套用生態學

套用生態學(applied ecology)是指將理論生態學研究所得到的基本規律和關係套用到生態保護、生態管理和生態建設的實踐中，使人類社會實踐符合自然生態規律，使人與自然和諧相處、協調發展。因此，套用生態學是研究協調人類與生物圈之間的關係和協調此種複雜關係以達到和諧發展目的的科學。

基本介紹

• 中文名：套用生態學
• 外文名：applied ecology
• 性質：生態學的分支學科
• 分支學科：產業、管理、效益生物學
• 主要期刊：Journal of Applied Ecology
• 形成階段：1800年-1910年
• 目的：使人與自然和諧相處、協調發展

基本介紹

套用生態學(applied ecology)是指將理論生態學研究所得到的基本規律和關係套用到生態保護、生態管理和生態建設的實踐中，使人類社會實踐符合自然生態規律，使人與自然和諧相處、協調發展。因此，套用生態學是研究協調人類與生物圈之間的關係和協調此種複雜關係以達到和諧發展目的的科學。

在實際研究中，理論生態學與套用生態學是相互交叉的，很難截然分開，因為前者需要有研究對象的實例，而後者也要有適合研究對象的獨特理論和模型。事實上，在理論生態學發展的同時，作為連線生態學與各類生物生產領域和人類生活環境與生活質量領域橋樑和紐帶的套用生態學也越來越受到人們的重視。套用生態學的命題給理論生態學提出了許多新的任務，而生態學理論研究成果的積累，如對生態現象、過程和規律的揭示，無疑又為套用生態學在解決實際問題時提供了理論依據。

研究內容

作為生態學的一大研究門類，套用生態學的研究對象十分廣泛，幾乎涵蓋了地球表面所有的生態系統類型，因此，它的研究內容也非常豐富。套用生態學的基本研究內容就是對與人類生產、生活密切相關的生態系統的組成、形態、結構、功能、環境，及它們的變化引起的生態系統生產能力的波動、生態環境的變遷、生態災害的形成與防範、生態系統管理與調控等方面進行深入的探討，了解生態系統合理、安全的運行機制，以求生態系統處於最佳運行狀態，為人類謀求更大的利益。

歷史起源

對人類而言，可持續性意味著轉變我們當代的生活方式，以促使環境和社會條件支持人類的安全、福祉與健康等的機會最大化。特別是，來自生態系統的服務必需能夠得以維持。生態學在促進人們對生態系統、環境健康以及生物包括人類自身如何依賴關鍵生態過程的了解中發揮了重要作用。當人類社會進入21世紀後，還將繼續面臨著人口增長與資源環境的矛盾不斷加劇的現實，由此呼籲套用生態學的研究者和實踐者們應該去面對這種挑戰。40年前，國際科聯和國際生物學聯合會啟動實施了“國際生物學計畫”（InternationalBiologicalProgram，IBP）；同年，英國生態學會創辦了《Journal of Applied Ecology》 ，這是套用生態學發展史上的兩件重要事件。40年過去了，套用生態學取得了長足進展；展望未來，套用生態學任重而道遠。

學科範疇

經典生態學研究主要包括個體、種群、群落、生態系統等不同組織水平生命現象的生態格局與生態過程，並且以生態系統作為生態學研究的最高單元，一般將生態系統的生物組成劃分為生產者、消費者、分解者三元結構。人是這個食物鏈上的一個環節，屬於雜食性消費者。這種劃分對於自然生態系統或只有原始人的生態系統可能是非常正確的，但在今天，生物圈內幾乎任何角落都有現代人的影響，而這種影響遠非一個普通的雜食性消費者所能作為，人是現代生態系統的調控者。根據人在生態系統中的特殊生態位，胡濤提出了生態系統生物構成的四元結構：生產者、消費者、分解者和調控者。通過“人的生態位”、“生態系統生物構成的四元結構”的研究，胡濤認為恰恰是人在其中充當著這種紐帶。作為雜食性消費者的人，在自然子系統中，參與能量流動、物質循環；而作為調控者的人，則參與在經濟活動與社會運行之中，按照人類自身的經濟需求與社會意願來調控自然子系統的其它組分。這樣，一個整體的人被分為兩部分，人的自然屬性屬於自然子系統，人的社會屬性屬於經濟與社會子系統，二者之間的聯繫正是通過人這個紐帶得以實現。

分支學科

根據各分支學科的特點，可以把套用生態學劃分為產業生態學、管理生態學、效益生態學等不同的分支學科。
1、產業生態學(industrial ecology)：研究各大產業內部及與外部之間的生態關係．它追求產業在生態關係協調的前提下的高生產率，但生產率並不等同於生產效益。各產業部門都有自己獨特的生態系統和研究對象，因此就有自己獨特的研究理論和方法。例如農業生態學、森林生態學、草地生態學、工業生態學、旅遊生態學。
2、管理生態學(management ecology)：研究某些獨特的生態系統的管理理論、方法和策略，以及受損生態系統的修復理論和技術，保護生態系統的平衡發展。例如城市生態學、恢復生態學、生態工程學、資源生態學、災害
生態學、全球變化生態學、景觀生態學。

研究現狀

生態學自20世紀70年代以來的迅速發展和滲透到社會、經濟的各個領域是與全球面臨的人口激增、地球資源逐漸枯竭和環境不斷惡化等這些令人憂慮的事實所分不開的，這也可說明為何現代生態學及其晚近發展起來的許多學科分支時常帶有強烈套用色彩的原因。追蹤套用生態學的發展歷史，不難看出，它一直把解決自然資源退化、環境惡化等問題作為其研究的重點內容。

發展趨勢

生態學正在受到環境問題的挑戰。這種挑戰來自當環境問題繼續出現並累積時，經典生態學無法去解決。Schimel呼籲，套用生態學的研究者和實踐者們應該去面對這種挑戰。套用生態學重視研究人類活動引起的直接和應答迅速的生態學後果，但更重視研究那些易為人們所忽視的長期生態學後果。這就要求套用生態學家按照所研究問題的不同時間和空間尺度，採用不同的研究方法和技術手段，去認識和研究人類與地球生物圈之間的關係，並尋求和諧發展的對策。那么，哪些是套用生態學在當前和今後應給予優先重視的研究領域?綜合近幾年國際套用生態學的研究，在今後若干年內，圍繞以下領域，可能會出現廣泛而活躍的研究熱潮以及一些新的特點。

生態系統與生物圈的可持續利用

這一領域的研究對象可以是某種生物產業如農業、林業、畜牧業、漁業，也可以是人類社會經濟活動的特定空間如城市、鄉村、礦山、自然保護區等。

生態系統服務與生態設計

日益擁擠的地球需要加強生態科學的研究，這些研究應該將人類活動作為地球生態系統的一個組成部分。今後50～100年，世界人口將達到80～110億。維持人口增長導致的不斷需求將是人類面臨的巨大挑戰。當今人類社會對許多十分關鍵資源的消耗速率超過了這些資源的供應能力；城市化引發的生態學問題越來越突出；未來的環境將更多地由人類影響和管理的生態系統組成，在這個系統中人類所依賴的生態系統服務將越來越難以維持。套用生態學研究必須正視人類需求與生態系統需求間的緊張關係。因此，生態學研究應當從研究未受到干擾的生態系統轉到將由人類影響和管理的生態系統（承認人類在絕大多數生態系統中的作用），並將更多的生態學研究應集中到生態服務和生態恢復與生態設計中，這樣將有助於維持地球上生命的質量和多樣性。維持生態系統服務需要更好地了解生態系統的格局和過程。科學研究需要回答一些關鍵的問題，如哪些生態系統服務是不可替代的或者即使是可替代但十分昂貴或具有不良後果的？什麼樣的生境需要保護以確保它們提供關鍵的生態系統服務？哪些因素會削弱生態系統服務、但可以人為調節這種影響？當保護行動計畫不可能實施時，生態學家能夠提供什麼其它的選擇?生態系統服務如何依賴於時空的變化?如何設計環境問題的生態學解決方案?生態城市規劃設計的原則和評價標準是什麼?如何有目的地調節生態系統使之提供人類所必需的生態服務?這些問題都是今後套用生態學需要解決的。

轉基因生物的生態學評價

生物技術產業將成為21世紀重要的支柱產業之一。轉基因生物技術是利用分子生物學手段將某些生物的基因轉移到其他的生物物種中去，使其出現原物種不具有的性狀、功能，或者使某種生物喪失其某些原有特性的方法和手段。利用這種技術生產出來的生物就被稱為轉基因生物或遺傳改良生物（Genetically Modified Organisms，GMOs）。通過生物遺傳信息的轉移，使新的轉基因生物不斷成為動植物的新品系、新品種，及其加工後的新食品、新飼料、新農藥、新獸藥、新肥料等，其生產和貿易也在不斷擴大。但是，近年來，作為現代生物技術核心內容，轉基因重組技術以及轉基因生物或產品，由於其安全性有許多不確定的因素，對人類健康、生態環境的潛在危害越來越引起人們的重視，在世界範圍內引起了廣泛的爭論。因此，在擴大轉基因產品生產的同時，加強對其安全性研究與管理尤為必要。

生物入侵生態學

自20世紀70年代以來，隨著全球經濟一體化的加快、旅遊業的迅速發展，以及全球氣候變化的影響，生物入侵問題日漸突出，逐漸成為一個危害自然生態環境、生物多樣性及自然資源可持續性的國際問題。了解生物入侵的現狀、過程以及後果，研究有害生物入侵的機理、管理和防控方法，探討入侵生物學和入侵生態學的科學問題和控制外來生物的相互入侵的新技術，評估動植物種群預測未來生物入侵的能力以及針對生物入侵引發的環境和經濟問題，並開發有效的對策將是本領域的重要研究內容。

流行病生態學

近年來，許多流行病(如瘋牛病、口蹄疫、禽流感和SARS等)的爆發流行，造成了嚴重的直接經濟損失，威脅著人民的生命財產安全，這個主題正在逐漸顯露出來。流行病具有很強的傳染性和複雜的生命周期，而且與自然和干擾生態學的聯繫也非常複雜。氣候變化可能開始在它們的傳播中起了很大的作用。除了研究當前病害傳播事件的背景、流行病學的統計與模擬、發生髮展、傳染途徑、預測預報外，還有必要考慮疾病生態學在評價生物武器風險中的潛在作用。而現在，人們希望獲得的這些知識仍然有很多處於理論和預想中。因此，Schimel強烈鼓勵在這一領域開展廣泛深入的研究，並希望《Ecological Applications》雜誌能夠成為發表流行病生態學方面研究成果的一個主要渠道。

生態預報

生態預報是一門跨學科的綜合性研究，它能幫助科學管理者制定研究、監測、模擬和評價的優先領域，是資源與環境管理、決策中的重要依據。生態預報對於資源、環境的決策和管理將扮演越來越重要的角色。由於計算機科學和定量分析的進步、生態學理論的發展以及新技術的套用增加了我們預測生態系統變化的能力。當人類社會步入21世紀後，環境與持續發展問題仍然沒有得到解決，新的世紀人類社會更加面臨許多不確定性，氣候和化學循環的急速變化，支撐地區經濟的自然資源的枯竭，外來種的激增，疾病的傳播，空氣、水和土壤的惡化，對人類文明構成了史無先例的威脅。食物、纖維和淡水的持續供應以及人類健康的維護都要依靠我們對於不確定性未來的預報和準備能力。因此，生態預報將是今後生態學研究的一個重要努力方向，需要多學科、多部門的密切合作。

生態過程及其調控

生態過程泛指受環境因素控制的生物過程和受生物參與、影響的環境過程。地球表面所發生的許多生態學現象，無不受影響於相關的生態學過程。理論上，幾乎所有生態過程在不同程度上都是可調控的，人類如能深入認識許多重要生態過程的發生、發展規律以及了解影響這些過程的生物因素和環境因素，就有可能找到調控這些過程的途徑和技術，從而實現科學地管理生態系統乃至整個生物圈的目的。生態過程研究需要藉助各種實驗技術和觀測手段，而長期、大規模的生態學實驗、重要生態環境要素的持續觀測、跨區域實驗觀測的聯網比較以及遙感、圖像、信息技術等的綜合套用，則是未來生態過程研究深入發展的必由之路。在生態調控方面，空間調控將成為套用生態學的一個重要內容。套用生態學通常需要回答做什麼、哪裡做、什麼時候做等問題，如森林採伐量的確定、自然保護區的建立、水的調配等等。這些問題的本質是空間的最佳化調控。