
中國研究型
中國一流大學
3
生態學
5星級
中國一流學科專業
8
中國研究型
中國一流大學
3
生態學
5星級
中國一流學科專業
19
中國研究型
中國一流大學
3
生態學
5星級
中國一流學科專業
2
中國研究型
中國頂尖大學
3
生態學
5星級
中國一流學科專業
26
行業特色研究型
中國一流大學
3
生態學
5星級
中國一流學科專業
蘭州大學
38
中國研究型
中國高水平大學
3
生態學
5星級
中國一流學科專業
雲南大學
56
區域研究型
中國高水平大學
3
生態學
5星級
中國一流學科專業
東北林業大學
92
區域特色研究型
中國知名大學
14
生態學
4星級
中國高水平學科專業
清華大學
2
中國研究型
中國頂尖大學
14
生態學
4星級
中國高水平學科專業
上海交通大學
3
中國研究型
中國一流大學
14
生態學
4星級
中國高水平學科專業
華中科技大學
12
中國研究型
中國一流大學
14
生態學
4星級
中國高水平學科專業
四川大學
13
中國研究型
中國一流大學
14
生態學
4星級
中國高水平學科專業
中國科學技術大學
14
中國研究型
中國一流大學
14
生態學
4星級
中國高水平學科專業
南開大學
15
中國研究型
中國一流大學
14
生態學
4星級
中國高水平學科專業
山東大學
16
中國研究型
中國一流大學
14
生態學
4星級
中國高水平學科專業
西北大學
37
區域研究型
中國高水平大學
14
生態學
4星級
中國高水平學科專業
東北師範大學
40
行業特色研究型
中國高水平大學
14
生態學
4星級
中國高水平學科專業
華中農業大學
44
行業特色研究型
中國高水平大學
14
生態學
4星級
中國高水平學科專業
南京農業大學
47
行業特色研究型
中國高水平大學
14
生態學
4星級
中國高水平學科專業
西南大學
50
區域研究型
中國高水平大學
14
生態學
4星級
中國高水平學科專業
西北農林科技大學
52
行業特色研究型
中國高水平大學
14
生態學
4星級
中國高水平學科專業
南京師範大學
54
區域特色研究型
中國高水平大學
14
生態學
4星級
中國高水平學科專業
北京林業大學
66
行業特色研究型
中國高水平大學
14
生態學
4星級
中國高水平學科專業
華南師範大學
70
區域特色研究型
中國知名大學
14
生態學
4星級
中國高水平學科專業
陝西師範大學
71
區域特色研究型
中國知名大學
14
生態學
4星級
中國高水平學科專業
山西大學
75
區域研究型
中國知名大學
14
生態學
4星級
中國高水平學科專業
新疆大學
86
區域研究型
中國知名大學
14
生態學
4星級
中國高水平學科專業
首都師範大學
86
區域特色研究型
中國知名大學
14
生態學
4星級
中國高水平學科專業
安徽大學
88
區域研究型
中國知名大學
14
生態學
4星級
中國高水平學科專業
內蒙古大學
95
區域研究型
中國知名大學
14
生態學
4星級
中國高水平學科專業
山東農業大學
124
專業型
中國知名大學
14
生態學
4星級
中國高水平學科專業
安徽師範大學
131
專業型
中國知名大學
14
生態學
4星級
中國高水平學科專業
湖南農業大學
135
區域特色研究型
中國知名大學
14
生態學
4星級
中國高水平學科專業
河北師範大學
148
專業型
中國知名大學
14
生態學
4星級
中國高水平學科專業
南京林業大學
151
專業型
中國知名大學
14
生態學
4星級
中國高水平學科專業
河南農業大學
156
專業型
中國知名大學
14
生態學
4星級
中國高水平學科專業
安徽農業大學
178
專業型

14
生態學
4星級
中國高水平學科專業
中南林業科技大學
181
專業型

14
生態學
4星級
中國高水平學科專業
甘肅農業大學
202
應用型

45
生態學
3星級
中國知名學科專業
華中師範大學
36
行業特色研究型
中國高水平大學
45
生態學
3星級
中國知名學科專業
鄭州大學
64
區域研究型
中國知名大學
45
生態學
3星級
中國知名學科專業
中央民族大學
80
行業特色研究型
中國高水平大學
45
生態學
3星級
中國知名學科專業
遼寧大學
83
區域研究型
中國知名大學
45
生態學
3星級
中國知名學科專業
河南大學
89
區域研究型
中國知名大學
45
生態學
3星級
中國知名學科專業
河北大學
107
區域研究型
中國知名大學
45
生態學
3星級
中國知名學科專業
揚州大學
111
專業型
中國知名大學
45
生態學
3星級
中國知名學科專業
浙江師範大學
115
專業型
中國知名大學
45
生態學
3星級
中國知名學科專業
山東師範大學
120
專業型
中國知名大學
45
生態學
3星級
中國知名學科專業
西北師範大學
129
專業型
中國知名大學
45
生態學
3星級
中國知名學科專業
湖北大學
131
專業型
中國知名大學
45
生態學
3星級
中國知名學科專業
天津師範大學
138
專業型
中國知名大學
45
生態學
3星級
中國知名學科專業
西藏大學
142
區域研究型

45
生態學
3星級
中國知名學科專業
河北農業大學
155
專業型

45
生態學
3星級
中國知名學科專業
瀋陽農業大學
156
專業型

45
生態學
3星級
中國知名學科專業
浙江理工大學
166
專業型

45
生態學
3星級
中國知名學科專業
廣西師範大學
168
專業型

45
生態學
3星級
中國知名學科專業
雲南師範大學
174
專業型

45
生態學
3星級
中國知名學科專業
杭州師範大學
176
專業型

45
生態學
3星級
中國知名學科專業
四川師範大學
178
專業型

45
生態學
3星級
中國知名學科專業
遼寧師範大學
187
專業型

45
生態學
3星級
中國知名學科專業
長江大學
199
應用型

45
生態學
3星級
中國知名學科專業
江蘇師範大學
216
應用型

45
生態學
3星級
中國知名學科專業
中南民族大學
227
應用型

45
生態學
3星級
中國知名學科專業
浙江農林大學
246
應用型

45
生態學
3星級
中國知名學科專業
重慶師範大學
253
應用型

45
生態學
3星級
中國知名學科專業
三峽大學
253
應用型

45
生態學
3星級
中國知名學科專業
瀋陽師範大學
258
應用型

45
生態學
3星級
中國知名學科專業
魯東大學
300
應用型

45
生態學
3星級
中國知名學科專業
西華師範大學
309
應用型

45
生態學
3星級
中國知名學科專業
西南林業大學
338
應用型

45
生態學
3星級
中國知名學科專業
瀋陽大學
370
應用型

45
生態學
3星級
中國知名學科專業
大連海洋大學
392
應用型

[6] 

生態學學科評估

編輯
本一級學科中,全國具有“博士授權”的高校共57所,本次參評48所;部分具有“碩士授權”的高校也參加了評估;參評高校共計100所。 (注:評估結果相同的高校排序不分先後,按學校代碼排列) [7] 
評估結果
學校代碼及名稱
A+
10335浙江大學
10558中山大學
A
10001北京大學
10200東北師範大學
10730蘭州大學
A-
10027北京師範大學
10246復旦大學
10269華東師範大學
10284南京大學
10673雲南大學
B+
10003清華大學
10019中國農業大學
10055南開大學
10248上海交通大學
10358中國科學技術大學
10384廈門大學
10389福建農林大學
10486武漢大學
10610四川大學
10712西北農林科技大學
B
10022北京林業大學
10028首都師範大學
10094河北師範大學
10126內蒙古大學
10225東北林業大學
10357安徽大學
10423中國海洋大學
10538中南林業科技大學
10611重慶大學
10697西北大學
B-
10108山西大學
10364安徽農業大學
10370安徽師範大學
10394福建師範大學
10422山東大學
10537湖南農業大學
10542湖南師範大學
10559暨南大學
10574華南師範大學
10593廣西大學
C+
10052中央民族大學
10319南京師範大學
10341浙江農林大學
10346杭州師範大學
10504華中農業大學
10635西南大學
10638西華師範大學
10718陝西師範大學
10755新疆大學
11658海南師範大學
C
10002中國人民大學
10075河北大學
10140遼寧大學
10166瀋陽師範大學
10300南京信息工程大學
10403南昌大學
10475河南大學
10512湖北大學
10657貴州大學
10677西南林業大學
C-
10086河北農業大學
10165遼寧師範大學
10193吉林農業大學
10212黑龍江大學
10345浙江師範大學
10511華中師範大學
10531吉首大學
10663貴州師範大學
10749寧夏大學
11075三峽大學

生態學生物圈

編輯
從生態學角度來看,地球表面從地下11千米到地上15千米高度是由岩石圈水圈大氣圈組成的,在三個圈交匯處存在着生物圈,絕大部分生物是生活在地下100米到地上100米之間。
生物最早是從水圈產生的,逐漸向深水發展,由於大氣中氧氣含量增加,在大氣圈最外層因為宇宙射線的作用,氧分子重組形成臭氧層,臭氧層可以阻止危害生命的紫外線進入大氣層,使得生物可以脱離水圈向陸地發展。陸地環境不同區域差異較大,為了適應環境,生物發展出許多不同種類。
能量在不同的圈內流動,綠色植物吸收太陽光能,轉換成化學能貯存,動物取食植物吸收植物的能量,太陽能絕大部分被大氣圈、水圈和岩石圈吸收,增加温度,造成風、潮汐和岩石的風化裂解。地球本身的能量表現在火山爆發、地震中,也不斷地影響其他各圈。能量的主要來源是太陽,在地球中不斷地被消耗。
物質則可以各圈內循環,而沒有多大的消耗,以二氧化碳形式存在的碳被植物吸收,經植物和動物的呼吸作用排出,被動植物固定在體內的水、鈣和其他微量元素,一旦死亡會重新分解回到其他自然圈,有可能積累形成化石礦物。如植物遺骸形成煤、動物遺骸形成石油、硫細菌遺骸形成硫磺礦等。
參考資料