环境生态学的发展简史

(一)生态学的萌芽、建立、巩固、发展和研究内容

生态学(Ecology)一词源于希腊文oikos，由词根“oiko”和“logos”演化而来，“oiko”意为“住所”或“栖息地”，“logos”意为“论述”或“学科”。因此，从字义上讲，生态学是研究居住环境的科学。

1866年，德国博物学家Haeckel E在其所著的《普通生物形态学》(Generelle Morphologie der organismen)一书中首先将生态学(oecologie)作为一个学科名词提出。他认为，生态学是研究生物有机体与其栖息场所之间相互关系的科学，尤指动物有机体与其他动、植物之间的互惠或敌对关系。但是，首先使用“Ecology”一词的学者是Henry David Thoreau(1858)。1895年，日本东京帝国大学的Miyoshi Manabu将“Ecology”译为“生态学”。1935年，武汉大学张挺教授将“生态学”一词引入我国，被广泛使用至今。

随着生态学的发展，也由于研究背景和研究对象的差异，不同学者对生态学提出了不同的定义。1927年，英国生态学家Charles Elton认为生态学是科学的自然史。1945年，苏联生态学家KaIIIkapo B认为，生态学是研究生物的形态、生理和行为上的适应性的科学。在20世纪50年代之后，生态学已打破动植物的界限，进入生态系统时期，研究范围越来越广泛，并超出生态学的领域。1954年，澳大利亚生态学家Andrewartha认为，生态学是研究有机体的多度分布的科学。1958年，美国生态学家Odum EP认为，生态学是研究生态系统结构和功能的科学。他在其1997年出版的《生态学》(Ecology:A Bridge Between Science and Society)一书中指出，生态学越来越脱离生物学而成为独立的学科，是“综合研究有机体、物理环境与人类社会的科学”，并强调人类在生态学过程中的作用。1980年，我国生态学会创始人马世骏认为，生态学是研究生命系统与环境系统之间相互作用规律的科学。他同时还提出了社会-经济-自然复合生态系统的概念。

利用现代生态学的观点理解“生态学是研究生物有机体与其栖息场所之间相互关系的科学”，我们发现Haeckel E对生态学的定义包含着丰富的思想。“生物有机体”包括动物、植物、微生物及人类本身，而“栖息场所”则指生物生活在其中的无机因素、有机因素，以及生物因素和人类社会。因此，至今大部分生态学家都认为Haeckel E对生态学的定义是最准确的。

实际上，生态学是人类在认识自然过程中逐渐发展起来的。人类在和自然的斗争中，已经认识到环境和气候对生物生长的影响，以及生物和生物之间关系的重要性。因此，生态学经历了一个漫长的历史过程，而且是多元起源的。概括地讲，大致可以分为4个时期，即生态学的萌芽时期、建立时期、巩固时期和现代生态学时期。

(1)生态学的萌芽时期(公元16世纪以前)。早在公元前1200年，我国《尔雅》一书中就记载了176种木本植物和50多种草本植物的形态与生态环境。公元前200年，《管子·地员篇》中详细介绍了植物分布与水文地质环境的关系。公元前100年前后，我国农历已确立了二十四节气，它反映了作物、昆虫等生物现象与气候之间的关系。在欧洲，Aristotle(公元前384—公元前322年)按栖息地把动物分为陆栖、水栖等大类，还按食性分为肉食、草食、杂食及特殊食性4类。Aristotle的学生、古希腊著名学者Theophrastus(公元前370—公元前285年)在其著作中曾经根据植物与环境的关系来区分不同树木类型，并注意到动物色泽变化是对环境的适应。但是，这些书籍中并没有出现生态学这一名词。

(2)生态学的建立时期(公元17世纪至19世纪末)。进入17世纪后，随着人类社会经济的发展，生态学作为一门科学开始成长。例如，1670年，英国著名化学家Boyle R发表了低气压对动物效应的试验，研究了低气压对小白鼠、猫、鸟、蛙和无脊椎动物的影响，标志着动物生理生态学的开端。1735年，法国昆虫学家Reaumur发现，就一个物种而言，日平均气温总和对任一物候期都是一个常数，这一发现被认为是研究积温与昆虫发育生理的先驱。1792年，德国植物学家Willdenow CL在《草学基础》一书中，详细讨论了气候、水分与高山深谷对植物分布的影响。1798年，马尔萨斯《人口论》(An Essay on the Principle of Population)的发表，促进了达尔文生存斗争及物种形成理论的形成，并促进了人口统计学及种群生态学的发展。

进入19世纪之后，生态学得到很快发展并日趋成熟。1807年，Humboldt A在其出版的《植物地理学知识》一书中提出了“植物群落”“外貌”等概念，揭示了植物分布与气候条件的关系，并指出“等温线”对植物分布的意义，分析了环境条件与植物形态的关系，创立了植物地理学。1855年，Al． de Candolle将积温的概念引入植物生态学，为现代积温理论打下基础。l859年达尔文的《物种起源》问世，促进了生物与环境关系的研究，使不少生物学家开始了环境诱导生态变异的实验生态学研究。

1866年，德国博物学家Haeckel E首次提出了生态学定义。1895年，丹麦植物学家War-ming E发表了《以植物生态地理为基础的植物分布学》，后改名为《植物生态学》(Ecologyof Plants)。1898年，德国生态学家Schimper AFW发表了《以生理学为基础的植物地理学》。这两本书全面总结了19世纪末叶之前生态学的研究成就，被公认为生态学的经典著作，标志着生态学作为一门生物学的分支科学的诞生。

(3)生态学的巩固时期(20世纪初至20世纪50年代)。20世纪初期，动植物生态学并行发展，各种著作和教材相继出版。在动物生态学方面，关于生理生态学、动物行为学和动物群落学等研究有了较大的进展。1906年，Jennings HS发表了《无脊椎动物的行为》(Behavior of the Lower Organisms);1913年，美国生态学家Shelford VE发表了《温带美洲的动物群落》(Ani-mal Communities in Temprate America as Illustrated in the Chicago Region);1927年，Elton C在其《动物生态学》(Animal Ecology)一书中提出了食物链、数量金字塔、生态位等概念;1942年， Lindeman提出了生态系统物质生产率的渐减法则。在植物生态学方面，Clements(1938)、Whittaker(1953)、Tansley(1954)等先后提出了诸如顶级群落、演替动态、生物群落类型等重要概念，对生态学理论的发展起到了重要的推动作用。同时，由于各研究区的自然条件、植物区系、植被性质及开发利用程度的差异，植物生态学在研究方法、研究重点上各有千秋，形成了几个著名的生态学派。主要有:以美国的Clements FE和英国的Tansley A G为代表的英美学派，以研究植物群落的演替和创建顶级学说而著名，被称为动态学派;以瑞士苏黎世大学的Rubel E和法国蒙伯利埃大学的Braun-Blanquet J为代表的法瑞学派，他们把植物群落生态学称为“植物社会学”，并用特征种和区别种划分群落类型，称为群丛，并建立了比较严格的植被等级分类系统，完成了大量的植被图，常被称为植物区系学派;由瑞典乌普萨拉(Uppsala)大学的Sernauder R创建，其继承人Du Rietz G E为代表的北欧学派，以注重群落分析为特点，1935年与法瑞学派合流后，被称为西欧学派或大陆学派;以B H Сукачёв(作者英文名不详)为代表的苏联学派，注重建群种与优势种，建立了一个植被等级分类系统，并重视植被生态、植被地理与植被制图工作。

(4)现代生态学时期(20世纪60年代以后)。20世纪60年代以来，由于工业高度发展和人口迅速增长，导致人类居住环境的污染、自然资源的破坏与枯竭，以及城市化进程的加速和资源开发规模的不断增长，迅速改变着人类自身的生存环境，造成对人类未来生活的威胁。在解决这些困扰人类问题的过程中，生态学不仅与生物学的各个分支领域相互促进，而且还与物理学、化学、地质学和数学等自然科学相互交叉，甚至超越自然科学界限，与经济学和社会学相互结合。生态学成了自然科学和社会科学之间相互衔接的真正桥梁之一。随着高精度的分析测试技术、电子计算机技术、遥感技术和地理信息系统技术的发展，生态学得到了快速发展。

因为研究对象的复杂性，生态学已经发展成一个庞大的学科体系。从研究的范围和尺度来看，经典生态学主要研究个体生态学、种群生态学、群落生态学和生态系统生态学，而现代生态学除了经典生态学的研究对象外，借助现代科学技术手段，向宏观和微观两极发展，宏观方向发展到整个地球生物圈，微观方向发展到分子生态学。

随着现代生态学的进一步发展，生态学不再仅仅是一门解释自然规律的科学，而且还成为改造自然的武器。因此，生态学在理论与应用两方面向更深层次方向发展。理论生态学涉及生态学进程、生态学关系的数学推理及生态学建模，而应用生态学则是将生态学原理应用于改造自然，如农业生态学、森林生态学、草地生态学、城市生态学、污染生态学、恢复生态学、人类生态学等。生态学还与其他学科相互渗透而产生边缘学科，如化学生态学、物理生态学、经济生态学、生态伦理学等。

(二)环境科学的形成、发展和研究内容

环境科学是20世纪50年代后，由于环境问题的凸显而诞生和发展起来的一门新兴学科。随着全球性环境污染与破坏的日益加剧，人类生存空间受到严重威胁，引起人类思想的极大震动和全面反省。1962年，美国海洋生物学家Rachel Carson在其出版的《寂静的春天》(Silent Spring)一书中说明了杀虫剂污染造成了严重的生态灾害。该书促使环境保护事业在美国和全世界迅速发展，推动了世界上许多科学家，包括生物学家、化学家、物理学家、地理学家、医学家、工程学家和社会学家，对环境问题共同进行调查和研究。1972年，英国经济学家Ward B和美国微生物学家Dubos R受联合国人类环境会议秘书长Strong M的委托，主编出版了《只有一个地球》(Only One Earth)一书，副标题是“对一个小小行星的关怀和维护”。主编者试图不仅从整个地球的前途出发，而且也从社会、经济和政治的角度来探讨环境问题，要求人类明智地管理地球。这本书可以被认为是环境科学的一部绪论性质的著作，从而形成了环境科学相对独立的研究体系。不过，这个时期有关环境问题的著作，大部分是研究污染或公害问题的。20世纪70年代后半期，人们认识到环境问题不再仅仅是排放污染物所引起的人类健康问题，而且包括自然保护和生态平衡以及维持人类生存发展的资源问题。随着人们对环境问题的研究与探讨以及利用和控制技术的发展，环境科学迅速发展了起来。环境科学从提出到现在，只有短短几十年的历史，然而这门新兴学科发展异常迅速。许多学者认为，环境科学的出现，是50年代以来自然科学迅猛发展的一个重要标志。首先，环境科学的出现推动了自然科学各个学科的发展;其次，环境科学的出现还推动了科学整体化研究。

环境科学是以人类为研究中心，研究人类与环境关系的科学。而生态学是以生物为研究中心，研究生物与环境关系的科学。随着环境科学与其他学科的交叉发展，在原有学科理论和方法的基础上，逐渐出现了环境地质学、环境生物学、环境化学、环境物理学、环境医学、环境工程学、环境经济学、环境法学、环境管理学等一些新的分支交叉学科。因此，环境科学可以定义为:是研究人类社会发展活动与环境演化规律之间相互作用关系，寻求人类社会与环境协同演化、持续发展途径与方法的科学。

环境科学的主要研究内容包括:探索全球范围内环境系统演化的规律，揭示人类活动与环境的关系，探索环境变化对人类生存的影响，研究人类对环境不同范围和尺度的影响，探索区域环境综合治理的技术和管理手段。

(三)环境生态学的产生和发展

自20世纪50年代开始，全球性环境问题日益严重，如全球性气候变化、酸雨、臭氧层破坏、荒漠化扩展、生物多样性减少等带来环境不断被破坏、资源日益衰竭的严重生态危机，使全球环境和生态系统失衡。人类社会所面临的新的生态问题正在成为生态学关注的重点，经典生态学的研究内容和研究重点急需快速拓展。

1962年，美国海洋生物学家Rachel Carson出版了《寂静的春天》一书，描述了使用农药造成的严重污染，阐明了污染物在环境中的迁移转化，初步揭示了污染对生态系统的影响机制，阐述了人类同大气、海洋、河流、土壤及生物之间的密切关系。这些论述有力地促进了生态学与环境科学的结合，被认为是环境生态学的启蒙之著和学科诞生的标志。随后，另一些著作的发表更加加深了人类活动对环境影响方面的认识，如《人类与环境》(Manand Environment)(Arvill R，1967)《我们生态危机的历史根源》(The Historical Roots of Our Ecologic Crisis)(Lynn White Jr，1967)《人口炸弹》(Population Bomb)(Ehrlich Paul R，1978)和《人类对环境的影响》(Man’s Impact on Environment)(Detwuler TR，1971)等使人们更加清晰地认识到人类活动是如何影响地球表面大气圈、水圈、土壤-岩石圈和生物圈的一些自然过程的。

1972年，罗马俱乐部发表了著名的研究报告——《增长的极限》(Limitof Increase)，这是环境生态学发展初期的主要象征。同年，联合国人类环境会议在瑞典首都斯德哥尔摩召开，来自世界113个国家和地区的代表参加了这次会议，并通过了《人类环境宣言》。这是人类第一次将环境问题纳入世界各国政府和国际政治的事务议程，呼吁人类在决定世界各地的行动时，必须更加审慎地考虑它们可能对环境造成巨大的无法挽回的损失。1980年，国际自然及自然资源保护联合会公布了《世界自然资源保护大纲》。这些文件的制定，表明人类开始认识到地球的环境是脆弱的，各种资源也不是取之不尽的;环境被破坏、资源被过度利用以后是很难恢复的，必须依赖于生态学原理和方法，维护人类赖以生存的环境和可持续利用的各种自然资源，这就是环境生态学产生的基础。

20世纪70—80年代是环境生态学的迅速发展时期。1980年，Cairs等出版了《受害生态系统的恢复过程》(The Recovery Process in Damaged Ecosystem)一书，较为详细地论述了人为干扰受害生态系统的原因、过程、结果和恢复途径。1987年，Freedman B发表了第一部教科书《环境生态学》，其主要内容包括空气污染、有害元素、酸化、森林衰减、油污染、淡水富营养化和杀虫剂等。该书的出版标志着环境生态学的学科框架已基本形成，从而对环境生态学的发展起到了积极的推动作用。