生态学的基本原理

生态学:观察自然和社会的明镜

主讲人: 肖笃宁

1、生态学的基本原理

生态就是指一切生物的生存状态，以及它们彼此之间及其与环境之间的关系。生态学（Ecology）最早是从研究生物个体开始创立的。

根据其研究对象不同，生态系统可分为陆地生态系统、淡水生态系统、海洋生态系统以及社会-经济-自然复合生态系统等。陆地生态系统根据其地表植被的不同，被分成森林生态系统、草原生态系统、湿地生态系统、城市生态系统、沙漠生态系统等。

自然界具有一定的等级结构, 如个体－种群－群落－生态系统－景观－区域－全球。研究不同等级的生物与环境之间的关系构成了不同的生态学分支。从结构上来看，生态系统由生产者、消费者和分解者组成。

在生态系统中存在有能量流动（金字塔法则）、物质循环、物种迁移等生态功能。生态系统中的能量流和物质循环在通常情况下（没有受到外力的剧烈干扰）总是平稳地进行着，与此同时生态系统的结构也保持相对的稳定状态，这叫做生态平衡。与之相反的状态则叫生态失衡，生态失衡（ecological unbalance）是由于人类不合理地开发和利用自然资源，其干预程度超过生态系统的阈值范围，破坏了原有的生态平衡状态，而对生态环境带来不良影响的一种生态现象。例如：乱砍滥伐森林或毁林开荒，采伐速度大大超过其再生能力，则会使资源衰竭，生态失衡，后果是气候变劣，水土流失，引起生态的报复。生态安全是指生态系统的健康和完整情况，是人类在生产、生活和健康等方面不受生态破坏与环境污染等影响的保障程度，包括饮用水与食物安全、空气质量与绿色环境等基本要素。

从生态学的应用性来看，可将其分为基础生态学和应用生态学。

基础生态学又可以分为以下的主要分支：植物生态学、动物生态学、微生物生态学、海洋生态学、水生生态学、土壤生态学、化学生态学、数学生态学、生理生态学、行为生态学、进化生态学、界面生态学、生态动力学、能量生态学、信息

生态学。

应用生态学又可以分为以下的主要分支：

1、综合技术：保护生态学、恢复生态学、生态系统健康学、景观生态学、生态

工程学、生态系统管理学；

2、资源环境：森林生态学、草地生态学、湿地生态学、城市生态学、污染生态

学、放射生态学；

3、产业：农业生态学、林业生态学、牧业生态学、渔业生态学、工业生态学、

旅游生态学；

4、社会：人类生态学、生态经济学、生态伦理学。

生态学的基本规律是：整体协调，相互制约；等级结构，合理有序；循环再生，自我调节；能流物流，动态平衡；适应环境，协同进化。

生态学的发展趋势：在研究内容上，从生物拓展到全人类；在研究尺度上，向宏观和微观两个方向拓展；在研究方法上，综合实验、观测、网络、建模等。

2、生态系统服务功能

生态系统服务功能是人类赖以生存和发展的基础。它主要有四大功能：

1、产品提供功能：如提供纤维、木材、生物燃料、生物化学产品与医药、观赏

和环境用植物、遗传基因库等；

2、调节功能：如空气质量调节、气候调节、水土保持、水质净化、废弃物处理、

人类疾病控制、生物控制等；

3、文化功能：如文化多样性、精神和宗教价值、知识系统、教育价值、灵感、

美学价值等；

4、支持功能：如初级生产、固定碳、产氧、土壤形成、生物地化循环、水循环、

提供生物的生境等。

R.costanza（1997）计算了全球16类生物群区的生态服务价值，约为16-54万亿美元，年平均33万亿美元；按功能计算，养分循环达到17万亿美元；废物处理达到23万亿美元；干扰调节达到1.8万亿美元；大气调节达到1.3万亿美元；而全球当年的GNP为18万亿美元。生态系统的服务价值远远超过了这个数目。

中国生态系统结构功能发生退化：森林面积增加但结构趋于简单化，成熟林

面积锐减，仅占11%；90％可利用天然草原退化，严重退化/沙化/盐渍化草原占1/3；天然湿地大面积萎缩，如:三江湿地1954-2006年由350万公顷减少到96万公顷，减少率达到72.6%。

中国的生态环境问题比较严峻：水土流失面积165万km2，占国土面积的17.2%；每年侵蚀的泥沙约50亿吨，全国沙漠化土地38万km2，蔓延速度逐年增加。

在联合国《国际公约》列出的740种濒危物种中，我国占189种，约为25%。2005年中央提出了“加快建立生态补偿机制”，《国家中长期科技发展规划纲要》也明确提出“构建生态系统服务功能综合评估及技术评价体系”。在国家“十一五”规划中提出要推进主体功能区划和国土空间开发。

生态影响评价方法有很多，主要的有以下几种：

1、初级生产力计算（净第一性生产力）；

2、能值分析法；

3、生命周期分析法（物质代谢全过程）；

4、生态足迹法（Ecological footprint）：基于土地利用的生态维持面积自然资本占

用的空间测度；

5、生态系统能力指数：生态胁迫度0—1，支撑人口密度；

6、生态风险分析法（Ecological Risk Assessment）。

3、生态经济与环境价值

环境价值理论认为环境具有凝结着的人类劳动的价值属性，环境价值决定于它的有用性，价值大小决定于环境资源的稀缺性和开发利用条件。

环境价值体现在资源价值（以物质形式具体体现）和生态价值（人类对环境舒适性的服务需要）两个方面。资源价值(边际机会成本) 的核算方法主要有：生产价格法、正算成本法、逆算净价法、间接定价法、模糊数学法、生态价值的核算方法主要有曲线法、投标博弈法和无费用选择法等。

生态价值体系的测算方法可以用下表表示：

将环境资源价值纳入国民经济核算体系之中，国民财富平衡表可以用下式表示：国民财富= 固定资产+ 流动资产+ 自然资源

新GNP(国民生产总值) = GNP + 环境资源增加量（当作资本形成）

新NNP(国民成产净值) = NNP + 环境资源变量（当作固定资产消耗）

建立平衡帐户，在投入产出表中单列出自然资源再生产活动。

4、生态环境与文明发育

适中的环境压力与应力是文明的起源基本条件。文明发展存在着生态边缘效应，即文明起源于生态交错带上；如在黄河流域产生了的中华文明；在尼罗河流域产生了埃及文明；在底格里斯河和幼发拉底河流域产生了古巴比伦王国；在恒河流域产生了古印度文明。

影响中国文明发育的地理环境特点有：

1、相对封闭与独立的地理区位：地势轮廓（四级台阶）与陆海关系；古人“天下”为中、自成一统观念的形成；

2、足够的人类活动空间：广阔的平原与内陆腹地；适宜的生物气候环境；

3、东亚季风气候与农业发展：与热同步利于农作；水旱灾害严重，治水成大问题；干湿分明的气候不利于种草和农牧结合；

4、北部的辽阔草原带与开放式边疆：大草原与农牧交错带，人类文明的又一源地；游牧民族对农耕文明的巨大冲击与碰撞、融合；汉族的长城文化与防御精神；

5、东西向的大河流向与两大母亲河的文明转移：同纬度带的流域结构不利于大格局的物产流通；经济重心由黄河流域向长江流域转移的必然性；

6、中华文明保持连续性的地理背景与生态分析：幅员辽阔，有回旋余地；生存