李文华院士讲义-生态学的回顾与展望0611302

当代生态学的特征之三：社会-经济-自然复合生态系统
自然子系统 经济子系统
大气
社会子系统 科学子系统
村镇
生物
序
时
产业
土壤
体制 空
技术
构
城市
行为
交通
量
区域
水体
矿产
城市生态学

城市生态学是以生态学理论为基础，应用 生态学的方法，研究以人为核心的城市生 态系统的结构、功能、动态，以及系统组 成成分间和系统与周围生态系统间相互作 用的规律，并利用这些规律优化系统结构， 调节系统关系，提高物质转化和能量利用 效率以及改善环境质量，实现结构合理、 功能高效和关系协调的一门综合性学科

人类对生物圈的冲击

土地资源(耕地、森林、草场、湿地)退化 水资源缺乏 能源危机 生物多样性衰退 非再生资源耗耗竭 环境污染严重 自然灾害加剧 全球变化和全球化的挑战 PRED综合失调症
1962年《寂静的春天》 Rachel Carson
标志生态环境问题进展的几个 重要的里程碑
二、现代生态学研究 的领域及特点
现代生态学研究的特点

生态学在研究社会问题中重新定位
研究的对象不断拓宽
研究对象从自然生态系统向人工生态系统发展、 从单一生态系统向复合生态系统发展


学科之间综合、融汇与新分支学科不断产生
从研究系统的结构、到研究功能和过程
从局部孤立的研究向整体网络化研究发展

全球环境公约的驱动
气候 《气候变化框架公约》 《保护臭氧层公约》 生态 《生物多样性公约》 《防治荒漠化公约》 《国际重要湿地公约》 环境《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》 《控制危险废物越境转移及其处置巴塞尔公约》
当代生态学的特征之二：时空尺度扩展
时 间 尺 度
全球生态学
区域生态学
Conservation
Restoration
Effect Function
SPARC GEWEX
世界气候计划
MonitoriБайду номын сангаасg
生物多样性
Inventory
LUCC
生态学
水文学计划
IDGEC IT
CLIC GCTE GAIM BAHC START
IGBP
GIOBEC
DIS
LOICZ
生态学与有关全球 变化科学的联系

千年生态系统评估（MA）

2001.6启动，为期四年，1300学者，95个国家 目标：满足决策者对生态系统与人类福芷之间 相互联系方面科学信息的要求 《生物多样性公约》、《防治荒漠化公约》、 《湿地公约》、《迁徙物种公约》 内容：现状和变化；对人类的影响；对策 科学评估为《全球环境展望》、《世界资源报 告》、《人类发展报告》和《世界发展报告》 提供基础

生态学初期的重大突破

A.G.Tansley(1935)生态系统
V.N.Sukachev(1944)生物地理群落
Linderman(1942)营养级十分之一定律
E.P.Odum(1950)结构与功能

H.T.Odum（1954）能量基础系统生态学
生态学初期的困惑
缺乏明确的体系和方法 过分纠缠于概念的争论

1992年“联合国环境与发展大会”
《环境与发展宣言》 《21世纪议程》等 纲领性文件 达成《气候变化框 架公约》、《生物 多样性保护公约》 等框架公约。

《里约宣言》
是开展全球环境与发 展领域合作的框架性 文件 为了保护地球永恒的 活力和整体性，建立 一种新的、公平的全 球伙伴关系的“关于 国家和公众行为基本 准则”的宣言 提出了实现可持续发 展的27条基本原则
《只有一个地球》 《只有一个地球》 1972年 人类环境宣言 人类环境宣言 斯德哥尔摩 1987年
《我们共同的未来》
1992年 里约热内卢 2002年 约翰内斯堡
21世纪议程
Rio+10
IBP MAB IGBP MA
标志生态科学进展的 几项国际研究计划
60年代
国际生物学计划 IBP 人与生物圈计划 MAB 国际地圈生物圈 计划IGBP

景观生态学(Landscape Ecology)
景观生态学是研究大尺度生态格局与生态 功能过程关系及其发展动态的科学。 班块－廊道－基质模式观念的指导下，研 究大尺度的空间异质性，及其与人类活动 的关系。 空间格局－动态－干扰－管理

国际地圈与生物圈计划（IGBP）







植物生态学（Autecology） 群落生态学（Geobotany）
植物的环境 植物与光、温度、水、大气、土壤的生 态关系 植物的生态适应（生活型和生态型） 植物的种群生态 植物群落的特征及其演替 植物的主要类型及其分布

动物生态学
种群生态学 种群的分布格局 种群的数量动态 种间的相互作用 行为生态学 种群调节理论
生态学的发展与展望
李文华
liwh@igsnrr.ac.cn
讲课内容提纲
生态学发展的历史回顾
现代生态学研究的领域及特点
当前我国生态学研究的重要领域
寄语后来人
一、生态学发展的历 史回顾
在争议中发展的学科

生态学是德国学者E。H。 Haekel于1866年 提出，是由希腊文词根“Oikos”和“Logos” 演化而来。Oikos的意思是生活场所， Logos的意思是学问。生态学在创立时是指 研究生物有机体与其生活场所之间相互关 系的科学。
研究方法与技术的改进 研究重点的国际聚焦
当代生态学的特征之一:新的定位
经济 社会
土壤 矿产
自然
人
技术
文化
大气 生物 大气 生物 人 水体 水体 土壤 矿产 人
NGO+政府行为
罗马俱乐部 WWF IUCN IBP IGBP IHDP GTOS

人与生物圈计划 湿地保护公约 世界遗产地 濒危物种贸易公约 生物多样性公约 世界气候研究计划 全球环境基金 森林保护议定书 防治荒漠化 21世纪议程 千年评估（MA）
世界自然保护战略（WCS）1980
IUCN, UNEP, WWF 充分阐述了保护生物多样性、生态过程和 生命支持系统的重要性 持续利用物种和生态系统 提出优先领域 国家任务 第一次提出可持续发展的概念

1987年《我们共同的未来》 Ms Broundtland
环境危机，能源危机 和发展危机不能分割 地球的资源和能源远 不能满足人类发展的 需要 必须为当代人和下代 人的利益改变发展模 式

人类20世纪的辉煌成就
13兆(百万的平方)美元的财富 21世纪中叶还要增长5-10倍 工业生产增加了50倍 农业20年来年增长3%, 超过人口增长速度, 全世界粮食供大于求 科学技术突飞猛进, 除常规技术发展外，高 新技术突飞猛进（航天遥感、信息通讯、 生物工程、计算机、机器人、模拟预测…）
千年生态系统评估 MA
生物生产力
70年代至今
人与自然
80年代至今
圈层间关系 全球变化 自然、人文 与政策
2001年启动
国际生物圈计划（IBP）
20世纪60年代初期至70年代中期 ICSU组织，70多个国家参与 针对世界上一些主要生态系统的物质循环 和生物生产力开展观测和实验，开始大量 地建立模型，用系统分析的手段进行生态 系统功能过程的研究 存在的问题：缺乏统一的目标 缺乏政府的介入
纯自然主义倾向
研究尺度与研究对象的局限
短期、线路调查为主
研究方法与设备的落后
时代特征与面临的挑战
人类的无比的创造力和对环境的冲击力与 日俱增；其影响程度、规模和速度是空前 的，某些生物和化学循环已经等于甚至超 过自然界的固有的进程 人类活动引发的环境和社会的问题日益加 剧，其影响已经具有全球的特点 全球变化（Global Change）和全球化 （Globalization）的挑战 PRED综合失调症

《人类环境宣言》




人是环境的产物（生态系统的组成成员），也是 环境的塑造者 保护和改善环境，关系到人民的福利和经济发展， 是人民的迫切愿望，是各国政府的责任 人类改变环境的能力，如妥善地加以利用，可对 人类带来福利，如运用不当，则会对人类造成不 可估量的损失 发展中国家的环境问题多数由于发展迟缓而引起， 因此应致力于发展，同时注意保护和改善环境； 发达国家的环境问题则多由于工业和技术的发展 而引起 人口增长不断引起环境问题
Haeckel(1866)（生态学定义）
Dalwen(1877)（物种起源） Mobius(1877)（生物群落）


Shroter(1897)（个体生态与群体生态）
Warming(1895)（植物生态） Schemper(1898)（动物生态）
传统生态学研究的领域
个体生态: 植物生态 动物生态 昆虫生态 微生物生态学 群体生态：植物群落学 森林生态 草原生态 农田生态学 海洋生态 系统生态：生态系统生态学
景观生态学
生态系统 生 态 学 群落生态学
种群生态学 个体生态学
分子生态学
空间尺度
分子生态学 Molecular Ecology(1992)
应用分子生物系原理和方法研究生命系统 和环境系统的相互关系及其机制的科学。 在分子水平上研究生态现象的协调适应机 制 如种群的遗传结构和多样性分析；濒危物 种种群稳定性分析； 遗传标记：蛋白质水平，DNA水平

当代生态学研究的特点之八： 前沿和热点的国际聚焦（1989）
Science and Technology for the Future 1989, unesco
Panel on Terrestrial Ecosystems Global Change Conservation of biological Diversity Sustainable Development Organizer :Federico Mayor Chairman : Li Wenhua Members: Di Castri, France S.Evteev UNEP Bill Long, OECD,


1986年，ICSU 制定区域和国际政策、讨论关于全球变化及其 所产生的影响 国际全球大气化学计划（IGAC） 全球海洋通量联合研究计划（ JGOFS ） 过去的全球变化研究计划（PAGES） 全球变化与陆地生态系统（ GCTE ） 水文循环的生物学方面（BANC） 海岸带的海陆相互作用（LOICZ） 全球海洋生态系统动力学（GLOBEC） 土地利用与土地覆被变化（LUCC）

生态系统生态学
生态系统的概念、组成、结构和特征 生态系统的功能（能量、物质、信息、生 产力） 生态系统服务功能 生物多样性 生态系统的演替与进化 生态系统健康与管理 可持续发展

学派的分化
西欧大陆学派 Zurich, Monpollier, Upsala Hult, Flahaut, Braun Blanquet, 英美学派 Cowel, Clements, 俄罗斯学派 Dokuchaev, Sukachev, Sochava,
生态学发展的历史回顾
朴素的生态思想与实践 （19世纪中叶以前） 生态学形成阶段 (19世纪中期－20世纪30年代) 生态学成长阶段 (20世纪30 －60年代) 近代生态学发展阶段 (20世纪60年代以后)

萌芽时期

公元前5世纪－20世纪欧洲欧洲文艺复兴 Humboldt（1870）植物地理 Malthus(1803)生物（人口）与食物关系 Liebig(1840)（最小因子定律）

1972年：人类环境大会
人类只有一个地球， 这个地球不是我们从 上代人手里继承下来 的，而是我们从下代 人手里借来的。 为了避免因超越地球 资源极限而导致的世 界经济崩溃，最好的 方法是限制增长。

人与生物圈计划（MAB）1970UNESCO。我国1978年成立国家委员会 热带、亚热带森林生态系统 温带和地中海森林景观 放牧地、热带稀树草原和草场 干旱、半干旱地区 湖泊、沼泽、河流、三角洲、河口和沿海地区的价值 山地和冻原生态系统 岛屿生态系统 自然区域及其遗传种质的保护 化肥的使用和病虫害防治 大型工程对人类及其环境的影响 城市系统的生态学 环境的改造及其与人口适宜数量和遗传结构的关系 对环境质量的认识 环境污染研究及其对生物圈的作用