大尺度陆地生态系统科学研究的理论基础及其技术体系之探讨

大尺度的陆地生态系统科学研究是在生物多样性保护、应对全球气候变化、区域生态环境治理及全球社会经济可持续发展的科技需求背景下应运而生的生态学及生态系统科学前沿领域,并在我国的生态文明建设社会实践中快速发展。本文在系统论述大尺度陆地生态系统科学研究的科技使命基础上,重点梳理和探讨了区域及大陆尺度的生态系统科学研究理论基础和方法学问题,进而基于宏生态系统生态学理论,新提出了宏观生态系统科学的基础理论、科学概念及其研究方法体系的逻辑框架。本文重点探讨了: 1) 基于生态系统的系统学特性,发展多维视角的“生态系统科学概念网络体系”;2) 基于生态系统整体性和涌现性理论,发展“生态系统状态变化分析理论体系”;3) 基于生态系统属性及状态概念,发展生态系统结构-过程-功能-服务级联关系的“整合研究方法学理论体系”的学科内涵及应用问题,进而论述了发展区域及大陆尺度宏观生态系统科学研究的方法体系,提出构建新一代大陆尺度生态系统观测研究实验网络,完善“联网观测-联网实验-数值模拟-知识融合”四位一体的科学研究技术体系的必要性。     

红壤生态学

红壤是一种重要类型的土壤,面积大、分布广,条件优越,开发利用潜力巨大。当前,红壤退化严重、生态环境问题突出,亟待研究治理。建立红壤生态学,将红壤生态学的理论与技术运用到红壤的生态治理、环境改善及其合理开发利用中,既是现实需要又是形势所迫,势在必行。红壤生态学是由土壤学与生态学交叉、复合而形成的一门新兴、边缘农业应用科学,是土壤生态学的一个分支学科。红壤生态学以红壤为研究对象,探索红壤生态系统中生物与生物、生物与环境、环境因子与环境因子之间的相互关系及其作用机理,深入揭示红壤生态系统的结构、功能、演变规律及调控措施,最终目标是要实现红壤资源的可持续利用和红壤生态系统的可持续发展。红壤生态学着重研究以下7个方面的内容:(1)红壤生态系统的结构;(2)红壤生态系统的功能;(3)红壤生态系统的演变;(4)红壤生态系统的退化;(5)红壤生态系统的平衡;(6)红壤生态系统的调控;(7)红壤资源的开发利用。红壤生态学具有以下几个明显的特征:交叉性与边缘性、复合性与综合性、实践性与应用性、理论性与学术性、多样性与复杂性、层次性与系统性,以及长期性与战略性。今后,红壤生态学将向着规范化、数字化、高效化、国际化方向发展。为促进红壤生态学的又好又快发展,应采取以下战略对策:一是培养专门人才;二是增加物质投入;三是建设研发平台;四是加强交流合作;五是勇于开拓创新。     

生态系统质量及其状态演变的生态学理论和评估方法之探索

生态文明建设和生态环境治理是国家治理的基本任务之一,我国已经明确提出了提升生态系统质量和稳定性的目标。然而,生态系统质量的科学概念及其状态演变的评估理论和方法却是一直困扰学术界且尚未形成广泛共识的难题。本文在梳理生态系统质量的科学概念及其状态演变研究进展基础上,借鉴物质生产的产品质量、质量管理和质量评价概念,论述了生态系统质量概念及生态学理论基础,从生态系统的自然属性-社会属性-经济属性及其相互关系,生态系统组分-结构-过程-功能-服务-功效的级联关系,系统要素-系统-环境互馈关系,以及生态系统的状态波动-数量变化-质量改变的逻辑关系等视角,讨论了生态系统质量及演变的科学内涵,进而从自然资源环境系统、典型生态系统、区域宏观生态系统、生态工程效应/功效等方面,提出了多应用目标的生态系统质量变化评估的视角和方法。     

用生态学思维重构传统农学学科:生产生态学的角色

传统农学学科与专业源于近代试验科学的还原论思维,并在工业革命巨大成功的推动下不断分化,失去了对农业生物与资源环境关系即农业生态系统机制的整体把握;而且,由于过多依赖外源化石能源的投入和若干高产作物品种的单一种植,不断丧失农业内部可持续性,使人类面临粮食安全和食品安全的双重危机.因此,农学学科及其教育体系的重构日益迫切.将农学与生态学联姻,建立以农业生态学为核心理论、农业生态系统管理为核心技术,特别是创建“生产生态学”,以之融合农学学科下属2个二级学科“作物栽培学与耕作学”与“作物遗传育种学”之间的鸿沟,将从意识论和方法论上为真正地实施农业可持续发展战略奠定学科、科学和教育基础.     

城市森林生态学的基本理论与研究方法

随着世界经济的发展和城市人口的增加,城市环境问题严重阻碍了城市可持续发展,形成了城市森林生态学这一新学科,森林生态学,景观生态学,园林学和人类生态学4种学科的相关理论相互融合构成了城市森林生态学的理论基础,城市森林生态学的形成使人们从生态系统的角度审视城市的发展,并把生物环境即人类及所有植物和动物的群体视为这个系统的一个要素,引出了“城市森林”的概念,本文较系统地介绍了城市森林生态学的基本概念,主要研究内容。理论基础及基本原理,研究方法及其发展展望。     

我国区域尺度生态系统管理中的几个重要生态学命题

生态系统管理学是研究生态系统管理的理论与实践技术,相关政策和管理策略的综合性应用生态学。当前,综合研究全球或区域尺度生态系统管理模式及其相关的重大科学问题不公是人类社会可持续发展的迫切需要,也是生态系统管理学的重要发展方向和科学任务,为此,本文系统地论述了生态服务功能、可持续性、复杂性和不确定性的综合评价与生态学机制,自然资源保护、生态系统健康以及退化生态系统恢复的生态学基础,生态系统管理的基础生态学过程,生态系统适应性管理的理论与实践,生态系统网络研究,监测和成果集成,区域尺度生态系统管理的综合性专题研究等一系列重要生态学命题,讨论了这些生态学命题的国内外研究进展及其发展方向。     

海岸生态学——探究海岸生物与环境相互作用的生态学分支

海岸是现代海洋与大陆相互作用的两栖地带,是一个复杂的生态系统,近年来,随着人们对海岸功能和地位的深入认识,海岸生态学问题成为了当今的研究热点之一。论文在简要分析海岸生态学问题的基础上,提出了海岸生态学学科的概念,阐述了海岸生态学的研究对象、内容和方法,并重点对LOICZ研究项目、海岸生物圈系统、环境系统及海岸的开发应用等研究成果进行了综述。海岸生态学以海岸生态系统为研究对象,是研究其生态过程和演化机制以及海岸生物与环境之间相互关系的分支学科。海岸生态学作为一门新兴的学科,有较强的发展潜力和应用前景。     

扩散生态学及其意义

扩散研究是生态学研究中的一个热点领域 ,而扩散生态学则是生物学领域一门新的分支学科。本文综述了扩散生态学研究的一些基本理论问题 ,包括扩散的定义、扩散生态学的研究内容及其与生物学其它分支学科的关系 ,并阐述了研究扩散的重要意义。扩散生态学的研究内容十分广泛 ,既涉及所有生物 (从微生物到脊椎动物 )的生态学 (如复合种群、群落、生态系统多样性、复杂性和稳定性 )和进化 (如种化 )等理论问题 ,又涉及物种保护、生物多样性保育、有害生物 (包括外来物种 )的控制、流行病防范、环境保护和人口管理等应用问题。因此 ,研究生物的扩散具有十分重要的理论和实践意义。     

区域资源环境承载力科学概念及其生态学基础的讨论

资源环境承载力是生态学领域的一个重要概念,其理论和实践研究已成为衡量区域可持续发展的重要依据.但是有关生态学基础与资源环境承载力的科学联系仍未明确,其中有哪些生态学理论对资源环境承载力的发展起到了支撑作用还没被厘清,这使得资源环境承载力的科学概念十分模糊.本文在讨论资源环境、生态系统承载力科学概念及其发展的基础上,系统...     

生态学理论的重新梳理与整合--评常杰、葛滢的《生态学》

生态学从一种思想发展为一门学科 ,经历了漫长的历史过程 ,直到 186 6年德国博物学家 E.Haeckel在提出生态学概念时 ,也只是一种自然哲学的观念。经过诸多生物科学工作者一个多世纪的不懈努力 ,在广泛研究生物与环境复杂的自然现象和规律中 ,建立起了生态学的科学概念、方法和理论 ,成为一门独立的生物学的分支学科。我们知道 ,任何学科都有一定的理论体系。经典的学科 ,其理论体系相对完整 ,概念稳定 ,而新兴学科则随着学科的发展和新理论的产生 ,经常发生概念的补充或重新定义 ,乃至理论体系的或大或小的调整。生态学是一个正在蓬勃发展…     

宏观生态系统科学整合研究的多学科知识融合及其技术途径

综合认识大尺度的宏观生态系统结构功能、空间变异和动态演变的过程机理和模式机制,实现对生态系统变化及其对人类福祉影响的定量模拟、科学评估和预测预警,服务生态系统的利用保护及调控管理,是当代宏观生态系统科学的重要发展方向,正在孕育并形成大尺度的宏观生态系统科学整合生态学(IEMES)研究新领域。本研究通过对宏观生态系统科学整合生态学研究的基础理论、多学科知识融合途径及其关键技术问题的系统分析,形成以下几个基本认识: 1)宏观生态系统科学整合生态学研究是以区域、大陆和全球尺度的宏观生态系统为研究对象,采用多学科知识融合方法和技术,致力于解决人类社会发展的食物安全、资源安全、生态安全、环境安全等重大资源环境问题。2)宏观生态系统科学整合生态学研究的基本科技任务是: 理解宏观生态系统的结构功能基本属性,监测生态系统状态变化,解释生态系统时空演变规律,认知生态系统运维过程机理,定量评估生态系统功能状态及服务能力,预测生态系统动态演变及地理格局,预警生态系统变化及生态环境灾害。3)宏观生态系统科学整合生态学研究需要重新构造“多源数据分析-多模型模拟-多学科知识融合”的理论和方法学体系,发展“多尺度观测、多方法印证、多过程融合、跨尺度模拟”的多学科知识融合关键技术。4)大陆尺度的地基-空基-天基多时空尺度生态系统观测试验网络是承载多学科知识深度融合研究的基础科技设施,需要围绕区域、大陆和全球尺度的宏观生态系统科学问题,发展多要素-多过程-多界面-多介质-多尺度-多方法的多学科维度生态学知识融合关键技术。     

旅游生态学研究体系

旅游生态学是一门新兴的应用性交叉学科,学科建立的时间短,学科体系发展有待完善.从学科体系研究入手,从学科的概念、研究领域、研究内容和研究方法等方面来探讨如何构建和完善旅游生态学研究体系.提出了旅游生态系统是旅游生态学研究的核心;旅游生态系统的组成、结构、功能和管理等是旅游生态学学科研究的主要支撑,是旅游生态学的重要研究内容;旅游野外研究方法、空间分析方法、旅游生态评价和旅游生态管理等方法为学科的主要研究方法.     

旅游生态学研究进展

作为生态学和旅游学相交叉的一门新兴分支学科,旅游生态学关注旅游发展中的生态环境问题,以生态学原理指导旅游生态系统管理,是促进旅游业可持续发展的重要理论支撑。论文采用引文可视化分析软件CiteSpace5.3和文献阅读相结合的方法分析旅游生态学研究的国际进展。分析发现,文献数量在进入21世纪后快速增长,文献来源地集中在北美和欧洲国家,研究方法呈现多学科综合性和最新科学技术成果应用及时等特点,研究内容主要集中在旅游活动的生态环境影响、旅游生态系统管理和旅游可持续发展的测度及实现途径3个方面。基于国际进展的分析,论文最后提出我国旅游生态学研究应在学科的基础理论、旅游影响的系统性和持续性、旅游生态修复、旅游开发活动的生态环境影响、生态环境变化对旅游业发展的影响和本土性旅游生态系统管理方法等方面加强。     

大尺度陆地生态系统管理的理论基础及其应用研究的思考

大尺度陆地生态系统管理是解决当前全球资源环境挑战、应对气候变化、治理区域生态环境、实现社会经济可持续发展的重要技术途径,是全球自然资源和生态保护理论及应用研究的热点。本文采用对过去20年间的几个国际大型生态系统管理行动计划跟踪分析方法,从生态系统管理学科发展、理论基础及应用研究的视角,对生态系统管理概念及其应用问题进行了重新思考,具体内容包括以下3个方面: 首先,回顾了生态系统管理科学概念及应用实践的发展历程,讨论了概念的内涵及其再定义,归纳了生态系统管理社会实践及其对学科发展的贡献。其次,明确了生态系统管理研究的科技使命及基本任务,梳理了生态系统管理科学的科学体系及其主要研究领域,概括了生态系统管理科学的生态学基础理论及知识体系,明确了生态系统管理行动的关键环节、管理方案的基本要素与管理途径。最后,分析了生态系统管理科学研究及学科发展的新趋势,讨论了生态系统管理科学的重点研究空间尺度和对象系统,提出了全球生态系统管理的前沿科学问题,整合生态学研究思维及宏生态系统途径,以期为中国的生态系统管理科学研究及学科发展提供参考。     

《生态学基础》：对生态学从传统向现代的推进——纪念E.P.奥德姆诞辰100周年

2013年是“现代生态学之父”美国生态学家奥德姆诞辰100周年。奥德姆的《生态学基础》一书对生态学从传统向现代转换具有积极的推进作用,主要表现在：提升了生态科学的量化水平,促成了生态系统生态学体系的诞生;倡导了生态学与经济学等社会科学的融合,丰富了生态经济学与生态系统服务功能研究;延展了生态学的应用尺度,为社会的生产变革和绿色运动提供了指导。奥德姆的生态学理论中诸如以能量分析为主导的生态系统分析方法还有待完善、生态系统方面较少考虑进化维度,衡量能量质量高低的能值方法的科学性有改善的空间等,但这都无碍他成为世界上最杰出的生态学家之一。     

生态地貌学研究动态:地貌学和生态系统生态学的交叉融合

生态地貌学作为一个“新兴”的跨学科的概念,受到地貌学家、生态学家及政策制定者的日益关注。地貌在控制许多生态系统过程中起着基础性的作用,而生态系统又可以对许多地貌形态和地貌过程产生深远的影响。过去几十年,在地貌学和生态系统生态学的交叉点上开展了大量的研究。通过梳理地貌学和生态系统生态学相似的发展历程,讨论了两个学科相结合的必要性;归纳了两者相结合的研究现状;总结了两个学科融合研究过程中存在的问题;提出未来需要进一步加强对地貌过程与生态过程相互作用的研究,并将生态地貌学与现行生态保护与生态修复建设及相关政策有机结合,促进生态地貌学的有序和可持续发展。正确认识地球的地貌形态与生态系统之间的关系,有助于拓展地貌学与生态系统生态学的研究尺度,促进学科体系发展;深入研究生态地貌学,对于维持生态平衡,保护生态多样性及增强未来对生态系统的管理和恢复都有重要意义。