基本介紹
- 中文名：生態學家
- 外文名：Ecologist
- 定義：生態學研究的專家學者
- 任務：研究人類面臨的人口、資源
生態學,定義,淵源,發展史,萌芽期,形成期,發展期,基本內容,一般規律,種群,群落,生態系統,人與環境,著名生態學家,R. May 羅伯特-梅,Ilkka Hanski,Bazza,P. Odum,Brian Morton,
生態學
定義
生態學家生態學（Ecology）是研究有機體及其周圍環境相互關係的科學。 生物的生存、活動、繁殖需要一定的空間、物質與能量。生物在長期進化過程中，逐漸形成對周圍環境某些物理條件和化學成分，如空氣、光照、水分、熱量和無機鹽類等的特殊需要。各種生物所需要的物質、能量以及它們所適應的理化條件是不同的，這種特性稱為物種的生態特性。從事生態學研究的專家學者，就是生態學家。
淵源
“生態學”一詞是德國生物學家海克爾1866年提出的。海克爾在其動物學著作中定義生態學生態系統是：研究動物與其有機及無機環境之間相互關係的科學，特別是動物與其他生物之間的有益和有害關係。
其後，有些博物學家認為生態學與普通博物學不同，具有定量的和動態的特點，他們把生態學視為博物學的理論科學；持生理學觀點的生態學家認為生態學是普通生理學的分支，它與一般器官系統生理學不同，側重在整體水平上探討生命過程與環境條件的關係；從事植物群落和動物行為工作的學者分別把生態學理解為生物群落的科學和環境條件影響下的動物行為科學；側重進化觀點的學者則把生態學解釋為研究環境與生物進化關係的科學。
後來，在生態學定義中又增加了生態系統的觀點，把生物與環境的關係歸納為物質流動及能量交換；20世紀70年代以來則進一步概括為物質流、能量流及信息流。
發展史
生態學的發展大致可分為萌芽期、形成期和發展期三個階段。
生態學家
生態學家萌芽期
古人在長期的農牧漁貓生產中積累了樸素的生態學知識，諸如作物生長與季節氣候及土壤水分的關係、常見動物的物候習性等。如公元前4世紀希臘學者亞里士多德曾粗略描述動物的不同類型的棲居地，還按動物活動的環境類型將其分為陸棲和水棲兩類，按其食性分為肉食、草食、雜食和特殊食性等類。
亞里士多德的學生、公元前三世紀的雅典學派首領賽奧夫拉斯圖斯在其植物地理學著作中已提出類似今日植物群落的概念。公元前後出現的介紹農牧漁獵知識的專著，如古羅馬公元1世紀老普林尼的《博物志》、6世紀中國農學家賈思勰的《齊民要術》等均記述了素樸的生態學觀點。
形成期
大約從15世紀到20世紀40年代。
15世紀以後，許多科學家通過科學考察積累了不少巨觀生態學資料。19世紀初葉，現代生態學的輪廓開始出現。如雷奧米爾的6卷昆蟲學著作中就有許多昆蟲生態學方面的記述。瑞典博物學家林奈首先把物候學、生態學和地理學觀點結合起來，綜合描述外界環境條件對動物和植物的影響。法國博物學家布豐強調生物變異基於環境的影響。德國植物地理學家人洪堡)創造性地結合氣候與地理因子的影響來描述物種的分布規律。
19世紀，生態學進一步發展。
這一方面是由於農牧業的發展促使人們開展了環境因子對作物和家畜生理影響的實驗研究。例如，在這一時期中確定了五攝氏度為一般植物的發育起點溫度，繪製了動物的溫度發育曲線，提出了用光照時間與平均溫度的乘積作為比較光化作用的“光時度”指標以及植物營養的最低量律和光譜結構對於動植物發育的效應等。
生態學家
生態學家另一方面，馬爾薩斯於1798年發表的《人口論》一書造成了廣泛的影響。費爾許爾斯特1833年以其著名的邏輯斯諦曲線描述人口增長速度與人口密度的關係，把數學分析方法引入生態學。19世紀後期開展的對植物群落的定量描述也已經以統計學原理為基礎。1851年達爾文在《物種起源》一書中提出自然選擇學說，強調生物進化是生物與環境互動作用的產物，引起了人們對生物與環境的相互關係的重視，更促進了生態學的發展。
19世紀中葉到20世紀初葉，人類所關心的農業、漁貓和直接與人類健康有關的環境衛生等問題，推動了農業生態學、野生動物種群生態學和媒介昆蟲傳病行為的研究。由於當時組織的遠洋考察中都重視了對生物資源的調查，從而也豐富了水生生物學和水域生態學的內容。
發展期
20世紀50年代以來，生態學吸收了數學、物理、化學工程技術科學的研究成果，向精確定量方向前進並形成了自己的理論體系：
數理化方法、精密靈敏的儀器和電了計算機的套用，使生態學工作者有可能更廣泛、深入地探索生物與環境之間相互作用的物質基礎，對複雜的生態現象進行定量分析；整體概念的發展，產生出系統生態學等若干新分支，初步建立了生態學理論體系。
由於世界上的生態系統大都受人類活動的影響，社會經濟生產系統與生態系統相互交織，實際形成了龐大的複合系統。隨著社會經濟和現代工業化的高速度發展，自然資源、人口、糧食和環境等一系列影響社會生產和生活的問題日益突出。
為了尋找解決這些問題的科學依據和有效措施，國際生物科學聯合會(IUBS)制定了“國際生物計畫”(IBP)，對陸地和水域生物群系進行生態學研究。1972年聯合國教科文組織等繼IBP之後，設立了人與生物圈(MAB)國際組織，制定“人與生物圈”規劃，組織各參加國開展森林、草原。海洋、湖泊等生態系統與人類活動關係以及農業、城市、污染等有關的科學研究。許多國家都設立了生態學和環境科學的研究機構。
和許多自然科學一樣，生態學的發展趨勢是：由定性研究趨向定量研究，由靜態描述趨向動態分析；逐漸向多層次的綜合研究發展；與其他某些學科的交叉研究日益顯著。
由人類活動對環境的影響來看，生態學是自然科學與社會科學的交匯點；在方法學方面，研究環境因素的作用機制高不開生理學方法，離不開物理學和化學技術，而且群體調查和系統分析更高不開數學的方法和技術；在理論方面，生態系統的代謝和自穩態等概念基本是引自生理學，而由物質流、能量流和信息流的角度來研究生物與環境的相互作用則可說是由物理學、化學、生理學、生態學和社會經濟學等共同發展出的研究體系。
按所研究的生物類別分，有微生物生態學、植物生態學、動物生態學、人類生態學等；還可細分，如昆蟲生態學、魚類生態學等。
基本內容
生態學與非生命科學相結合的，有數學生態學、化學生態學、物理生態學、地理生態學、經濟生態學、生態經濟學、森林生態會計等；與生命科學其他分支相結合的有生理生態學、行為生態學、遺傳生態學、進化生態學古生態學等。
一般規律
生態學第一定律：我們的任何行動都不是孤立的，對自然界的任何侵犯都具有無數的效應，其中許多是不可預料的。這一定律是G．哈定(G．Hardin)提出的，可稱為多效應原理。
生態學家
生態學家生態學第二定律：每一事物無不與其他事物相互聯繫和相互交融。此定律又稱相互聯繫原理。
生態學第三定律：我們所生產的任何物質均不應對地球上自然的生物地球化學循環有任何干擾。此定律可稱為勿干擾原理。
生態學的一般規律大致可從種群、群落、生態系統和人與環境的關係四個方面說明。
種群
在環境無明顯變化的條件下，種群數量有保持穩定的趨勢。一個種群所棲環境的空間和資源是有限的，只能承載一定數量的生物，承載量接近飽和時，如果種群數量(密度)再增加，增長率則會下降乃至出現負值，使種群數量減少；而當種群數量(密度)減少到一定限度時，增長率會再度上升，最終使種群數量達到該環境允許的穩定水平。對種群自然調節規律的研究可以指導生產實踐。例如，制定合理的漁業捕撈量和林業採伐量，可保證在不傷及生物資源再生能力的前提下取得最佳產量。
群落
一個生物群落中的任何物種都與其他物種存在著相互依賴和相互制約的關係。常見的有：
食物鏈，居於相鄰環節的兩物種的數量比例有保持相對穩定的趨勢。如捕食者的生存依賴於被捕食者，其數量也受被捕食者的制約；而被捕食者的生存和數量也同樣受捕食者的制約。兩者間的數量保持相對穩定；
競爭，物種間常因利用同一資源而發生競爭：如植物間爭光、爭空間、爭水、爭土壤養分；動物間爭食物、爭棲居地等。在長期進化中、競爭促進了物種的生態特性的分化，結果使競爭關係得到緩和，並使生物群落產生出一定的結構。例如森林中既有高大喜陽的喬木，又有矮小耐陰的灌木，各得其所；林中動物或有晝出夜出之分，或有食性差異，互不相擾；
互利共生。如地衣中菌藻相依為生，大型草食動物依賴胃腸道中寄生的微生物幫助消化，以及蟻和蚜蟲的共生關係等，都表現了物種間的相互依賴的關係。以上幾種關係使生物群落表現出複雜而穩定的結構，即生態平衡，平衡的破壞常可能導致某種生物資源的永久性喪失。
生態系統
生態系統的代謝功能就是保持生命所需的物質不斷地循環再生。陽光提供的能量驅動著物質在生態系統中不停地循環流動，既包括環境中的物質循環、生物間的營養傳遞和生物與環境間的物質交換，也包括生命物質的合成與分解等物質形式的轉換。
物質循環的正常運行，要求一定的生態系統結構。隨著生物的進化和擴散，環境中大量無機物質被合成為生命物質形成了廣袤的森林、草原以及生息其中的飛禽走獸。一般說，發展中的生物群落的物質代謝是進多出少，而當群落成熟後代謝趨於平衡，進出大致相當。
人與環境
人們在改造自然的過程中須注意到物質代謝的規律。一方面，在生產中只能因勢利導，合理開發生物資源，而不可只顧一時，竭澤而漁。目前世界上已有大面積農田因肥力減退未得到及時補償而減產。另一方面，還應控制環境污染，由於大量有毒的工業廢物進入環境，超越了生態系統和生物圈的降解和自淨能力，因而造成毒物積累，損害了人類與其他生物的生活環境。
生物進化就是生物與環境互動作用的產物。生物在生活過程中不斷地由環境輸入並向其輸出物質，而被生物改變的物質環境反過來又影響或選擇生物，二者總是朝著相互適應的協同方向發展，即通常所說的正常的自然演替。隨著人類活動領域的擴展，對環境的影響也越加明顯。
在改造自然的話動中，人類自覺或不自覺地做了不少違背自然規律的事，損害了自身利益。如對某些自然資源的長期濫伐、濫捕、濫采造成資源短缺和枯竭，從而不能滿足人類自身需要；大量的工業污染直接危害人類自身健康等，這些都是人與環境互動作用的結果，是大自然受破壞後所產生的一種反作用。
著名生態學家
R. May 羅伯特-梅
基本信息
羅伯特-梅(R. May )1936年1月生於澳大利亞。1956年本科畢業於悉尼大學，1959年23歲時就在悉尼大學獲得了理論物理學博士。後在悉尼大學任教，並成為物理學教授，直到1973年轉到普林斯頓大學生物學系，接替原Robert MacArthur的位置。
1988年起轉到英國牛津大學動物系。1995－2000齣任Chief Scientific Advisor to the Government of the United Kingdom（大不列顛政府首席科學顧問），2000年12月出任英國皇家學會會長。
生態學家獲得的科學榮譽
1979年，英國皇家學會，院士
1984年，美國生態學會，MacArthur獎
1991年，林奈學會，林奈獎章
1992年，美國科學院，外籍院士
1996年，克拉夫獎（生態學的諾貝爾獎）
1998年，Balzan獎（由義大利總統頒發）
2001年，Blue Planet獎
主要科學貢獻
1973年出版的專著“模型生態系統中的複雜性與穩定性”。在該著作中，梅一反當時人們普遍的認識，提出越是複雜的系統，各個物種越難趨於穩定，其種群大小的波動越大。應該注意，梅的穩定性主要是指種群穩定性，而生態系統指標（如群落總生物量）的穩定性問題卻可能是另樣的。
梅首次表明，一階非線性差分方程的動力學行為可能是非常複雜的，從穩定點到周期振盪再到混沌，均有可能。儘管幾個數學家幾乎同時獨立地發展了混沌理論，但可以說是梅1976年在Nature發表的論文（以及以後的系列工作）開創了生物學中“混沌動力學”這個新領域。
梅還首次把環境隨機性和空間異質性納入到種群動力學模型當中，並據此探討了一些生態系統管理中的種群數量變動問題；通過數學模型對昆蟲寄生蜂野生種群的周期波動進行了卓有成效的研究。
進入上個世紀九十年代以來，梅的研究興趣除基礎理論生態學研究外也開始向套用領域傾斜。他與Anderson合作，系統地研究了病毒和細菌如何影響寄主種群以及它們的分布等問題，對公共衛生政策問題產生了深遠影響。他研究了愛滋病擴散的條件，利用簡化數學模型和計算機模擬對預測愛滋病蔓延提供了必要的數據。在生物多樣性領域，梅也起到了領導者之一的作用。
Ilkka Hanski
Ilkka Hanski教授，1953年2月14日出生，1976年畢業於芬蘭赫爾辛基大學，1979年在英國牛津大學獲得動物學博士學位，然後一直在赫爾辛基大學工作；1993年起正式任生態學和動物學教授，1995年起任芬蘭科學院研究教授。他所領導的研究群體1996年被芬蘭科學院確定為“傑出研究中心”。
Hanski教授是種群生態學領域的權威，尤其是在集合種群（metapopulation）生態學領域內，更是國際上首屈一指的專家，發表了200餘篇高水平論文，已編輯出版了4本具有重要國際影響的學術專著。他目前擔任聯合國生物多樣性方面的DIVERSITAS規劃項目指導委員會委員；擔任過（或正在擔任）8種國際著名生態學學術刊物的編委。
他所獲得的榮譽稱號包括：
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教授還與中國的學術研究有著緊密的聯繫。他是北京師範大學生態學研究所和"生物多樣性與生態工程"教育部重點實驗室學術委員會的名譽委員。他與國內的雷光春教授（北大）、張大勇教授（北師大）有著緊密的學術交往，同時在我國國家基金委資助下還開展了網蛺蝶集合種群的合作研究。
Bazza
植物資源分配生態學研究領域的不爭的第一。比較全面的研究了植物繁殖、生長以及防禦等等各種活動涉及到的資源分配，及其在不同生境條件中的可塑性。在植物生理學，以及全球變化下的植物反應也有較多的工作。
P. Odum
E.P. Odum (1913-) University of illinois 的博士。1947開始執教於University of Georgia 。1953 出版了經典著作《Fundamentals of Ecology 》（國內翻譯為《生態學基礎》），開創了“生態系統”研究的熱潮，並一直是該領域的領軍人物，對生態系統結構與功能、生態系統的演替、生態系統服務等生態學重要問題進行了深入的研究，提出了生物“冗餘”概念，引起世界範圍的反響（見動植物板塊的“生物的冗餘“一帖）。1977 獲得泰勒獎（Tyler Award ），1988獲得瑞典科學院頒發的克拉夫獎（Craafort Prize。生態學的諾貝爾獎）。現在已經退休了。
Morton
MortonBrian Morton
Brain Morton教授是香港海洋生態學學會的創始人，曾任香港大學太古海洋研究所所長，生態學與生物多樣性學系首席教授，香港世界自然基金會教育分會主席，香港政府環境保護顧問委員會“陸地與海洋污染”分會副主席，香港海岸公園與保護區委員會主席，聯合國教科文組織海洋污染研究與監測委員會香港代表，亞洲漁業學會創始人之一，聯合國環境計畫英國委員會委員。至今已培養39名博士研究生及37名碩士研究生。1979年出版了香港第一部有關生態保護的書籍“The Future of the Hong Kong Seashore”，到目前為止，共在權威期刊上發表有關生態學、海洋環境保護等領域的論文370多篇，科學評論9篇，專著20部，專著章節16個，及其他出版物若干。此外，為了肯定及尊重他在生態學方面做出的傑出貢獻，共有13種生態分類學名稱以Morton命名。
2003年退休回到英國後，本著科學家的高度社會責任感和對自然科學的濃厚興趣，Morton教授將自家的地下室改造成實驗室，繼續開展科學研究，不遺餘力地為創造更好的全球及區域生態環境而工作。
