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生态学家(Ecologist)是指从事生态学研究的专家学者。生态科学家们的任务就是研究人类面临的人口、资源、环境等几大问题。

生态学

定义

生态学家

生态学家

生态学(Ecology)是研究有机体及其周围环境相互关系的科学。 生物的生存、活动、繁殖需要一定的空间、物质与能量。生物在长期进化过程中,逐渐形成对周围环境某些物理条件和化学成分,如空气、光照、水分、热量和无机盐类等的特殊需要。各种生物所需要的物质、能量以及它们所适应的理化条件是不同的,这种特性称为物种的生态特性。从事生态学研究的专家学者,就是生态学家。

渊源

“生态学”一词是德国生物学家海克尔1866年提出的。海克尔在其动物学著作中定义生态学生态系统是:研究动物与其有机及无机环境之间相互关系的科学,特别是动物与其他生物之间的有益和有害关系。
其后,有些博物学家认为生态学与普通博物学不同,具有定量的和动态的特点,他们把生态学视为博物学的理论科学;持生理学观点的生态学家认为生态学是普通生理学的分支,它与一般器官系统生理学不同,侧重在整体水平上探讨生命过程与环境条件的关系;从事植物群落和动物行为工作的学者分别把生态学理解为生物群落的科学和环境条件影响下的动物行为科学;侧重进化观点的学者则把生态学解释为研究环境与生物进化关系的科学。
后来,在生态学定义中又增加了生态系统的观点,把生物与环境的关系归纳为物质流动及能量交换;20世纪70年代以来则进一步概括为物质流、能量流及信息流。

发展史

生态学的发展大致可分为萌芽期、形成期和发展期三个阶段。
生态学家

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萌芽期

古人在长期的农牧渔猫生产中积累了朴素的生态学知识,诸如作物生长与季节气候及土壤水分的关系、常见动物的物候习性等。如公元前4世纪希腊学者亚里士多德曾粗略描述动物的不同类型的栖居地,还按动物活动的环境类型将其分为陆栖和水栖两类,按其食性分为肉食、草食、杂食和特殊食性等类。
亚里士多德的学生、公元前三世纪的雅典学派首领赛奥夫拉斯图斯在其植物地理学著作中已提出类似今日植物群落的概念。公元前后出现的介绍农牧渔猎知识的专著,如古罗马公元1世纪老普林尼的《博物志》、6世纪中国农学家贾思勰的《齐民要术》等均记述了素朴的生态学观点。

形成期

大约从15世纪到20世纪40年代。
15世纪以后,许多科学家通过科学考察积累了不少宏观生态学资料。19世纪初叶,现代生态学的轮廓开始出现。如雷奥米尔的6卷昆虫学著作中就有许多昆虫生态学方面的记述。瑞典博物学家林奈首先把物候学、生态学和地理学观点结合起来,综合描述外界环境条件对动物和植物的影响。法国博物学家布丰强调生物变异基于环境的影响。德国植物地理学家人洪堡)创造性地结合气候与地理因子的影响来描述物种的分布规律。
19世纪,生态学进一步发展。
这一方面是由于农牧业的发展促使人们开展了环境因子对作物和家畜生理影响的实验研究。例如,在这一时期中确定了五摄氏度为一般植物的发育起点温度,绘制了动物的温度发育曲线,提出了用光照时间与平均温度的乘积作为比较光化作用的“光时度”指标以及植物营养的最低量律和光谱结构对于动植物发育的效应等。
生态学家

生态学家

另一方面,马尔萨斯于1798年发表的《人口论》一书造成了广泛的影响。费尔许尔斯特1833年以其著名的逻辑斯谛曲线描述人口增长速度与人口密度的关系,把数学分析方法引入生态学。19世纪后期开展的对植物群落的定量描述也已经以统计学原理为基础。1851年达尔文在《物种起源》一书中提出自然选择学说,强调生物进化是生物与环境交互作用的产物,引起了人们对生物与环境的相互关系的重视,更促进了生态学的发展。
19世纪中叶到20世纪初叶,人类所关心的农业、渔猫和直接与人类健康有关的环境卫生等问题,推动了农业生态学、野生动物种群生态学和媒介昆虫传病行为的研究。由于当时组织的远洋考察中都重视了对生物资源的调查,从而也丰富了水生生物学和水域生态学的内容。
到20世纪30年代,已有不少生态学著作和教科书阐述了一些生态学的基本概念和论点,如食物链生态位生物量生态系统等。至此,生态学已基本成为具有特定研究对象、研究方法和理论体系的独立学科。

发展期

20世纪50年代以来,生态学吸收了数学、物理、化学工程技术科学的研究成果,向精确定量方向前进并形成了自己的理论体系:
数理化方法、精密灵敏的仪器和电了计算机的应用,使生态学工作者有可能更广泛、深入地探索生物与环境之间相互作用的物质基础,对复杂的生态现象进行定量分析;整体概念的发展,产生出系统生态学等若干新分支,初步建立了生态学理论体系。
由于世界上的生态系统大都受人类活动的影响,社会经济生产系统与生态系统相互交织,实际形成了庞大的复合系统。随着社会经济和现代工业化的高速度发展,自然资源、人口、粮食和环境等一系列影响社会生产和生活的问题日益突出。
为了寻找解决这些问题的科学依据和有效措施,国际生物科学联合会(IUBS)制定了“国际生物计划”(IBP),对陆地和水域生物群系进行生态学研究。1972年联合国教科文组织等继IBP之后,设立了人与生物圈(MAB)国际组织,制定“人与生物圈”规划,组织各参加国开展森林、草原。海洋、湖泊等生态系统与人类活动关系以及农业、城市、污染等有关的科学研究。许多国家都设立了生态学和环境科学的研究机构。
和许多自然科学一样,生态学的发展趋势是:由定性研究趋向定量研究,由静态描述趋向动态分析;逐渐向多层次的综合研究发展;与其他某些学科的交叉研究日益显著。
由人类活动对环境的影响来看,生态学是自然科学与社会科学的交汇点;在方法学方面,研究环境因素的作用机制高不开生理学方法,离不开物理学和化学技术,而且群体调查和系统分析更高不开数学的方法和技术;在理论方面,生态系统的代谢和自稳态等概念基本是引自生理学,而由物质流、能量流和信息流的角度来研究生物与环境的相互作用则可说是由物理学、化学、生理学、生态学和社会经济学等共同发展出的研究体系。
按所研究的生物类别分,有微生物生态学、植物生态学、动物生态学、人类生态学等;还可细分,如昆虫生态学、鱼类生态学等。

基本内容

按生物系统的结构层次分,有个体生态学种群生态学群落生态学生态系统生态学等。
按生物栖居的环境类别分,有陆地生态学和水域生态学;前者又可分为森林生态学、草原生态学、荒漠生态学土壤生态学等,后者可分为海洋生态学、湖沼生态学、流域生态学等;还有更细的划分,如植物根际生态学、肠道生态学等。
生态学与非生命科学相结合的,有数学生态学化学生态学物理生态学、地理生态学、经济生态学、生态经济学、森林生态会计等;与生命科学其他分支相结合的有生理生态学、行为生态学、遗传生态学、进化生态学古生态学等。
应用性分支学科有:农业生态学、医学生态学、工业资源生态学、环境保护生态学、环境生态学生态保育、生态信息学、城市生态学生态系统服务景观生态学等。

一般规律

生态学第一定律:我们的任何行动都不是孤立的,对自然界的任何侵犯都具有无数的效应,其中许多是不可预料的。这一定律是G.哈定(G.Hardin)提出的,可称为多效应原理。
生态学家

生态学家

生态学第二定律:每一事物无不与其他事物相互联系和相互交融。此定律又称相互联系原理。
生态学第三定律:我们所生产的任何物质均不应对地球上自然的生物地球化学循环有任何干扰。此定律可称为勿干扰原理。
生态学的一般规律大致可从种群、群落、生态系统和人与环境的关系四个方面说明。

种群

在环境无明显变化的条件下,种群数量有保持稳定的趋势。一个种群所栖环境的空间和资源是有限的,只能承载一定数量的生物,承载量接近饱和时,如果种群数量(密度)再增加,增长率则会下降乃至出现负值,使种群数量减少;而当种群数量(密度)减少到一定限度时,增长率会再度上升,最终使种群数量达到该环境允许的稳定水平。对种群自然调节规律的研究可以指导生产实践。例如,制定合理的渔业捕捞量和林业采伐量,可保证在不伤及生物资源再生能力的前提下取得最佳产量。

群落

一个生物群落中的任何物种都与其他物种存在着相互依赖和相互制约的关系。常见的有:
食物链,居于相邻环节的两物种的数量比例有保持相对稳定的趋势。如捕食者的生存依赖于被捕食者,其数量也受被捕食者的制约;而被捕食者的生存和数量也同样受捕食者的制约。两者间的数量保持相对稳定;
竞争,物种间常因利用同一资源而发生竞争:如植物间争光、争空间、争水、争土壤养分;动物间争食物、争栖居地等。在长期进化中、竞争促进了物种的生态特性的分化,结果使竞争关系得到缓和,并使生物群落产生出一定的结构。例如森林中既有高大喜阳的乔木,又有矮小耐阴的灌木,各得其所;林中动物或有昼出夜出之分,或有食性差异,互不相扰;
互利共生。如地衣中菌藻相依为生,大型草食动物依赖胃肠道中寄生的微生物帮助消化,以及蚁和蚜虫共生关系等,都表现了物种间的相互依赖的关系。以上几种关系使生物群落表现出复杂而稳定的结构,即生态平衡,平衡的破坏常可能导致某种生物资源的永久性丧失。

生态系统

生态系统的代谢功能就是保持生命所需的物质不断地循环再生。阳光提供的能量驱动着物质在生态系统中不停地循环流动,既包括环境中的物质循环、生物间的营养传递和生物与环境间的物质交换,也包括生命物质的合成与分解等物质形式的转换。
物质循环的正常运行,要求一定的生态系统结构。随着生物的进化和扩散,环境中大量无机物质被合成为生命物质形成了广袤的森林、草原以及生息其中的飞禽走兽。一般说,发展中的生物群落的物质代谢是进多出少,而当群落成熟后代谢趋于平衡,进出大致相当。

人与环境

人们在改造自然的过程中须注意到物质代谢的规律。一方面,在生产中只能因势利导,合理开发生物资源,而不可只顾一时,竭泽而渔。目前世界上已有大面积农田因肥力减退未得到及时补偿而减产。另一方面,还应控制环境污染,由于大量有毒的工业废物进入环境,超越了生态系统生物圈的降解和自净能力,因而造成毒物积累,损害了人类与其他生物的生活环境。
生物进化就是生物与环境交互作用的产物。生物在生活过程中不断地由环境输入并向其输出物质,而被生物改变的物质环境反过来又影响或选择生物,二者总是朝着相互适应的协同方向发展,即通常所说的正常的自然演替。随着人类活动领域的扩展,对环境的影响也越加明显。
在改造自然的话动中,人类自觉或不自觉地做了不少违背自然规律的事,损害了自身利益。如对某些自然资源的长期滥伐、滥捕、滥采造成资源短缺和枯竭,从而不能满足人类自身需要;大量的工业污染直接危害人类自身健康等,这些都是人与环境交互作用的结果,是大自然受破坏后所产生的一种反作用。

著名生态学家

R. May 罗伯特-梅

基本信息
罗伯特-梅(R. May )1936年1月生于澳大利亚。1956年本科毕业于悉尼大学,1959年23岁时就在悉尼大学获得了理论物理学博士。后在悉尼大学任教,并成为物理学教授,直到1973年转到普林斯顿大学生物学系,接替原Robert MacArthur的位置。
1988年起转到英国牛津大学动物系。1995-2000出任Chief Scientific Advisor to the Government of the United Kingdom(大不列颠政府首席科学顾问),2000年12月出任英国皇家学会会长。
生态学家

生态学家

获得的科学荣誉
1979年,英国皇家学会,院士
1984年,美国生态学会,MacArthur奖
1991年,林奈学会,林奈奖章
1992年,美国科学院,外籍院士
1996年,克拉夫奖(生态学的诺贝尔奖)
1998年,Balzan奖(由意大利总统颁发)
2001年,Blue Planet奖
主要科学贡献
1973年出版的专著“模型生态系统中的复杂性与稳定性”。在该著作中,梅一反当时人们普遍的认识,提出越是复杂的系统,各个物种越难趋于稳定,其种群大小的波动越大。应该注意,梅的稳定性主要是指种群稳定性,而生态系统指标(如群落总生物量)的稳定性问题却可能是另样的。
梅首次表明,一阶非线性差分方程的动力学行为可能是非常复杂的,从稳定点到周期振荡再到混沌,均有可能。尽管几个数学家几乎同时独立地发展了混沌理论,但可以说是梅1976年在Nature发表的论文(以及以后的系列工作)开创了生物学中“混沌动力学”这个新领域。
梅还首次把环境随机性和空间异质性纳入到种群动力学模型当中,并据此探讨了一些生态系统管理中的种群数量变动问题;通过数学模型对昆虫寄生蜂野生种群的周期波动进行了卓有成效的研究。
进入上个世纪九十年代以来,梅的研究兴趣除基础理论生态学研究外也开始向应用领域倾斜。他与Anderson合作,系统地研究了病毒和细菌如何影响寄主种群以及它们的分布等问题,对公共卫生政策问题产生了深远影响。他研究了艾滋病扩散的条件,利用简化数学模型和计算机模拟对预测艾滋病蔓延提供了必要的数据。在生物多样性领域,梅也起到了领导者之一的作用。

Ilkka Hanski

Ilkka Hanski教授,1953年2月14日出生,1976年毕业于芬兰赫尔辛基大学,1979年在英国牛津大学获得动物学博士学位,然后一直在赫尔辛基大学工作;1993年起正式任生态学和动物学教授,1995年起任芬兰科学院研究教授。他所领导的研究群体1996年被芬兰科学院确定为“杰出研究中心”。
Hanski教授是种群生态学领域的权威,尤其是在集合种群(metapopulation)生态学领域内,更是国际上首屈一指的专家,发表了200余篇高水平论文,已编辑出版了4本具有重要国际影响的学术专著。他目前担任联合国生物多样性方面的DIVERSITAS规划项目指导委员会委员;担任过(或正在担任)8种国际著名生态学学术刊物的编委。
他所获得的荣誉称号包括:
1998, member of the Academia Europaea;
1999, Prize in Terrestrial Ecology, International Ecology Institute (ECI);
1999, President's Gold Medal, The British Ecological Society;
2000, foreign member of the Royal Swedish Academy of Sciences;
2000, Balzan Prize
2001, Sewall Wright Award of the American Society of Naturalists
2001, member of the Finnish Academy of Science and Letters.
Hanski教授还与中国的学术研究有着紧密的联系。他是北京师范大学生态学研究所和"生物多样性与生态工程"教育部重点实验室学术委员会的名誉委员。他与国内的雷光春教授(北大)、张大勇教授(北师大)有着紧密的学术交往,同时在我国国家基金委资助下还开展了网蛱蝶集合种群的合作研究。

Bazza

植物资源分配生态学研究领域的不争的第一。比较全面的研究了植物繁殖、生长以及防御等等各种活动涉及到的资源分配,及其在不同生境条件中的可塑性。在植物生理学,以及全球变化下的植物反应也有较多的工作。

P. Odum

E.P. Odum (1913-) University of illinois 的博士。1947开始执教于University of Georgia 。1953 出版了经典著作《Fundamentals of Ecology 》(国内翻译为《生态学基础》),开创了“生态系统”研究的热潮,并一直是该领域的领军人物,对生态系统结构与功能、生态系统的演替、生态系统服务等生态学重要问题进行了深入的研究,提出了生物“冗余”概念,引起世界范围的反响(见动植物板块的“生物的冗余“一帖)。1977 获得泰勒奖(Tyler Award ),1988获得瑞典科学院颁发的克拉夫奖(Craafort Prize。生态学的诺贝尔奖)。现在已经退休了。
Morton

Morton

Brian Morton

Brain Morton教授是香港海洋生态学学会的创始人,曾任香港大学太古海洋研究所所长,生态学与生物多样性学系首席教授,香港世界自然基金会教育分会主席,香港政府环境保护顾问委员会“陆地与海洋污染”分会副主席,香港海岸公园与保护区委员会主席,联合国教科文组织海洋污染研究与监测委员会香港代表,亚洲渔业学会创始人之一,联合国环境计划英国委员会委员。至今已培养39名博士研究生及37名硕士研究生。1979年出版了香港第一部有关生态保护的书籍“The Future of the Hong Kong Seashore”,到目前为止,共在权威期刊上发表有关生态学、海洋环境保护等领域的论文370多篇,科学评论9篇,专著20部,专著章节16个,及其他出版物若干。此外,为了肯定及尊重他在生态学方面做出的杰出贡献,共有13种生态分类学名称以Morton命名。
2003年退休回到英国后,本着科学家的高度社会责任感和对自然科学的浓厚兴趣,Morton教授将自家的地下室改造成实验室,继续开展科学研究,不遗余力地为创造更好的全球及区域生态环境而工作。
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