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生态学(Ecology),是德国生物学家恩斯特·海克尔于1866年定义的一个概念:生态学是研究生物体与其周围环境(包括非生物环境和生物环境)相互关系的科学。[1]英语ecology是由希腊语词汇Οικοθ(居住在同一家庭中的人)和Λογοθ(学科)组成的,意思是“研究居住在同一自然环境中的动物的学科”,目前已经发展为“研究生物与其环境之间的相互关系的科学”[2]。环境包括生物环境和非生物环境,生物环境是指生物物种之间和物种内部各个体之间的关系,非生物环境包括自然环境:土壤、岩石、水、空气、温度、湿度等。[3]
在1935年英国的Tansley提出了生态系统的概念之后,美国的年轻学者Lindeman在对Mondota湖生态系统详细考察之后提出了生态金字塔能量转换的“十分之一定律”。由此,生态学成为一门有自己的研究对象、任务和方法的比较完整和独立的学科。近年来,生态学已经创立了自己独立研究的理论主体,即从生物个体与环境直接影响的小环境到生态系统不同层级的有机体与环境关系的理论。它们的研究方法经过描述——实验——物质定量三个过程。系统论、控制论、信息论的概念和方法的引入,促进了生态学理论的发展。如今,由于与人类生存与发展的紧密相关而产生了多个生态学的研究热点,如生物多样性的研究、全球气候变化的研究、受损生态系统的恢复与重建研究、可持续发展研究等。
生态学是生物学的一个分支,生物学的研究对象向微观和宏观两个方面发展,微观方面向分子生物学方向发展,生态学是向研究宏观方向发展的分支,是以生物个体、种群、群落、生态系统直到整个生物圈作为它的研究对象。生态学也是一个综合性的学科,需要利用地质学、地理学、气象学、土壤学、化学、物理学等各方面的研究方法和知识,是将生物群落和其生活的环境作为一个互相之间不断地进行物质循环和能量流动的整体来进行研究。
[编辑]生态学分支
生态学也有自己的分支,依照研究对象分为:
个体生态学(autoecology) - 研究一个生物个体或一种生物多个个体与环境之间的关系;
种群生态学 - 研究一种或亲缘关系较近的几种生物种群与环境之间的关系;
群落生态学(synecology) - 研究生活在同一环境中的所有生物与环境之间的关系;
而生态学在自然学科的基础之上又把其研究方法与领域扩展到社会科学之中:
文化生态学 - 研究文化的集群和竞争的环境对于文化进程的影响与推动作用。
[编辑]生物圈
从生态学角度来看,地球表面从地下11千米到地上15千米高度是由岩石圈、水圈和大气圈组成的,在三个圈交汇处存在着生物圈,绝大部分生物是生活在地下100米到地上100米之间。
生物最早是从水圈产生的,逐渐向深水发展,由于大气中氧气含量增加,在大气圈最外层因为宇宙射线的作用,氧分子重组形成臭氧层,臭氧层可以阻止危害生命的紫外线进入大气层,使得生物可以脱离水圈向陆地发展。陆地环境不同区域差异较大,为了适应环境,生物发展出许多不同种类。
能量在不同的圈内流动,绿色植物吸收太阳光能,转换成化学能贮存,动物取食植物吸收植物的能量,太阳能绝大部分被大气圈、水圈和岩石圈吸收,增加温度,造成风、潮汐和岩石的风化裂解。地球本身的能量表现在火山爆发、地震中,也不断地影响其他各圈。能量的主要来源是太阳,在地球中不断地被消耗。
物质则可以各圈内循环,而没有