方精云解析生态学10年发展：新时期特点与学科体系构建探讨

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    方精云

    2011 年国务院学位委员会把生态学从生物学中独立出来并升格为一级学科，到现在已经过了 10 多年。生态学在新时期具有怎样的特点呢？它的学科体系又该如何构建和完善呢？这些问题迫切需要我们去梳理和回答。

    “生态学”作为科学术语，最早是由德国动物学家恩斯特·海克尔在 1866 年提出的。他把生态学定义为是研究动物与其无机和有机环境之间整体关系的科学。之后人们将生态学简单地定义为研究生物与环境关系的科学，并且强调生态学还研究一些与人类社会密切相关的环境与发展问题，像环境污染、全球变暖、生物多样性丧失等。

    不同时期的人对生态学的理解不同，具有不同学科背景的人对生态学的理解也不同。生态学的定义大致可分为三类。一类观点是，生态学属于自然的经济学或者自然史的科学范畴。另一类观点强调，生态学主要研究生物有机体的分布和多度。还有一类观点认为，生态学是对生态系统的结构和功能进行研究的科学。这类观点强调，生态学仅仅研究自然是不行的。生态学必须与人结合起来，要去研究人与自然的关系，以及人与环境的关系。并且，生态学应该把其研究成果更多地运用到解决人类面临的各类环境与发展问题上。

    我们综合前人对生态学的认识以及新时期生态学的特点后定义，生态学是一门研究宏观生命系统结构、功能及其动态的科学。它能够为人类认识、保护和利用自然提供理论基础与解决方案。生命系统是由生物有机体及其环境所构成的复杂系统，其中包含细胞、器官、有机体、群落、区域等多个等级层次。生物学是研究生命系统的科学，它主要研究有机体及其内部的生命活动，核心层次是从分子到个体水平。生态学也是研究生命系统的科学，它主要针对比有机体层级更高的生命系统，主要聚焦从个体、种群、群落、生态系统到景观、生物圈等生命层次。

    生态学的母体是生物学，二者存在着紧密的联系，同时也有明确的区别。从服务人类社会的角度来看，生物学的目的是阐明和调控生物体的生命规律。生物学有三个应用方面，分别是用于诊断治疗疾病、提高作物产量以及改善生活环境质量。从这个意义来看，生物学成为了医学（用于诊断和治疗疾病）的基础学科，也成为了农学（用以提高作物产量）的基础学科，同时还是生态学（用于改善生活环境质量）的基础学科。也就是说，生物学对于生态学的重要性，就如同它对于医学和农学的重要性一样，生物学是生态学的重要基础学科。

    生态学主要研究高层次的生命系统，也研究其与环境系统之间的相互作用。所以，它必然会与众多学科产生交叉。这些学科或分支包含生物学，还有地理学、气候气象学、土壤学、环境科学、资源科学、信息与遥感技术等。并且，生态学与经济学以及社会学也存在着密切的关联。从这种意义而言，生态学与人类生存以及社会发展紧密相关，它是人类认识和改造世界所秉持的一种自然观。也就是说，生态学既是对大自然的认知体系，也是保护和改造大自然的行动准则，体现了人类对大自然在认知与实践上的统一。

    20 世纪中叶起，人类经济活动的全球化使得人们的生产生活方式发生了深刻变化，同时也引发了一系列重大的生态与环境问题。生态学需要直面并对这些问题进行研究，这就意味着生态学科的内涵需要进行改变。这种改变由以下 3 个因素所决定。

    一是生命科学的发展趋势出现了重大转变。现代生物学以及生命科学的发展逐渐朝着微观方向演进，一些传统的宏观生物学领域渐渐变得萎缩，有的甚至走向了消亡。这种情况对于生命科学乃至整个自然科学的发展都带来了不利影响，然而却为生态学科的发展给予了重要的契机。

    一是全球生态问题的解决迫切需要生态学对其学科内涵进行拓展。全球化时代带来了一系列全球性的生态与环境问题，仅专注于研究生物与环境关系的传统生态学已无法满足现代社会发展的需求。生态学需与时俱进，去研究并解决新出现的生态与环境问题，以此来支撑社会发展并满足国家需求。

    我国社会发展和国家需求出现了重大转变。生态文明建设的推进，“五位一体”总体布局的实施，新发展理念的提出与实践，都需要生态学科来提供理论支持。“山水林田湖草生命共同体”“绿水青山就是金山银山”等理念，一方面是生态学的重要研究范畴，另一方面也是国家和社会对生态学科提出的新要求与新期望。生态学需要响应这一需求，进而发展成为能够为生态文明建设提供支撑的学科以及奠定理论基础。

    因此，我们要依据这些新形势的变化去构建生态学的学科体系，也要设计它。生态学需充分吸纳现代生物学、地理学、资源科学、环境科学、信息科学等相关方面的内容，从而建立一个更完备的生态学学科体系，让生态学科能够发展成为名副其实的一级学科。

    生态学属于一门交叉学科。因为生态学研究对象具有复杂性和多样性，所以其分支学科的划分存在多种不同的方式。例如，依据研究层次，能够划分为个体生态学、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学以及景观生态学等；按照生物类群，能够划分为植物生态学、动物生态学、微生物生态学等。如何进行生态学二级学科的划分呢？要做到全面且准确。同时，还要体现出其庞杂的学科体系，这是一件极具挑战性的事情。

    2011 年，生态学刚独立成为一级学科。在这一年，国务院学位委员会的学科目录把生态学科划分成了生态科学、生态工程和生态管理 3 个二级专业方向。按照这样的划分，“生态科学”专业属于理科门类。并且，“生态工程”专业属于工程科学门类。同时，“生态管理”专业属于管理科学门类。可以看出，生态学科跨越了 3 个学科门类，这显然是不合适的。

    对此，国务院学位委员会生态学科评议组进行了反复的研讨。他们提出了划分分支学科的如下原则。一是要明确生态学属于一级学科，不能从属于任何一个已有的一级学科；二是每个二级学科都应有自身的标签，能够形成相对独立的专业方向；三是二级学科可以进一步划分出研究方向（或三级学科）；四是在每个二级学科方向（专业）里，应该有独特的必修课程体系。

    我们提出了以下 7 个二级学科的设置方案，分别是植物生态学；动物生态学；微生物生态学；生态系统生态学；景观生态学；修复生态学；可持续生态学。

    植物生态学主要进行多方面的研究。一是从多层次、多尺度去研究植物及其与环境的关系；二是研究植物个体的分布、生长和适应情况；三是研究植物种群和群落的组成、结构和功能以及种间关系；四是研究植物在生态系统物质循环和能量流动中的作用；五是研究环境因素对植物的影响等。

    动物生态学会从多层次以及多尺度来对动物及其和环境的关系进行研究。它主要去研究动物个体的行为、习性特征，还有它们与环境以及其他有机体之间的相互作用。同时也研究动物种群的增长和调节，生物群落的组成以及种间关系，还有动物在生态系统里的作用等。

    微生物生态学主要研究微生物与其他生物以及环境之间的相互关系。它会研究微生物的群落组成情况，还有微生物的多样性以及功能。同时也会研究微生物的时空分布以及群落构建情况。并且会研究微生物对环境变化的响应情况。此外，还会研究微生物在生态系统中的作用。

    生态系统生态学主要研究生态系统的结构和功能，包括生态系统的物质循环和能量流动等方面；还研究生态系统的营养级和食物网结构；同时也关注生态系统服务功能，以及环境变化和人类活动对生态系统的影响等。

    景观生态学主要研究景观格局、过程和功能及其动态。在景观和区域尺度上进行研究，涉及空间格局、尺度，还有生态过程等方面。同时也研究人与环境的关系。生态评价、生态规划与管理以及生态景观设计等都属于景观生态学的研究范畴。

    修复生态学主要研究受损生态系统的修复与治理相关内容。其理论、技术和方法是研究重点。主要的研究内容包含流域治理方面，还有污染水体的修复工作，以及矿山植被与退化草地的恢复事宜，再者是再造林的相关内容，另外还有对外来种的去除以及栖息地的改造等。

    4. 生态/环境对人类行为、健康和福祉的影响。

    7 个学科方向涵盖了现代生态学的主要研究范畴。这些学科方向既能满足研究生态学基础理论问题的需求，又能为社会经济的可持续发展提供理论基础，还能为生态文明建设提供指导。

    总之，新构建的生态学学科体系有其相对独立的知识体系，也有其特定的科学内涵。它能够服务于国家和社会的需求，在整个科学体系中占据着特定的位置，并且对整个科学体系做出了贡献。（作者系中国科学院院士、云南大学校长、北京大学教授）