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方精云:升为一级学科10年后,新时期生态学学科体系应如何构建?

作者|方精云(中国科学院院士、云南大学校长、js33333线路登录教授)

自2011年国务院学位委员会将生态学从生物学中独立出升格为一级学科,已经过去了10年。

而它在新时期有何特点?它的学科体系应如何构建和完善?这些问题亟待我们去梳理和回答。


“生态学”(Ecology)作为科学术语,最早是由德国动物学家恩斯特·海克尔于1866年提出来的。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”。

后来人们就将生态学简单定义为研究生物与环境关系的科学,同时强调生态学也研究一些与人类社会密切相关的环境与发展问题, 如环境污染、全球变暖、生物多样性丧失等。

处于不同时期、具有不同学科背景的人对生态学的理解有所不同。对生态学的定义大体可归纳为三类。

第一类观点是,生态学是关于自然的经济学或者自然史的科学。

另一类观点强调生态学是研究生物有机体的分布和多度的科学。

第三类观点认为,生态学是研究生态系统的结构和功能的科学。

该类观点强调,生态学仅仅研究自然是不够的,一定要与人结合起来,要研究人与自然、人与环境的关系;生态学应该将其研究成果更多地应用于解决人类面临的各类环境与发展问题。

综合考虑前人对生态学的认识和新时期生态学的特点,我们定义,生态学是研究宏观生命系统的结构、功能及其动态的科学。

它为人类认识、保护和利用自然提供理论基础和解决方案。生命系统是指由生物有机体及其环境所组成的复杂系统,它包含细胞、器官、有机体、群落、区域等多个等级层次。


生物学与生态学都是研究生命系统的科学,但前者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,而生态学则主要针对比有机体层级更高的生命系统,主要聚焦于从个体、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,两者之间必然有着千丝万缕的联系,但又有明确区别。

如果从服务于人类社会的角度看,生物学的目的在于阐明和调控生物体的生命规律,它有3个应用出口,即:诊断治疗疾病、提高作物产量、改善生活环境质量。

从这个意义上说,生物学成为医学(诊断治疗疾病)、农学(提高作物产量)和生态学(改善生活环境质量)的基础学科。

换言之,生物学与生态学的关系就如同生物学与医学和农学的关系一样,是生态学的重要基础学科。

生态学主要研究较高层次的生命系统及其与环境系统之间的相互作用,因此,它必然要与众多学科相交叉。

这些学科或分支除了生物学外,还包括地理学、气候气象学、土壤学、环境科学、资源科学、信息与遥感技术等;同时,生态学与经济学和社会学也存在密切关联。

从这种意义上讲,生态学是一门与人类生存与社会发展密切相关的学科,是人类认识和改造世界的一种自然观。

或者说,生态学既是大自然的认识论,也是保护和改造大自然的实践论,是人类对大自然的认识论和实践论的统一。


二十世纪中叶以来,人类经济活动的全球化深刻改变了人们的生产生活方式,同时也产生了一系列重大的生态与环境问题。

生态学必须直面和研究这些问题,这就要求生态学科的内涵必须做出改变。这由如下三个因素所决定。

一方面是生命科学的发展趋势发生了重大变化。现代生物学或生命科学的发展越来越趋向微观,一些传统的宏观生物学方向逐渐萎缩,甚至消亡。

这对生命科学,乃至对整个自然科学的发展都是不利的,但这为生态学科的发展提供了重要机遇。

另一个是全球生态问题的解决迫切需要生态学拓展其学科内涵。全球化时代产生了一系列的全球性生态与环境问题。

仅仅研究生物与环境之间关系的传统生态学已经不能适应现代社会发展的需要。

生态学要与时俱进,研究和解决这些新出现的生态与环境问题,以支撑社会发展和满足国家需求。

第三是在我国,社会发展和国家需求发生了重大变化。“生态文明建设”“五位一体”发展总布局、“新发展理念”等的提出和实践都需要生态学科作为理论支撑;“山水林田湖草生命共同体”“绿水青山金山银山”等理念本身既是生态学的重要研究内容,更是国家和社会对生态学科的新要求和新期盼。

生态学必须呼应这一需求,发展成为生态文明建设的支撑学科和理论基础。

因此,我们需要基于这些新形势的变化来构建、设计生态学的学科体系。生态学要充分吸收现代生物学、地理学、资源科学、环境科学、信息科学等相关内容,建立一个更为完善的生态学学科体系,使生态学科发展成为一个名副其实的一级学科。


生态学是一门交叉学科。由于生态学研究对象的复杂性和多样性,其分支学科的划分有多种不同的方式。

比如,按照研究层次,可划分为个体生态学、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学和景观生态学等;按照生物类群,可划分为植物生态学、动物生态学、微生物生态学等。但如何全面、准确地进行生态学二级学科划分,并体现其庞杂的学科体系,是一件极具挑战性的工作。

在生态学刚独立成为一级学科的2011年,国务院学位委员会的学科目录将生态学科划分为生态科学、生态工程和生态管理三个二级专业方向。

按此划分,“生态科学”专业属理科门类,而“生态工程”专业属于工程科学门类,“生态管理”专业则属于管理科学门类。生态学科跨三个学科门类,显然是不合适的。

对此,国务院学位委员会生态学科评议组经反复研讨,提出了如下划分分支学科的原则。

一是要明确生态学作为一级学科,不应从属于任何一个已有的一级学科;二是每个二级学科应该有自己的标签,能形成相对独立的专业方向;三是二级学科可进一步划分研究方向(或三级学科);四是在每个二级学科方向(专业)中,应有独特的必修课程体系。


因此,我们提出如下七个二级学科的设置方案,即: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:从多层次、多尺度研究植物及其与环境之间的关系。主要研究植物个体的分布、生长和适应,植物种群和群落的组成、结构和功能以及种间关系,植物在生态系统物质循环和能量流动中的作用,以及环境因素对植物的影响等。

动物生态学:从多层次、多尺度研究动物及其与环境之间的关系。主要研究动物个体的行为和习性特征以及与环境和其他有机体之间的相互作用,动物种群增长和调节,生物群落组成和种间关系,以及动物在生态系统中的作用等。

微生物生态学:研究微生物与其他生物及环境之间的相互关系。主要研究微生物的群落组成、多样性和功能,微生物的时空分布与群落构建,微生物对环境变化的响应,以及微生物在生态系统中的作用。

生态系统生态学:研究生态系统的结构、功能及其动态。主要研究生态系统的结构和功能,生态系统的物质循环和能量流动,生态系统营养级和食物网结构,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:研究景观格局、过程和功能及其动态。主要研究景观和区域尺度上,空间格局、尺度,生态过程,以及人与环境的关系。

生态评价、生态规划与管理、以及生态景观设计等均为景观生态学的研究范畴。

修复生态学:研究受损生态系统修复与治理的理论、技术和方法。主要研究内容包括:流域治理、污染水体修复、矿山植被与退化草地恢复、再造林、外来种去除、栖息地改造等。

可持续生态学:研究支撑可持续发展和生态文明建设的生态学理论、方法和实践。主要研究社会经济发展的生态及资源约束和阈值,支撑社会经济可持续发展的生态学原理和实践,以及生态/环境对人类行为、健康和福祉的影响等。

这七个学科方向涵盖了现代生态学的主要研究范畴,不仅能满足研究生态学基础理论问题的需要,也能为社会经济的可持续发展和生态文明建设提供理论基础和指导。

总之,新构建的生态学学科体系具有相对独立的知识体系和科学内涵;能够服务于国家和社会需求;在整个科学体系中有其特定位置,并对整个科学体系有所贡献。

原文链接:升为一级学科10年后,新时期生态学学科体系应如何构建? 《中国科学报》2022年02月13日

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