全 文 ：【21 世纪应用生态学科前沿报告会专栏】
应用生态学的研究与发展趋势 3
周启星 3 3 　孙顺江 (中国科学院沈阳应用生态研究所陆地生态过程重点实验室 ,沈阳 110016)
【摘要】　国际上应用生态学于 25～40 年前诞生 ,是为了适应、服务于缓解西方发达国家当时日益恶化的
环境污染与生态破坏问题的需要. 随着该学科的发展 ,应用生态学一直都把应用生态学原理致力于解决自
然资源不断退化与严重的生态环境问题作为其研究的重点. 21 世纪的到来 ,人类步入了应用生态学时代 ,
国际应用生态学主要发展特点表现为 :更注重其应用性 ,强调与工程学的相互交叉 ,特别注意与基础生态
学的衔接性 ,全方位采用新方法与新技术 ,微观机理与宏观调控并行发展. 中国应用生态学今后的学科建
设 ,特别是在 21 世纪初的发展 ,在注意与国际接轨并从中汲取精华的同时 ,要特别强调我国环境污染与生
态破坏仍在恶化这一基本国情而开展研究和应用.
关键词 　应用生态学 　生态环境问题 　自然资源 　可持续管理
文章编号 　1001 - 9332 (2002) - 07 - 0879 - 06 　中图分类号 　X171 　文献标识码 　A
International trends of applied ecology and its future development in China. ZHOU Qixing and SUN Shunjiang
( Key L aboratory of Terrest rial Ecological Process , Institute of A pplied Ecology , Chinese Academy of Sciences ,
S henyang 110016) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,2002 ,13 (7) :879～884.
Internationally applied ecology was born around 25～40 years ago in order to adapt and serve the needs of miti2
gating increasingly environmental pollution and ecological destroy in developed western countries at that time. All
the times applied ecological principles thus underpin most efforts at solving increasingly deterioration of natural
resources and serious eco2environmental problems as its keystone and researching kernel with the development of
the subject . At the advent of the 21st century , human beings enter into the age of applied ecology. There are
five international features of applied ecology , including more attention to many2sided applications , special empha2
sis on the intersection with engineering , strongly keeping on mutual links with basic ecology , omnidirectional
adoption of new methods and new technology , and side2by2side trends of microcosmic mechanisms and macro2
scopical regulation. Although we must connect with international applied ecology and absorb distillates from the
subject in developed western countries , development of applied ecology in China in the future , in particular , at
the beginnings of the 21st century should not deviate from aiming at the solution of increasingly environmental
pollution and ecological destroy that is one of the most important basic situations of the country.
Key words 　Applied ecology , Eco2environmental problem , Natural resources , Sustainable management .3 中国科学院“引进国外杰出人才”资助项目和中国科学院知识创
新工程重要方向项目 ( KZCX22SW2416) .3 3 通讯联系人.
2001 - 12 - 29 收稿 ,2002 - 04 - 22 接受.
1 　引 　　言
自 1963 年英国生态学会创办《Journal of Applied Ecolo2
gy》已经历了近 40 个年头[7 , 29 ] ,我国该领域的《应用生态学
报》也已创刊 13 年[26 , 30 ] . 21 世纪的到来 ,人类面临着自身
对资源利用与生态环境更高的需求但却造成对人类生存空
间更大的破坏作用及更为错综复杂的生态环境变化问题. 在
新的形势下 ,我国应用生态学如何在解决这些实际问题中发
挥更为重要的作用 ,如何促进该学科的进一步健康持续发
展 ,值得深思熟虑 ! 是求自身生存 ,还是向前发展 ? 是自我
封闭 ,还是与国际接轨 ? 是从个人需要出发 ,还是以解决学
科所涉及的实际问题出发 ? 是包罗万象 ,还是分阶段有所侧
重 ? 本文在对应用生态学产生和发展的经历进行回顾的基
础上 ,分析了应用生态学的重点研究内容 ,概述了国际应用
生态学发展的特点与趋势 ,并对我国应用生态学发展提出几
点建议 ,为我国应用生态学今后的发展提供科学依据和该学
科群发展战略定位时参考.
2 　应用生态学发展的简单回顾
　　1976 年 ,美国学者 Hinckley 出版了他的代表作《Applied
Ecology》[10 ] . 在这之后不久的 1978 年 ,另一美国学者 Santo
又出版了题为《Concepts of Applied Ecology》[25 ]的学术著作.
可以这样说 ,这两本专著的出版 ,标志着应用生态学的诞生.
　　但是 ,也有人指出 ,应用生态学的诞生 ,是以 1963 年英
国生态学会创办的《Journal of Applied Ecology》为标志[26 ] . 当
然 ,到底是以前者为标志 ,还是以后者为标志 ,这并不重要.
不过 ,可以肯定地说 ,前者是具有一定成熟意义上的诞生 ,后
者仅仅是一种象征意义上的诞生.
　　在上述两本标志性专著出版十几年后的 1990 年 ,我国
《应用生态学报》创刊 ,当时主要以追踪国际应用生态学前沿
应 用 生 态 学 报 　2002 年 7 月 　第 13 卷 　第 7 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,J ul. 2002 ,13 (7)∶879～884
为主[26 , 30 ] . 1991 年美国生态学会鉴于国际上应用生态学的
迅速发展与该学科发展的需要 ,也定期出版了《Ecological
Applications》的学术期刊[21 ] ,标志着应用生态学进入了一个
较为成熟的时期. 此后 ,英美等发达国家由于《Journal of Ap2
plied Ecology》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. 在吸收这些研究成果的基础上 , Hayward[9 ] 和
Newman[15 ]等两位英国学者于 1992 和 1993 年又分别写成
并出版了题为《Applied Ecology》的学术专著 ,英国学者 Beeby
于 1993 年甚至还出版了题为《Applying Ecology》[2 ]的学术专
著 ,从而使应用生态学的研究进入了一个新的发展时期.
　　特别值得一提的是 ,上世纪 90 年代以来 ,世界各地用各
种文字写成的《应用生态学》专著也纷纷出版 ,甚至包括在那
些不发达的国家以及战事不断的地区 ,如埃塞俄比亚、喀麦
隆、乌干达、以色列、阿富汗等 ,也有学者从事应用生态学的
研究.
　　2000 年 ,随着人类进入新世纪 ,以 Newman 为代表的英
美应用生态学者在原有工作基础上又出版了题为《Applied
Ecology: A Scientific Basis for Management of Biological Re2
sources》[16 ]的学术专著. 这一年 ,著名生态学家 Ormerod 和
Watkinson 的论文[18 ]“The age of applied ecology(应用生态学
时代已经到来)”在英国《Journal of Applied Ecology》首期首页
刊出 ,指出“人类 21 世纪是金光灿烂的应用生态学时代”,把
应用生态学的研究推向了高潮.
3 　应用生态学的研究重点
　　应用生态学的研究应该包括哪些内容 ? 特别是它的研
究重点在哪 ? 这关系到该学科的进一步发展和在解决该学
科所涉及的各种现实问题中的作用和意义. 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、生态环
境恶化等问题作为其研究的重点内容.
　　在两本应用生态学诞生的标志性专著中 ,作者除强调了
论述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”[10 , 25 ] . 从这里 ,我们不难看出 ,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
人类活动与生态环境的关系.
　　Newman 于 1993 年出版的题为《Applied Ecology》的学
术专著 ,其内容 (表 1)无论从深度和广度上都大大超出了上
述美国学者于 20 世纪 70 年代写的两部《Applied Ecology》专
著. 在这本专著的前言中 , Newman (1993) 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. 他甚至强调指出 ,应用生态学
应该“始终把解决生态环境问题作为首要的任务和重点的研
究内容”[15 ] .
　　Beeby[2 ]的《Applying Ecology》,似乎是一部介于应用生
态学与生态学应用两者之间的应用生态学专著 (表 1) . 由于
它把生态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 ,因此销量很大 ,多次重印. Beeby 在该
书中更为明确地指出 ,应用生态学 (Applied Ecology) 实际上
是“一门关于生境保护、濒临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 ,它包括农业生
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”[2 ] .
　　早在 1990 年 ,我国学者沈善敏曾对应用生态学的学科
定义进行了探讨 ,指出 :应用生态学是“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”[26 ] ,并把人
类及其活动是否介入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
类面临的生态环境与资源问题 ,即有关协调人类与生物、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.
　　在 Newman 于 2000 年出版的《Applied Ecology : A Sci2
entific Basis for Management of Biological Resources》[16 ]的学术
专著中 ,则把应用生态学重点转向定位于生物资源管理中的
应用 ,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. 但是 ,这在三大问题上以何者为主 ,
应该结合基本国情而定.
4 　应用生态学国际基本走向
　　目前 ,应用生态学已经进入到较为成熟的阶段. 综合这
几年国际应用生态学的研究 ,其基本走向主要有以下五大特
点和趋势.
411 　更注重其应用性
　　近年来 ,随着应用生态学的发展 ,应用生态学研究更注
重它的应用性[20 , 23 ] ,即专业性 ,因此污染控制生态学、农事
生态学、农业生态学、林业生态学、牧业生态学、淡水渔业生
态学、海洋渔业生态学、资源管理生态学、生物多样性保护生
态学、人口生态学、城镇规划生态学、乡村生态学和经济生态
学等适应人类生活及工农业生产发展需要的分支学科普遍
088 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　13 卷
表 1 　90 年代国外学者对应用生态学内涵的基本认识比较
Table 1 A comparison bet ween the connotation of applied ecology written by t wo authors in 1990s
异同点分
析与比较
阐述的内容
Newman E I (1993) Beeby A (1993)
对应用生态学学科
认识基本一致
第 1 章 :绪论 (简单介绍这本著作的基本内容、
读者范围和这些内容是如何组织的)
第 1 章 :应用生态学 (生态学的思考、科学方法与生态学模型、组织水
平、生态学的尺度问题、生态方法学、生态稳定性、胁迫、理论与应用)
相同点 1 :环境污染
及解决途径 ,包括能
源问题
第 7 章 :环境污染 (化学污染物毒性的测度、活
生物体内污染物的浓度、减少污染物有害效应
的方法)
第 2 章 :能量、碳平衡与气候变化 (太阳辐射与
初级生产、现在的能源与未来的能源、二氧化碳
与全球气候变化)
第 2 章 :污染效应的量度 (污染特性 ,对环境的适应性 ,能量分配 ,个体
中污染物的积累 ,毒性的量度 ,生物学监测 ,土壤群落毒性效应的测度 ,
整体生物胁迫的生物化学测度 ,生长范围与蛋白质周转)
第 3 章 :可变性利用[变种与适应性 ,特殊性与普遍性 ,耐受性与污染指
示 ,植物对金属污染物的耐受性 ,土壤修复中耐受性微生物的利用 ,生
物修复中基因工程微生物( GEMs)的利用 ,重组技术与 GEMs 的释放等
第 9 章 :生态系统利用 (简单过程控制、污水处理、污泥处置问题、污水
处理替代方法、土地填埋生态学、堆肥)
相同点 2 :濒临物种
的保护
第 8 章 :野生种的保护与管理 (保护的目的、多
样性的维持与促进、关键种、高度多样性的管
理、新兴“自然”区域的创造)
第 6 章 :群落保护 (稀有物种的分布、破碎与隔离、物种 - 面积相关、隔
离和保护区设计、隔离与物种组成、自然保护区选择、保护区管理)
相同点 3 :害虫控制 第 6 章 :侵入者与有害动物 (入侵物种是否存活的预测、基因工程生物的释放、外侵者的扩展速
率、害虫 :丰度及其效应、害虫控制)
第 5 章 :害虫管理 (有害动物的定义、捕食者的功能性反应、捕食者的数
量反应、模型在生物控制中的应用、天敌的发现、有害动物生态学、其他
形式的生物控制、化学控制与害虫综合管理)
相同点 4 :森林经营
与管理
第 5 章 :林业 ,木材生产 (森林生长速率与木材
使用、树木种群动力学、对森林的干扰、林业管
理系统、森林的营养平衡)
第 4 章 :种群管理 (种群生长、种群生长极限、稳定性决定性因素、种群
利用、最大可持续产量的森林经营、种群保护、遗传变异的损失)
相同点 5 : 土壤侵
蚀 ,但前者是农业 ,
后者是生态建设
第 3 章 :农业 ,食物生产生态学 (农业系统对能
量的捕捉、矿质营养、土壤侵蚀、放牧动物的管理)
第 7 章 :生态系统建设 (演替与干扰、复垦与重建原理、复垦、重建与土
壤侵蚀、半自然生境的重建)
不同点 1 第 4 章 :海洋渔业 (生产能力与食物链、鱼生活
史、鱼“库”的管理、未来的鱼供给)
(没有涉及海洋渔业)
不同点 2 (没有单独列出一章 ,但分散于全书) 第 8 章 :生态系统模拟 (模拟的原则、Hubbard 溪流、营养循环及污染物
的影响、淡水生态系统富营养化、微宇宙 :较大系统的实验模型、生物积累)
不同点 3 (基本没有涉及大尺度生态变化评价) 第 10 章 :大尺度生态变化评价 (把生态理论延伸到更大尺度、生态系统稳定性、稳定性与多样性、景观与区域生态学、全球生态变化评价)
受到重视 ,发展很快. 特别是 ,还出现了诸如工业生态学、商
业生态学、旅游生态学、毒理生态学、设计生态学、恢复生态
学、风沙控制生态学、太空生态学、政治生态学和军事生态学
等新的应用生态学分支学科 (图 1) .
图 1 　应用生态学分支学科及其与基础生态学的关系
Fig. 1 Branches of applied ecology and its relationships with basic ecology.
　　由于强调其应用性 ,在这些应用生态学分支学科名称的
表述上是有一定讲究的. 例如 ,宁愿采用“环境保护生态学 [4 ]
( Ecology for environmental protection)”或“污染控制生态学[3 ]
( Ecology for pollution control)”,而不用“污染生态学 ( Pollution
ecology)”;宁愿采用“渔业生态学[20 ] ( Fishery ecology)”,而不
用“水生生态学 ( Hydroecology)”;宁愿采用“牧业生态学[23 ]
(Pasture ecology)”或“畜牧业生产生态学[16 ] ( Ecology for live2
stock breeding 或 Ecology for animal husbandry)”,而不用“草
原生态学或草地生态学 ( Grassland ecology)”;常常使用“林业
生态学[23 ] ( Forestry ecology) ,以便与基础生态学的分支学科
“森林生态学”( Forest Ecology) 相区别 ,有些作者甚至直
接就使用“应用森林生态学 [27 ] (Applied forest ecology)”,强调
的是应用生态学的分支学科 ;当农业生态学 (Agricultural e2
cology)强调其应用性 ,其英文表述通常是“Farming ecology
(农事生态学) [23 ]”或“Peasant ecology (农民生态学) [16 ]”,即
意指服务农业和农民的生态学 ,而不是指农学意义上带有基
础研究色彩的“Agro2ecology”. H. T. Odum 在其《Systems E2
cology : An Introduction》一书中指出 ,“Agro2ecology”属于基
础生态学的范畴[17 ] . 因此 ,在许多情形 ,我们通常所见的“A2
gro2ecology”,更为确切的中文名称应该是“农田生态学”.
412 　强调与工程学的相互交叉
　　自 1971 年美国学者 H. T. Odum 提出“生态工程”的思
想和 1979 年马世骏院士提出“生态工程”的生态学概念以
来 ,生态学与工程学的相互交叉和不断结合日益深入 (图
2) [7 , 17 , 28 ] . 其中 ,以农业生态工程开始最早[1 ] ,至今已取得
了许多成功的实例 ,如美国的有机农业、再生农业与持久农
业工程 ,西欧的生物动力学农业工程 ,日本的自然农业工程
和泰国的立体生态农业工程等 ,都很有地方特色与应用生态
学气息. 我国的传统农业也蕴涵了农业生态工程的思想 ,是
具有一定应用生态学实践特色的传统农业工程技术领域的
杰作. 随着农业生态工程思想的深入人心和各国农业生态工
1887 期 　　　　　　　　　　　　　　　周启星等 :应用生态学的研究与发展趋势 　　　
程建设的发展 ,还出现了诸如天然农产品、有机农产品、绿色
农产品、“洁净”农产品和安全农产品等各种生态农业产品.
　　由于应用生态学常常以解决生态环境与资源问题为中
心以及各个方面都对生态环境问题表现了极大的重视 ,应用
生态学原理对污水进行处理的工程 [31 ] (即为污水处理生态
工程) 、应用生态学原理治理湖泊海湾富营养化的工程 [11 , 12 ]
图 2 　应用生态学与工程学相结合的发展特色
Fig. 2 Developing features of applied ecology combined with engineering.
(构成了水体恢复生态工程) 、应用生态学原理对污染土壤进
行修复 (可谓之为污染土壤修复生态工程) 等近年来发展相
当迅速[6 ] ,其中比较著名的例子有 :美国北卡州的池塘污水
处理生态工程、德国的芦苇湿地污水处理生态工程、荷兰的
氧化塘水生植物生活污水处理生态工程、奥地利的植物替代
化学沉淀法处理山区生活污水的生态工程和丹麦 Glums 湖
富营养化治理生态工程等.
4. 3 　特别注意与基础生态学的相互衔接性
　　基础生态学与应用生态学之间存在一个什么关系 ? 生
态学应用是否就是应用生态学 ? 在早期的应用生态学研究
中 ,由于主要是试图采用基础生态学的原理去解决资源与环
境管理中的实际问题 ,在这个时期 ,或许可以认为应用生态
学是纯生态学的一个“附属”,两者是从属关系 ,生态学应用
应该就是应用生态学. 随着应用生态学的发展 ,由于形成了
逐渐独立的应用生态学学科分支体系 ,特别是具有明确的研
究对象 ,许多基础生态学的基本原理不再适合指导应用生态
学的研究和实践 ,应用生态学还产生了一整套适合自己学科
发展特点和具有实践指导作用的基本原理 ,应用生态学成为
一个独立的体系 ,不再是纯生态学的一个“附属”[26 ] ,也不再
完全应用纯生态学的方法去解决实际问题 ,两者并行发展.
　　由于基础生态学和应用生态学的各自独立发展 ,两者是
否没有丝毫的联系 ? 不可否认 ,生态过程的研究是当前基础
生态学的核心问题 ,也是应用生态学和基础生态学紧密联系
的枢纽和桥梁 (表 2) [4 , 5 , 30 ] . 1997 年 ,英国学者 Klomp 等[13 ]
在其题为《Frontiers in Ecology : Building the Links》的专著中 ,
就专门论述了两者相互关系的构建. 可以认为 ,基础生态学
理论的深化和在实际中的应用 ,需要对生态过程进行动力学
的研究和微观机理的认识. 例如 ,对流域内 C、N、P、S和 Si 等
营养元素的迁移动力学和形态转化等生态过程的研究 ,可以
掌握其去向、归宿和生物有效性的潜力 ,从而为该流域内的
农业、林业、牧业或渔业等生产提供基础数据和生态服
务[22 , 34 ] ;对 Hg、Cd、Pb、As、放射性物质和有机污染物等污染
物在生态系统中的关键反应、毒作用动力学与形态转化等生
态过程的研究 ,可以掌握其可能的危害行为与危害过程 ,从
而为生态系统水平上的污染防治提供科学依据与生态服
务[30 , 35 ] .应用生态学为了从根本上解决生态环境与资源问
题 ,常常依赖对生态过程的研究成果. 例如 ,成功的污染土壤
修复生态工程就是建立在土壤污染生态破坏过程、生态系统
恢复过程、生态净化过程和生物修复过程的认识基础上
的[6 , 32 ] .
4. 4 　全方位采用新方法与新技术
　　应用生态学之所以发展迅速 ,最为根本的就是全方位采
用新方法与新技术以实现该学科研究方法的不断改
善[2 , 29 , 33 ] . 这就是说 ,随着应用生态学在学科上的逐渐独
立 ,应用生态学不再仅仅是采用基础生态学的基本原理和研
究方法来解决应用生态学研究中的问题. 最能说明这一转
变、体现这一质的飞跃的是 , 2000 年以来 ,在英国出版的
《Journal of Applied Ecology》这一学术期刊中 ,还专门开辟了
“应用生态学技术进展”的新专栏 [7 , 29 ] .
　　在此 ,值得一提的是 ,生态学研究中由于采用了分子生
物学方法与技术 ,产生了分子生态学这一生态学新的分支.
英国 Hull 大学 G. R. Carvalho 教授认为 ,分子生态学就是分
子、基因标记在生态学与生态进化问题中的应用 ,主要研究
个体、种群与物种之间的遗传关系 [19 ] . 更为明确地说 ,例如 ,
采用分子生物学与行为生态学相结合的技术探索生物遗传
与性别选择 (生态遗传) 、杂交系统的进化 (生态进化) 、疾病
抗性 (生态适应)和种群之间的基因流 (种群分子生态) ,属于
基础分子生态学研究 ;又如 ,一些研究者就基因改造微生物
对有机污染物生物降解的分子生态学、转基因作物与转基因
农业动物释放的生态风险以及生物对污染环境适应性的分
子生态学进行了研究 ,应该属于应用分子生态学的范畴.
1992 年 ,《Molecular Ecology》国际学术期刊在英国创刊 ,它明
确指出[24 ] ,该刊物将主要集中于刊登这样两部分的研究成
果或专论 :1)采用分子方法研究自然、人工种群及其与环境
之间的关系 ,这实际上属于基础分子生态学研究的范畴 ;2)
研究重组生物释放的生态学内涵与生态学意义 ,这其实是应
用分子生态学的研究.
　　鉴于化学品暴露、气候变化和其他威胁哺乳动物生殖的
生态风险增加 , Guraya[8 ]应用现代生物学与分子技术对哺乳
动物的发育、成熟与排卵以及卵巢产生类固醇荷尔蒙和缩氨
酸生长因子的微观机理进行了研究 ,并于 2000 年写成并出
版了题为《Comparative Cellular and Molecular Biology of Ovary
in Mammals : Fundamental and Applied Aspects》的专著[8 ] . 在
这部书中 ,他专门提到了“Molecular Applied Ecology (分子应
用生态学)”这一术语. 因此可以肯定地说 ,应用生态学由于
采用了生物技术等先进研究手段和方法 ,产生了分子应用生
态学这门应用生态学新的分支学科.
288 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　13 卷
表 2 　应用生态学与基础生态学通过生态过程研究的相互衔接特性
Table 2 Mutual link features of applied ecology and basic ecology through studying on ecological processes
生态过程基本内涵
Basic connotation
of ecological processes
应用生态学
Applied ecology
基础生态学
Basic ecology
物质过程 ,包括污染物质和营
养物质的生态过程
The process of matter , includ2
ing eco2processes of pollutants
and nutrients
更注重于对外来污染物质特别是人工合成化学品的生态过程进行研
究 ,深入到分子水平
Paying attention to research on ecological processes of external pollu2
tants , in particular , artificial chemicals , and going deep into molecular
levels
更注重于对营养物质生态过程进行研
究 ,看重于大尺度、跨流域的工作 ,通常
用动力学模型进行描述
Laying stress on ecological processes of
nutrients , in particular , large2scale and
multi2valley processes depicted using dy2
namic models
能量过程
The process of energy
强调各种形式能源的结合使用
Emphasizing the integrated use of various types of energy
偏重于太阳能与生物质能的利用 ,基本
反对化石能的开发利用
Admiring the use of solar energy and
biomass energy , opposing development
and utilization of fossil fuel
生态破坏过程
The process of eco2destroy 污染生态过程 ,着重于对胁迫效应产生过程进行分析 ,包括遗传反应过程、种群反应过程、生态系统反应过程 ,表现为慢性毒害、新基因
型、生物丰度或活度的变化、死亡、种组成变化、系统水平参数变化和
生物多样性降低等
Emphasizing analyses of press effects resulted from pollution eco2process2
es including genetic reaction , population and ecosystem responses which
can be manifested by chronic poison , new genotypes , changes in abun2
dance and activity of organisms , mortality , changes in the composition
of living species ,parameter changes of systematic levels ,decrease in bio2
diversity , etc.
退化生态过程 ,如土壤侵蚀、食物链缩
短、营养损失、营养物质循环效率降低等
Degraded eco2processes such as soil ero2
sion ,food2chain shortening , nutrient loss2
es , decrease in the efficiency of nutrient
cycles , etc.
生态系统对人为破坏的响应
过程
The responsive process of e2
cosystems to human destroy
耐受过程、适应过程和进化过程
Endurable , adaptive and evolutional processes
演替发展过程、自我恢复过程
Successive and developmental processes ;
self2recovery processes
人类对生态系统破坏的控制
与治理过程
The human control and reme2
dial process of ecosystem de2
stroy
污染物的降解、固定、失活过程 ,污染控制过程 ,污染环境的修复过程
Degradation , immobilization and activity2losing processes of pollutants ;
pollution2control processes ; and remedial processes of contaminated envi2
ronment
生态调控过程、生态恢复过程
Eco2regulation processes ; eco2recovery
processes
　　由于生态学研究和从实际出发的需要 ,最近 10 年来 ,分子
生态学研究受到高度重视 ,分子生态学的发展极为迅速 [24 ,33] .
西方发达国家一些大专院校还专门增设了分子生态学系、分
子生态学研究中心 ,特别是美国、英国、德国、加拿大和法国
等西方发达国家论述“分子生态学”的专著相继问世. 如
Parkin 和 Baker[19 ] 于 2000 年出版的《Molecular Methods in
Ecology》就是一部重要的分子生态学专著. 与西方发达国家
相比 ,我国分子生态学研究至少落后 10 年以上. 至少 ,在我
国大专院校中目前尚没有专门增设分子生态学系或分子生
态学研究中心.
4. 5 　宏观调控与微观机理并行发展
　　与地球的南极与北极一样 ,应用生态学研究也有“两极”
的现象 ,即存在宏观与微观两极. 从目前能被美国《Science》
和英国《Nature》接受发表的论文来看 ,一个是关于大尺度的
应用生态学研究问题 ,另一个就是应用生态学中关于基因或
分子机制的研究 ,非常明显地体现了应用生态学向两极发展
的趋势和特点. 尽管有时区分宏观和微观两极是困难的 ,特
别是那些关于宏观水平上或大尺度的微观机理研究 ,使应用
生态学研究进入到更高的层次 ,更具有其自身特色.
　　在宏观的一极 ,主要指从个体、种群、群落、生态系统、景
观、区域到全球水平的应用生态学研究 [14 , 22 ] . 它在空间上完
全超越了点、线的概念 ,在时间上的演替常常是从时、天、周、
月、季、年、世纪、千年、万年、百万年到光年. 例如 ,臭氧污染
对小麦、水稻、白杨和松等作物或林木个体生长与种群生长
动力学的影响 ,属于个体或种群水平的应用生态学研究 ;臭
氧污染对我国长江流域水稻或油菜生产的影响 ,是区域水平
的应用生态学研究 ;臭氧污染与全球气候长期变迁及地反馈
动力学研究 ,或许其中的气候长期变迁在时间上的跨度可达
到半个世纪甚至几百万年 ,是全球水平的应用生态学研究.
　　从种、个体、部件、形 态、细 胞 到 分 子 或 基 因 水
平[6 , 7 , 33 ] ,即前述的所谓分子应用生态学研究 ,是微观的一
极. 例如 ,DNA 重组技术在污染环境修复中或在污染治理生
态学研究中的应用 ,有研究报道 ,可把不同假单孢杆菌的 4
种不同质粒 OCT (对辛烷、己烷和癸烷有特异降解作用) 、
XYL (对二甲苯和甲苯有特异降解作用) 、CAM (对酚类物质
有特异降解作用) 和 NAH (对萘等多环芳烃有特异降解作
用)重组成 1 个超级质粒并接种到细菌 ,获得“超级细菌”. 实
践表明 ,这种超级细菌在石油烃污染环境修复中发挥了重要
作用[33 , 36 ] ;在农业生态学研究中 ,比较典型的研究是试图通
过基因重组构建新的生态肥料、生态杀虫剂以取代现有的化
学肥料、化学农药 ,从而保证有机农产品的生产和食品安全 ;
又如 ,可使用特定的核酸片段作为探针 ,使之同被检测的病
毒相应的碱基结合 ,从而快速检测饮用水或地表水中病毒的
含量 ,由于方法灵敏 ,可作为环境污染的预警、预报 [19 ] .
　　随着应用生态学向两极发展 ,美国许多沿海研究机构从
陆地“走向”海洋 ,投资发展海洋应用生态学研究 ,研究的对
象有海洋微藻类、海洋微生物、海洋鱼类等 ,采用的研究手段
主要是基因工程和细胞工程等 ,研究方法有 DNA 重组技术、
DNA或 RNA 探针检测技术、DNA 序列分析、利用引物的
PCR 技术等[19 , 33 ] ,体现了应用生态学向微观深入的发展趋
势.英国和日本等海洋国家 ,对海洋应用分子生态学的研究
投入不亚于美国. 海洋应用分子生态学前景广阔 ,在作为海
3887 期 　　　　　　　　　　　　　　　周启星等 :应用生态学的研究与发展趋势 　　　
洋大国的中国尤其有必要开展这方面的研究.
5 　对我国应用生态学今后发展的几点建议
　　我国的知识创新和知识经济时代的倡导 ,给我国应用生
态学的发展带来了机遇 ,但面临的挑战也是相当严峻的. 如
果它完全按照西方的模式前进或照搬照抄 ,在现阶段就把应
用生态学完全看作是生物资源管理的科学基础 ,恐怕还为时
过早. 因为 ,我国由于发展经济的需要 ,各种环境污染与生态
破坏问题还在不断发生 ,在局部范围已经相当严重 ,应用生
态学研究与发展必须考虑这一基本国情的需要 [16 , 30 ] . 为此 ,
对今后发展提出以下几点建议 :1)生态学的基本内涵以及与
基础生态学的相互衔接特性决定了应用生态学今后发展的
方向不能离开生物与环境的相互关系的研究这一基本点 ;2)
应用生态学不是一门学科 ,是一个学科群 ,应鼓励科学前沿
问题的研究和新的学科分支的产生 ,促进已有各分支学科的
发展和多个领域的应用而不宜过分强调以某一分支学科为
主 ;3)鉴于我国环境污染与生态破坏日益恶化的局面和形
势 ,我国现阶段应用生态学的发展应该注意把解决环境污染
与生态破坏问题放在最重要的位置 ,通过加强污染控制生态
学、环境保护生态学和资源可持续管理生态学的研究 ,并充
分发挥其他各分支学科的作用 ;4) 我国现阶段把解决环境
污染与生态破坏等生态环境问题放在最重要的位置 ,完全符
合国际应用生态学产生的背景和发展的历程 ,有利于促进我
国应用生态学向更高层次水平发展 ;5) 在大农业生产中 ,必
须以农业环境的保护和农业生态系统的健康为先决条件 ,
如何与牧业生态工程建设、林业生态工程建设、水利工程建
设和风沙治理生态工程相结合 ,将是今后应用生态学研究的
重要突破口 ;6)通过加强与工程学、技术科学的交叉与联合
研究 ,获取更多、更好的生态环境治理的技术或“样板”工程.
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作者简介 　周启星 ,男 ,1963 年 5 月生 ,博士 ,研究员 ,博士
生导师 ,中国科学院“引进国外杰出人才”入选者. 主要从事
复合污染生态学 、污染生态分子毒理和污染控制生态化学
的研究 ,发表学术论文 130 余篇 ,出版学术专著 11 部. E2
mail: Zhouq @ mail. sy. ln. cn 或 Zhouqixing @ hotmail. com
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