1、四、我国生态学研究面临的主要课题 生态系统是地球系统中唯一有生命的自然资产（生态系统是地球系统中唯一有生命的自然资产（living natural capital），它们所形成的陆地生态圈），它们所形成的陆地生态圈（terrestrial ecosphere）是地球系统中最为进化和富于）是地球系统中最为进化和富于生命力的圈层，是人类社会赖以生存与发展的第一生产力生命力的圈层，是人类社会赖以生存与发展的第一生产力基础。但是，在我国长期以来人类活动与自然不和谐相处基础。但是，在我国长期以来人类活动与自然不和谐相处的历史中，生态系统发生了严重的退化，的历史中，生态系统发生了严重的退化，生态资产流失严
2、生态资产流失严重，重，甚至是不可恢复的破坏。生态失衡已对我国社会可持甚至是不可恢复的破坏。生态失衡已对我国社会可持续发展构成极大威胁。续发展构成极大威胁。 生态学研究的主要方向生态学研究的前沿问题我国生态学研究应解决的具体问题我国生态学研究面临的主要课题 .生态学研究的主要方向1、生态区划与区域生态功能定位、生态区划与区域生态功能定位2、生态系统过程、功能价值化与生态评估、生态系统过程、功能价值化与生态评估3、生态系统恢复重建与优化管理、生态系统恢复重建与优化管理4、生物多样性保育、生物多样性保育.生态学研究的主要方向之一1、生态区划与区域生态功能定位、生态区划与区域生态功能定位（1 1）必要
3、性）必要性 我国国土辽阔，自然条件各异，社会经济发展也很不平衡我国国土辽阔，自然条件各异，社会经济发展也很不平衡 进行进行全国性生态区划全国性生态区划是制订是制订区域发展规划、工农业生产布局区域发展规划、工农业生产布局和区域环境综合整治和区域环境综合整治的科学基础，是区域资源开发、灾害防的科学基础，是区域资源开发、灾害防治的重要依据。治的重要依据。 生态区划生态区划是我国继是我国继自然区划、农业区划自然区划、农业区划之后，在生态与环境之后，在生态与环境保护方面的重大基础性研究工作。保护方面的重大基础性研究工作。 （2 2）主要目标、方法）主要目标、方法 生态区划以生态区划以区域可持续发展区域可
4、持续发展为目标为目标 根据遥感资料和野外生态调查，在根据遥感资料和野外生态调查，在区域社会经济条件区域社会经济条件分析分析的基础上，分析的基础上，分析不同区域单元的生态与环境不同区域单元的生态与环境特点特点及重要生及重要生态与环境问题的态与环境问题的空间特征空间特征，生态与环境生态与环境敏感性敏感性，划分不同，划分不同等级和不同类型的生态区。等级和不同类型的生态区。确定不同地区生态承载力和产确定不同地区生态承载力和产业发展方向，制定适合当地发展的生态与环境保护的策略，业发展方向，制定适合当地发展的生态与环境保护的策略，实现社会经济可持续发展。实现社会经济可持续发展。 （3 3）内容）内容 1）
5、全国性的生态调查和生态系统评价全国性的生态调查和生态系统评价：根据遥感资料和：根据遥感资料和野外生态调查，研究全国生态与环境的基本情况，评价生野外生态调查，研究全国生态与环境的基本情况，评价生态系统的状况和趋势，预测未来态系统的状况和趋势，预测未来5年和年和15年经济发展和人年经济发展和人类活动对区域生态与环境的影响及可能引起的变化。类活动对区域生态与环境的影响及可能引起的变化。 2）生态区划原则、依据、指标体系和方法研究，生态区划原则、依据、指标体系和方法研究，对比区对比区域间各生态系统特征和功能的相似性和差异性，进行全国域间各生态系统特征和功能的相似性和差异性，进行全国专题生态区划和综合生
6、态区划。专题生态区划和综合生态区划。 3）根据根据各生态区内的资源和环境各生态区内的资源和环境特点特点，进行生态功能定进行生态功能定位位，明确明确各区域生态与环境保护与管理的各区域生态与环境保护与管理的主要内容主要内容，以及，以及资源开发、产业发展的资源开发、产业发展的优势条件与制约因素优势条件与制约因素，对区域工农，对区域工农业生产的发展方向业生产的发展方向提出建议提出建议 .生态学研究的主要方向之二2.生态系统过程、功能价值化与生态评估生态系统过程、功能价值化与生态评估 （1）生态系统过程和功能：1）形成初级生产力的光合作用及后续的食物网中的能量转化过程；）形成初级生产力的光合作用及后续的
7、食物网中的能量转化过程；2）生态系统生物地球化学循环（碳循环、氮循环等）过程及其对大气）生态系统生物地球化学循环（碳循环、氮循环等）过程及其对大气化学成分的调节与交换过程；化学成分的调节与交换过程；3）生态系统的气候与水文效应：蒸腾作用、水分的渗透与涵蓄、减少）生态系统的气候与水文效应：蒸腾作用、水分的渗透与涵蓄、减少蒸发与地表径流、对太阳辐射的反射、散射与光质变化、对温度与蒸发与地表径流、对太阳辐射的反射、散射与光质变化、对温度与湿度的调节、对风力的调节与形成垂直湍流的作用、对局地气候的湿度的调节、对风力的调节与形成垂直湍流的作用、对局地气候的调节作用等；调节作用等；4）生态系统的土壤形成与
8、维持过程；）生态系统的土壤形成与维持过程；5）生物间相互作用）生物间相互作用（2）自然资产价值化）自然资产价值化 国际和国内在这方面研究的理论和方法尚在发展中，将面临一系国际和国内在这方面研究的理论和方法尚在发展中，将面临一系列科学问题和方法难点。列科学问题和方法难点。 要在全面分析中国生态系统特点和归纳其各类功能与效益的基础要在全面分析中国生态系统特点和归纳其各类功能与效益的基础上，深入研究各类生态系统的结构与生态过程特征，系统测定其各种上，深入研究各类生态系统的结构与生态过程特征，系统测定其各种功能流（能量、物资、效益等）的输入、储存与输出的量值及其时空功能流（能量、物资、效益等）的输入、
9、储存与输出的量值及其时空动态，按照一定的科学规则将其各种功能和效益定量动态，按照一定的科学规则将其各种功能和效益定量折算货币化折算货币化，使，使生态系统的功能与效益的价值以货币的形式体现出来。这样，不仅可生态系统的功能与效益的价值以货币的形式体现出来。这样，不仅可为生态系统资源的有偿使用、生态资产消耗的纳税与补偿制度为生态系统资源的有偿使用、生态资产消耗的纳税与补偿制度的建立，的建立，以及生态建设成果的客观评价提供依据，从而加强我国的生态建设与以及生态建设成果的客观评价提供依据，从而加强我国的生态建设与促进社会与经济的可持续发展，而且也将因开创一系列生态与经济结促进社会与经济的可持续发展，而且
10、也将因开创一系列生态与经济结合的、新的研究体系与方法而充实生态学与经济学的理论体系与实践。合的、新的研究体系与方法而充实生态学与经济学的理论体系与实践。关键研究内容关键研究内容： 主要生态系统类型的功能与效益的定位观测与主要生态系统类型的功能与效益的定位观测与机理研究机理研究; 生态系统生态系统类型功能类型功能与与效益价值化效益价值化的经济模式与的经济模式与核算方法核算方法; 生态资产评估指标体系与量化手段生态资产评估指标体系与量化手段; 生态系统功能与效益价值化与国民经济结构体生态系统功能与效益价值化与国民经济结构体系的整合研究。系的整合研究。 生态系统服务功能的价值化；生态系统服务功能的价
11、值化； 区域不同生态服务功能的转化，生态价值平衡区域不同生态服务功能的转化，生态价值平衡法则；法则；（3）重大项目的生态评估）重大项目的生态评估 生态与环境评估的策略将从以往的生态与环境评估的策略将从以往的末端单项评价转向源头评价末端单项评价转向源头评价，从，从微观发展为微观与宏观相结合、从局部发展到局部与整体相结合、从单微观发展为微观与宏观相结合、从局部发展到局部与整体相结合、从单个要素发展到系统的综合性评价。集我国生态系统研究的重要成果建立个要素发展到系统的综合性评价。集我国生态系统研究的重要成果建立起科学的区域或流域开发与规划的生态评价技术体系。起科学的区域或流域开发与规划的生态评价技术
12、体系。特别要集中力量特别要集中力量研究重大项目生态评价技术体系，基础理论以及研发相关的技术手段，研究重大项目生态评价技术体系，基础理论以及研发相关的技术手段，包括如下主要内容：包括如下主要内容： 生态评价的指标、方法和技术体系，建立技术导则。生态评价的指标、方法和技术体系，建立技术导则。 各类重大项目涉及地区的环境容量和生态足迹的计算方法和各类重大项目涉及地区的环境容量和生态足迹的计算方法和标准化技术；标准化技术； 各类经济开发和建设模式对区域生态系统影响的各类经济开发和建设模式对区域生态系统影响的强度分类强度分类与与时空尺度识别技术。时空尺度识别技术。 由于我国自然资源和生态与环境的数量不足
13、加之质由于我国自然资源和生态与环境的数量不足加之质量缺陷，依靠自然力恢复不能满足经济社会发展的基本要量缺陷，依靠自然力恢复不能满足经济社会发展的基本要求。必须贯彻自然恢复和人工建设相结合，以建设为主的求。必须贯彻自然恢复和人工建设相结合，以建设为主的原则，大规模地开展退化生态系统的修复和重建。原则，大规模地开展退化生态系统的修复和重建。 为了实现生态系统恢复建设的目标，必须揭示不同生为了实现生态系统恢复建设的目标，必须揭示不同生态系统演替的规律，解决各类生态系统恢复的关键技术问态系统演替的规律，解决各类生态系统恢复的关键技术问题题 .生态学研究的主要方向之三3.生态系统恢复重建与优化管理生态系
14、统恢复重建与优化管理 关键生态工程关键生态工程 由于生态系统自然恢复重建的时空尺度（数十至数百年）与强度，由于生态系统自然恢复重建的时空尺度（数十至数百年）与强度，与现代人类社会工业化的高速度（月、年计）与高强度的利用与发展时与现代人类社会工业化的高速度（月、年计）与高强度的利用与发展时空尺度差距甚大，极不相匹配。常规的造林与营林方式和传统的草地轮空尺度差距甚大，极不相匹配。常规的造林与营林方式和传统的草地轮牧、休牧等手段不能从根本上改变天然林与草地的退化状况，更不能满牧、休牧等手段不能从根本上改变天然林与草地的退化状况，更不能满足人类社会对其生产力与生态功能极大增长的需求，我国的生态重建必足
15、人类社会对其生产力与生态功能极大增长的需求，我国的生态重建必须须采取超常规的、现代化工程的建设方式与强度，进行长远宏观规划和采取超常规的、现代化工程的建设方式与强度，进行长远宏观规划和跨越式发展的方式，跨越式发展的方式，最大限度地制止掠夺式和消耗式的利用和经营方式，最大限度地制止掠夺式和消耗式的利用和经营方式，有效地保育好天然林，天然草地和天然湿地，发展先进技术与优良林草有效地保育好天然林，天然草地和天然湿地，发展先进技术与优良林草品种支持的超常规方式，建立高生产力的速生丰产人工林，高产优质的品种支持的超常规方式，建立高生产力的速生丰产人工林，高产优质的人工饲草地，高净化功能的人工湿地，以形成
16、现代化高新技术木材与畜人工饲草地，高净化功能的人工湿地，以形成现代化高新技术木材与畜牧业生产的生态牧业生产的生态经济产业链；以扭转生态建设滞后与弱势状况。为此，经济产业链；以扭转生态建设滞后与弱势状况。为此，实施高效光合生产力生态工程建设势在必行。实施高效光合生产力生态工程建设势在必行。关键生态工程关键生态工程不同生态系统各层面的能量流动过程，不同生态系统各层面的能量流动过程，尤其是各类生态工程实施区域尤其是各类生态工程实施区域及其相邻地区生态系统能流特征，能流结点，系统内组分间的分布，及其相邻地区生态系统能流特征，能流结点，系统内组分间的分布，变化规律和潜在优势；变化规律和潜在优势；生态工程
17、对区域生态系统的即时和长期生态工程对区域生态系统的即时和长期影响机理和调控技术体系；影响机理和调控技术体系；高效光合生态工程高效光合生态工程物种的生产性，地域性，归化性和建群性的分类分物种的生产性，地域性，归化性和建群性的分类分级和鉴定识别技术体系；级和鉴定识别技术体系；人工生态系统生态服务功能的人工生态系统生态服务功能的恢复过程和人工辅助技术体系。恢复过程和人工辅助技术体系。 生态系统恢复重建的主要研究内容生态系统恢复重建的主要研究内容（1 1）生态系统退化的驱动力和机理。）生态系统退化的驱动力和机理。探讨造成生态系统退化的直接原因探讨造成生态系统退化的直接原因和间接原因，有针对性地制定保护
18、策略，选择修复和重建的技术路线。这和间接原因，有针对性地制定保护策略，选择修复和重建的技术路线。这对正确认识生态系统退化和制定恢复重建技术具有十分重要的意义。对正确认识生态系统退化和制定恢复重建技术具有十分重要的意义。（2 2）生态系统的修复与重建技术体系。）生态系统的修复与重建技术体系。研究和开发水土流失、荒漠化、研究和开发水土流失、荒漠化、石漠化等生态问题的治理技术，建立草地、森林、湿地等生态系统恢复和石漠化等生态问题的治理技术，建立草地、森林、湿地等生态系统恢复和重建的模式，选择重点地区和关键问题进行试验示范，形成技术体系，遏重建的模式，选择重点地区和关键问题进行试验示范，形成技术体系，
19、遏制生态退化和破坏的趋势。制生态退化和破坏的趋势。（3 3）区域生态系统的优化管理。）区域生态系统的优化管理。区域内的合理布局，主要解决区域内空区域内的合理布局，主要解决区域内空间布局，生态系统结构与功能的协调建设。重点选择西北干旱区、农牧交间布局，生态系统结构与功能的协调建设。重点选择西北干旱区、农牧交错带、黄土高原、喀斯特等生态脆弱地区及长江、黄河、珠江等流域，明错带、黄土高原、喀斯特等生态脆弱地区及长江、黄河、珠江等流域，明确生态建设的方向、优化的目标和关键的措施。确生态建设的方向、优化的目标和关键的措施。（4 4）人工生态系统的构建机理与模式。）人工生态系统的构建机理与模式。在恢复受损
20、自然生态系统的同时，在恢复受损自然生态系统的同时，选择适宜的立地和区域，探讨人工速生丰产林、高产优质草地和多功能高选择适宜的立地和区域，探讨人工速生丰产林、高产优质草地和多功能高效人工湿地的构建机理、技术和模式。效人工湿地的构建机理、技术和模式。.生态学研究的主要方向之四4.生物多样性保育生物多样性保育 （1）现状）现状 面对大量物种灭绝和濒临灭绝这一严峻的现面对大量物种灭绝和濒临灭绝这一严峻的现实，我们对于物种，尤其是稀有和濒危物种的了实，我们对于物种，尤其是稀有和濒危物种的了解却相当贫乏。生态系统受到严重的破坏，自然解却相当贫乏。生态系统受到严重的破坏，自然生境的破碎化程度不断加深，越来越
21、多的种群生生境的破碎化程度不断加深，越来越多的种群生活在破碎化的生境中，它们的存活及其与环境的活在破碎化的生境中，它们的存活及其与环境的关系取决于关系取决于局部种群的绝灭和再定居局部种群的绝灭和再定居。 （2）重要性）重要性 中国是世界上人口最多、人均资源占有量低中国是世界上人口最多、人均资源占有量低的国家，而且是的国家，而且是70左右的人口在农村的农业大左右的人口在农村的农业大国，对生物多样性具有很强的依赖性。国，对生物多样性具有很强的依赖性。 中国是近年来经济发展速度最快的国家之一，中国是近年来经济发展速度最快的国家之一，这种经济的高速发展更加剧了人类对环境、特别这种经济的高速发展更加剧了
22、人类对环境、特别是对生物多样性的压力。是对生物多样性的压力。 生物多样性生物多样性是社会与经济发展的资本是社会与经济发展的资本(Living capital)，对其保护与可持续利用不仅影响当代人，对其保护与可持续利用不仅影响当代人，而且是造福于子孙后代的重大举措，既有重要的而且是造福于子孙后代的重大举措，既有重要的理论意义，又可以产生巨大的社会与经济效益。理论意义，又可以产生巨大的社会与经济效益。 （3）本领域研究目标：）本领域研究目标： 开展保护生物学及生物资源可持续利用的基础与应用开展保护生物学及生物资源可持续利用的基础与应用研究，为我国生物多样性保护与可持续利用提供可靠的科研究，为我国生
23、物多样性保护与可持续利用提供可靠的科学依据，实现生物多样性保护的生态系统方式，达到学依据，实现生物多样性保护的生态系统方式，达到生生物多样性公约物多样性公约缔约国大会提出的缔约国大会提出的2010年目标的要求，年目标的要求，即基本遏制生物多样性丧失的态势。即基本遏制生物多样性丧失的态势。重点解决物种濒危机重点解决物种濒危机制与保护措施、生物资源特别是遗传资源和药用植物资源制与保护措施、生物资源特别是遗传资源和药用植物资源的评价与可持续利用对策与技术、生物多样性变化及其影的评价与可持续利用对策与技术、生物多样性变化及其影响、生物多样性信息采集、管理、传播等重要科学问题。响、生物多样性信息采集、管
24、理、传播等重要科学问题。 （4）主要研究内容）主要研究内容 1） 生境破碎化对生物多样性的影响与自然保护对策的制定生境破碎化对生物多样性的影响与自然保护对策的制定 由于人类活动的加剧，大面积的均匀一致的景观变成异由于人类活动的加剧，大面积的均匀一致的景观变成异质的小的斑块，即生境破碎化。生境破碎化不仅导致某类生质的小的斑块，即生境破碎化。生境破碎化不仅导致某类生态系统面积的减少，更主要的是伴随的环境的改变，进而威态系统面积的减少，更主要的是伴随的环境的改变，进而威胁大量内部种胁大量内部种(Inner species)的生存。在此背景下如何保护的生存。在此背景下如何保护自然保护区外的生物多样性是
25、当前亟待解决的课题。中国已自然保护区外的生物多样性是当前亟待解决的课题。中国已经建立经建立1700多个自然保护区，数量上已达到比较先进的水平，多个自然保护区，数量上已达到比较先进的水平，但在空间布局和科学管理上存在很多问题，需要深入全面的但在空间布局和科学管理上存在很多问题，需要深入全面的保护生物学研究。保护生物学研究。 2）生物多样性的生态系统功能与区域可持续发展）生物多样性的生态系统功能与区域可持续发展 生态系统是物种长期存在的基本单位，是区域发展规生态系统是物种长期存在的基本单位，是区域发展规划的基本单元。生物多样性在生态系统功能发挥中起到关划的基本单元。生物多样性在生态系统功能发挥中起
26、到关键的作用。在此基础上实现生态系统的有效管理是生物多键的作用。在此基础上实现生态系统的有效管理是生物多样性保护的根本基础。其中涉及样性保护的根本基础。其中涉及关键种关键种(Keystone species)、功能群、功能群(Functional group)、生态系统方式、生态系统方式(ecosystem approach)等重要的科学问题。等重要的科学问题。 关键种的鉴定与功能群的划分及其在生态系统维持关键种的鉴定与功能群的划分及其在生态系统维持中作用的研究中作用的研究是该领域的核心问题是该领域的核心问题, 涉及到物种的形态、涉及到物种的形态、生理、生活史以及分布格局等多个方面。生理、生活
27、史以及分布格局等多个方面。 3）重要物种受威胁机制和保护策略）重要物种受威胁机制和保护策略 利用我国极为丰富且特有的生物多样性资源，选择生态利用我国极为丰富且特有的生物多样性资源，选择生态背景清楚、存在于代表性群落中的濒危物种，背景清楚、存在于代表性群落中的濒危物种， 采用分子生物学手段，在种群水平上研究采用分子生物学手段，在种群水平上研究濒危物种的遗传变濒危物种的遗传变异、适应性和生态与环境之间的关系异、适应性和生态与环境之间的关系，揭示这些物种分化和，揭示这些物种分化和适应的分子基础；适应的分子基础； 探讨濒危物种中的探讨濒危物种中的遗传学过程遗传学过程(如遗传漂变、基因流和交配系如遗传漂
28、变、基因流和交配系统等统等)及其与环境条件之间的关系；及其与环境条件之间的关系； 在阐明濒危物种在阐明濒危物种致濒机理致濒机理的基础上，提出针对濒危物种的科的基础上，提出针对濒危物种的科学学有效的保护措施有效的保护措施。 4）重要遗传资源评价与农业生物多样性的保护）重要遗传资源评价与农业生物多样性的保护 评价生物遗传多样性丧失评价生物遗传多样性丧失对人类社会和经济可持续发展的对人类社会和经济可持续发展的威胁威胁，以及，以及采用各种方法保持采用各种方法保持生物居群的遗传多样性；揭示生物居群的遗传多样性；揭示生物的居群遗传和进化过程与潜力，从遗传、进化的角度提生物的居群遗传和进化过程与潜力，从遗传
29、、进化的角度提出生物遗传多样性保育的策略。出生物遗传多样性保育的策略。 主要研究内容：主要研究内容： 遗传多样性和生物进化遗传多样性和生物进化过程及潜力过程及潜力与保育遗传学理论及方法；与保育遗传学理论及方法； 重要生物遗传资源评价的重要生物遗传资源评价的分子遗传标记分子遗传标记； 核核-质基因组保育的质基因组保育的原理和方法原理和方法； 物种基因库的物种基因库的取样策略与保育原理取样策略与保育原理； 重要栽培植物及野生进缘种遗传资源的重要栽培植物及野生进缘种遗传资源的评价与保存策略及方评价与保存策略及方法；法； 重要重要家养动物家养动物（水生生物）及野生近缘种遗传资源的评价（水生生物）及野生
30、近缘种遗传资源的评价与保存策略及方法；与保存策略及方法； 重要重要药用动植物药用动植物遗传资源的评价与保存策略及方法；遗传资源的评价与保存策略及方法； 遗传多样性的遗传多样性的高技术保育高技术保育。 5）重要生物资源开发、保护技术体系与可持续利用对策）重要生物资源开发、保护技术体系与可持续利用对策 中国是生物资源总量极为丰富的国家，生物资源的种中国是生物资源总量极为丰富的国家，生物资源的种类也十分丰富。建立资源动态监测体系和资源利用实用技类也十分丰富。建立资源动态监测体系和资源利用实用技术体系。应术体系。应特别重视药用生物资源的特别重视药用生物资源的开发、保护与利用，开发、保护与利用，高产优质
31、高产优质牧草牧草资源与资源与速生丰产林木资源速生丰产林木资源以及以及生物能源生物能源的开的开发利用技术与实验示范研究。在此基础上建立我国生物资发利用技术与实验示范研究。在此基础上建立我国生物资源的可持续利用体系，以推动经济发展，实现全面小康社源的可持续利用体系，以推动经济发展，实现全面小康社会的建设。会的建设。 6）生物多样性编目、监测与国家生物多样性信息系统的建立）生物多样性编目、监测与国家生物多样性信息系统的建立与管理与管理 积极开展积极开展资料欠缺或空白资料欠缺或空白地区生物多样性的地区生物多样性的调查调查工作，利用工作，利用3S(GIS,RS,GPS)等现代技术完成等现代技术完成区域生
32、物多样性编目区域生物多样性编目。 建立生物多样性建立生物多样性监测指标体系监测指标体系，在若干生物多样性关键地区，在若干生物多样性关键地区建立长期定位监测样地与设施，及时分析和评价人类活动对建立长期定位监测样地与设施，及时分析和评价人类活动对生物多样性状态的影响，并预测其发展趋势。生物多样性状态的影响，并预测其发展趋势。 不断完善生物多样性不断完善生物多样性信息和数据处理系统信息和数据处理系统的各项功能，扩大的各项功能，扩大数据的收集范围，不断提高数据的质量，并建立面向各种用数据的收集范围，不断提高数据的质量，并建立面向各种用户的数据共享系统。户的数据共享系统。 7）生物多样性热点地区评估、空
33、缺分析）生物多样性热点地区评估、空缺分析(GAP analysis)与保护蓝图与保护蓝图(Conservation blueprint)的制订的制订 虽然有虽然有50年以上的工作积累，但仍有相当一部分地区年以上的工作积累，但仍有相当一部分地区的生物多样性状况不清。开展的生物多样性状况不清。开展全国范围内全国范围内的生物多样性评的生物多样性评估，结合保护区等保护设施的布局进行保护空缺分析，制估，结合保护区等保护设施的布局进行保护空缺分析，制订全国生物多样性保护蓝图。订全国生物多样性保护蓝图。 生态学研究的主要方向生态学研究的前沿问题我国生态学研究应解决的具体问题生态学研究的前沿问题 随着人们对全
34、球环境问题以及生命系统随着人们对全球环境问题以及生命系统巨大复杂性的关注，生态学进入了一个新巨大复杂性的关注，生态学进入了一个新的时代，的时代，其最大的特点是学科的交叉与整其最大的特点是学科的交叉与整合、理论与实践有机结合以及新的技术与合、理论与实践有机结合以及新的技术与方法的引入。方法的引入。 生态学研究的前沿问题之一生态学研究的前沿问题之一 1生物地球化学循环生物地球化学循环 C、N、S、P、水分和其他一些有机物质的循环是所有循环、水分和其他一些有机物质的循环是所有循环物质中最为重要的。物质中最为重要的。C、N、S、P等元素正常循环的打破，等元素正常循环的打破，导致当今人类必须面临一系列的
35、环境问题。导致当今人类必须面临一系列的环境问题。 如如CO2、CH4、N2O等温室气体在大气圈中的增加直接和间接等温室气体在大气圈中的增加直接和间接地引起了全球气候的变化，地引起了全球气候的变化， 含含P有机物质的增加导致大面积水体表面的富营养化，有机物质的增加导致大面积水体表面的富营养化， 而而S和和N氧化物的增加则又直接导致酸雨的形成。氧化物的增加则又直接导致酸雨的形成。 更为严重的是，这些元素组成的化合物更为严重的是，这些元素组成的化合物还处在进一步增加的还处在进一步增加的过程中，如过程中，如CO2、CH4、N2O等温室气体的年增加速率分别达等温室气体的年增加速率分别达到了到了0.4%、
36、1%和和0.3%。其中，大气中。其中，大气中CO2浓度已经达到了浓度已经达到了360ppm，并在本世纪中叶有可能达到，并在本世纪中叶有可能达到700ppm。 全球、区域和当地尺度的生物地球化学循环全球、区域和当地尺度的生物地球化学循环是生物地球化是生物地球化学的主要研究内容，涉及到当前整个地球上生态安全的方学的主要研究内容，涉及到当前整个地球上生态安全的方方面面，如沙漠化、退化生态系统的恢复、生物多样性的方面面，如沙漠化、退化生态系统的恢复、生物多样性的保护和全球气候变化趋势的缓解等。保护和全球气候变化趋势的缓解等。 生态学研究的前沿问题之二生态学研究的前沿问题之二 2宏生态学宏生态学(Mac
37、roecology) 宏生态学是近年来生态学、生物地理学与宏观进化生宏生态学是近年来生态学、生物地理学与宏观进化生物学交叉渗透形成的生态学分支学科之一，旨在理解物种物学交叉渗透形成的生态学分支学科之一，旨在理解物种在大的时间和空间尺度上的在大的时间和空间尺度上的丰度丰度(abundance)和分布格局和分布格局及其形成机制及其形成机制。 主要的科学问题包括：物种丰富度主要的科学问题包括：物种丰富度(species richness)、领域大小领域大小(range size)、物种丰度以及个体大小、物种丰度以及个体大小(body size)的区域与全球分布格局及其形成机制。的区域与全球分布格局及
38、其形成机制。生态学研究的前沿问题之三生态学研究的前沿问题之三 3生态系统生理学生态系统生理学(Scaling metabolism from organisms to ecosystems) 生态系统生理学旨在个体生理学的基础上，通过尺度偶生态系统生理学旨在个体生理学的基础上，通过尺度偶合探讨合探讨生态系统代谢问题生态系统代谢问题。主要的科学问题包括：。主要的科学问题包括： CO2增加的效应；增加的效应； 生物地球化学方面的变化；生物地球化学方面的变化； 植被变化对水和能量通量的影响；植被变化对水和能量通量的影响； 综合研究内容（全球变化条件下生态系统生理学的综综合研究内容（全球变化条件下生态
39、系统生理学的综合模式；陆地生态系统中的碳储库与碳通量）。合模式；陆地生态系统中的碳储库与碳通量）。生态学研究的前沿问题之四生态学研究的前沿问题之四 4种间及其与环境相互作用与生态系统的维持机制种间及其与环境相互作用与生态系统的维持机制(including species coexistence)生态学研究的前沿问题之五生态学研究的前沿问题之五 5地下生态学地下生态学(Belowground ecology) 在经历了近百年的探索和发展之后，今天的生态学家们终在经历了近百年的探索和发展之后，今天的生态学家们终于认识到陆地生态系统的功能在很大程度上依赖于它所根植的于认识到陆地生态系统的功能在很大程
40、度上依赖于它所根植的土壤。这不仅在于土壤提供有效的水分及养分，也在于土壤拥土壤。这不仅在于土壤提供有效的水分及养分，也在于土壤拥有丰富的、维持生态系统功能的生物多样性。地下生态系统过有丰富的、维持生态系统功能的生物多样性。地下生态系统过程（简称地下过程）不仅是生态学研究的瓶颈问题，也是生态程（简称地下过程）不仅是生态学研究的瓶颈问题，也是生态系统功能研究中最不确定的因素。地下生态学就是在这样的机系统功能研究中最不确定的因素。地下生态学就是在这样的机遇中应运而生的。遇中应运而生的。 地下生态学的研究目的地下生态学的研究目的：从地下部分入手，在不同层次上：从地下部分入手，在不同层次上（个体、种群、
41、生态系统等）研究生态系统地下部分的结（个体、种群、生态系统等）研究生态系统地下部分的结构、功能、过程及其与地上部分的关系。构、功能、过程及其与地上部分的关系。 主要的科学问题包括主要的科学问题包括：生态系统地上和地下部分的相互作：生态系统地上和地下部分的相互作用、取样问题、根系的生物地理学、全球变化对地下过程用、取样问题、根系的生物地理学、全球变化对地下过程的影响、地上和地下生物多样性之间的联系等。的影响、地上和地下生物多样性之间的联系等。 地下生态学地下生态学(belowground ecology)将是将是21 世纪生态学世纪生态学的重要发展方向之一。的重要发展方向之一。生态学研究的前沿问
42、题之六生态学研究的前沿问题之六 6行为生态学（行为生态学（behavioural ecology） 行为生态学：行为生态学：研究生物研究生物行为行为与其环境的相互关系，研究生物与其环境的相互关系，研究生物在一定的栖息地的在一定的栖息地的行为方式、行为机制、行为的生态学意义行为方式、行为机制、行为的生态学意义的科学。的科学。 主要研究生态学中的行为机制和生物行为的存活值主要研究生态学中的行为机制和生物行为的存活值(survival value)、适合度、适合度(fitness)和进化意义。和进化意义。 生物的行为特性也和其形态特性与生理特性一样，都是在长生物的行为特性也和其形态特性与生理特性一样
43、，都是在长期进化过程中通过自然选择形成的，因此研究行为生态学必期进化过程中通过自然选择形成的，因此研究行为生态学必须充分重视须充分重视行为的进化方面行为的进化方面。 主要的科学问题：主要的科学问题：包括进化稳定对策包括进化稳定对策(evolutionary stable strategy, ESS)、行为功能（特别是对生存和生殖、行为功能（特别是对生存和生殖的影响）、行为的经济学与资源竞争、两性冲突与性选择的影响）、行为的经济学与资源竞争、两性冲突与性选择等。等。 行为生态学的研究对于生物的保护非常重要，这也是近年行为生态学的研究对于生物的保护非常重要，这也是近年来人们重视行为生态学研究的原因
44、之一。来人们重视行为生态学研究的原因之一。生态学研究的前沿问题之七生态学研究的前沿问题之七 7分子生态学分子生态学(Molecular ecology)/生态基因组学生态基因组学(Ecological genomics) 生态适应与进化生态适应与进化是生态学研究的核心内容，而分子生态学是揭是生态学研究的核心内容，而分子生态学是揭示生态适应与进化分子机理最有效的途径。近年来，分子生物示生态适应与进化分子机理最有效的途径。近年来，分子生物学的发展非常迅速，基因组学（研究生态进化的分子基础）和学的发展非常迅速，基因组学（研究生态进化的分子基础）和蛋白质组学（研究生态适应的分子基础）方兴未艾，这些世界
45、蛋白质组学（研究生态适应的分子基础）方兴未艾，这些世界前沿领域所取得的成绩，为分子生态学的发展提供了良好时机。前沿领域所取得的成绩，为分子生态学的发展提供了良好时机。后基因组时代为把基因组信息应用到自然环境提供了契机。应后基因组时代为把基因组信息应用到自然环境提供了契机。应用已有的和正在出现的基因组知识和技术，更好地理解生物多用已有的和正在出现的基因组知识和技术，更好地理解生物多样性和生态系统功能。通过基因组研究生物在分子和遗传水平样性和生态系统功能。通过基因组研究生物在分子和遗传水平怎样感知环境的变化，并在功能上做出反应。应用现代技术可怎样感知环境的变化，并在功能上做出反应。应用现代技术可以
46、分析在不同的生境下，基因表达图谱及其对环境变化的应答。以分析在不同的生境下，基因表达图谱及其对环境变化的应答。 生态学研究的主要方向生态学研究的前沿问题我国生态学研究应解决的具体问题我国生态学研究应解决的具体问题 在未来在未来15-20年内，生态重建与治理的年内，生态重建与治理的重点和优先重点和优先地地区应是生态状况区应是生态状况最为严峻最为严峻、生态条件、生态条件最为脆弱最为脆弱，以及关系，以及关系到到重大生产与产业结构调整重大生产与产业结构调整的生态区：的生态区： 生态恶化的森林区生态恶化的森林区 退化的草原区与农牧交错带退化的草原区与农牧交错带 生态脆弱与敏感的荒漠区生态脆弱与敏感的荒漠
47、区 沿线严重水土流失与河道高悬的黄河沿线严重水土流失与河道高悬的黄河 石漠化的岩溶地区。石漠化的岩溶地区。未来未来15152020年的生态保育与重建目标年的生态保育与重建目标1. 基本上遏制与扭转我国生态与环境局部改善、全面恶化的基本上遏制与扭转我国生态与环境局部改善、全面恶化的态势，开始趋向全面改善；态势，开始趋向全面改善；2. 我国的天然森林、草地、荒漠与湿地得到全面保育，停止我国的天然森林、草地、荒漠与湿地得到全面保育，停止工业性采伐、放牧、垦殖；恢复与发挥其生态服务功能；工业性采伐、放牧、垦殖；恢复与发挥其生态服务功能；3. 形成高效优质人工林、人工草地占优势的生态形成高效优质人工林、
48、人工草地占优势的生态经济格局。经济格局。我国生态学研究应解决的具体问题之一我国生态学研究应解决的具体问题之一1、天然林的恢复保育与人工林工程建设的机理与技术、天然林的恢复保育与人工林工程建设的机理与技术 由于我国天然林的恢复与成熟期很长，一般需要由于我国天然林的恢复与成熟期很长，一般需要100-200年年，甚至更多。即使恢复后，大部分的山地森林与水源，甚至更多。即使恢复后，大部分的山地森林与水源林也不能作为用材林进行大规模的工业式采伐，我国的木林也不能作为用材林进行大规模的工业式采伐，我国的木材需求将在相当长时期内不能得到满足，只能依靠进口木材需求将在相当长时期内不能得到满足，只能依靠进口木材
49、解决。因此必须材解决。因此必须将木材生产战略性地将木材生产战略性地转移到有规划地、转移到有规划地、科学地、大规模地科学地、大规模地营造优质速生丰产人工林营造优质速生丰产人工林，从而使天然，从而使天然林得到长固永安的保育，庇护着我国的山地和水源的生态林得到长固永安的保育，庇护着我国的山地和水源的生态与环境。与环境。 优良品系速生树种和现代化集约栽培的速生丰产优良品系速生树种和现代化集约栽培的速生丰产人工林一般在人工林一般在5-6(5-6(1)1)年可作为纸桨材，年可作为纸桨材，12-12-14(14(2)2)年作为大径材进行轮伐，其轮伐期为天然年作为大径材进行轮伐，其轮伐期为天然林轮伐期的林轮伐
50、期的1/10-201/10-20，而同期内木材生产力则相当，而同期内木材生产力则相当于天然林的于天然林的10-2010-20倍。同时，速生丰产人工林每年倍。同时，速生丰产人工林每年可固碳可固碳1010吨吨/ /公顷和释放氧气公顷和释放氧气2727吨吨/ /公顷。全国营公顷。全国营造六亿亩（造六亿亩（4040万万kmkm2 2）的速生丰产人工林可增加森）的速生丰产人工林可增加森林复盖率林复盖率4.2%,4.2%,每年采伐每年采伐1 1亿亩，可年产木材亿亩，可年产木材1010亿亿m m3 3，为我国予计需求木材的，为我国予计需求木材的250%250%，可成为木材出，可成为木材出口大国；同时年固碳口
