环境生态学

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  环境生态学汉语拼音:Huanjing Shengtaixue;英语:Environmental Ecology),研究在人类干扰的条件下,生态系统内在的变化机理、规律和对人类的反效应,寻求受损生态系统的恢复、重建及保护的生态对策的学科环境科学的分支,新兴的边缘学科。由环境科学与生态学相互渗透而形成的交叉学科。它运用生态学的原理,阐明人类对环境的影响及解决环境问题的生态途径。与之相关的学科数目众多,涉及自然科学社会科学经济学等诸领域。与生态学、资源生态学环境监测与评价环境工程学以及环境规划与管理的关系尤为密切。

概述

  自18世纪下半叶开始,西方主要发达国家的工业加速发展,在生产力迅速得到提高的同时,也给环境带来空前压力。此外,世界人口急剧增加,人类活动的范围不断扩大,对环境的干扰日趋严重。由于人类活动而引发的一系列环境问题,如森林面积减少、温室效应、臭氧层破坏、赤潮以及酸雨等问题,已使地球生态系统失去平衡,直接威胁人类的生存。因此,一些科学家开始从不同角度去研究环境问题,以使人类和环境协调发展,由此促进了环境生态学的形成。环境生态学的产生开始于20世纪60年代初叶。1962年,美国海洋生态学家R.卡森出版了著名的环境科普著作《寂静的春天》。这部著作以杀虫剂大量使用造成的污染危害为基本素材,以大量事实阐明了环境问题产生的根源,揭示了人类与大气、海洋、河流、土壤及生物之间的密切关系,深刻论述了生机勃勃的春天“寂静”的主要原因。此书的出版,标志着环境生态学的诞生。60年代后,许多学者从不同的角度探讨各种环境生态学问题,并相继出版一系列著作,如L.怀特的《我们生态危机的历史根源》、P.埃尔利希的《人口炸弹》等。70年代后,有关受干扰或受害生态系统的恢复和重建的理论与应用研究受到重视。1972年B.沃德的《只有一个地球》,从世界人口增长过快、滥用资源、工业技术影响、发展不平衡、城市化等多方面探讨环境问题的产生,揭示环境污染和破坏以及全球生态系统损害的原因。1975年在美国召开“受害生态系统的恢复”国际学术研讨会。1980年卡林斯等出版《受害生态系统的恢复过程》一书。80年代是环境生态学快速发展的一个时期,一些新的理论逐渐形成。1987年B.福尔德曼在多年教学的基础上出版第一部内容详细的教科书《环境生态学》,主要内容包括大气污染、有毒元素、酸化、森林减少、油污染、水体富营养化和杀虫剂等各种环境压力对生态系统结构和功能的影响。该书的出版标志着环境生态学的理论框架已基本形成。1989年在中国北京召开“生态工程”国际学术研讨会,研究了受损生态系统的重建问题。90年代以来,随着全球变化和生物多样性保护成为国际科学研究的热点,作为环境生态学的重要分支之一的保护生态学逐渐形成。与此同时,绿色产品、有机食品、生物安全、生态旅游、生态伦理等新的概念不断出现。1995年,福尔德曼出版《环境生态学》第二版,在原有的基础上增加了生物资源的利用、生态经济学以及环境影响评价、生态监测、环境教育、可持续经济系统的设计等方面的内容。

研究内容

  维护生物圈的正常功能,改善人类生存环境,并使两者间得到协调发展,是环境生态学的根本目的。运用生态学理论,保护和合理利用自然资源,治理被污染和破坏的生态环境,恢复和重建生态系统,以满足人类生存发展的需要,是环境生态学的主要任务。在环境科学的庞大体系中,环境生态学属于自然科学的范畴。除涉及经典生态学的基本理论外,学科主要内容还包括:人为干扰下生态系统内在变化的机理和规律,生态系统受损程度的判断,各类生态系统的功能和保护措施的研究,解决环境问题的生态对策。根据研究的内容,环境生态学可进一步细分为污染生态学、环境生物学、人类生态学、保护生态学和经济生态学等多个分支学科。

研究方法

  在应用生物学和生态学等学科研究方法的基础上,环境生态学已经形成一套独特的研究方法,主要有三类:①野外调查。通过对指示生物、生物群落和生态系统的现场调查和试验以及对生物指数、污染指数和生物多样性指数等参数的分析,从宏观上研究环境污染物和人为干扰对各种生物或生态系统产生影响的基本规律。②室内实验。通过各种实验手段,如植物人工熏气、静水式生物测试、流水式生物测试、水生生物急性毒性试验、水生生物亚急性毒性试验、水生生物慢性毒性试验和回避反应实验等,从微观上研究污染物和人为干扰对生物产生的毒害作用及其机理。③生态模拟。利用计算机和近代数学方法通过数学模型模拟生态系统的行为和特点,预测人类活动对生态系统可能造成的影响或危害。

展望

  环境生态学将沿着宏观和微观两个方向发展。宏观方面,进一步查明人类干扰对生物种群及各类生态系统结构和功能的影响;采用生物模拟(包括受控生态系统的实验)和数学模型研究方法,预测和预报污染及人为活动对生态系统稳定性、群落结构、物质循环和能量流动的影响,为制定最优化环境规划和开展受损生态系统的恢复提供依据。微观方面,深入研究污染物对生物生理、生化、形态以至细胞、分子的效应机理,提出效应预测预报的原理和方法。与此同时,进一步调查各个生态系统(如森林、草原、湿地、农田、城市)内部和相互之间的调节、控制和平衡关系,了解由于人为干扰而引起的区域性或全球性变化对生物圈内生物资源的影响,加强生态城镇、生态农业、生态监测及生物资源保护的理论与应用研究,探讨建立生态功能保护区、自然保护区、生态示范区和可持续发展实验示范区在改善自然环境和保护生物多样性方面的作用。此外,应该建立和完善生物降解、生物转化、水体污染综合防治等关键技术,加强毒物对生物(包括人类)的致毒机理以及环境因素所引起的畸变、突变、癌变的生物学基础的研究。环境生态学是发展十分迅速的学科。21世纪,人类的可持续发展观进一步树立和加强,环境与经济的统筹兼顾,人与自然的共同和谐,自然、社会、经济的协调发展等方面的研究,更与环境生态学密切相关,但今后一段时间内将在丰富和完善学科理论的基础上,更加注重环境问题的解决,并可能在以下几方面取得突破性进展:①受干扰和受害生态系统特征的判定。②人为干扰与生态演替的关系。③受害生态系统的恢复和重建途径。④环境影响评价、生态规划及生态效应的预测研究。⑤生态经济学理论的建立与应用研究。