生态学研究热点共61页
现代生态学研究的几大热点问题
✓ 控制或延缓全球变化的新技术：进行低碳或无碳燃料、核聚变技术、 可再生能源技术的利用与开发、温室气体的固定转换技术、森林再生 技术等。
生物多样性
生物多样性研究的主要内容：
1. 生物多样性的起源、维持与丧失 2. 生物多样性的生态系统功能 3. 生物多样性的编目、分类及其相互关系 4. 生物多样性评价与监测 5. 生物多样性保护、恢复与持续利用
现代生态学的热点问题透视
全球变化
可持续发 展
生物多样 性
热点问题
湿地生态 学
景观生态 学
生态工程与生 态设计研究
全球变
全球变化定义:
化
• 狭义：全球气候变化，包括温室效应气体的增加以及由此引发的全球 变暖、大气成分的变化、大气环流和洋流的改变、海平面上升、冰川 融化以及臭氧层破坏等过程。
• 广义：不仅包括全球气候变化，也包括全球人口增长、土地利用与覆 盖的变化、元素的生物地球化学循环的改变、环境污染、生物多样性 丧失以及国际政治与经济形热与格局的变化等。
全球变化研究主要集中在以下几个方面：
① 全球变化的科学性问题
② 全球变化的幅度及其生态效应的预测研究
③ 温室气体释放机理的研究
④ 不同生态系统碳库与汇估测
⑤ 全球变化的高新技术产业的开发与研究利用 ⑥ 全球变化陆地样带研究
反全球变化研究：
✓ 目的：通过对温室效应气体的各种反馈过程等的研究，来证实全球变 化的非科学ห้องสมุดไป่ตู้和不确定性。
现代生态学研究的几大热点问题
园林SX班 王琪
自本世纪80年代以来，特别是近些年来，为适应全球 环境问题与人类生存和发展的需要，生态学在研究方向、 内容、尺度、方法上均有较大的转变，出现一些新的研究 领域，主要包括全球变化、可持续发展、生物多样性、景 观生态、退化生态、恢复与重建生态、湿地生态、生态工 程、生态经济等较为热门的研究课题。
我国生态学研究的主要课题剖析共63页
15、机会是不守纪律的。——雨果
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈析
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
生态学研究前沿
基本概念（五）1.生物多样性：指地球上所有生物（动物、植物、微生物）物种及其遗传变异和生态系统的总称，包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。
2.生态工程：应用物种共生与物质循环再生理论，结合系统工程最优化方法，设计的多层多级利用物质的生产工艺系统。
3.生态系统管理：在充分认识生态系统整体性与复杂性的前提下，以持续地获得期望的物质产品、生态及社会效益为目标，并依据对关键生态过程和重要生态因子长期监测的结果而进行的管理活动。
4.生态系统服务功能：生态系统与生态过程所形成以及所维持的人类赖以生存与发展的自然环境条件与效用。
5.生态文明：以人与自然协调发展作为行为准则，通过建立符合自然生态规律的价值观、社会机制和生产方式，推动经济社会的可持续发展，促进人与自然和谐共处与协同进化。
基础知识（五）1.生物多样性面临的主要威胁与保护途径？（1）生物多样性面临的主要威胁（2）保护途径2.生态系统（分布格局、结构、过程）对全球变化（气温与CO2浓度升高）的响应（1）生态系统的生产力、呼吸和分解:温度和生长季长度是制约高纬度和高海波地区植物生产力的主要因素。
全球变暖使这类地区温度升高、生长季延长，这将有助于这些地区的植物提高生产力。
但由于生物呼吸和分解强度同意也在很大程度上由温度决定，因此总的结果可能是生态系统立地生物量变化微小。
在高温、干旱地区，如沙漠，温度升高可能会造成生态系统生产力下降。
这是因为当温度高到超出某些植物的耐受温度上限时可能会对该物种和整个生态系统有破坏性影响。
就整个生物圈而言，不同类型的生态系统所占面积大小和反应程度共同决定其对气候变化的影响。
（2）生物群落的空间分布:生物群落大体上是由一个地区的气候所决定，并受其他婚假因素影响形成的特征生物群体及其相互作用。
地球上现存的生物群落的地理分布格局是经历了长期演化而保留下来的。
它反映了生物与气候和其他环境因素间的相对稳定关系。
当气候或其他环境因素发生变化时，或当生物群落遭到人为破坏时，这种关系将受到损害，生物群落将通过适应和自然选择而改变组成结构和功能。
生态学前沿领域及热点问题
地球上的自然资源对于人口 的供养是有限的！
资源压力及生态环境恶化 土地资源压力 水资源压力 能源危机 森林资源减少 环境污染加剧
资源压力及生态环境恶化 环境污染加剧
大气中CO2捕捉热 量的方法与温室类 似，大气中的二氧 化碳能够阻止地面 向空间辐射热量， 导致大气层增温， 形成了温室效应。
资源压力及生态环境恶化 环境污染加剧
许多化学物质对食 物链上的影响正在 Nhomakorabea强。例如DDT可
以聚集在生物组织内， 特别是动物的脂肪中。
当这些物质进入人 体后将增加人类患 癌症和其他疾病的 可能性，并对大脑 结构产生长期影响 生物富集
谢 谢 ！
一、生物与环境—生态系统—生物圈
生态学：研究生物与环境之间的关系 环境对生物的决 定作用 生物对环境的适 应 适应环境的生物 对环境的改造作 用
环境的范围与生态学的层次
生态学的层次从 个体 种群 群落 生态系统 生物圈 逐级放大，其涉及到 的范围也越来越广。
一、生物与环境—生态系统—生物圈
生物与环境的有机统一构成生物圈 生态系统是指在一
生物地球化学循环：青山绿水 & 山秃水混
磷的循环 植物一般只 利用H2PO4形式的磷 陆地的异养 动物主要依 靠摄食植物 和其他动物 获得其所需 要的磷。
人口、资源与生态平衡
人口增长和生态环境的人口承载容量
1999年世界人口突破了60亿大关。到2050年将达到100多亿 。 从1800年到2000年间，中国人口增长总体上是按指数增长 模型进行的。 按照中国人口战略的第一个目标，到2030年，将争取实现 人口数量的“零增长”
资源压力及生态环境恶化土地资源压力水资源压力能源危机森林资源减少环境污染加剧资源压力及生态环境恶化环境污染加剧大气中co2捕捉热量的方法与温室类似大气中的二氧化碳能够阻止地面向空间辐射热量导致大气层增温形成了温室效应
21世纪的生态学研究前沿
随着人们对生物系统了解的不断深入， 生态学研究进入了以整合和协作为特征的新 时代。生态学的分支学科迅速与生物学、 物理学、 数学及社会科学等学科相结合。新方 法、 新技术的不断应用促进了基础理论和实验科学的发展， 为从根本上回答生态学的重大 课题提供了新的契机。在美国国家科学基金的支持下 %&’()*’+ 等 !O 位生态学家组成专 门的委员会共同评估： 哪些是未知的； !对于重要的生态过程哪些是我们已知的， " 哪些 问题阻碍着生态学进一步的发展； #哪些知识及概念的交叉是应当鼓励的。他们将讨论 的结果提炼为 N 个生态学研究前沿， 即群落的整合动态、 决定生态过程的进化与历史因 素、 复杂系统的故有特性、 生态拓扑关系。这些研究前沿对于我们把握生态学研究方向， 赶超国际生态研究的先进水平有极其重要的意义。
植物学通报
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责任编辑： 姜联合
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植物学通报
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格局。 !"# 功能群 功能群概念的提出简化了群落的复杂性， 使它达到一个便于研究的水平。目前， 功能 群大多根据形态及生物化学特征进行划分， 或是按营养结构划分， 但这些划分方法都只适 用于特定的系统。因此， 我们需要进一步完善功能群的划分， 使之能够适用于多种类群及 群落。这些进展将帮助我们了解功能群的结构如何改变群落整合动态， 以及不同的功能 群组合如何影响群落的发展或生态系统动态。 !"$ 隐形生物 群落组成无疑与土壤无脊椎动物、 微生物及真菌有关， 这些类群中包含着大量的自 养、 寄生和共栖生物。受技术的限制和生态教育的影响， 这些隐形微生物类群历来不受重 视或未被认识。很多种类甚至还不能培养， 但它们却可能对群落的发展和功能起关键作 用， 它们的缺失也许正是某些重建群落失败的原因 （ !"#$%&’( !" #$ ，)**+；,"-..’’"/， 。目前的难点在于如何将微生物多样性与地区、 区域及全球范围的生态学动态分析 )**0） 结合起来。此外， 我们的研究不应局限于特定的类群， 还应扩展到群落。 !"% 群落的恢复 对复杂系统了解程度最好的检验就是看我们是否可以从它的部分恢复整个系统。成 功的恢复可持续群落和重建稳固的复杂系统可以对环境提供基本生态系统服务， 因此也 是对群落动态知识的真正检验。我们应当了解群落的哪些结构在遭到破坏后可以恢复， 哪些不行。通过建立稳定的系统以加强种的控制无疑将减少引种的风险。
土壤生态学研究前沿与热点
土壤生态学研究前沿与热点1、大尺度土壤微生物地理分布格局研究近年来，大尺度的土壤微生物多样性地理分布格局研究备受重视，全球尺度上土壤细菌和真菌、线虫、蚯蚓和原生动物的生物地理学研究陆续在高水平期刊上发表。
这些开创性的研究在宏观层面揭示了土壤生物多样性的全球分布格局，探讨了土壤生物群落构建的机制及其潜在的功能特征。
例如，全球尺度土壤生物地理学研究发现，细菌和蚯蚓的物种丰富度往往在中纬度地区达到峰值，而线虫则在高纬度地区的丰度最高，表现出与地上动植物分布相异的模式。
进一步的群落构建机制研究发现，在全球尺度上土壤微生物（细菌和真菌）群落的构建主要受土壤pH值和降水等环境因素的影响，而土壤动物（蚯蚓/原生生物）则主要受到降水等气候要素的影响。
未来这一研究方向需要考虑更多不同的土壤生物类群，以及土壤生物的不同功能属性，才能将生物多样性与生态功能连接起来，进而更好地预测全球变化情形下土壤生物多样性及其功能的演变规律。
2、土壤生物互作与土壤食物网土壤生物并不是孤立存在的，而是通过物种间的共生、竞争和捕食等作用构成复杂的相互作用网络，共同参与土壤生态过程。
例如，通过对微生物群落的定向调控，研究人员发现微生物之间的相互作用强度与生态系统多功能性之间存在正相关关系。
土壤生物之间还可以通过由捕食关系建立起来的土壤食物网影响土壤生物群落的结构和功能。
最新的研究发现土壤原生动物在低温下对细菌和真菌的捕食可以增加土壤有机质的分解和CO2的释放；类似的，基于弃耕土地自然恢复过程的研究发现，土壤食物网复杂度的升高伴随着土壤养分循环和碳吸收效率的提高。
此外，土壤原生动物还可以通过对植物根际细菌和真菌的捕食作用广泛参与植物根际微生物群落的构建，从而影响地上植物的生长和健康。
例如，Jiang等研究发现，土壤原生动物和线虫可以通过食物网的捕食作用影响土壤丛枝菌根真菌的群落组成和生物量从而影响地上植物的生产力。
这些研究都强烈暗示着土壤食物网在维持土壤生态系统的结构、过程和功能中的关键作用，而这方面的研究方兴未艾。
生态学的发展趋势及研究热点
生态学的发展趋势及研究热点19世纪以来，随着世界人口剧增、人类对自然资源及环境的不合理开发和利用、对生态系统的不断干扰和破坏，全球生态环境发生急剧变化，出现全球变暖、海平面上升、大气和水体污染、生物入侵、生物多样性消失、荒漠化加剧、生态系统退化、水资源短缺等一系列全球性生态与环境问题和生态灾难。
生态学是研究生物与环境之间相互关系和作用的科学，可促进人类更好地认识、管理、恢复、创建生态系统，能够也应该成为未来人类与自然生态系统共存的理论依据和行动指南。
近年来，生态学在生态系统与全球变化、生态系统服务功能评估、生物入侵与生物灾害控制、生态恢复与恢复生态学、生物多样性与保护生物学、人类生态与生态健康等前沿领域取得了一定进展。
目前，生态学更加注重强化科学发现与机理认识，强调多过程、多尺度、多学科综合研究，关注系统模拟与科学预测，重视服务社会需求。
从发展趋势看，全球变化生态学、生态系统服务功能、极端生境生态学与退化生态系统恢复重建、生物多样性保护、生物入侵机制与控制、生物地球化学循环、水资源管理生态学、传染病生态和进化、生态文明建设与可持续发展生态学等将成为生态学重点关注的问题和领域。
1）生态系统与全球变化研究。
生态系统和全球变化科学主要是从生态系统的物质循环与能量平衡角度，研究地圈-生物圈-大气圈的相互作用关系，探讨全球变化的成因与控制机制，揭示生态系统空间格局和时间动态的变化规律，预测未来的发展趋势及生态系统对全球变化的响应与反馈。
近年国际生态学界在陆地生态系统碳/氮/水通量的联网观测及其过程控制、陆地生态系统碳/氮循环过程对气候变化响应野外控制试验、陆地生态系统碳/氮循环模拟模型研究、陆地生态系统对全球变化的响应和适应的样带研究、生态系统及区域碳储量和碳收支的综合计量评价等方面取得了一定进展。
当前更加关注全球/大陆和流域尺度的复杂生态系统动态过程、区域生态系统内部各亚系统间的耦合关系、各种生态环境问题间的相互作用关系等问题，其中生态系统碳循环与全球变化、生态系统水循环与水资源、全球变化与生物多样性是最为重要的三大优先研究领域。
微生物生态学分子微生物生态学研究热点
模拟原位生态条件的培养技术
Isolating “Uncultivable” Microorganisms in Pure Culture in a Simulated Natural Environment SCIENCE VOL 296 10 MAY 2002
The application of genomics and derivative technologies yields insight into ecosystems. The use of genomics, functional genomics,proteomic and systems modeling approaches allows for the analysis of community population structure, functional capabilities and dynamics.
Dehalococcoides ethenogenes, 清除有机溶剂造成的污染； Pseudomonas putida KT2440,在土壤有机污染物的生物修复中潜力巨大，该菌株甚至还能促进植物生长并具有抗植物病害作用； Alcanivorax borkumensis, 海洋石油消除。 Caulobacter crescentus, 应用于低营养水环境的生物修复；
分析复杂环境微生物群落结构的方法的最近进展：
02
任何微生物培养技术和培养基都不能完全再现全部微生物的自然生存环境，使用免培养技术和基因组技术，直接分离土壤系统中群落水平的未培养微生物DNA样品并建立相应的生态基因组库，通过高通量筛选技术进行大规模的新的重要功能基因的研究，鉴定参与污染物降解与转化、各种抗酸、抗盐、抗湿、抗旱及抗（耐）重金属毒害等抗逆特殊功能基因。 未培养微生物资源的开发利用越来越受到关注
生态学与环境科学研究热点
流 动 为 主要 对 象
MA B
强 调 了人 类 活 动 对 自然
;
生态 系 统 和 生 物 圈 的 作 用 然 界相 互关系的 认识
,
I G BP
加深 了人 与 自
考 虑 到 人 类 活 动 已 经影
、
响到整个地球的 表层 包括生 物圈
,
,
大气圈
。
、
地
,
圈 及 水 圈 威 胁 到 人 类 生 存 的 自然 系 统
生 态 学 原 本 是 一 门生 物 学 科 以来
,
进人
60
年代
、
析
。
分析 的 结 论 在 国际 生 态 学 领 域产 生 了 巨 大
。
环 境 问题 日 益 突 出
,
继 之 而 来 的是 粮 食
, 。 ,
的 影响 这次分析列 出 了 1 2 项 生 态 学 基 础 研究 的 前沿领 域
。
人
口
、
自然 资 源 和 环 境 污 染 的压 力 直 接 冲击 社
环境科学的变化是非常明显的
, 。
3 个 年代之 后 变化仍在 继 续 从 8 0 年代起在 1
研 究 领 域 中 污染 ( 包 括 环 境 毒 理 学 ) 和 种 群 生 (B I ) P
、
,
60
年代的
“
国 际生 物 学 规 则 L J u I N
N
”
70
年
态 学 (包括行为 生 态 学 ) 始终是受到高度 重 视
。
其 中涉 及 到 种 群 遗 传 学
,
的 矛 盾 成 为 当代 生 态 学 家 寻求 解 决 的 焦 点 也 是 当今 生 态 学 家 面 临 的 主 要 挑 战 学 与环 境科学是密不 可 分的
我国生态学研究的主要课题剖析共63页
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联