二、生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容和對(duì)象
1.生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容
早期生態(tài)學(xué)是研究生物與環(huán)境之間相互關(guān)系的生物學(xué)分支，經(jīng)典生態(tài)學(xué)研究的最低層次是有機(jī)體(個(gè)體)。隨著生物學(xué)向宏觀方向變化，生態(tài)學(xué)作為宏觀生物學(xué)主要以個(gè)體、種群、群落等不同的生命體系為研究對(duì)象。現(xiàn)代生態(tài)學(xué)的研究重點(diǎn)在于生態(tài)系統(tǒng)中各組成成分之間，尤其是生物與環(huán)境、生物與生物之間的相互作用。因此，現(xiàn)代生態(tài)學(xué)的研究對(duì)象既不是生物，也不是環(huán)境，而是由生物與環(huán)境相互作用構(gòu)成的整體一生態(tài)系統(tǒng)。其實(shí)，從生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容可看出，無(wú)論是經(jīng)典生態(tài)學(xué)研究生物與環(huán)境的關(guān)系，還是現(xiàn)代生態(tài)學(xué)研究生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能，都是研究一定實(shí)體(生態(tài)系統(tǒng))內(nèi)各層次、各要素的相互作用規(guī)律。當(dāng)然，這個(gè)包含生命成分的實(shí)體有大有小，大到生物圈，小到一滴水;實(shí)體內(nèi)的層次及組成要素也有簡(jiǎn)有繁，具體情況視研究目.的而定。
(1)個(gè)體生態(tài)學(xué)
個(gè)體生態(tài)學(xué)主要研究生物個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育與環(huán)境之間的相互關(guān)系，即生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)過(guò)程，生物體與環(huán)境間能量、物質(zhì)的交換，數(shù)量與質(zhì)量的報(bào)考關(guān)系，以及環(huán)境對(duì)生物的塑造作用。以確定某個(gè)生物種對(duì)生態(tài)因素的穩(wěn)定性與趨向性的界限，探討環(huán)境對(duì)有機(jī)體的形態(tài)、生理和行為的影響。就植物來(lái)說(shuō)，是研究植物個(gè)體的發(fā)芽、生長(zhǎng)、開花、結(jié)果、落葉、休眠等各個(gè)階段的形態(tài)變化、生理變化反應(yīng)與環(huán)境的關(guān)系，就動(dòng)物而言，是研究動(dòng)物個(gè)體的適應(yīng)性、耐受性、食性、遷移、繁殖、生活史等。
不同的物種之間存在明顯差異，但不管差異多大，不管是動(dòng)物、植物還是微生物，它們都在一定的環(huán)境中生存，一方面生物種要從環(huán)境中獲取其生活必須的物質(zhì)資源以構(gòu)建自身有機(jī)體，同時(shí)還要獲得能量資源進(jìn)行各種生命活動(dòng)，其生存和活動(dòng)時(shí)刻會(huì)受到自然環(huán)境的制約與影響;另一方面，生物又時(shí)刻對(duì)所處的環(huán)境產(chǎn)生各種反應(yīng)，并影響環(huán)境。生物間差異及生殖隔離的產(chǎn)生、形狀迥異的生物的形成正是生物對(duì)千變?nèi)f化的環(huán)境適應(yīng)的結(jié)果。由于環(huán)境的變動(dòng)和一個(gè)種的分布區(qū)內(nèi)環(huán)境的異質(zhì)性，常常會(huì)引起物種形狀的改變或分化。所以生物種是在生物界的漫長(zhǎng)歷史中進(jìn)化產(chǎn)生的，是生物對(duì)環(huán)境異質(zhì)性的適應(yīng)的產(chǎn)物，它不能脫離其生存環(huán)境，每一物種多在自己的進(jìn)化過(guò)程中形成了和環(huán)境一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。個(gè)體生態(tài)學(xué)就是在個(gè)體水平層次上研究這種一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。個(gè)體生態(tài)學(xué)是以生物個(gè)體及棲息地為研究對(duì)象，研究棲息地環(huán)境因子對(duì)生物的影響及生物對(duì)棲息地的適應(yīng)和生態(tài)適應(yīng)的形態(tài)、生理和生化機(jī)制。由于個(gè)體生態(tài)學(xué)涉及生物個(gè)體的生活及生物種的生存和進(jìn)化，所以可定義個(gè)體生態(tài)學(xué)是研究生物個(gè)體發(fā)育、系統(tǒng)發(fā)育及其與環(huán)境關(guān)系的生態(tài)學(xué)分支。
(2)種群生態(tài)學(xué)
種群是組成同一種生物的不同個(gè)體在特定環(huán)境空間內(nèi)的集群。因此，在一定地段上群落中的一個(gè)種的所有個(gè)體就是一個(gè)種群。在自然界中，種群是物種存在的基本單位，是生物群落或生態(tài)系統(tǒng)的基本組成部分。種群生態(tài)學(xué)主要是研究種群與環(huán)境之間相互關(guān)系。以闡明各個(gè)生物種群的存在條件和分布狀況，在不同的群落生境中，各生物種群的存在方式、結(jié)構(gòu)、增長(zhǎng)等報(bào)考特征。研究的重點(diǎn)是種群的數(shù)量與結(jié)構(gòu)在時(shí)空中的變化規(guī)律和調(diào)節(jié)機(jī)制。
例如種群有出生率、死亡率、增長(zhǎng)率}有年齡結(jié)構(gòu)和性比;有種內(nèi)關(guān)系和空間分布格局等等。動(dòng)物種群生態(tài)學(xué)在本世紀(jì)60年代以前是動(dòng)物生態(tài)學(xué)的主流。
(3)群落生態(tài)學(xué)
群落生態(tài)學(xué)以生物群落為研究對(duì)象。所謂群落是指多種植物、動(dòng)物、微生物種群聚集在一個(gè)特定的區(qū)域內(nèi)，相互聯(lián)系，相互依存而組成的統(tǒng)一的整體。群落生態(tài)學(xué)是研究群落與環(huán)境間的相互關(guān)系，揭示群落中各個(gè)種群的關(guān)系，群落的自我調(diào)節(jié)和演替等。
群落生態(tài)學(xué)的研究可以從植物群落、動(dòng)物群落和微生物群落三個(gè)不同角度來(lái)研究。其中以植物群落研究得最多，也最深入。群落生態(tài)學(xué)的一些基本原理多是在植物群落研究中獲得的。植物群落學(xué)主要研究植物群落的結(jié)構(gòu)、功能、形成、發(fā)展及其與所處環(huán)境的相互關(guān)系。目前對(duì)植物群落的研究已形成比較完整的理論體系，在該學(xué)科發(fā)展的各個(gè)歷史時(shí)期都有一些代表人物和代表著作。因?yàn)閯?dòng)物具有移動(dòng)性，所以動(dòng)物群落的研究較植物群落困難。但群落研究中涉及復(fù)雜的食物網(wǎng)，包括各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)及其相互作用，必須有更高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的消費(fèi)者參加，有關(guān)生態(tài)錐體、營(yíng)養(yǎng)級(jí)間能量傳遞效率等原理的發(fā)現(xiàn)，沒(méi)有動(dòng)物群落生態(tài)研究是不可能的。而形成群落結(jié)構(gòu)和功能基礎(chǔ)的物種間相互關(guān)系，諸如捕食、食草、競(jìng)爭(zhēng)、寄生等許多重要生態(tài)學(xué)原理，多數(shù)也由動(dòng)物群落研究開始。對(duì)近代群落生態(tài)學(xué)做出重要貢獻(xiàn)的一些原理，如邊緣效應(yīng)、島嶼效應(yīng)、中度干擾假說(shuō)對(duì)形成群落結(jié)構(gòu)的意義、競(jìng)爭(zhēng)壓力對(duì)物種多樣性的影響等都與動(dòng)物群落學(xué)的進(jìn)展分不開。因此，最有成效的群落生態(tài)學(xué)研究，應(yīng)該是動(dòng)物、植物、微生物群落的有機(jī)結(jié)合。
(4)生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)
生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)以生態(tài)系統(tǒng)為研究對(duì)象。生態(tài)系統(tǒng)是指生物群落與生活環(huán)境間由于相互作用而形成一種穩(wěn)定的自然系統(tǒng)。生物群落從環(huán)境中取得能量和營(yíng)養(yǎng)，形成自身的物質(zhì)，這些物質(zhì)由一個(gè)有機(jī)體按照食物鏈轉(zhuǎn)移到另一個(gè)有機(jī)體，最后又返回到環(huán)境中去，通過(guò)微生物的分解，又轉(zhuǎn)化成可以重新被植物利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，這種能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的各個(gè)環(huán)節(jié)都是生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容。
生態(tài)系統(tǒng)的概念是英國(guó)學(xué)者坦斯利在1935年明確提出的。自從20世紀(jì)60年代以來(lái)，由于世界的人口、環(huán)境、資源等威脅人類生存的挑戰(zhàn)性問(wèn)題的出現(xiàn)，使得生態(tài)系統(tǒng)研究也逐漸發(fā)展成為生態(tài)學(xué)研究的主流。而生態(tài)學(xué)已從生物學(xué)中的一個(gè)分支學(xué)科上升到舉世矚目的地位，并發(fā)展成一門獨(dú)立的生態(tài)科學(xué)。
(5)景觀生態(tài)學(xué)
景觀是以相似的形式在一定面積上重復(fù)出現(xiàn)的具相互作用的生態(tài)系統(tǒng)的聚合所組成的區(qū)域，是反映內(nèi)陸地形、地貌或景色(如草原、森林、山脈和湖泊等)的圖像。景觀生態(tài)學(xué)就是研究一定區(qū)域景觀單元的類型組成、空間格局及其與生態(tài)學(xué)過(guò)程相互作用規(guī)律的生態(tài)學(xué)分支。景觀結(jié)構(gòu)包括組成景觀的要素(地形、水文、地質(zhì)、氣候、土壤、植被和動(dòng)物)和組分(森林、草地、農(nóng)田、果園、水體、聚落和道路)的種類、大小、形狀、輪廓、數(shù)目和它們的空間配置。景觀結(jié)構(gòu)及其變化對(duì)生態(tài)過(guò)程有不同程度的影響，包括要素和組分間的相互作用，能量、物質(zhì)和生物有機(jī)體在組分間的流動(dòng)等。
景觀生態(tài)學(xué)的研究，通常是在各種圖上進(jìn)行的，其結(jié)果也包括各種各樣的圖。它最主要的數(shù)據(jù)收集途徑是使用航空相片、衛(wèi)星相片和其他遙感技術(shù)配合野外抽樣調(diào)查以取得所需要的更詳細(xì)的信息。景觀生態(tài)學(xué)的許多研究?jī)?nèi)容需借助3S技術(shù)，即Rs(遙感技術(shù))、GIS(地理信息系統(tǒng))、GPS(全球定位系統(tǒng))。對(duì)于已經(jīng)取得的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行多種分析，其中空間格局分析是景觀生態(tài)學(xué)研究中最常用的方法之一。
(6)全球生態(tài)學(xué)
人類已經(jīng)進(jìn)入了21世紀(jì)，就人類在地球上持續(xù)生存而言，這是一個(gè)關(guān)鍵的世紀(jì)。近幾個(gè)世紀(jì)人類對(duì)地球面貌改變的速度急劇增加，它一方面給人類創(chuàng)造了前所未有的發(fā)達(dá)的社會(huì)文明，包括物質(zhì)文明和精神文明，使我們這一代人具有很高的生活水準(zhǔn);但另一方面，也給人類帶來(lái)了一系列對(duì)于社會(huì)持續(xù)發(fā)展的問(wèn)題，如人口、資源、環(huán)境等。這些問(wèn)題的解決要求現(xiàn)代生態(tài)學(xué)家從全球尺度上研究生態(tài)學(xué)現(xiàn)象，以保證人類社會(huì)得以持續(xù)發(fā)展。正如一些科學(xué)家所指出的，21世紀(jì)的人類是歷史上能以高度發(fā)展的現(xiàn)代技術(shù)和工具，從全球規(guī)模研究生態(tài)學(xué)，即全球生態(tài)學(xué)的一代人;同時(shí)也可能是具有此種機(jī)會(huì)對(duì)地球變化方向做出重要影響的最后一代人。
當(dāng)前人們最為關(guān)注的全球變化主要有四個(gè)方面：
第一，大尺度大氣一海洋系統(tǒng)對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)的全球影響;
第二，土地利用和景觀變化對(duì)于生物多樣性的影響;
第三，人類活動(dòng)通過(guò)人工固氮對(duì)于全球尺度氮循環(huán)的影響;
第四，人類活動(dòng)通過(guò)增加大氣二氧化碳對(duì)于全球溫度的影響。
進(jìn)行全球尺度生態(tài)學(xué)研究除了要有新的研究工具和途徑外，最為重要的可能還是科學(xué)文明的改變，這涉及的是科學(xué)家本身的精神文明。這就是說(shuō)，為了有效地進(jìn)行全球變化這樣復(fù)雜的課題，科學(xué)家必須充分意識(shí)到各種學(xué)科的價(jià)值，并且能在多學(xué)科的隊(duì)伍中進(jìn)行有效地合作研究。大尺度的全球變化研究也要求建立國(guó)際的合作隊(duì)伍。
個(gè)體生態(tài)學(xué)、種群生態(tài)學(xué)和群落生態(tài)學(xué)基本上只研究生態(tài)的自然屬性和動(dòng)物生態(tài)的某些社會(huì)特征，屬于傳統(tǒng)生態(tài)學(xué)。但由于生態(tài)具有自然、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的三重性，因此生態(tài)學(xué)必然要走上以區(qū)域生態(tài)和全球生態(tài)為核心的現(xiàn)代生態(tài)學(xué)的軌道。
以上從縱的方面概述生態(tài)學(xué)研究?jī)?nèi)容，從橫向方面來(lái)概括，生態(tài)學(xué)研究以下內(nèi)容：
第一，生態(tài)系統(tǒng)中的個(gè)體、種、種群、群落及整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)學(xué)，研究這些不同級(jí)別水平的結(jié)構(gòu)、報(bào)考的特征或規(guī)律，彼此問(wèn)的關(guān)系及調(diào)控，如種的分布、種的數(shù)量變動(dòng)、種的行為、種的進(jìn)化、種際關(guān)系，以尋找生態(tài)系統(tǒng)中種群的適應(yīng)結(jié)構(gòu)，并采用生態(tài)技術(shù)控制有害種群的發(fā)生和蔓延，合理開發(fā)利用生物資源，保護(hù)物種多樣性。
第二，自然及人工生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力的研究，以提高光合作用強(qiáng)度及不同營(yíng)養(yǎng)水平生物產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益，以充分發(fā)揮生物圈的潛力來(lái)適應(yīng)不斷增長(zhǎng)的人口生存的需求。
第三，能源和環(huán)境方面，尋找新的替代能源，運(yùn)用生態(tài)工程，監(jiān)測(cè)和綜合治理環(huán)境污染，解決發(fā)展和保護(hù)之間的矛盾。
第四，人類在生態(tài)系統(tǒng)中的作用以及協(xié)調(diào)人與自然的復(fù)雜關(guān)系，以改善人類生態(tài)環(huán)境，尋求全球持續(xù)發(fā)展的途徑。
第五，不斷探索生態(tài)學(xué)研究方法，聯(lián)合自然科學(xué)及社會(huì)科學(xué)多種學(xué)科，以生態(tài)學(xué)為橋梁，吸收數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)的新方法，運(yùn)用計(jì)算機(jī)、遙感、系統(tǒng)分析等近代技術(shù)，使得對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的研究逐漸由描述性、實(shí)驗(yàn)性轉(zhuǎn)向解析性、綜合性，從簡(jiǎn)單的描述回歸模型發(fā)展到較大的動(dòng)力學(xué)模型，分析表達(dá)復(fù)雜系統(tǒng)中各組分的定量關(guān)系，宏觀與微觀結(jié)合，為宏觀決策提出科學(xué)依據(jù)和手段。
2.生態(tài)學(xué)的研究對(duì)象
生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容多、范圍廣，似乎包羅萬(wàn)象，甚至有人認(rèn)為生態(tài)學(xué)沒(méi)有任何特殊研究對(duì)象。事實(shí)上，生態(tài)學(xué)的每一個(gè)具體問(wèn)題都有自身特殊的研究對(duì)象，這個(gè)對(duì)象即是“生態(tài)系統(tǒng)”。生態(tài)學(xué)有許多不同的研究領(lǐng)域，要么集中于特定的區(qū)域，要么利用一定的方法解決特定的問(wèn)題，但相對(duì)每一個(gè)研究領(lǐng)域或問(wèn)題都有其明確的界定，這個(gè)特定的區(qū)域就是生態(tài)系統(tǒng)，特定問(wèn)題也是一定生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的問(wèn)題。因此，生態(tài)學(xué)的研究對(duì)象是一定的生_態(tài)系統(tǒng)。
從前面生態(tài)學(xué)的定義以及拓展變化可以看出生態(tài)學(xué)研究?jī)?nèi)容的復(fù)雜性。早期生態(tài)學(xué)是研究生物與環(huán)境相互關(guān)系的生物學(xué)分支，經(jīng)典生態(tài)學(xué)研究的最低層次是有機(jī)體(個(gè)體)，隨著生物學(xué)向宏觀方向的變化，生態(tài)學(xué)作為宏觀生物學(xué)主要以個(gè)體、種群、群落等宏觀方向不同等級(jí)的生命體系為研究對(duì)象?，F(xiàn)代生態(tài)學(xué)研究的重點(diǎn)在于生態(tài)系統(tǒng)和生物圈內(nèi)各組織層次中組成成分之間，尤其是生物與環(huán)境、生物與生物之間的相互作用。因此，現(xiàn)代生態(tài)學(xué)的研究對(duì)象既不是生物，也不是環(huán)境，而是由生物與環(huán)境相互作用構(gòu)成的整體——生態(tài)系統(tǒng)。
3.生態(tài)學(xué)的分支學(xué)科
隨著生態(tài)學(xué)的發(fā)展，生態(tài)學(xué)的研究領(lǐng)域、研究范圍及研究?jī)?nèi)容都在不斷擴(kuò)大，已形成了龐大的學(xué)科體系。
(1)根據(jù)組織層次分類
按研究對(duì)象的生物組織水平可分為：個(gè)體生態(tài)學(xué)、種群落生態(tài)學(xué)、群落生態(tài)學(xué)、生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)、景觀生態(tài)學(xué)、區(qū)域生態(tài)學(xué)和全球生態(tài)學(xué)。
(2)根據(jù)生物類群分類
按生物分類類群劃分有：普通生態(tài)學(xué)、動(dòng)物生態(tài)學(xué)、植物生態(tài)學(xué)和微生物生態(tài)學(xué);還有更具體的生物類群，如昆蟲生態(tài)學(xué)、魚類生態(tài)學(xué)、鳥類生態(tài)學(xué)和獸類生態(tài)學(xué)等;此外，還有獨(dú)立的人類生態(tài)學(xué)。
(3)根據(jù)生境類型分類
按生物棲息場(chǎng)所及生境類型劃分有：陸地生態(tài)學(xué)和水域生態(tài)學(xué)。陸地生態(tài)學(xué)又包括森林生態(tài)學(xué)、草原生態(tài)學(xué)和沙漠生態(tài)學(xué)等;水域生態(tài)學(xué)包括海洋生態(tài)學(xué)、淡水生態(tài)學(xué)和河口生態(tài)學(xué)。更具體的劃分有：熱帶生態(tài)學(xué)、濕地生態(tài)學(xué)和山地生態(tài)學(xué)等。
(4)根據(jù)研究方法分類
按研究方法劃分有：野外生態(tài)學(xué)、實(shí)驗(yàn)生態(tài)學(xué)和理論生態(tài)學(xué)等。
(5)根據(jù)交叉學(xué)科分類
按生態(tài)學(xué)與其他科學(xué)的交叉劃分有：生理生態(tài)學(xué)、進(jìn)化生態(tài)學(xué)、分子生態(tài)學(xué)、數(shù)學(xué)生態(tài)學(xué)、化學(xué)生態(tài)學(xué)、能量生態(tài)學(xué)和地理生態(tài)學(xué)等。
(6)根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域分類
按應(yīng)用領(lǐng)域劃分有：農(nóng)田生態(tài)學(xué)、農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)、家畜生態(tài)學(xué)、漁業(yè)生態(tài)學(xué)、森林生態(tài)學(xué)、草地生態(tài)學(xué)、污染生態(tài)學(xué)、自然資源生態(tài)學(xué)、城市生態(tài)學(xué)、生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)、恢復(fù)生態(tài)學(xué)、生態(tài)工程學(xué)、景觀生態(tài)學(xué)、炎類生態(tài)學(xué)和生態(tài)倫理學(xué)等。
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