全 文 ：应 用 生 态 学 的 现 状 与 展 望 3
何兴元 3 3 　曾德慧
(中国科学院沈阳应用生态研究所 ,沈阳 110016)
【摘要】　应用生态学是迅猛发展的现代生态学的主体. 寻求解决人口、资源、环境等问题是应用生态学发
展的主要动力. 经过 40 年的发展 ,应用生态学已发展成为一个庞大的学科门类. 应用生态学未来的发展应
更多地关注受人类影响和管理的生态系统并将人视为生态系统的组成成分. 应用生态学在当前和今后应
给予优先重视的研究领域 ,包括生态系统与生物圈的可持续利用、生态系统服务与生态设计、转基因生物
的生态学评价、生物入侵生态学、流行病生态学、生态预报、生态过程及其调控等. 在今后若干年内 ,围绕这
些领域 ,可能会出现广泛而活跃的研究热潮以及一些新的特点.
关键词 　应用生态学 　生态系统管理 　生物圈 　生态过程 　可持续发展
文章编号 　1001 - 9332 (2004) 10 - 1691 - 07 　中图分类号 　X171 　文献标识码 　A
Applied ecology :Retrospect and prospect. HE Xingyuan and ZEN G Dehui ( Institute of A pplied Ecology , Chi2
nese Academy of Sciences , S henyang 110016 , China) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,2004 ,15 (10) :1691～1697.
Applied ecology is evolved into a principal part of modern ecology that rapidly develops. The major stimulus for
the development of applied ecology roots in seeking the solutions for the problems of human populations ,resources
and environments. Through four decades ,the science of applied ecology has been becoming a huge group of disci2
plines. The future for the applied ecology should concern more with human2influenced and managed ecosystems ,
and acknowledge humans as the components of ecosystems. Nowadays and in future ,the top2priorities in applied
ecology should include following fields :sustainable ecosystems and biosphere ,ecosystem services and ecological de2
sign ,ecological assessment of genetically modified organisms ,ecology of biological invasions ,epidemical ecology ,e2
cological forecasting ,ecological process and its control. The authors believe that the comprehensive and active re2
search hotspots coupled some new traits would occur around these fields in foreseeable future.
Key words 　Applied ecology , Ecosystem management , Biosphere , Ecological process , Sustainable development .
3 国家重点基础研究发展规划项目 (2002CB111506) 和中国科学院
沈阳应用生态研究所领域前沿资助项目 (SL YQ Y0409) .3 3 通讯联系人.
2004 - 07 - 13 收稿 ,2004 - 07 - 15 接受.
1 　引 　　言
对人类而言 ,可持续性意味着转变我们当代的
生活方式 ,以促使环境和社会条件支持人类的安全、
福祉与健康等的机会最大化. 特别是 ,来自生态系统
的服务必需能够得以维持[28 ] . 生态学在促进人们对
生态系统、环境健康以及生物包括人类自身如何依
赖关键生态过程的了解中发挥了重要作用. 当人类
社会进入 21 世纪后 ,还将继续面临着人口增长与资
源环境的矛盾不断加剧的现实 , Schimel[42 ]由此呼
吁应用生态学的研究者和实践者们应该去面对这种
挑战. 40 年前 ,国际科联和国际生物学联合会启动
实施了“国际生物学计划”( International Biological
Program , IBP) ;同年 ,英国生态学会创办了《Journal
of Applied Ecology》,这是应用生态学发展史上的两
件重要事件. 40 年过去了 ,应用生态学取得了长足
进展 ;展望未来 ,应用生态学任重而道远. 本文对应
用生态学的内涵、发生发展历程进行了概述 ,并对未
来应用生态学的发展趋势作了展望.
2 　应用生态学基本概念与范畴
211 　基本概念
经典生态学常被定义为研究生物或生物群体与
环境之间关系的一门科学 ,这一定义中的“生物”显
然并未暗示包括人类在内. 由此 ,沈善敏[43 ]在《应用
生态学报》创刊号明确地将应用生态学定义为 :研究
协调人类与生物、资源、环境之间关系以达到和谐目
的的科学. 并指出 ,人类及其活动介入与否是为经典
生态学与应用生态学的基本分界. 4 年后 ,他又对这
个定义做了修正 :应用生态学是“认识、研究人类与
生物圈之间关系和协调此种复杂关系以达到和谐发
展目的的一门科学”[44 ] . 沈善敏[43 ]强调 ,避开用诸
如“用生态学原理去解决资源和环境管理中的实际
问题”等一类说法去表徵应用生态学 ,是因为协调人
与生物、资源、环境之间关系的许多知识、原理和技
应 用 生 态 学 报 　2004 年 10 月 　第 15 卷 　第 10 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Oct . 2004 ,15 (10)∶1691～1697
术尚有待应用生态学通过自身的基础研究去发展和
建立 ,而不是简单地可以从经典生态学的现成知识
中得到. 正如 Bunting 和 Wynne2Edwards 在《Journal
of Applied Ecology》(应用生态学杂志 ) 创刊时指
出[5 ] :不能把应用生态学看作是纯生态学 (pure e2
cology)的一个附属 ,只是应用后者的理论与方法去
解决实际问题. 美国生态学会应用生态学分会在其
章程中 ,虽然没有去定义应用生态学 ,但将应用生态
学内涵表述为 :用生态学原理去解决环境问题. 笔者
认为这个内涵不十分妥当 ,过于简单化了.
现代生态学面临的问题是生物圈内几乎任何角
落都有现代人的影响[26 ,48 ] . 在迫切要求解决由于人
口不断增长导致对生态系统服务需求持续增加、环境
不断恶化等问题的影响下[10 ,13 ] ,对自然2社会2经济复
合系统的结构、功能及其调控的研究成为人类社会可
持续发展的巨大需求[38 ] . 从生态系统的进化过程来
看 ,人在生态系统中是从无到有 ,而且优势度越来越
大.人在生态系统中不仅仅是数量的增加 ,而且对系
统内其它组分和能量流动、物质循环以及对系统的外
部环境乃至整个生物圈都有着巨大影响 ,这是其它任
何生物所无法比拟的 ,这就是人文因素在自然界中所
担负的特殊功能. 人在生态系统中担负如下功能 :在
生物间相互默契式的被动协调基础上 ,主动协调各个
生物之间以及生物与环境之间的关系[19 ] . 由于现代
生态学的发展和生态学研究不断渗入人类的社会、经
济领域 ,已经很难将应用生态学从现代生态学中分割
出来 ,甚至可以认为现代生态学的主体是应用生态学
也不为过. Odum 在他的巨著《Fundamentals of Ecolo2
gy》(生态学原理)第 3 版序言中提到[34 ] ,生态学是研
究“人和环境的整体性”的科学 ;Smith[45 ]也指出 ,由于
生态学的发展使其范围更加宽广以及意识到人在改
变生物和环境方面的作用 ,将生态学继续置于生物学
的一个分支学科的位置上已显得不妥了. 因此 ,前述
应用生态学定义体现了现代生态学发展的主要特征 ,
贯彻了可持续发展思想 ,即现代生态学迅猛发展的主
体是应用生态学.
212 　范畴
经典生态学研究主要包括个体、种群、群落、生
态系统等不同组织水平生命现象的生态格局与生态
过程 ,并且以生态系统作为生态学研究的最高单元 ,
一般将生态系统的生物组成划分为生产者、消费者、
分解者三元结构. 人是这个食物链上的一个环节 ,属
于杂食性消费者. 这种划分对于自然生态系统或只
有原始人的生态系统可能是非常正确的 ,但在今天 ,
生物圈内几乎任何角落都有现代人的影响 ,而这种
影响远非一个普通的杂食性消费者所能作为 ,人是
现代生态系统的调控者[19 ] . 根据人在生态系统中的
特殊生态位 ,胡涛[19 ]提出了生态系统生物构成的四
元结构 :生产者、消费者、分解者和调控者. 通过“人
的生态位”、“生态系统生物构成的四元结构”的研
究 ,胡涛认为恰恰是人在其中充当着这种纽带. 作为
杂食性消费者的人 ,在自然子系统中 ,参与能量流
动、物质循环 ;而作为调控者的人 ,则参与在经济活
动与社会运行之中 ,按照人类自身的经济需求与社
会意愿来调控自然子系统的其它组分. 这样 ,一个整
体的人被分为两部分 ,人的自然属性属于自然子系
统 ,人的社会属性属于经济与社会子系统 ,二者之间
的联系正是通过人这个纽带得以实现.
由于应用生态学与经典生态学的区分是以人类
及其活动介入生态系统与否为基本分界的. 因此 ,应
用生态学的研究对象十分广泛 ,几乎涵盖了地球表
面所有的生态系统类型. 应用生态学显然包含了极
为宽广的研究领域 ,它不能被视为生态学的一个分
支 ,而是生态学的一大研究门类[43 ] . 所有与研究人
类活动有关的生态学分支如农业生态学、渔业生态
学、林业生态学、草地牧业生态学、污染生态学、城市
生态学、资源生态学以及野生动植物管理保护、生态
预测乃至景观生态学、区域生态学及全球生态学中
的部分或大部分领域都可归属在应用生态学这一门
类之下. 在比较基础生态学和应用生态学的区别时 ,
Olson 认为[36 ] ,基础生态学应当将重点放在解决新
的、富有想象力、能够检验以前没有考虑到的过程
“问题”(Questions)上 ,而这些过程问题是理解一般
生态系统的关键 ,回答这些问题对检验生态范式
( Ecological paradigm)的普适性具有重要的意义 ;应
用生态学则是寻找解决问题 ( Problems) 的答案 (An2
swers) ,为管理者和决策者提供严谨科学的答案. 目
前应用生态学已发展成为一个庞大的学科门类. 根
据各分支学科研究对象或内容的特点 ,可以按资源、
环境、产业、基础与综合技术以及人类 5 种方式把应
用生态学划分为不同的分支学科[16 ] . 这个划分体现
了以资源生态学为基础 ,如果强调对资源的生产加
工利用则划分为产业生态学类 ;强调对环境的影响
则划分为环境生态学类 ;而对应用生态学的基础及
综合技术划分强调的是资源生态学、环境生态学和
产业生态学需遵循的一些具有共性的特征 ;人类生
态学关注的是人类本身.
2961 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　15 卷
3 　应用生态学产生背景与发展历史
311 　产生背景
任何学科的产生、发展主要受到社会的需求、学
科本身的内在发展规律以及新技术、新方法的影响.
应用生态学的产生也不例外. 生态学从诞生至今已
经历了 100 多年的历史. 生态学一词的提出可以追
溯到 19 世纪下半叶 ,普遍认为是 1866 年德国动物
学家 Ernst H. Haeckel (1834～1919) 首先创造了这
一术语. 其实 ,早在 1858 年美国哲学家、生态思想家
Henry D. Thoreau (1817～1862)在书信中使用此词 ,
但未对其下具体定义. 1869 年 , Ernst H. Haeckel 首
先对生态学作了如下定义 :生态学是研究动物与有
机和无机环境的全部关系的科学. 从生态学产生的
历史看 ,它一开始就是与许多生产实践紧密联系的.
但作为生态学的一大重要门类 ,应用生态学诞生于
20 世纪 60 年代.
第二次世界大战结束后 ,尤其是 20 世纪 50、60
年代 ,全球经济得到飞速发展 ,同时环境问题不断出
现 ,可以说是工业发展、公害泛滥的年代. 生态学在
40 年代后也逐渐成为同生物学、化学或物理学等一
样的“硬”科学 ,而得到普遍认可[4 ] . 1935 年 Tansley
提出生态系统的概念是生态学发展史上一次理论上
的重大突破[14 ] . 在生态系统概念之前 ,生态学受达
尔文生存竞争学说的影响 ,主要研究自然历史或博
物学 ,大部分研究工作是描述性的 ,在动物生态学主
要研究诸如动物的繁殖、食性、迁移、生活史等 ;在植
物生态学主要以野外调查为主 ,进行植物群落描述 ,
环境对植物个体、种群或群落的影响、生物产量等研
究. 生态系统概念提出之后 ,当时人们对它的重要性
并没有给予充分的理解和重视 ,生态学家还是按照
他们个人的兴趣开展研究工作. 1942 年 , Linde2
man
[24 ]发表了关于生态系统能量流动的定量分析
的论文 ,标志着生态系统能流研究的开端. 1953 年 ,
Odum[33 ]出版了《Fundamentals of Ecology》一书 ,该
书的出版使生态学研究逐渐重视对生态系统的研
究 ,对当时生态学界产生了巨大影响. 从此 ,许多学
者把生态系统作为生态学的研究对象. 生态学得到
了迅速发展 ,在研究方法、研究内容和任务上都有很
大变化 ,生态学家发展了生态系统生态学的理论基
础 ,同时也开始面向解决实际问题. 生态学从单一学
科、小范围的研究 ,转向综合研究 ,如研究人类环境
遭受破坏的机制 ,带来危害的程度和后果 ,生态保护
和建设的对策和技术方法.
1964 年 ,英国生态学会创办了《Journal of Ap2
plied Ecology》,标志着应用生态学的诞生. 非常巧合
的是 ,“国际生物学计划”( International Biological
Program , IBP)的启动也是在 1964 年. IBP 计划的背
景是由于世界人口的膨胀要求解决对食物和能源的
更大需求下 ,国际科联 ( International Council of Sci2
entific Unions , ICSU)和国际生物学联合会 ( Interna2
tional Union of Biological Sciences)共同组织实施的 ,
旨在查明作为生物圈初级生产者 ———绿色植物在提
供全球食物与生物能源上的潜力和前景 ,该计划对
全球各类陆地生态系统的生物生产力进行了较详细
的研究. 因此 ,生态学本身的发展及生态学面对现实
问题即社会需求催生了“应用生态学”.
312 　发展历史
自 20 世纪 60 年代以来 ,随着人类与生物圈之
间的关系日趋紧张 ,出现了所谓人口爆炸、资源濒临
枯竭、环境危机以及工业化、城市化发展带来的一系
列问题 ,进一步引发了一些新的应用生态学分支的
诞生与发展 ,并渗透到社会、经济的各个领域如资源
生态学、经济生态学、社会生态学、人类生态学、城市
生态学、污染生态学、恢复生态学、生态工程学 ,乃至
出现了以研究地球生存环境为目标的全球生态学
等.
在 1964 年英国生态学会创办《Journal of Ap2
plied Ecology》以前 ,“Applied Ecology”这个术语也常
出现在有关英美出版的杂志上. 二次世界大战期间 ,
英国政府担心战争会影响粮食供应 ,因此要求英国
动物种群局 (Bureau of Animal Population ,当时担任
局长一职的是著名动物生态学家 Charles Elton) 提
供控制食粮老鼠的方法. 为此 ,英国科学家对这一问
题进行了长达 10 年的研究 ,Davis[11 ]将这项工作称
作应用生态学研究. 不过那时研究人员更多的是把
应用生态学理解为“生态学的应用”. 如 1956 年 ,美
国举办了“生态学应用研讨会”,与会者探讨了生态
学在森林经营、草地管理、野生动植物的保护、土壤
管理、公众健康等领域的应用问题 ,认识到正确理解
人在自然界的作用的重要性 ,会议强调生态学家的
任务不仅仅是进行纯生态学研究 ,而应加强应用生
态学研究[27 ] .
《Journal of Applied Ecology》诞生后 ,寻求解决
人口、资源、环境等问题是应用生态学发展的主要动
力. 值得一提的是 ,由于面对解决实际环境问题的需
要 ,美国生态学会于 1971 年成立了应用生态学分会
(Applied Ecology Section of the Ecological Society of
396110 期 　　　　　　　　　　　　　　　　何兴元等 :应用生态学的现状与展望 　　　　　　　　　　　
America) . 在美国生态学会 20 余个分会中 ,该分会
是最早成立的第三个分会.
法国著名生态学家 Ramade 对应用生态学的发展
作出了杰出的贡献. 1974 年 Ramade[41 ] 出版了
《Eléments D’écologie Appliquée》(应用生态学原理) ,这
是世界上第一部应用生态学专著. 该专著先后于
1978、1982、1989、1995 和 2004 年分别再版. 1976 年美
国学者 Hinckley[17 ] 出版了《Applied Ecology》专著 ;
1978 年 ,另一美国学者 De Santo[12 ]又出版了题为
《Concepts of Applied Ecology》的学术著作.这三本专著
的出版标志着应用生态学逐渐走向系统化.
20 世纪 80 年代中期以来 ,应用生态学的研究
非常活跃 ,许多相关国际组织相继成立 ,如国际保护
生物学会 (1985) 、国际生态恢复学会 (1987) 、国际生
态经济学会 (1988) 、国际生态工程学会 (1993) 、国际
生态系统健康学会 (1994)等 ;同时 ,大量应用生态学
分支学科杂志创刊发行[16 ] . 1991 年 ,美国生态学会
创刊了《Ecological Applications》,标志着应用生态学
进入一个成熟时期. 在此前一年 ,我国也创刊了《应
用生态学报》. 此后 ,由于《Journal of Applied Ecolo2
gy》和《Ecological Applications》两大刊物对应用生态
学研究的宣传和推动作用 ,促进了大量应用生态学
研究成果的产生[51 ] . 进入 20 世纪 90 年代 ,大量应
用生态学专著出版发行 ,应用生态学进入了一个蓬
勃发展阶段[16 ,51 ] . 因此 ,可以认为 ,近 20 年中现代
生态科学迅猛发展的主体则是应用生态学.
随着人类进人新千年 ,著名生态学家 Ormerod
和 Watkinson[37 ]在《Journal of Applied Ecology》上撰
文指出 ,人类 21 世纪将是应用生态学的黄金时代.
英国学者 Newman[32 ]对其 7 年前出版的《Applied
Ecology》专著做了较大修改 ,出版时将书名更为
《Applied Ecology and Environmental Management》;
美国学者 McPherson 和 DeStefano [29 ] 出版了《Ap2
plied Ecology and Natural Resource Management》,印
度学者 Ambasht 和 Ambasht [1 ]对应用水生生态学的
发展趋势做分析和展望 , 出版了题为《Modern
Trends in Applied Aquatic Ecology》的学术专著. 这
些成果把应用生态学的研究推向了新的高潮.
4 　应用生态学研究现状
生态学自 20 世纪 70 年代以来的迅速发展和渗
透到社会、经济的各个领域是与全球面临的人口激
增、地球资源逐渐枯竭和环境不断恶化等这些令人
忧虑的事实所分不开的 ,这也可说明为何现代生态
学及其晚近发展起来的许多学科分支时常带有强烈
应用色彩的原因. 追踪应用生态学的发展历史 ,不难
看出 ,它一直把解决自然资源退化、环境恶化等问题
作为其研究的重点内容.
在早期出版的几部应用生态学专著中 , Ra2
made[41 ]重点阐述了环境污染、生态系统退化和生物
保护等问题及对策 ; Hinckley[17 ]和 De Santo [12 ]除强
调了应用生态学的一些基本概念外 ,主要论述了环
境污染与控制、野生动物保护、森林利用与管理、粮
食生产与土壤保持、资源配置等应用生态学问题. 其
中篇幅最多、份量最大的是污染生态学问题 ,包括能
量与污染、放射性污染问题、热污染、农业化学品的
污染、石油污染问题、污水及其处理、大气污染及其
对气候的影响和药物污染等. 他们明确指出 ,应用生
态学的研究目标就是为了“解决当今出现的生态环
境问题特别是环境污染问题”. 从这里不难看出 ,在
西方发达国家 ,早期应用生态学的重点研究内容是
生态环境问题发生演化的过程、机理及其生态调控、
修复与对策 ,强调协调入类活动与生态环境的关
系[51 ] .沈善敏指出[43 ] :应用生态学是“研究协调入
类与生物、资源、环境之间关系以达到和谐目的的科
学”,并把人类及其活动是否介人作为经典生态学与
应用生态学的基本分界. 实际上 ,他强调了应用生态
学的研究重点在于解决人类面临的环境与资源问
题 ,即有关协调入类与生物、资源、环境之间关系的
许多知识、原理和技术的获得 ,有赖于应用生态学的
研究和发展. Levin 在《Ecological Applications》创刊
号指出[23 ] ,应用生态学主要任务是解决环境与资源
管理问题 ,发展环境决策的基本科学原则并在生态
学框架下探讨环境政策与环境管理 ,其研究领域非
常广泛 ,包含气候变化与生物地球化学 ,保护生物
学 ,生态毒理学与污染生态学 ,渔业与野生动物生态
学 ,林业 ,农业生态系统 ,草原管理 ,土壤 ,水文与地
下水 ,景观生态学 ,流行病学 ;强调应用生态学要植
根于那些具有广泛的环境政策应用前景的基础科学
研究.
Newman[31 ]于 1993 年出版的题为《Applied Ecolo2
gy》专著 ,其内容无论从深度和广度上都大大超出了
20 世纪 70 年代出版的几部《Applied Ecology》专著. 在
这本专著的前言中 ,Newman 概括性地指出 :生态学
在食物、燃料、木材、有毒化学品和气候变化等一系列
重要实际问题的解决中得到了广泛的应用 ,它解决或
正在解决甚至包括日常生活质量、景观、清洁的河流
与湖泊、动植物疾病和野生物种的保护等问题. 他甚
4961 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　15 卷
至强调 ,应用生态学应该“始终把解决生态与环境问
题作为首要的任务和重点的研究内容”. Beeby[2 ]的
《Applying Ecology》把环境与资源问题的研究与认识
放到更高的位置而受到同行普遍的欢迎. Beeby 在该
书中明确地指出 ,应用生态学实际上是“一门关于生
境保护、濒危物种和解决污染问题的科学”. 他还指
出 ,“由于与生态学应用常常联系在一起 ,使应用生态
学实际上不只是一门学科 ,而是一个学科群 ,包括农
业生态学、资源与废弃物管理生态学、环境规划生态
学和害虫控制生态学等各个方面”.
在 McPherson 和 DeStefano [29 ] 2003 年出版的
《Applied Ecology and Natural Resource Manage2
ment》专著中 ,则把应用生态学重点转向定位于自然
资源管理 ,这与西方发达国家已把其污染的行业基
本上都转移到第三世界国家从而基本控制了自身范
围的环境污染问题有关. 确实如此 ,目前西方发达国
家的生态环境问题 ,不再是以环境污染为突出矛盾
的时代了 ,而是在环境污染得到基本控制的条件下
出现了生物资源的匮乏 ,需要加强对生物资源进行
可持续管理. 总之 ,从应用生态学的发展历程来看 ,
应用生态学应该把解决资源可持续利用问题、生态
破坏问题和环境污染问题作为其重点的研究内容.
现代生态学是一门包含数十个乃至上百个分支
的庞大学科. 其研究尺度小至不足几英寸 ,大至面对
全球 ;研究领域可广及地圈2生物圈和人类社会所能
触及的各个方面. 一门科学如此迅猛发展 ,好的方面
来说 ,生态概念、生态意识正引起全人类的关注、接
受和被广泛用于指导社会经济建设 ,以致出现了“科
学生态化”的口号[43 ] . Odum[35 ]也认为 :人类美好未
来对生态学和经济学结合的依赖要比对新技术的依
赖大得多. 同时 ,生态学在发展中也出现了以下特点
或进步. 例如 ,由于系统论、控制论的引入 ,生态学研
究的整体思想得到了进一步发展 (如系统生态学) ;
与社会经济学科的结合和渗入许多产业学科 (如经
济生态学、农业生态学、渔业生态学、工程生态学
等) ,使生态学在指导社会经济建设中的影响和作用
得到了增强和提高 ,也使生态学突破了自然科学的
边界而进入了社会科学 ;在研究空间尺度上的扩展 ,
使生态学跨入了宏观研究 (如景观生态学、区域生态
学、全球生态学) ,从而超越了生态学作为生物学一
个分支的范围而进入了地学的范畴 ,在研究方法和
技术手段方面 ,计算机和遥感技术的应用、生态实验
技术水平的提高以及长期生态观测、监测业务的开
展 ,开始结束生态学主要是依靠野外调查、观察的研
究方法 ,而逐渐进入既重视野外调查 ,也重视实验研
究、长期观测和数模建造等综合研究的阶段.
5 　应用生态学的发展趋势
生态学正在受到环境问题的挑战. 这种挑战来
自当环境问题继续出现并累积时 ,经典生态学无法
去解决. Schimel[42 ]呼吁 ,应用生态学的研究者和实
践者们应该去面对这种挑战. 应用生态学重视研究
人类活动引起的直接和应答迅速的生态学后果 ,但
更重视研究那些易为人们所忽视的长期生态学后
果[44 ] . 这就要求应用生态学家按照所研究问题的不
同时间和空间尺度 ,采用不同的研究方法和技术手
段 ,去认识和研究人类与地球生物圈之间的关系 ,并
寻求和谐发展的对策. 那么 ,哪些是应用生态学在当
前和今后应给予优先重视的研究领域 ? 综合近几年
国际应用生态学的研究 ,在今后若干年内 ,围绕以下
领域 ,可能会出现广泛而活跃的研究热潮以及一些
新的特点.
(1)生态系统与生物圈的可持续利用
这一领域的研究对象可以是某种生物产业如农
业、林业、畜牧业、渔业 ,也可以是人类社会经济活动
的特定空间如城市、乡村、矿山、自然保护区等. 以农
业为例 ,农业制度的可持续性应表现于 :对投入资源
的高效利用率、高而稳定的生物产量、可接受的环境
影响、经营者可获得合理的经济效益、需求者可获得
多样化、优质而价格合理的农产品. 人类知识和科学
技术的进步可以使产业的生产技术和经营模式、人
类生存环境的质量和美学标准以及人类赋予大自然
的种种变革等不断地“迫近”可持续这一理想目标 ,
但未必能达到最终的境界 ,况且 ,可持续本身也必定
有其限度. 由于地球不可再生资源总有一天穷尽 ,可
再生资源的更新速率也有其一定的限度 ,因此 ,人类
只能在地球可承载的人口规模限度内保持人类社会
持续的进步和繁荣. 实现生物圈持续利用需要众多
学科专家的共同努力和合作 ,而应用生态学研究将
有助于深入认识人类活动对生物圈的影响和作用 ,
有助于制定对社会进步、经济发展、资源和环境保护
等具有较好兼容性的发展对策[6 ,26 ,44 ] .
(2)生态系统服务与生态设计
日益拥挤的地球需要加强生态科学的研究 ,这
些研究应该将人类活动作为地球生态系统的一个组
成部分. 今后 50～100 年 ,世界人口将达到 80～110
亿.维持人口增长导致的不断需求将是人类面临的
巨大挑战. 当今人类社会对许多十分关键资源的消
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耗速率超过了这些资源的供应能力 ;城市化引发的
生态学问题越来越突出 ;未来的环境将更多地由人
类影响和管理的生态系统组成 ,在这个系统中人类
所依赖的生态系统服务将越来越难以维持[9 ] . 应用
生态学研究必须正视人类需求与生态系统需求间的
紧张关系. 因此 ,生态学研究应当从研究未受到干扰
的生态系统转到将由人类影响和管理的生态系统
(承认人类在绝大多数生态系统中的作用) ,并将更
多的生态学研究应集中到生态服务和生态恢复与生
态设计中 ,这样将有助于维持地球上生命的质量和
多样性[38 ] . 维持生态系统服务需要更好地了解生态
系统的格局和过程. 科学研究需要回答一些关键的
问题 ,如哪些生态系统服务是不可替代的或者即使
是可替代但十分昂贵或具有不良后果的 ? 什么样的
生境需要保护以确保它们提供关键的生态系统服
务 ? 哪些因素会削弱生态系统服务、但可以人为调
节这种影响 ? 当保护行动计划不可能实施时 ,生态
学家能够提供什么其它的选择 ? 生态系统服务如何
依赖于时空的变化 ? 如何设计环境问题的生态学解
决方案 ? 生态城市规划设计的原则和评价标准是什
么 ? 如何有目的地调节生态系统使之提供人类所必
需的生态服务 ? 这些问题都是今后应用生态学需要
解决的.
(3)转基因生物的生态学评价
生物技术产业将成为 21 世纪重要的支柱产业
之一. 转基因生物技术是利用分子生物学手段将某
些生物的基因转移到其他的生物物种中去 ,使其出
现原物种不具有的性状、功能 ,或者使某种生物丧失
其某些原有特性的方法和手段. 利用这种技术生产
出来的生物就被称为转基因生物或遗传改良生物
( Genetically Modified Organisms , GMOs) . 通过生物
遗传信息的转移 ,使新的转基因生物不断成为动植
物的新品系、新品种 ,及其加工后的新食品、新饲料、
新农药、新兽药、新肥料等 ,其生产和贸易也在不断
扩大. 但是 ,近年来 ,作为现代生物技术核心内容 ,转
基因重组技术以及转基因生物或产品 ,由于其安全
性有许多不确定的因素 ,对人类健康、生态环境的潜
在危害越来越引起人们的重视 ,在世界范围内引起
了广泛的争论. 因此 ,在扩大转基因产品生产的同
时 , 加 强 对 其 安 全 性 研 究 与 管 理 尤 为 必
要[3 ,15 ,39 ,40 ,49 ] .
(4)生物入侵生态学
自 20 世纪 70 年代以来 ,随着全球经济一体化
的加快、旅游业的迅速发展 ,以及全球气候变化的影
响 ,生物入侵问题日渐突出 ,逐渐成为一个危害自然
生态环境、生物多样性及自然资源可持续性的国际
问题. 了解生物入侵的现状、过程以及后果 ,研究有
害生物入侵的机理、管理和防控方法 ,探讨入侵生物
学和入侵生态学的科学问题和控制外来生物的相互
入侵的新技术 ,评估动植物种群预测未来生物入侵
的能力以及针对生物入侵引发的环境和经济问题 ,
并开发有效的对策将是本领域的重要研究内
容[21 ,25 ,30 ,47 ] .
(5)流行病生态学
近年来 ,许多流行病 (如疯牛病、口蹄疫、禽流感
和 SARS 等)的爆发流行 ,造成了严重的直接经济损
失 ,威胁着人民的生命财产安全 ,这个主题正在逐渐
显露出来. 流行病具有很强的传染性和复杂的生命
周期 ,而且与自然和干扰生态学的联系也非常复杂.
气候变化可能开始在它们的传播中起了很大的作
用[8 ] .除了研究当前病害传播事件的背景、流行病
学的统计与模拟、发生发展、传染途径、预测预报外 ,
还有必要考虑疾病生态学在评价生物武器风险中的
潜在作用. 而现在 ,人们希望获得的这些知识仍然有
很多处于理论和预想中. 因此 ,Schimel[42 ]强烈鼓励
在这一领域开展广泛深入的研究 ,并希望《Ecologi2
cal Applications》杂志能够成为发表流行病生态学方
面研究成果的一个主要渠道.
(6)生态预报
生态预报是一门跨学科的综合性研究 ,它能帮
助科学管理者制定研究、监测、模拟和评价的优先领
域 ,是资源与环境管理、决策中的重要依据. 生态预
报对于资源、环境的决策和管理将扮演越来越重要
的角色[7 ,22 ,46 ] . 由于计算机科学和定量分析的进
步、生态学理论的发展以及新技术的应用增加了我
们预测生态系统变化的能力. 当人类社会步入 21 世
纪后 ,环境与持续发展问题仍然没有得到解决[28 ] ,
新的世纪人类社会更加面临许多不确定性 ,气候和
化学循环的急速变化 ,支撑地区经济的自然资源的
枯竭 ,外来种的激增 ,疾病的传播 ,空气、水和土壤的
恶化 ,对人类文明构成了史无先例的威胁. 食物、纤
维和淡水的持续供应以及人类健康的维护都要依靠
我们对于不确定性未来的预报和准备能力. 因此 ,生
态预报将是今后生态学研究的一个重要努力方向 ,
需要多学科、多部门的密切合作[50 ] .
(7)生态过程及其调控
生态过程泛指受环境因素控制的生物过程和受
生物参与、影响的环境过程[44 ] . 地球表面所发生的
6961 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　15 卷
许多生态学现象 ,无不受影响于相关的生态学过程.
理论上 ,几乎所有生态过程在不同程度上都是可调
控的 ,人类如能深入认识许多重要生态过程的发生、
发展规律以及了解影响这些过程的生物因素和环境
因素 ,就有可能找到调控这些过程的途径和技术 ,从
而实现科学地管理生态系统乃至整个生物圈的目
的.生态过程研究需要借助各种实验技术和观测手
段 ,而长期、大规模的生态学实验、重要生态环境要
素的持续观测、跨区域实验观测的联网比较以及遥
感、图像、信息技术等的综合应用 ,则是未来生态过
程研究深入发展的必由之路. 在生态调控方面 ,空间
调控将成为应用生态学的一个重要内容. 应用生态
学通常需要回答做什么、哪里做、什么时候做等问
题 ,如森林采伐量的确定、自然保护区的建立、水的
调配等等. 这些问题的本质是空间的优化调
控[18 ,20 ] .
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作者简介 　何兴元 ,男 ,1962 年生 ,博士 ,研究员 ,博士生导
师 ,所长 ,主要从事城市森林生态学、共生生态等方面研究 ,
先后主持课题 20 余项 ,发表论文 90 余篇 ,专著 3 部. E2mail :
hexy @iae. ac. cn
796110 期 　　　　　　　　　　　　　　　　何兴元等 :应用生态学的现状与展望