生态学家

生态学家（Ecologist）是指专门从事生态学研究的专家学者。他们的研究涵盖了人类面临的多个重大问题，包括人口、资源和环境等方面。

生态学（Ecology）是一门研究有机体与其周围环境相互关系的科学。生物的生存、活动和繁殖都需要一定的空间、物质和能量。在漫长的进化过程中，生物逐渐形成了对其生活环境的一些物理条件和化学成分的特殊需求。这些需求被称为物种的生态特性。从事生态学研究的专业人员被称为生态学家。他们通过国际合作与跨学科方法，积极参与生态工程实践、政策制定及生态系统服务评估，例如湿地修复、碳循环研究和生态补偿机制设计等工作。

“生态学”一词最早由德国生物学家海克尔在1866年提出。在他的动物学著作中，海克尔将生态学定义为研究动物与其有机及无机环境之间相互关系的科学，尤其是动物与其他生物之间的有益和有害关系。此后，一些博物学家认为生态学不同于普通的博物学，因为它具有定量和动态的特点，因此被视为博物学的理论科学。持有生理学观点的生态学家认为生态学是普通生理学的一个分支，它着重于在整体水平上探讨生命过程与环境条件的关系。专注于植物群落和动物行为的学者则将生态学理解为生物群落的科学和环境条件影响下的动物行为科学。而那些注重进化观点的学者则将生态学解释为研究环境与生物进化关系的科学。随着时间的推移，生态学的定义中加入了生态系统的观点，将生物与环境的关系归结为物质流动和能量交换。到了20世纪70年代，生态学的定义进一步概括为物质流、能量流和信息流。^[1]

生态学的发展历程大致可分为萌芽期、形成期和发展期三个阶段。

早在古代，人们在农业生产活动中就积累了丰富的生态学知识，比如了解农作物的生长与季节气候、土壤水分的关系，以及常见动物的物候习性等。例如，公元前4世纪的希腊学者亚里士多德曾简单描述了动物的不同栖息地类型，并按照动物活动的环境类型将其分为陆栖和水栖两类，根据其食性分为肉食、草食、杂食和特殊食性等类别。他的学生、公元前3世纪的雅典学派领袖西奥弗拉斯特在其植物地理学著作中提到了类似于当今植物群落的概念。公元前后出现了介绍农牧渔猎知识的专著，如古罗马公元1世纪的老普林尼的《博物志》和6世纪中国农学家贾思勰的《齐民要术》，这些作品都记载了朴素的生态学观点。

从15世纪到20世纪40年代，生态学经历了重要的发展阶段。在这个时期，许多科学家通过科学考察收集了大量的宏观生态学资料。19世纪初期，现代生态学的轮廓开始显现。例如，雷奥米尔的六卷昆虫学著作中包含了众多昆虫生态学方面的记录。瑞典博物学家林奈率先将物候学、生态学和地理学的观点结合起来，综合描述了外部环境条件对动植物的影响。法国博物学家布封强调了生物变异源于环境的影响。德国植物地理学家洪堡创造性地结合了气候与地理因素的影响，描述了物种的分布规律。19世纪，生态学得到了进一步的发展。一方面，由于农业和畜牧业的发展，人们开始了对环境因素对作物和家畜生理影响的实验研究。在这段时间里，确定了5℃作为一般植物的发育起点温度，绘制了动物的温度发育曲线，提出了用光照时间和平均温度的乘积作为比较光化作用的“光时度”指标，以及植物营养的最低量律和光谱结构对动植物发育的影响等。另一方面，马尔萨斯于1798年发表的《人口论》一书引发了广泛的关注。费尔施尔斯特于1833年使用著名的逻辑斯蒂曲线描述了人口增长速度与人口密度的关系，将数学分析方法引入了生态学。19世纪后期，对植物群落的定量描述是以统计学原理为基础的。1851年，达尔文在《物种起源》一书中提出了自然选择学说，强调了生物进化是生物与环境互动的结果，这激发了人们对生物与环境相互关系的兴趣，进而促进了生态学的发展。19世纪中叶至20世纪初叶，人们关注的农业、渔业和直接涉及人类健康的环境卫生问题推动了农业生态学、野生动物种群生态学和媒介昆虫传播疾病行为的研究。当时的远洋考察中都非常重视对生物资源的调查，这也丰富了水生生物学和水域生态学的内容。到20世纪30年代，已经有许多生态学著作和教科书阐述了生态学的一些基本概念和论点，如食物链、生态位、生物量、生态系统等。此时，生态学基本上已经成为拥有特定研究对象、研究方法和理论体系的独立学科。

20世纪50年代以来，生态学吸收了数学、物理、化学工程技术科学的研究成果，向着精确量化的方向迈进，并形成了自己的理论体系。数理化方法、精密灵敏的仪器和电子计算机的应用使得生态学家能够更广泛、深入地探索生物与环境之间相互作用的物质基础，对复杂的生态现象进行定量分析。整体概念的发展催生出了系统生态学等多个新的分支，初步构建了生态学的理论体系。由于世界各地的生态系统大多受到人类活动的影响，社会经济生产系统与生态系统相互交织，实际上构成了庞大的复合系统。随着社会经济和现代工业化的高速发展，自然资源、人口、粮食和环境等一系列影响社会生产和生活的突出问题日益凸显。为了寻求解决这些问题的科学依据和有效措施，国际生物科学联合会（IUBS）制定了“国际生物计划”（IBP），对陆地和水域生物群系进行生态学研究。1972年，联合国教科文组织等机构在IBP的基础上成立了人与生物圈（MAB）国际组织，制定了“人与生物圈”规划，组织参与国开展森林、草原、海洋、湖泊等生态系统与人类活动关系以及农业、城市、污染等相关科学研究。许多国家都设立了生态学和环境科学的研究机构。像许多自然科学一样，生态学的发展趋势是从定性研究转向定量研究，从静态描述转向动态分析；逐步走向多层次的综合研究；与其他学科的交叉研究也越来越显著。从人类活动对环境的影响来看，生态学是自然科学与社会科学的交汇点；在方法学方面，研究环境因素的作用机制离不开生理学方法，离不开物理学和化学技术，群体调查和系统分析同样离不开数学的方法和技术；在理论上，生态系统的代谢和自稳态等概念基本上都是源自生理学，而从物质流、能量流和信息流的角度研究生物与环境的相互作用，则可以说是由物理学、化学、生理学、生态学和社会经济学等共同发展的研究体系。按所研究的生物类别划分，有微生物生态学、植物生态学、动物生态学、人类生态学等；还可以进一步细分，如昆虫生态学、鱼类生态学等。^[1]

按生物系统的结构层次划分，有个体生态学、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学等。

按生物栖居的环境类别划分，有陆地生态学和水域生态学；前者又可分为森林生态学、草原生态学、荒漠生态学、土壤生态学等，后者可分为海洋生态学、湖沼生态学、流域生态学等；还有一些更细致的划分，如植物根际生态学、肠道生态学等。

生态学与非生命科学相结合的，有数学生态学、化学生态学、物理生态学、地理生态学、经济生态学、生态经济学、森林生态会计等；与生命科学其他分支相结合的有生理生态学、行为生态学、遗传生态学、进化生态学、古生态学等。

应用性分支学科有：农业生态学、医学生态学、工业资源生态学、环境保护生态学、环境生态学、生态保育、生态信息学、城市生态学、生态系统服务、景观生态学等。^[1]

生态学的第一条定律指出，我们所做的任何事情都不是孤立的，对自然界的所有侵犯都会带来无数的后果，其中很多是无法预见的。这条定律由G·哈丁（G·Hardin）提出，被称为多效应原理。

生态学的第二条定律指出，每一件事都与其他事相关联和融合在一起。这条定律也被称为相互关联原理。

生态学的第三条定律规定，我们生产的任何东西都不应干扰地球上自然的生物地球化学循环。这条定律被称为勿干扰原理。生态学的一般规律可以从种群、群落、生态系统和人与环境的关系四个方面加以说明。^[2]

在没有明显环境变化的情况下，种群数量倾向于保持稳定。一个种群所在的环境空间和资源是有限的，只能容纳一定数量的生物。当种群数量（密度）接近饱和时，如果种群数量再次增加，增长率就会下降甚至变为负值，导致种群数量减少；而当种群数量（密度）减少到一定程度时，增长率会再次上升，最终使种群数量达到环境所能承受的稳定水平。对种群自然调节规律的研究可以指导生产实践。例如，制定合理的渔业捕捞量和林业采伐量，可以在不影响生物资源再生能力的前提下实现最佳产量。

在一个生物群落中，任何物种都与其他物种存在着相互依赖和相互制约的关系。常见的关系包括：

处于相邻环节的两个物种的数量比例倾向于保持相对稳定。例如，捕食者的生存依赖于被捕食者，其数量也受到被捕食者的限制；而被捕食者的生存和数量也受到捕食者的限制。这两个物种的数量保持相对稳定。

物种之间经常因为共享相同的资源而发生竞争。例如，植物之间争夺阳光、空间、水分、土壤养分；动物之间争夺食物、居住地等。在长期进化中，竞争促进了物种生态特性的分化，从而使竞争关系得以缓解，并使生物群落产生了一定的结构。例如，森林中有高大的喜阳乔木和矮小的耐阴灌木，各自占据了自己的位置；林中的动物有的白天外出晚上休息，有的饮食习惯不同，彼此不受干扰。

例如，地衣中的真菌和藻类相互依存，大型食草动物依靠胃肠道中的寄生微生物帮助消化，蚂蚁和蚜虫之间也有共生关系。所有这些关系都显示了物种之间的相互依赖。这些关系使生物群落呈现出复杂而稳定的结构，即生态平衡。平衡的破坏常可能会导致某种生物资源的永久性损失。

生态系统的代谢功能在于维持生命的必需物质不断循环再生。阳光提供的能量驱使物质在生态系统中不断循环流动，包括环境中的物质循环、生物之间的营养传递、生物与环境之间的物质交换，还包括生命物质的合成与分解等物质形态的变化。物质循环的正常运转需要一定的生态系统结构。随着生物的进化和扩散，环境中大量的无机物质转化为生命物质，形成了广阔的森林、草原以及生活在其中的鸟类和哺乳动物。一般来说，发展中生物群落的物质代谢是入大于出，而当群落成熟时，代谢趋于平衡，出入大致相等。

在改造自然的过程中，人们需要注意物质代谢的规律。一方面，在生产中只能顺势而为，合理开发生物资源，而不应只顾眼前利益，涸泽而渔。目前世界上已有大面积农田因肥力减退未得到及时补偿而减产。另一方面，还应控制环境污染。由于大量有毒的工业废料进入环境，超过了生态系统和生物圈的降解和净化能力，导致毒素积累，损害了人类和其他生物的生活环境。生物进化是生物与环境相互作用的产物。生物在生活过程中不断地从环境中获取物质，并向环境中排放物质，而被生物改变的物质环境反过来又影响或选择生物。这两者始终朝着相互适应的协同方向发展，这就是所谓的正常自然演替。随着人类活动领域的扩大，对环境的影响也越来越明显。在改造自然的过程中，人类有意无意地做了一些违反自然规律的事情，损害了自身的利益。例如，对某些自然资源的长期过度砍伐、捕捞和开采导致资源短缺和枯竭，从而无法满足人类自身的需求；大量的工业污染直接危害人类自身的健康，这些都是人与环境相互作用的结果，是大自然遭受破坏后所产生的一种反作用。

罗伯特-梅（R. May）出生于1936年1月，是一位来自澳大利亚的生态学家。他在1956年毕业于悉尼大学，并在同年获得了理论物理学博士学位。随后，他在悉尼大学任教，并成为了物理学教授，直至1973年转至普林斯顿大学生物学系，接替了Robert MacArthur的位置。1988年起，他转至英国牛津大学动物系。1995年至2000年间，他曾担任大不列颠政府首席科学顾问，并于2000年12月当选为英国皇家学会会长。罗伯特-梅在1979年被选为英国皇家学会院士，并在1984年获得了美国生态学会的MacArthur奖。他还获得了林奈学会的林奈奖章、美国科学院的外籍院士称号、克拉夫奖（生态学的诺贝尔奖）、Balzan奖（由意大利总统颁发）和Blue Planet奖等多项荣誉。他的主要科学贡献包括1973年出版的专著《模型生态系统中的复杂性与稳定性》，在该著作中，他挑战了当时普遍的看法，提出越是复杂的系统，各个物种就越难以稳定下来，其种群规模的波动也就越大。他首次证明了一阶非线性差分方程的动力学行为可能非常复杂，从稳定状态到周期性震荡再到混沌状态都有可能发生。尽管有几个数学家几乎同时独立地发展了混沌理论，但可以说正是梅1976年在《自然》杂志上发表的论文（以及随后的系列工作）开创了生物学中的“混沌动力学”这一新领域。他还首次将环境随机性和空间异质性纳入种群动力学模型中，并以此探讨了生态系统管理中的种群数量变动问题；通过数学模型对昆虫寄生蜂野生种群的周期波动进行了卓有成效的研究。进入上世纪90年代以来，梅的研究兴趣除了基础理论生态学之外，也开始转向应用领域。他与Anderson合作，系统地研究了病毒和细菌如何影响宿主种群及其分布等问题，这对公共卫生政策问题产生了深远影响。他研究了艾滋病扩散的条件，利用简化数学模型和计算机模拟为预测艾滋病蔓延提供了必要的数据。在生物多样性领域，梅也发挥了领导作用。

Ilkka Hanski教授，1953年2月14日出生，1976年毕业于芬兰赫尔辛基大学，1979年在英国牛津大学获得动物学博士学位。此后，他一直在赫尔辛基大学工作，1993年起正式担任生态学和动物学教授，1995年起担任芬兰科学院研究教授。他所领导的研究团队在1996年被芬兰科学院认定为“杰出研究中心”。Hanski教授是种群生态学领域的权威人物，特别是在集合种群（metapopulation）生态学领域，他是国际公认的顶尖专家，发表了200余篇高水平论文，并编辑出版了4本具有重要国际影响力的学术专著。他目前担任联合国生物多样性方面的DIVERSITAS规划项目指导委员会委员；担任过（或正在担任）8种国际知名生态学学术刊物的编委。他所获得的荣誉称号包括：1998年成为Academia Europaea成员；1999年获得International Ecology Institute (ECI)颁发的Terrestrial Ecology Prize；1999年获得The British Ecological Society颁发的President's Gold Medal；2000年成为Royal Swedish Academy of Sciences的外国会员；2000年获得Balzan Prize；2001年获得American Society of Naturalists颁发的Sewall Wright Award；2001年成为Finnish Academy of Science and Letters的成员。Hanski教授与中国学术界有着密切的联系。他是北京师范大学生态学研究所和“生物多样性与生态工程”教育部重点实验室学术委员会的名誉委员。他与北京大学的雷光春教授、北京师范大学的张大勇教授有着紧密的学术交流，并在中国国家自然科学基金的支持下开展了网蛱蝶集合种群的合作研究。

Bazza在植物资源分配生态学研究领域享有盛誉。他对植物繁殖、生长以及防御等活动所涉及的资源分配进行了全面研究，并研究了这些活动在不同生境条件下的可塑性。他在植物生理学以及全球变化背景下的植物反应方面也有诸多研究成果。

E.P. Odum（1913-）是伊利诺伊大学的博士。1947年开始在乔治亚大学任教。1953年出版的经典著作《生态学基础》开启了“生态系统”研究的热潮，并一直引领该领域的发展。他对生态系统结构与功能、生态系统的演替、生态系统服务等生态学的重要问题进行了深入研究，并提出了生物“冗余”的概念，引起了广泛的讨论。1977年获得泰勒奖，1988年获得瑞典科学院颁发的克拉夫奖（生态学的诺贝尔奖）。他已经退休。^[3]

Brian Morton教授是香港海洋生态学学会的创始人，曾任香港大学太古海洋研究所所长，生态学与生物多样性学系首席教授，香港世界自然基金会教育分会主席，香港政府环境保护顾问委员会“陆地与海洋污染”分会副主席，香港海岸公园与保护区委员会主席，联合国教科文组织海洋污染研究与监测委员会香港代表，亚洲渔业学会创始人之一，联合国环境计划英国委员会委员。他培养了39名博士研究生和37名硕士研究生。1979年，他出版了香港第一部有关生态保护的书籍《Hong Kong Seashore的未来》，迄今为止，已在权威期刊上发表了370多篇关于生态学、海洋环境保护等领域的重要文章，科学评论9篇，专著20部，专著章节16个，以及其他出版物。为了表彰他在生态学方面的卓越贡献，共有13种生态分类学名称以Morton命名。2003年退休回英国后，Morton教授将自己的地下室改建为实验室，继续开展科学研究，致力于改善全球和地区生态环境。