应用生态学

生态学的分支学科

应用生态学(applied ecology)是指将理论生态学研究所得到的基本规律和关系应用到生态保护、生态管理和生态建设的实践中，使人类社会实践符合自然生态规律，使人与自然和谐相处、协调发展。因此，应用生态学是研究协调人类与生物圈之间的关系和协调此种复杂关系以达到和谐发展目的的科学。

基本介绍

在实际研究中，理论生态学与应用生态学是相互交叉的，很难截然分开，因为前者需要有研究对象的实例，而后者也要有适合研究对象的独特理论和模型。事实上，在理论生态学发展的同时，作为连接生态学与各类生物生产领域和人类生活环境与生活质量领域桥梁和纽带的应用生态学也越来越受到人们的重视。应用生态学的命题给理论生态学提出了许多新的任务，而生态学理论研究成果的积累，如对生态现象、过程和规律的揭示，无疑又为应用生态学在解决实际问题时提供了理论依据。

研究内容

作为生态学的一大研究门类，应用生态学的研究对象十分广泛，几乎涵盖了地球表面所有的生态系统类型，因此，它的研究内容也非常丰富。应用生态学的基本研究内容就是对与人类生产、生活密切相关的生态系统的组成、形态、结构、功能、环境，及它们的变化引起的生态系统生产能力的波动、生态环境的变迁、生态灾害的形成与防范、生态系统管理与调控等方面进行深入的探讨，了解生态系统合理、安全的运行机制，以求生态系统处于最佳运行状态，为人类谋求更大的利益。

历史起源

对人类而言，可持续性意味着转变我们当代的生活方式，以促使环境和社会条件支持人类的安全、福祉与健康等的机会最大化。特别是，来自生态系统的服务必需能够得以维持。生态学在促进人们对生态系统、环境健康以及生物包括人类自身如何依赖关键生态过程的了解中发挥了重要作用。当人类社会进入21世纪后，还将继续面临着人口增长与资源环境的矛盾不断加剧的现实，由此呼吁应用生态学的研究者和实践者们应该去面对这种挑战。40年前，国际科联和国际生物学联合会启动实施了“国际生物学计划”（InternationalBiologicalProgram，IBP）；同年，英国生态学会创办了《Journal of Applied Ecology》，这是应用生态学发展史上的两件重要事件。40年过去了，应用生态学取得了长足进展；展望未来，应用生态学任重而道远。

学科范畴

经典生态学研究主要包括个体、种群、群落、生态系统等不同组织水平生命现象的生态格局与生态过程，并且以生态系统作为生态学研究的最高单元，一般将生态系统的生物组成划分为生产者、消费者、分解者三元结构。人是这个食物链上的一个环节，属于杂食性消费者。这种划分对于自然生态系统或只有原始人的生态系统可能是非常正确的，但在今天，生物圈内几乎任何角落都有现代人的影响，而这种影响远非一个普通的杂食性消费者所能作为，人是现代生态系统的调控者。根据人在生态系统中的特殊生态位，胡涛提出了生态系统生物构成的四元结构：生产者、消费者、分解者和调控者。通过“人的生态位”、“生态系统生物构成的四元结构”的研究，胡涛认为恰恰是人在其中充当着这种纽带。作为杂食性消费者的人，在自然子系统中，参与能量流动、物质循环；而作为调控者的人，则参与在经济活动与社会运行之中，按照人类自身的经济需求与社会意愿来调控自然子系统的其它组分。这样，一个整体的人被分为两部分，人的自然属性属于自然子系统，人的社会属性属于经济与社会子系统，二者之间的联系正是通过人这个纽带得以实现。

分支学科

根据各分支学科的特点，可以把应用生态学划分为产业生态学、管理生态学、效益生态学等不同的分支学科。

1、产业生态学(industrial ecology)：研究各大产业内部及与外部之间的生态关系．它追求产业在生态关系协调的前提下的高生产率，但生产率并不等同于生产效益。各产业部门都有自己独特的生态系统和研究对象，因此就有自己独特的研究理论和方法。例如农业生态学、森林生态学、草地生态学、工业生态学、旅游生态学。

2、管理生态学(management ecology)：研究某些独特的生态系统的管理理论、方法和策略，以及受损生态系统的修复理论和技术，保护生态系统的平衡发展。例如城市生态学、恢复生态学、生态工程学、资源生态学、灾害

生态学、全球变化生态学、景观生态学。

研究现状

生态学自20世纪70年代以来的迅速发展和渗透到社会、经济的各个领域是与全球面临的人口激增、地球资源逐渐枯竭和环境不断恶化等这些令人忧虑的事实所分不开的，这也可说明为何现代生态学及其晚近发展起来的许多学科分支时常带有强烈应用色彩的原因。追踪应用生态学的发展历史，不难看出，它一直把解决自然资源退化、环境恶化等问题作为其研究的重点内容。

发展趋势

生态学正在受到环境问题的挑战。这种挑战来自当环境问题继续出现并累积时，经典生态学无法去解决。Schimel呼吁，应用生态学的研究者和实践者们应该去面对这种挑战。应用生态学重视研究人类活动引起的直接和应答迅速的生态学后果，但更重视研究那些易为人们所忽视的长期生态学后果。这就要求应用生态学家按照所研究问题的不同时间和空间尺度，采用不同的研究方法和技术手段，去认识和研究人类与地球生物圈之间的关系，并寻求和谐发展的对策。那么，哪些是应用生态学在当前和今后应给予优先重视的研究领域?综合近几年国际应用生态学的研究，在今后若干年内，围绕以下领域，可能会出现广泛而活跃的研究热潮以及一些新的特点。

生态系统与生物圈的可持续利用

这一领域的研究对象可以是某种生物产业如农业、林业、畜牧业、渔业，也可以是人类社会经济活动的特定空间如城市、乡村、矿山、自然保护区等。

生态系统服务与生态设计

日益拥挤的地球需要加强生态科学的研究，这些研究应该将人类活动作为地球生态系统的一个组成部分。今后50～100年，世界人口将达到80～110亿。维持人口增长导致的不断需求将是人类面临的巨大挑战。当今人类社会对许多十分关键资源的消耗速率超过了这些资源的供应能力；城市化引发的生态学问题越来越突出；未来的环境将更多地由人类影响和管理的生态系统组成，在这个系统中人类所依赖的生态系统服务将越来越难以维持。应用生态学研究必须正视人类需求与生态系统需求间的紧张关系。因此，生态学研究应当从研究未受到干扰的生态系统转到将由人类影响和管理的生态系统（承认人类在绝大多数生态系统中的作用），并将更多的生态学研究应集中到生态服务和生态恢复与生态设计中，这样将有助于维持地球上生命的质量和多样性。维持生态系统服务需要更好地了解生态系统的格局和过程。科学研究需要回答一些关键的问题，如哪些生态系统服务是不可替代的或者即使是可替代但十分昂贵或具有不良后果的？什么样的生境需要保护以确保它们提供关键的生态系统服务？哪些因素会削弱生态系统服务、但可以人为调节这种影响？当保护行动计划不可能实施时，生态学家能够提供什么其它的选择?生态系统服务如何依赖于时空的变化?如何设计环境问题的生态学解决方案?生态城市规划设计的原则和评价标准是什么?如何有目的地调节生态系统使之提供人类所必需的生态服务?这些问题都是今后应用生态学需要解决的。

转基因生物的生态学评价

生物技术产业将成为21世纪重要的支柱产业之一。转基因生物技术是利用分子生物学手段将某些生物的基因转移到其他的生物物种中去，使其出现原物种不具有的性状、功能，或者使某种生物丧失其某些原有特性的方法和手段。利用这种技术生产出来的生物就被称为转基因生物或遗传改良生物（Genetically Modified Organisms，GMOs）。通过生物遗传信息的转移，使新的转基因生物不断成为动植物的新品系、新品种，及其加工后的新食品、新饲料、新农药、新兽药、新肥料等，其生产和贸易也在不断扩大。但是，近年来，作为现代生物技术核心内容，转基因重组技术以及转基因生物或产品，由于其安全性有许多不确定的因素，对人类健康、生态环境的潜在危害越来越引起人们的重视，在世界范围内引起了广泛的争论。因此，在扩大转基因产品生产的同时，加强对其安全性研究与管理尤为必要。

生物入侵生态学

自20世纪70年代以来，随着全球经济一体化的加快、旅游业的迅速发展，以及全球气候变化的影响，生物入侵问题日渐突出，逐渐成为一个危害自然生态环境、生物多样性及自然资源可持续性的国际问题。了解生物入侵的现状、过程以及后果，研究有害生物入侵的机理、管理和防控方法，探讨入侵生物学和入侵生态学的科学问题和控制外来生物的相互入侵的新技术，评估动植物种群预测未来生物入侵的能力以及针对生物入侵引发的环境和经济问题，并开发有效的对策将是本领域的重要研究内容。

流行病生态学

近年来，许多流行病(如疯牛病、口蹄疫、禽流感和SARS等)的爆发流行，造成了严重的直接经济损失，威胁着人民的生命财产安全，这个主题正在逐渐显露出来。流行病具有很强的传染性和复杂的生命周期，而且与自然和干扰生态学的联系也非常复杂。气候变化可能开始在它们的传播中起了很大的作用。除了研究当前病害传播事件的背景、流行病学的统计与模拟、发生发展、传染途径、预测预报外，还有必要考虑疾病生态学在评价生物武器风险中的潜在作用。而现在，人们希望获得的这些知识仍然有很多处于理论和预想中。因此，Schimel强烈鼓励在这一领域开展广泛深入的研究，并希望《Ecological Applications》杂志能够成为发表流行病生态学方面研究成果的一个主要渠道。

生态预报

生态预报是一门跨学科的综合性研究，它能帮助科学管理者制定研究、监测、模拟和评价的优先领域，是资源与环境管理、决策中的重要依据。生态预报对于资源、环境的决策和管理将扮演越来越重要的角色。由于计算机科学和定量分析的进步、生态学理论的发展以及新技术的应用增加了我们预测生态系统变化的能力。当人类社会步入21世纪后，环境与持续发展问题仍然没有得到解决，新的世纪人类社会更加面临许多不确定性，气候和化学循环的急速变化，支撑地区经济的自然资源的枯竭，外来种的激增，疾病的传播，空气、水和土壤的恶化，对人类文明构成了史无先例的威胁。食物、纤维和淡水的持续供应以及人类健康的维护都要依靠我们对于不确定性未来的预报和准备能力。因此，生态预报将是今后生态学研究的一个重要努力方向，需要多学科、多部门的密切合作。

生态过程及其调控

生态过程泛指受环境因素控制的生物过程和受生物参与、影响的环境过程。地球表面所发生的许多生态学现象，无不受影响于相关的生态学过程。理论上，几乎所有生态过程在不同程度上都是可调控的，人类如能深入认识许多重要生态过程的发生、发展规律以及了解影响这些过程的生物因素和环境因素，就有可能找到调控这些过程的途径和技术，从而实现科学地管理生态系统乃至整个生物圈的目的。生态过程研究需要借助各种实验技术和观测手段，而长期、大规模的生态学实验、重要生态环境要素的持续观测、跨区域实验观测的联网比较以及遥感、图像、信息技术等的综合应用，则是未来生态过程研究深入发展的必由之路。在生态调控方面，空间调控将成为应用生态学的一个重要内容。应用生态学通常需要回答做什么、哪里做、什么时候做等问题，如森林采伐量的确定、自然保护区的建立、水的调配等等。这些问题的本质是空间的优化调控。

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