.9.第一章生态学研究概述理、保护及其决策研究；不同湿地保护区和试验示范区的建立以及长期定位研究观测等。5.景观生态学景观生态学（landscapeecology）起源于中欧，是20世纪80年代后期逐渐发展起来的一门比较年轻的交叉学科，成为生态学一个新兴研究热点。景观生态学的研究以中尺度的景观结构和生态过程关系见长，并大多具有应用的目的。目前，景观生态学的基本概念和理论已具维形。景观的4个基本类型：廊道（corri-dor），基质（matrix）、斑块（patch）、生态过渡区（ecotone），在概念用法上基本得到统一。在景观空间结构定量指标（包括破碎度、连通性、离散指标、分维数、景观优势度指数、景观多样性指数、蔓延度等）亦基本确立。同时一系列景观生态学理论亦逐步形成，如景观结构与功能原理、物种流动原理、养分再分布原理、能量流动原理、景观稳定性原理等。而且，一些新技术和方法也不断被引入到景观生态学研究中，如多维地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）、景观尺度的GAP分析、点数据的空间面分析、应用差别分析、景观时空不连续研究的统计学方法等。景观生态学今后应加强如下内容的研究：①生态空间理论与景观异质性研究；②景观结构的网络分析：③景观演变模型与模拟；④景观生态规划（IANDEP）与管理；景观的生态监测与动态预测；?景观生态制图；?景观格局与生物多样性；③景观与持续发展。在我国，景观生态学的研究起步较晚，方法和手段落后，深度也不够。从全国第二届景观生态学学术会议交流的论文来看，目前我国学者在该领域的研究主要集中在城市（含园林）、农田、旅游道路的景观生态规划方面；也有一些学者就景观空间格局对土壤侵蚀、生物多样性、元素的生物地球化学循环的影响加以研究。6.退化生态学与生态系统健康退化生态学（degradationecology）是近年来发展起来的热门研究领域。生态退化研究可追溯到20世纪70年代，1971年联合国粮农组织提出了土地退化的概念，并编写了《土地退化》一书，继之一系列的土壤退化和土地退化的专著相继出现，标志着土地退化研究的开展。在此期间，生态退化研究主要是以土壤退化和土地退化（包括沙漠化）的研究为主，而且土壤退化和土地退化的研究往往交织在一起，并以土地与土壤退化类型划分及其评价、制图等基础性的定性研究为主。自然和人为因素长期共同的干扰作用，已导致了全球性不同尺度的生态系统的破坏和瓦解，表现为生态系统结构和功能的整体退化，因此前期的仅对单一要素的退化研究已不能满足实际的错要，而应该在生态系统的整体层次上，特别是要在人类自然复合生态系统的层次加以研究。从“八五”开始，中国科学院及有关科研单位对我国退化和脆弱生态环境进行了大量的研究，研究区域涉及农牧交错区、风蚀水蚀交错带、沙漠绿洲过渡带、红丘陵、岩溶地区、王热河谷、紫色岩地区、大型工程影响区、城市乃至贫困地区。在理论、应用和研究手段方面已取得了初步的成果。但目前对生态退化的概念、内涵尚未形成统一和明确的认识；对生态系统的退化机制、受损过程也不甚清楚；退化生态系统的诊断、预测和控制以及退化评价指标体系与标准的建立等方面尚需做深人的研究工作
3生态学研究方法.10与退化生态学相关的另一研究领域生态系统健康（ecosystemhealth）研究也方兴未艾，它是生态学新近成长起来的一个领域，目前它还可能是鲜为人知的新概念、新领域。在这方面，加拿大和美国处于领先水平。生态系统健康研究主要涉及森林生态系统健康、农业生态系统健康、水生生态系统健康以及人类自身健康等领域。7.恢复生态学恢复生态学（restorationecology）是一门在20世纪80年代得到大力发展的现代生态学分支。生态系统的恢复和重建思想是根据生态学原理，人为改变和消除限制生态系统发展的不利因子，尽快地成功恢复已退化的生态系统。恢复生态学在一定意义上是一门生态工程学（ecologicalengineering），或是一门在生态系统水平上的生物技术学（biotechnology）。它最早由西欧学者提出，当时的研究对象是人类采矿活动留下的各种废弃地。它的出现有着强烈的应用生态学背景，因为其研究对象是那些在自然灾变和人类活动压力下受到破坏的自然生态系统。生态恢复过程是按照一定的功能水平要求，由人工设计并在生态系统层次上进行的。因而具有较强的综合性、人为性和风险性。目前生态恢复的基本思路是运用地带性规律、植被演替规律及生态位原理等选择适宜的先锋植物，依照灌木与乔木、种草与造林相结合的原则进行种群和生态系统的构建，实行土壤、植被与生态同步分级恢复，逐步使生态系统恢复到一定的功能水平。全球生态退化的严峻形势使得恢复生态学近些年来发展十分迅猛，并有广阔的应用前景。目前在重建自然灾变（地震、火山、泥石流等）破坏的陆地和淡水生态系统、荒漠生态系统等，以及在重建人类活动（采矿、冶炼化工、建筑、污染、耕垦等）破坏的土地及生态系统方面，均取得了一些成绩。然而，恢复生态学研究毕竞刚刚起步，在理论和方法上还不够成熟。因此，恢复生态学今后应加强如下两方面的研究：①系统总结和完善恢复生态学有关的理论、原则、方法。②不断地通过案例研究，加强景观生态设计、功能设计和优化、恢复与重建的操作程序以及风险效益评价等的研究。同时，更要加强生态恢复与重建技术方面的研究。8.生态工程与生态设计研究生态L程与生态设计研究（ecologicalengineeringandecologicaldesign）是生态学与生产实践直接挂钩的一个领域。生态工程建设是一个复杂的系统工程，它是生态学、系统学和技术科学相互交叉的学科分支。它涉及的学科面较广，层次繁多。自前生态工程研究主要涉及农业生态工程或复合农业系统生态工程、庭院生态工程、农工复合系统的生态工程、污染控制的生态工程、害虫控制的生态程、退化生态系统恢复的生态工程、生态工程的方法与技术等方面。自前，从研究水平上来着，美国和中国在生态工程方面处于国际领先地位。我国在该领域起步较早，现已摸索和积累了一些经验，在理论上亦日益成熟。较早的桑基鱼塘生态程和近些年比较热的生态农业工程建设都是较为典型的和成功的范例。自前，在我国已建立了以可持续发展为目标的社会发展综合实验区、生态农业县、生态村、生态户和生态农业示范区等不同层次的生态工程，这方面的工作正在不断深化。今后生态工程应加强以下几个方面的研究：①加强生态工程理论体系研究，包括生态
.11，第一章生态学研究概述工程基本概念、范畴、原则、方法论等的确立和完善，以及新理论、新方法的引人。②加强生态T程设计方法、原则与技术研究，即在现有的理论和实践经验的基础上，建立一套从系统边界确定以及系统辨识、设计、模拟、优化的生态工程设计专家系统，实现生态工程建设的系统化、规律化及可操作性，以适应不同地区、不同研究对象的生态工程建设的需要。③加强生态工程的后期管理、评估和监测研究。9.生态经济学与人文生态学研究生态经济学（ecologicaleconomics）是生态学和经济学相互渗透和有机结合而形成的一门研究自然-经济复合生态系统的结构和运行规律的学科分支。生态经济问题研究开始于西方一些发达国家，自20世纪60年代末正式提出和创建以来，在近十几年里，得到了大力发展而成为现代生态学研究的大热点。从当今国际上生态学边缘交叉领域研究?的总体发展趋势来看，生态经济和生态工程研究最为活跃，发展迅猛，这主要是适应当前人口、资源、环境与经济可持续发展的迫切要求，因为人类活动不仅仅涉及生态问题，而且也涉及经济问题，生态与经济的协调发展就成为生态经济研究的主题。生态经济研究主要包括下列几个内容：①生态经济学基本范畴与理论体系的探讨。生态经济学广泛地引用生态学和经济学的一些原理，建立了生态经济关系、生态经济系统、生态经济功能、生态经济调控、生态经济效益等一系列的基本理论范围，但生态经济的理论体系目前仍不太成熟和完备。②生态经济评价研究。主要包括建立生态经济系统的综合评价指标体系与标准，这是生态经济学走向定量化的关键。自前这方面的研究较为活跃，已有不少学者在不同区域（如县级、市级）进行了尝试，但在评价指标的全面性、可比性和客观性方面尚需进一步的探索。③区域生态经济系统的系统决策与调控研究，这是生态经济研究的核心内容和难点所在。目前多采用数学模型方法如系统动力学模型和多目标决策模型来对生态经济系统进行预测、优化与决策。另外，人文生态学（humanisticecology）研究近些年来也逐步发展并兴盛起来。这是生态学与社会学、人文学日益走向融合的结果。人文生态学主要研究人类文化传播、政治经济活动、习俗、宗教、伦理等与生态环境之间相互影响、相互作用及其生态学效应的一门学科，它包括文化生态学、社会生态学、人口密集区生态学、生态旅游、生态教育、环境伦理学（environmentalethics）等研究领域。10.大型水利工程生态环境影响评价及生态建设研究大型水利工程的生态环境影响具有较大的时空尺度，它可以对整个区域或流域的生态环境产生深刻影响。该领域的研究已日益受到人们的重视和关注，已成为生态学研究的一大热点题。在我国近十年来，围绕大型水利工程特别是南水北调工程和三峡程进行了大量的研究。该领域的研究十分活跃，已发表、出版了大批的论文和专著，其内容主要涉及水利工程没影响区特别是三峡库区的生态环境影响评价、论证、预测、陆生与水生环境的变迁、生物多样性的变化、土地承载力和移民环境容量、移民安置以及库区经济、文化、旅游及其可持续发展等。今后的研究重点应放在对库区的资源和环境的深层次开发利用及其优化配置、生态环境及移民社区重建，并加强区域生态监测网络建设和环境保护、管理研究
生态学研究方法.12第三节生态学研究的基本方法从20世纪50年代开始，生态学研究方法趋向专门化，针对不同对象和问题，设计了各种专用的方法技术：另外，还强调系统化，表现为对各类生物系统制订出生态综合方法程序。生态学研究的专门化与系统化齐头并进，彼此汇合，是学科方法体系日趋成熟的标志。一、原地观测原地观测是指在自然界原生境对生物与环境关系的考察。生态现象的直观第手资料皆来自原地观测。因为生态学研究的种群和群落均与特定自然生境不可分割，生态现象涉及因素众多，联系形式多样，相互影响又随时间不断变化，观测的角度和尺度不一，迄今尚难以或无法使自然现象全面地在实验室内再现，原地观测仍是生态研究的基本方法。原地观测包括野外考察、定位观测和原地实验等不同方法。1.野外考察野外考察是考察特定种群或群落与自然地理环境的空间分异的关系。首先有一个划定生境边界的问题，然后在确定的种群或群落生存活动空间范围内，进行种群行为或群落结构与生境各种因素相互作用的观察记录。种群生境边界的确定视物种生物学特性而异，植物种群不仅要考虑其定居的植株分布，还应包括其种子的向外扩散范围。动物种群范围，其巢穴或防御的领地可能很小，但取食空间范围可能很大，对有定期长距离迁或洞游行为的动物种群，原地观察时往往要包括扩散的地区，考察动物种群活动往往要用飞机，遥测或标记道踪技术。陆生群落的生境划界，通常是依据植物群落或植被类型边界与陆地地貌的联系，但在大范围内出现群落连续或逐渐过渡性加强时，则要借助于群落学统计或航测遥测技术。野外考察种群或群落的特征和测定生境的环境条件，不可能在原地内进行普遍的观测，只能通过适合于各类生物的规范化抽样调查方法，如动物种群调查中取样方法有样方法、标记重捕法、去除取样法等。植物种群和群落调查中的取样法有样方法、无样方取样法等。抽取样地或样本的大小、数量和空间配置，都要符合统计学原理，保证得到的数据能反映总体特征。属于种群水平的野外考察项目有：个体数量（或密度）、水平或垂直分布格局、适应形态性状、生长发育阶段或年龄结构、物种的生活习性行为、死亡因子等。群落水平的考察项目，主要有群落的种类组成，即对组成该群落的生物种类进行分类鉴定和记录，植物种的生活型或生长型，各种动物的生物习性和行为；各种植物种群的多度、频度、显著度、分布格局、年龄结构、生活史阶段、种间关联等。同时要考察种群或群落的主要环境因子特征，如生境面积、形状、海拔、气候因子、水、土壤、地质、地貌等。2.定位观测定位观测是考察某个体或某种群或群落结构功能与其生境关系的时态变化。定位观测先要设立块可供长期观测的固定样地，样地必须能反映所研究的种群或群落及其生
.13.第一章生态学研究概述境的整体特征。定位观测时限，取决于研究对象和目的。若是观测种群生活史动态，微生物种群的时限只有几天，昆虫种群是几周至几年，脊椎动物从几年到几十年；多年生草本和树木要几十年到几百年。观测群落演替，则需时限更长。观测种群或群落功能或结构的季节或年度动态，时限一般是一年或几年。定位观测的项日，除野外考察的项目之外，还要增加数量变动、生物量增长、生殖率、死亡率、能量流，物质流等结构功能过程的定期测定。3.原地实验原地实验是在自然条件下采取某些措施获得有关某个因素的变化对种群或群落及其他因素的影响。例如，牧场进行围栏试验，可获得牧群活动对草场中种群或群落的影响；在森林、草地群落或其他野外环境，人为去除其中的某个种群或引进某个种群，从而辨别该种群对群落及生境的影响；或进行补食、施肥、灌溉、遮光、改变食物资源条件，以了解资源供应对种群或群落动态的影响和机制；在田间人工小岛上接种昆虫，观测昆虫的自然死亡因子与死亡率。原地或田间的对比实验是野外考察和定位观测的一个重要补充，不仅有助于阐明某些因素的作用和机制，还可作为设计生态学受控实验或生态模拟的参考或依据。二、受控实验受控实验是在模拟自然生态系统的受控生态实验系统中研究单项或多项因子相互作用，及其对种群或群落影响的方法技术。昆虫种群研究中，考察环境因子对种群指数的作用的实验室实验是最普通的受控实验。如单独改变温度、湿度或食物等因子，而其他因子同时不变，即可得到改变因子对种群指数的效应；或同时改变温度、湿度、光照等数个因子，而其他因子保持不变，考察用几个因子对种群指数的综合效应。此外，所谓微宇宙”（microcosm）模拟系统是在人工气候室或人工水族箱中建立自然生态系统的模拟系统，即在光照、温度、风力、十质、营养元素等大气物理或水分营养元素的数量与质量都完全可控的条件中，通过改变其中的某一元素，或同时改变几个元素，来研究实验生物的个体、种群以及小型生物群落系统的结构功能、生活史动态过程及其变化的动因与机制。随着现代科学技术的进步，实验生物材料和生物测试技术的完善，近年来受控实验的规模和生态系统模拟水平正在日趋扩大完备。例如，20世纪70年代在海洋生态学研究中，创造了一种受控生态系统技术，是用一个巨大的塑料套在浅海里围隔出一个从海面到海底的受控水柱，在其中进行持续的、包括生物及环境在内的多项受控实验。不过，受控生态实验无论怎样都不可能完全再现自然的真实，总是相对简化的，存在不同程度的干扰，因而模拟实验取得的数据和结论，最后都需回到自然界中去进行验证。三、生态学研究的综合方法生态学的综合方法是指对原地观测或受控生态实验的大量资料和数据进行综合归纳分析，表达各种变量之间存在的种种相互关系，反映客观生态规律性的方法技术