气候与环境研究影响因子是多少_气候变化的影响因子

1.举例说明气候对人类的活动影响

2.生态地球化学

3.生态学是研究什么的？出来后可做什么工作？

4.海洋对气候的影响主要表现在哪些方面

5.气候工程与人工气候室的联系是怎么样的？

6.对生态学发展的看法

7.生物学和生态学的区别？

北京大学是我国最早开展环境科学教学和研究的机构之一。自20世纪70年代起，在我国率先开展兰州光化学烟雾污染、北京西郊环境质量评价和官厅水库水质研究。根据学科发展的需要，于1982年成立了北京大学环境科学中心，负责组织和协调北京大学环境科学的研究和教学工作。18年开始招收硕士生，1985年设立环境化学博士点（后改为环境科学博士点），2000年获得环境科学和工程一级学科博士点授权，2001年被评为国家重点学科。 2002年6月18日成立了北京大学环境学院，在院系整合过程中，以环境科学中心和技术物理系的环境化学教研室为基建成立了环境科学系。

环境科学系的教师队伍，是一支年轻化、高学历化、富有朝气的、学科结构合理的工作团队。现有教职员28人，拥有博士学位的教师占55%，其中院士1人、教授6人、博导6人。

在学科建设方面，环境科学系充分发挥北京大学文理学科的优势，形成了以大气环境、环境管理和可持续发展三个学科方向为支柱的环境科学框架。现有环境化学、大气环境、环境管理、可持续发展、环境经济、环境法、环境工程、环境影响评价、环境生态、水环境科学与技术等研究方向。拥有环境科学的硕士点、博士点和博士后流动站、大气环境的硕士点、生态学的硕士点和环境法学的硕士点。其主要特色如下：

① 在大气环境科学领域，具有多种研究手段和开展系统研究的能力。不仅拥有完备的外场观测设备和技术，而且建立了可用于大气边界层物理和大气环境模拟的国内最大的环境风洞、大气化学反应历程的实时在线模拟装置等独特手段，形成了大气环境化学和大气环境模拟与控制两个各具特色的学科方向。在光化学烟雾污染、酸沉降、细粒子污染和臭氧层科学方面提出了一系列创新性的理论和方法，培养了一批高层次的大气环境科学教学和科研人才。大气环境研究的深度和系统性在国内同类学科具有优先地位，曾获国家科技进步一、二、三等奖共四次，许多研究成果成为国家和地方进行科学决策的依据。近期在国内率先提出复合型大气污染的概念，已引起国际同行的广泛关注和浓厚兴趣。

② 基于管理、规划、经济、法学以及社会学等多学科的交叉融合而成的环境规划与管理科学，曾组织了我国第一例综合环境规划研究湄洲湾新经济技术开发区环境规划，获教育部科技进步一等奖。此外还针对臭氧层保护开展了国家管理-经济-技术的系列研究。1993年率先在高校建立了机构开展可持续发展理论与实践的研究。该方向注重开发环境管理与决策支持的基本理论方法，并应用于实践，并最终纳入到的宏观社会、经济与环境决策、企业微观决策和公众对环境保护参与的个人行为决策中。

③ 在环境科学的教学和科研中，坚持以人为本，注重环境与健康，强调环境污染的健康效应，开展了大量的流行病学和环境毒理学的研究，取得了显著成果。 2000年北大和北医的合并，极大地加强了环境与医学的结合，北京大学985重点项目环境荷尔蒙/二恶英实验室的建立，推动了环境与健康的相关研究，形成了北京大学环境医学的学科方向并正在逐步完善。

④ 注重将环境科学的最新研究成果应用于实际，直接服务于国家和地方的环境管理部门，为他们的环境管理决策提供科学依据。

⑤ 广泛的国际合作网络，通畅的国际合作渠道，丰富的国际合作经验，是环境科学系的另一项重要资本。同国外专家学者进行频繁的学术交流与共同合作，建立了一个相互交流信息并共同发展的合作网络，不仅可以紧紧把握国际环境理论研究的前沿，而且还通过合作网络积极参与国际环境问题的解决。

环境科学系开设的主要课程：大气环境化学、污染气象学、环境数学方法、环境规划学、环境管理学、环境经济学、环境生态学、环境数据处理、环境质量评价学、环境流体力学、大气探测与监测、环境科学中的现代测量技术、环境工程、系统分析与仿真、环境水力学、水环境模型、环境信息系统、气溶胶原理与技术、给水与废水处理原理、全球环境问题、环境中物质的循环和转化、大气污染防治原理、大气化学模拟与模式、环境与可持续发展理论讨论班等37门课程。此外，还在全校开设通选课：文明与环境导论、环境保护与可持续发展、全球环境问题、环境科学导论、环境系统工程概论与环境材料导论。开设了若干开放课：大气污染防治原理（清华大学）、职业与环境流行病学（医学部）、环境医学（医学部）、近代毒理学（医学部）、健康危险性评价和管理（医学部）。去年新增的课程有：环境与可持续发展理论研讨班、中国传统城市生态美学、环境中物质的循环和转化、比较环境政治研讨班。

环境科学系在未来的发展道路上，将瞄准国际环境科学的发展前沿和中国环境与发展的实际需要，重点发展五个领域，即环境污染化学、环境管理、环境污染治理理论与技术、环境生物学和环境与发展，以培养环境与发展所需的复合型高层次人才为重点，以多学科整合和多方位开放联合的政学研产一体化为发展模式，通过不断创新和励精图治，使环境科学系成为世界一流的环境科学研究和人才培养基地；成为我国可持续发展和环境决策的思想库，成为我国环境科学技术产业化的基地。 北京大学环境工程研究所成立于 1995年6月。作为北展工程科学的试点，北京大学环境工程研究所借助环境科学与工程学科整合的优势，经过数年不懈的努力已经拥有环境工程博士点和硕士点。北京大学环境工程研究所现有占编教师和其它全时工作人员20余名。迄今为止，已经和正在培养的博士后、博士生和硕士生达150余名。

北京大学环境工程研究所是一个以理工结合为特色的教学和科研机构。近年来，充分发挥北京大学学科综合的优势，取得了不俗的业绩。利用环境科学和治河工程学科交叉的优势，承担了治理深圳河工程环境评估研究、监察与审核、底泥分析和区域综合规划等一系列具有重要影响的科学咨询工作， 为区域环境保护做出了贡献。 主持完成了国家自然科学基金重大项目“江河泥沙灾害形成机理及其防治研究”、中国-欧盟科技合作项目“可持续的区域水利用模式和环境管理战略研究”、中国-加拿大(CIDA) 合作项目“防洪、生态保护和可持续发展研究”。 环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京大学分室是环境模拟与污染控制国家重点联合实验室的四个分室之一，又称“大气环境模拟国家重点实验室”，依托于北京大学环境科学与工程学院。1989年开始建设，1995年10月通过国家验收，正式挂牌为国家重点实验室。2001年与深圳市合作在深圳市北京大学深港产学研基地建立“大气环境模拟国家重点实验室 - 深圳分室”。在2000年和2005年的两次评估中获得良好的成绩。

国家重点实验室经过十多年的建设在大气环境科学领域，形成了大气环境化学和大气环境模拟与控制两个特色的学科方向，其中大气环境化学是北京大学与国际先进水平接近的一个领域，曾在光化学烟雾、酸沉降和臭氧层科学方面提出了一系列创新性的理论和方法，获得国家科技进步一、二、三等奖以及何梁何利科技奖；针对臭氧层保护国际环境公约开发出消耗臭氧层物质行业淘汰机制，被联合国环境署纳，相关工作为国家争取了约4亿美元的赠款，并获得2004年中国国家环保总局国家“保护臭氧层贡献奖”特别金奖、2005年美国国家环保局保护臭氧层奖，唐孝炎院士2005年获得联合国环境署、世界气象组织纪念维也纳公约20周年保护臭氧层贡献奖。近年来对大气细粒子污染和城市区域污染控制开展了系列研究，并率先提出“大气复合污染”的概念，引起国际同行的广泛关注和浓厚兴趣。对这一问题的深入研究，为解决我国大气污染问题具有重要指导意义，也极大丰富了大气环境化学的理论。

国家重点实验室重视基础设施的能力建设，在985和“211”经费支持下，形成了以现场测量、实验室模拟和数值模型为研究手段的大气化学与大气环境研究平台，具有先进的外场实时在线观测技术，而且拥有大气化学反应模拟、大气边界层物理过程的风洞模拟、微量物质地气交换通量的微气象测量等独特手段。具备气溶胶样设备和分析仪器，如Anserson大流量样器台，四通道颗粒物样器、多级撞击式样器MOUDI台，蒸汽喷射气溶胶样器（SJAC）气溶胶粒子谱仪、能见度仪和碳黑测定仪等监测设备，以及实验室分析仪器GC-MS、HPLC、GC、毛细管电泳、离子色谱和Sunset EC/OC测定仪等。具备与气溶胶相关的大气痕量气体野外监测仪，如NOx，SO2，CO，CO2，O3，PANs测定仪等。具备微气象法通量测定仪。具有开展反应动力学研究得FTIR，DRIFT等。通过“863”课题研究已建立了固定源、流动源的样和源谱分析的先进手段，自主研发了如wet denuder，在线VOC和在线颗粒物化学组成的测量技术，正在建设的“大气环境与全球变化”和“环境与健康”两个“985 ”研究平台，分别在北京大学和河北坝上建立了城市和区域大气环境观测站，长期连续测定气态和颗粒态污染物、气象和辐射因子。拥有两个流动观测集装箱实验室和用于环境与健康研究的流动观测车。借助985平台的建设进一步发展和完善包括大气组分和气象因素的在线监测手段和数据库管理，将推进大气科学的前沿发展，同时为国家决策提供更精确的科学支撑。

环境模拟与污染控制国家重点实验室针对我国快速城市化带来的大气环境问题，开展了城市群区域空气污染形成过程及控制的系列研究，承担着“长江、珠江三角洲地区土壤和大气环境质量变化规律与调控原理”、“燃烧源可吸入颗粒物的形成与控制技术基础研究”、“中国酸雨沉降机制、输送态势及调控原理”3个3项目中的5个课题以及863课题“大气污染的源解析技术”和“十一五”863重大项目“重点城市群大气复合污染综合防治技术与集成示范”，以及欧盟框架6 和框架7有关全球气候变化和超大城市大气环境问题的国际合作课题的研究，作为技术牵头单位承担了北京市奥运期间空气质量保证方案的重要项目“北京与周边地区大气污染物输送、转化及北京市空气质量目标研究”。近5年到校研究经费约3500万，在国家重大研究项目中起着关键的作用，为北京暨华北地区和珠江三角洲地区大气污染的控制提供了重要的决策支持。

重点实验室以“开放、流动、联合、竞争”为指导方针，积极促进学科交叉，营造了一个团结合作、学术创新气氛浓厚的研究环境；吸收有志于发展环境科技事业、具备坚实理论基础及创新精神的研究人员，建成了一支献身精神强，学术水平高，善于创新，结构优化的学术队伍。实验室研究人员具有老中青结合以中青年为主的年龄结构。其中中国工程院院士1名，教育部长江特聘教授和国家杰出青年基金获得者1名、教育部跨世纪和新世纪优秀人才基金获得者3名。本团队的平均年龄41岁，拥有博士学位的教师占72%，在国外留学一年以上的占50%。获得教育部优秀创新团队资助。

国家重点实验室与欧盟、美国、加拿大、日本，以及台湾和香港地区的一流大学和研究所有着长期广泛的学术交流与合作，把握大气化学的最新发展动向，并根据中国社会发展的实际情况，提出前沿性科学问题、研究思路和决策支持。

环境科学是一个正在发展的多学科综合性的科技领域，鉴于环境问题兼有全球性和地域性的特点，重点实验室将研究目标瞄准世界环境科学技术的前沿，根据我国国情立足于我国迫切需要解决的重大环境问题。通过多学科的交叉与技术集成，为环境科学的发展提供科学基础。北京大学环境模拟与污染控制国家重点联合实验室的主要研究方向是运用先进的科学技术，研究重大的环境问题，以基础研究和应用基础研究支持高新污染控制技术的发展，发挥联合的优势，为促进环境科学技术的进步、加强我国环境保护和实施可持续发展战略服务。

研究方向包括：

a、区域大气复合污染与气候及全球变化

b、大气环境过程模拟

c、大气污染源与污染控制技术及对策

d、大气物种观测技术

e、大气污染的健康效应

北京大学环境模拟与污染控制国家联合重点实验室将优化管理，形成高效、稳定的实验室管理和技术支持体系。通过组织重大项目，建立一支高水平的研究队伍，在基础和应用基础研究上取得重要成果。我们有理由相信在重点实验室各位同仁的共同努力下，我们将对我国环境保护事业和环境科学与工程学科的发展做出重大的贡献

水沙科学教育部重点实验室成立于2000年8月。实验室面向国家重大水沙环境问题，借助北京大学多学科的优势，承担了一系列重要的国家科研任务，展开了卓有成效的国际合作，形成了理工结合、基础理论与工程应用结合、水科学与环境工程学科相结合的研究特点。

实验室已形成了包括杰出青年基金获得者、百人学者、教育部跨世纪人才、北京市科技新星在内的年青的学术团队。2005—2009年，承担科研项目70余项，总经费愈4000万元。其中包括国家自然科学基金重大项目1项，3课题2项，科技支撑课题2项。

2005—2009年，实验室承担国际合作项目8项，包括中加CIDA项目、中欧环境管理合作和UN-Habitant SCP项目等；接待国外访问学者20人次。

举例说明气候对人类的活动影响

参考文献是文章或著作等写作过程中参考过的文献。

因参考文献的著录格式各刊不尽相同，投稿前作者应注意杂志稿约的有关规定，至少得先看看有关期刊发表的论文的参考文献是如何标注的，以了解有关期刊的参考文献的著录格式，以免出错。许多作者投递的稿件书写格式包括参考文献的著录格式与杂志所要求的不同。

坦率地讲，编辑和审稿专家也是人，工作中多少也有感情因素。如果拿到手中的是一篇书写格式不合要求的文章，别的暂且不论，就书写格式不规范这一条，就足以给编辑留下不好的印象，甚至让编辑做出退稿的决定。

就算最后没有被退稿，此类稿件较书写格式规范的稿件被录用的可能性大大降低。其实作者犯的是一个很低级的错误，让编辑很自然地联想到，该作者不太尊重期刊，还有期刊的编辑以及审稿专家。

因此，作者在投稿前一定要注意期刊参考文献的著录方式，以免产生不必要的负面影响。其实，并不复杂，只要稍稍留意即可。

生态地球化学

人类活动对气候的影响有两种：一种是无意识的影响，即在人类活动中对气候产生的副作用；一种是为了某种目的，取一定的措施，有意识地改变气候条件。在现阶段，以第一种影响占绝对优势，而这种影响以以下三方面表现得最为显著，即①在工农业生产中排放至大气中的温室气体和各种污染物质，改变大气的化学组成；②在农牧业发展和其它活动中改变下垫面的性质，如破坏森林和草原植被，海洋石油污染等等；③在城市中的城市气候效应。自世界工业革命后的200年间，随着人口的剧增，科学技术发展和生产规模的迅速扩大，人类活动对气候的这种不利影响越来越大。因此，必须加强研究力度，取措施，有意识地规划和控制各种影响环境和气候的人类活动，使之向有利于改善气候条件的方向发展。

（一）改变大气化学组成与气候效应

工农业生产排入大量废气、微尘等污染物质进入大气，主要有二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、一氧比二氮（N2O）和氟氯烃化合物（CFCS）等。据确凿的观测事实证明，近数十年来大气中这些气体的含量都在急剧增加，而平流层的臭氧O3。总量则明显下降。如前所述，这些气体都具有明显的温室效应，在波长9500毫微米（μm）及12500-17000μm有两个强的吸收带，这就是O3及CO2的吸收带。特别是CO2的吸收带，吸收了大约70-90％的红外长波辐射。地气系统向外长波辐射主要集中在7000-13000μm波长范围内，这个波段被称为大气窗。上述CH4、N2O、CFCS等气体在此大气窗内均各有其吸收带，这些温室气体在大气中浓度的增加必然对气候变比起着重要作用。

大气中CO2浓度在工业化之前很长一段时间里大致稳定在约（280±10）×10-3ml/L，但在近几十年来增长速度甚快，至1990年已增至345×10-3ml/L，90年代以后，增长速大。图8·14（图略）给出美国哈威夷马纳洛亚站（Mauna Loa）1959－1993年实测值的逐年变化。大气中CO2浓度急剧增加的原因，主要是由于大量燃烧化石燃料和大量砍伐森林所造成的。据研究排放入大气中的CO2有一部分（约有50％上下）为海洋所吸收，另有一部分被森林吸收变成固态生物体，贮存于自然界，但由于目前森林大量被毁，致使森林不但减少了对大气中CO2的吸收，而且由于被毁森林的燃烧和腐烂，更增加大量的CO2排放至大气中。目前，对未来CO2的增加有多种不同的估计，如按现在CO2的排放水平计算，在2025年大气中CO2浓度为4.25×10-3mL/L为工业化前的1.55倍。

甲烷（CH4沼气）是另一种重要的温室气体。它主要由水稻田、反刍动物、沼泽地和生物体的燃烧而排放入大气。在距今200年以前直到11万年前，CH4含量均稳定于0.75-0.80×10-3mL/L.近年来增长很快。1950年CH4含量已增加到1.25×10-3mL/L，1990年为1.72×10-3mL/L。Dlugokencky等根据全球23个陆地定点测站和太平洋上14个不同纬度的船舶观测站观测记录，估算出近10年来全球逐年CH4在大气中混合比（M）的变化值如图8·15（图略）所示。根据目前增长率外延，大气中CH4含量将在公元2000年达2.0×10-3mL/L，2030年和2050年分别达2.34至2.50×10-3mL/L。

一氧化二氮（N2O）向大气排放量与农田面积增加和施放氮肥有关。平流层超音速飞行也可产生N2O。在工业化前大气中N2O含量约为2.85×10-3mL/L。1985年和1990年分别增加到3.05×10-3mL/L和3.10×10-3mL/L。考虑今后排放，预计到2030年大气中N2O含量可能增加到3.50×10-3-4.50×10-3mL/L之间，N2O除了引起全球增暖外，还可通过光化学作用在平流层引起臭平氧O3离解，破坏臭氧层。

氟氯烃化合物（CFCS）是制冷工业（如冰箱）、喷雾剂和发泡剂中的主要原料。此族的某些化合物如氟里昂11（CCl2F，CFC11）和氟里昂12（CCl2F2，CFC12）是具有强烈增温效应的温室气体。近年来还认为它是破坏平流层臭氧的主要因子，因而限制CFC11和CFC12生产巳成为国际上突出的问题。

在制冷工业发展前，大气中本没有这种气体成分。CFC11在1945年、CFC12往存在1935年开始有工业排放。到1980年，对流层低层CFC11含量约为168×10-3mL/L而CFC12为285×10-3mL/L，到1990年则分别增至280×10-3mL/L和484×10-3mL/L，其增长是十分迅速的。图8·16（图略）给出CFC12近数十年来的变化形势，其未来含量的变化取决于今后的限制情况。

根据专门的观测和计算大气中主要温室气体的浓度年增量和在大气中衰变的时间如表8·7（图略）所示。可见除CO2外，其它温室气体在大气中的含量皆极微，所以称为微量气体。但它们的增温效应极强，而且年增量大，在大气中衰变时间长，其影响甚巨。

臭氧（O3）也是一种温室气体，它受自然因子（太阳辐射中紫外辐射对高层大气氧分子进行光化学作用而生成）影响而产生，但受人类活动排放的气体破坏，如氟氯烃化合物、卤化烷化合物、N2O和CH4、CO均可破坏臭氧。其中以CFC11、CFC12起主要作用，其次是N2O。图8·17（图略）是各气候带纬向平均臭氧总量距平值的年际变比（196-1985年，由图可见，自80年代初期以后，臭氧量急剧减少，以南极为例，最低值达-15％，北极为－5％以上，从全球而言，正常情况下振荡应在土2％之间，据1987年实测，这一年达-4％以上。从60°N-60°S间臭氧总量自18年以来已由平均为300多普生单位减少到1987年290单位以下，亦即减少了3-4％。从垂直变化而言，以15-20km高空减少最多，对流层低层略有增加。南极臭氧减少最为突出，在南极中心附近形成一个极小区，称为“南极臭氧洞”。自19年到1987年，臭氧极小中心最低值由270单位降到150单位，小于240单位的面积在不断扩大，表明南极臭氧洞在不断加强和扩大。在1988年其O3总量虽曾有所回升，但到1989年南极臭氧洞又有所扩大。1994年10月4日世界气象组织发表的研究报告表明，南极洲3/4的陆地和附近海面上空的臭氧已比十年前减少了65％还要多一些①。但有资料表明对流层的臭氧却稍有增加。

大气中温室气体的增加会造成气候变暖和海平面抬高。根据目前最可靠的观测值的综合，自1885以来直到1985年间的100年中，全球气温已增加0.6-0.9℃。图8·10（图略）中点出了1860年到1985年实际的气温变化（对于1985年全球年平均气温的差值），表明全球增暖的趋势也是0.8℃左右。1985年以后全球地面气温仍在继续增加，多数学者认为是温室气体排放所造成的。图中列出三种不同情况温室气体的排放所产生的增温效应，从气候模式计算结果还表明此种增暖是极地大于赤道，冬季大于夏季。

全球气温升高的同时，海水温度也随之增加，这将使海水膨胀，导致海平面升高。再加上由于极地增暖剧烈，当大气中CO2浓度加倍后会造成极冰融化而冰界向极地萎缩，融化的水量会造成海平面抬升。实际观测资料证明，自1880年以来直到1980年，全球海平面在百年中已抬高了10-12cm。据计算，在温室气体排放量控制在1985年排放标准情况下，全球海平面将以5.5cm/10a速度而抬高，到2030年海平面会比1985年增加20cm，2050年增加34cm，若排放不加控制，到2030年，海平面就会比1985年抬升60cm，2050年抬升150cm。

温室气体增加对降水和全球生态系统都有一定影响。据气候模式计算，当大气中CO2含量加倍后，就全球讲，降水量年总量将增加7-11％，但各纬度变化不一。从总的看来，高纬度因变暖而降水增加，中纬度则因变暖后副热带干旱带北移而变干旱，副热带地区降水有所增加，低纬度因变暖而对流加强，因此降水增加。

就全球生态系统而言，因人类活动引起的增暖会导致在高纬度冰冻的苔原部分解冻，森林北界会更向极地方向发展。在中纬度将会变干，某些喜湿润温暖的森林和生物群落将逐渐被目前在副热带听见的生物群落所替代、根据预测，CO2加倍后，全球沙漠将扩大3％，林区减少11％，草地扩大11％，这是中纬度的陆地趋于干旱造成的。

温室气体中臭氧层的破坏对主态和人体健康影响甚大。臭氧减少，使到达地面的太阳辐射中的紫外辐射增加。大气中臭氧总量若减少1％，到达地面的紫外辐射会增加2％，此种紫外辐射会破坏核糖核酸（DNA）以改变遗传信息及破坏蛋白质，能杀死10m水深内的单细胞海洋浮游生物、减低渔产，以及破坏森林，减低农作物产量和质量，削弱人体免疫力、损害眼睛、增加皮肤癌等疾病。

此外，由于人类活动排放出来的气体中还有大量硫化物、氮比物和人为尘埃，它们能造成大气污染，在一定条件下会形成“酸雨”，能使森林、鱼类、农作物及建筑物蒙受严重损失。大气中微尘的迅速增加会减弱日射，影响气温、云量（微尘中有吸湿性核）和降水。

（二）改变下垫面性质与气候效应

人类活动改变下垫面的自然性质是多方面的，目前最突出的是破坏森林、坡地、干旱地的植被及造成海洋石油污染等。

森林是一种特殊的下垫面，它除了影响大气中CO2的含量以外，还能形成独具特色的森林气候，而且能够影响附近相当大范围地区的气候条件。森林林冠能大量吸收太阳入射辐射，用以促进光合作用和蒸腾作用，使其本身气温增高不多，林下地表在白天因林冠的阻挡，透入太阳辐射不多，气温不会急剧升高，夜晚因有林冠的保护，有效辐射不强，所以气温不易降低。因此林内气温日（年）较差比林外裸露地区小，气温的大陆度明显减弱。

森林树冠可以截留降水，林下的疏松腐植质层及枯枝落叶层可以蓄水，减少降雨后的地表径流量，因此森林可称为“绿色蓄水库”。雨水缓缓渗透入土壤中使土壤湿度增大，可供蒸发的水分增多，再加上森林的蒸腾作用，导致森林中的绝对湿度和相对湿度都比林外裸地为大。

森林可以增加降水量，当气流流经林冠时，因受到森林的阻障和磨擦，有强迫气流的上升作用，并导致湍流加强，加上林区空气湿度大，凝结高度低，因此森林地区降水机会比空旷地多，雨量亦较大。据实测资料，森林区空气湿度可比无林区高15-25％，年降水量可增加6-10％。

森林有减低风速的作用，当风吹向森林时，在森林的迎风面，距森林100m左右的地方，风速就发生变比。在穿入森林内，风速很快降低，如果风中挟带泥沙的话，会使流沙下沉并逐渐固定。穿过森林后在森林的背风面在一定距离内风速仍有减小的效应。在干旱地区森林可以减小干旱风的袭击，防风固沙。在沿海大风地区森林可以防御海风的侵袭，保护农田，森林根系的分泌物能促使微生物生长，可以改进土壤结构。森林覆盖区气候湿润，水土保持良好，生态平衡有良性循环，可称为“绿色海洋”。

根据考证，历史上世界森林曾占地球陆地面积的2/3，但随着人口增加，农、牧和工业的发展，城市和道路的兴建，再加上战争的破坏，森林面积逐渐减少，到19世纪全球森林面积下降到46％，20世纪初下降到37％，目前全球森林覆盖面积平均约为22％。我国上古时代也有浓密的森林覆盖，其后由于人口繁衍，农田扩展和明清两代战祸频繁，到1949年全国森林覆盖率已下降到8.6％。建国以来，党和组织大规模造林，人造林的面积达4.6亿亩，但由于底子薄，毁林情况相当严重，目前森林覆盖面积仅为12％，在世界160个国家中居116位。

由于大面积森林遭到破坏，使气候变旱，风沙尘暴加剧，水土流失，气候恶化。相反，我国在解放后营造了各类防护林，如东北西部防护林、豫东防护林、西北防沙林、冀西防护林、山东沿海防护林等等，在改造自然，改造气候条件上已起了显著作用。

在干旱、半干旱地区，原来生长着具有很强耐旱能力的草类和灌木，它们能在干旱地区生存，并保护那里的土壤。但是，由于人口增多，在干旱、半干旱地区的移民增加，他们在那里扩大农牧业，挖掘和集旱生植物作燃料（特别是坡地上的植物），使当地草原和灌木等自然植被受到很大破坏。坡地上的雨水汇流迅速，流速快，对泥土的冲刷力强，在失去自然植被的保护和阻挡后，就造成严重的水土流失。在平地上一旦干旱时期到来，农田庄稼不能生长，而开垦后疏松了的土地又没有植被保护，很容易受到风蚀，结果表层肥沃土壤被吹走，而沙粒存留下来，产生沙漠化现象。畜牧业也有类似情况，牧业超过草场的负荷能力，在干旱年份牧草稀疏、土地表层被牲畜践踏破坏，也同样发生严重风蚀，引起沙漠化现象的发生。在沙漠化的土地上，气候更加恶化，具体表现为：雨后径流加大，土壤冲刷加剧，水分减少，使当地土壤和大气变干，地表反射率加大，破坏原有的热量平衡，降水量减少，气候的大陆度加强，地表肥力下降，风沙灾害大量增加，气候更加干旱，反过来更不利于植物的生长。

据联合国环境规划署估计，当前每年世界因沙漠化而丧失的土地达6万km2，另外还有21万km2的土地地力衰退，在农、牧业上已无经济价值可言。沙漠化问题也同样威胁我国，在我国北方地区历史时期所形成的沙漠化土地有12万km2，近数十年来沙漠化面积逐年递增，因此必须有意识地取积极措施保护当地自然植被，进行大规模的灌溉，进行人工造林，因地制宜种植防沙固土的耐旱植被等来改善气候条件，防止气候继续恶化。

海洋石油污染是当今人类活动改变下垫面性质的另一个重要方面，据估计每年大约有10亿t以上的石油通过海上运往消费地。由于运输不当或油轮失事等原因，每年约有100万t以上石油流入海洋，另外，还有工业过程中产生的废油排入海洋。有人估计，每年倾注到海洋的石油量达200-1000万t。

倾注到海中的废油，有一部分形成油膜浮在海面，抑制海水的蒸发，使海上空气变得干燥。同时又减少了海面潜热的转移，导致海水温度的日变化、年变化加大，使海洋失去调节气温的作用，产生“海洋沙漠化效应”。在比较闭塞的海面，如地中海、波罗的海和日本海等海面的废油膜影响比广阔的太平洋和大西洋更为显著。

此外，人类为了生产和交通的需要，填湖造陆，开凿运河以及建造大型水库等，改变下垫面性质，对气候亦产生显著影响。例如我国新安江水库于1960年建成后，其附近淳安县夏季较以前凉爽，冬季比过去暖和，气温年较差变小，初霜推迟，终霜提前，无霜期平均延长20天左右。

（三）人为热和人为水汽的排放

随着工业、交通运输和城市化的发展，世界能量的消耗迅速增长，仅10年全世界消耗的能量就相当于燃烧了75亿t煤，放出25×10-10J的热量。其中在工业生产、机动车运输中有大量废热排出，居民炉灶和空调以及人、畜的新陈代谢等亦放出一定的热量，这些“人为热”像灭炉一样直接增暖大气。目前如果将人为热平均到整个大陆；等于在每平方米的土地上放出0.05W的热量。从数值上讲，它和整个地球平均从太阳获得的净辐射热相比是微不足道的，但是由于人为热的释放集中于某些人口稠密、工商业发达的大城市，其局地增暖的效应就相当显著。如表8·8所示，在高纬度城市如费尔班克斯、莫斯科等，其年平均人为热（QF）的排放量大于太阳净辐射；中纬度城市如蒙特利尔、曼哈顿等，因人均用能量大，其年平均人为热QF的排放量亦大于Rg。特别是蒙特利尔冬季因空调取暖耗能量特大，其人为热竟相当于太阳净辐射的11倍以上。但是像热带的香港，赤道带的新加坡，其人为热的排放量与太阳净辐射相比就微乎其微了。

在燃烧大量化石燃料（天然气、汽油、燃料油和煤等）时除有废热排放外，还向空气中释放一定量的“人为水汽”，根据美国大城市气象试验（METROMEX）对圣路易斯城由燃烧产生的人为水汽量为10.8×108g/h，而当地夏季地面的自然蒸散量为6.7×1011g/h。显然人为水汽量要比自然蒸散的水汽量小得多，但它对局地低云量的增加有一定作用。

据估计目前全世界能量的消耗每年约增长5.5％。如按这个速度增加下去，到公元2000年，全世界能量消耗将比10年增加5倍，即年耗能为375亿t煤。其排放出的人为热和人为水汽又主要集中在城市中，对城市气候的影响将愈来愈显示其重要性。

*见周淑贞，束炯．城市气候学．北京：气象出版社．19；1

此外，喷气飞机在高空飞行喷出的废气中除混有CO2外，还有大量水汽，据研究平流层（50hPa高空）的水汽近年来有显著的增加，例如1964年其水汽含量为2×10-3ml/L，10年就上升到3×10-3mL/L，这就和大量喷气飞机经常在此高度飞行有关。水汽的热效应与CO2相似，对地表有温室效应。有人计算，如果平流层水汽量增加5倍，地表气温可升高2℃，而平流层气温将下降10℃。在高空水汽的增加还会导致高空卷云量的加多，据估计在大部分喷气机飞行的北美-大西洋-欧洲航线上，卷云量增加了5-10％。云对太阳辐射及地气系统的红外辐射都有很大影响，它在气候形成和变化中起着重要的作用。

（四）城市气候

城市是人类活动的中心，在城市里人口密集，下垫面变化最大。工商业和交通运输频繁，耗能最多，有大量温室气体、“人为热”、“人为水汽”、微尘和污染物排放至大气中。因此人类活动对气候的影响在城市中表现最为突出。城市气候是在区域气候背景上，经过城市化后，在人类活动影啊下而形成的一种特殊局地气候。在80年代初期美国学者兰兹葆曾将城市与郊区各气候要素的对比总结如表8·9所示

从大量观测事实看来，城市气候的特征可归纳为城市“五岛”效应（混浊岛、热岛、干岛、湿岛、雨岛）和风速减小、多变。

见H.E.Landsberg,The Urban Climate.Academic Press.1981.

(1)城市混浊岛效应

城市混浊岛效应主要有四个方面的表现。首先城市大气中的污染物质比郊区多，仅就凝结核一项而论，在海洋上大气平均凝结核含量为940粒/cm3，绝对最大值为39800粒/cm3；而在大城市的空气中平均为147000粒/cm3，为海洋上的156倍，绝对最大值竟达400000粒/cm3，也超出海洋上绝对最大值100倍以上。再以上海为例，根据近5年（1986-1990年）监测结果，大气中SO2和NO2两种气体污染物城区平均浓度分别比郊县高8.7倍和2.4倍。

其次，城市大气中因凝结核多，低空的热力湍流和机械湍流又比较强，因此其低云量和以低云量为标准的阴天日数（低云量≥8的日数）远比郊区多。据上海近十年（1980-1989年）统计，城区平均低云量为4.0，郊区为2.9。城区一年中阴天（低云量≥8）日数为60天而郊区平均只有31天，晴天（低云量≤2）则相反，城区为132天而郊区平均却有178天，欧美大城市如慕尼黑、布达佩斯和纽约等亦观测到类似的现象。第三，城市大气中因污染物和低云量多，使日照时数减少，太阳直接辐射（S）大大削弱，而因散射粒子多，其太阳散射辐射（D）却比干洁空气中为强。在以D/S表示的大气混浊度（又称混浊度因子turbidity foctor）的地区分布上，城区明显大于郊区。根据上海近27年（1959-1985年）观测资料统计计算，上海城区混浊度因子比同时期郊区平均高15.8％。在上海混浊度因子分布图上，城区呈现出一个明显的混浊岛（图8·19，图略）。在国外许多城市亦有类似现象。

第四，城市混浊岛效应还表现在城区的能见度小于郊区。这是因为城市大气中颗粒状污染物多，它们对光线有散射和吸收作用，有减小能见度的效应。当城区空气中二氧比氮NO2浓度极大时，会使天空呈棕褐色，在这样的天色背景下，使分辨目标物的距离发生困难，造成视程障碍。此外城市中由于汽车排出废气中的一次污染物——氮氧化合物和碳氢比物，在强烈阳光照射下，经光化学反应，会形成一种浅蓝色烟雾，称为光化学烟雾，能导致城市能见度恶化。美国洛杉机、日本东京和我国兰州等城市均有此现象。

（一）下垫面因素：

1．下垫面不透水面积大：城市中除少量绿地外，绝大部分为人工铺砌的道路、广场建筑物和构筑物，其下垫面不透水面积远比郊区绿野为大。降雨后，雨水很快从排水管道流失，因此其可供蒸发的水分比郊区少。在能量平衡中其所获得的净辐射Qn用于蒸散的潜热QE远比郊区为少，而用于下垫面增温和向空气输送的显热QH则比郊区多。这就使得城区下垫面温度比郊区高，形成“城市下垫面温度热岛”，并从而通过湍流交换和长波辐射使城区气温高于郊区。

2．下垫面的热性质：城市下垫面的导热率K和热容量C

面的储热量显著高于郊区。白天储热量多，夜晚地面降温比郊区慢，通过地-气热交换，城区气温乃比郊区高。

3．下垫面的几何形状：城市中建筑物参差错落，形成许多高宽比不同的“城市街谷”。在白天太阳照射下，由于街谷中墙壁与墙壁间，墙壁与地面之间，多次的反射和吸收，在其它条件相同的情况下，能够比郊区获得较多的太阳辐射能，如果墙壁和屋顶涂刷较深的颜色，则其反射率会更小，吸收的太阳能将更多，并因为墙壁、屋顶和地面的建筑材料又具有较大的导热率和热容量，“城市街谷”于日间吸收和储存的热能远比郊区为多。

其次，“城市街谷”中，天穹可见度（smy view fector，简作SVF，以表示）比空旷郊区小（图8·21，图略）在街谷底部长波辐射能的交换中，其长波逆辐射值除来自大气的逆辐射外，还有墙壁、屋檐等向下方的长波辐射。因此其长波净辐射的热能损失就比郊区旷野小，再加上城市街谷中风速又比较小，热量不易外散，这些都导致其气温高于郊区。

（二）人为热和温室气体

1．人为热：在中高纬度城市特别是在冬季，城市中排放的大量人为热是热岛形成的一个重要因素。许多城市冬季热岛强度大于暖季，周一至周五热岛强度大于周末，即受此影响。

2．温室气体：城市中因能源消耗量大，排放至大气中的CO2等温室气体远比郊区为多，其增湿效应很明显

（三）天气形势与气象条件

1．在稳定的气压梯度小的天气形势下，才有利于城市热岛的形成。在强冷锋过境时，即无热岛现象。

2．在风速大，空气层结不稳定时，城郊之间空气的水平和垂直方向的混合作用强，城区与郊区间的温差不明显。一般情况是夜晚风速小，空气稳定度增大，热岛乃增强。

3．在晴天无云时，城郊之间的反射率差异和长波辐射差异明显，有利于热岛的形成。

(2)城市热岛效应

根据大量观测事实证明，城市气温经常比其四周郊区为高。特别是当天气晴朗无风时，城区气温Tu与郊区气温Tr的差值△Tu-r（又称热岛强度）更大。例如上海在年10月22日20时天晴，风速1.8m/s，广大郊区气温在13℃上下，一进入城区气温陡然升高（图8·20，图略），等温线密集，气温梯度陡峻，老城区气温在17℃以上，好像一个“热岛”矗立在农村较凉的“海洋”之上。城市中人口密集区和工厂区气温最高，成为热岛中的“高峰”（又称热岛中心），城中心62中学气温高达18.6℃比近郊川沙、嘉定高出5.6℃，比远郊松江高出6.5℃，类似此种强热岛在上海一年四季均可出现，尤以秋冬季节晴稳无风天气下出现频率最大。

世界上大大小小的城市，无论其纬度位置、海陆位置、地形起伏有何不同，都能观测到热岛效应。而其热岛强度又与城市规模、人口密度、能源消耗量和建筑物密度等密切有关。

城市热岛的形成有多种因素（详见表8·10），其中下垫面因素、人为热和温室气体的排放是人类活动影响的两个方面。但在同一城市，在不同天气形势和气象条件下，热岛效应有时非常明显（晴稳、无风），热岛强度可达6℃-10℃上下，有时则甚微弱或不明显（大风、极端不稳定）。由于热岛效应经常存在，大城市的月平均和年平均气温经常高于附近郊区。

(3)城市干岛和湿岛效应

在表8·8中指出城市相对湿度比郊区小，有明显的干岛效应，这是城市气候中普遍的特征。城市对大气中水汽压的影响则比较复杂，以上海为例，据近7年（-1990年）城区11个站水汽压eu和相对湿度RHu的平均值与同时期周围4个近郊站平均水汽压er和相对湿度RHr相比较（见表8·11）

相对湿度都有明显的日变化。据实测△RHu-r的绝对值虽有变化，但皆为负值。全天皆呈现出“城市干岛效应”。△eu-r的日变化则不同，如果按一天中4个观测时刻（02、08、14、20时），分别计算其平均值，则发现在一年中多数月份夜间02

市湿岛”。在暖季4月至11月有明显的干岛与湿岛昼夜交替的现象，其中尤以8月份为最突出。图8·22、8·23（图略）给出年8月13日14时（城市干岛）和同日02时（城市湿岛）干岛与湿岛昼夜交替的一次实例，此类现象在欧美许多城市大都经常出现于暖季。

上述现象的形成，既与下垫面因素又与天气条件密切相关。在白天太阳照射下，对于下垫面通过蒸散过程而进入低层空气中的水汽量，城区（绿地面积小，可供蒸发的水汽量少）小于郊区。特别是在盛夏季节，郊区农作物生长茂密，城郊之间自然蒸散量的差值更大。城区由于下垫面粗糙度大（建筑群密集、高低不齐），又有热岛效应，其机械湍流和热力湍流都比郊区强，通过湍流的垂直交换，城区低层水汽向上层空气的输送量又比郊区多，这两者都导致城区近地面的水汽压小于郊区，形成“城市干岛”。到了夜晚，风速减小，空气层结稳定，郊区气温下降快，饱和水汽压减低，有大量水汽在地表凝结成露水，存留于低层空气中的水汽量少，水汽压迅速降低。城区因有热岛效应，其凝露量远比郊区少，夜晚湍流弱，与上层空气间的水汽交换量小，城区近地面的水汽压乃高于郊区，出现“城市湿岛”。这种由于城郊凝露量不同而形成的城市湿岛，称为“凝露湿岛”，且大都在日落后若干小时内形形成，在夜间维持。图8·22即是凝露湿岛的一个实例，在日出后因郊区气温升高，露水蒸发，很快郊区水汽压又高于城区，即转变为城市干岛。在城市干岛和城市湿岛出现时，必伴有城市热岛，这是因为城市干岛是城市热岛形成的原因之一（城市消耗于蒸散的热量少），而城市湿岛的形成又必须先具备城市热岛的存在。

生态学是研究什么的？出来后可做什么工作？

一、基本概念及研究内容

1.基本概念

农业地质（agro-geology）是地球科学与农业科学相结合而衍生的边缘学科，周国华等（2007）提出，农业地质是以农业生产及其发展需求为动力，将地球科学理论与知识应用于农业生产与农业发展的应用性学科。其实质就是将岩石、土壤、水、生物等环境要素及人类生产活动作为相互作用与影响的有机整体，研究系统内各个要素的发展演变规律、要素之间的相互作用和耦合关系，目的在于解决农业生态系统不平衡及农业（种植业、林业、牧业、渔业）生产中的具体问题。随着农业地质的迅速发展，农业地质的概念和研究内容不断拓展，不同时期农业地质的内涵不尽相同。

生态地球化学（ecological geochemistry）一词1988年首次被使用。国内生态地球化学术语2004年才明确提出，其结合生态学观点和方法提出了更符合我国实际的生态地球化学概念。生态地球化学是依据地球化学循环理论，取多目标区域地球化学调查方法和地球系统评价技术路线，研究元素地球化学分布、分配状态与生态环境之间关系的科学。杨忠芳等在此基础上将生态地球化学概念更具体化，认为生态地球化学是研究生态系统中化学元素及化合物地球化学分布、分配特征及迁移转化规律，并对其所产生的生态效应进行评价与预测的一门科学，是生态学与地球化学相结合的产物。目前它主要包括多目标区域地球化学调查与区域生态地球化学评价两个方面或两个层次的工作内容。

农业地质调查评价是多目标区域地球化学调查评价的重要内容之一。地球化学调查研究本是地学范畴的问题，但是当大量重金属元素被粮食、蔬菜、水产品等吸收，影响到农业土壤、农产品安全和绿色基地建立，即转化成为农业问题。所以，近年来我国多目标区域地球化学调查评价工作主要集中在农业地质的调查评价方面。

2.主要研究内容

大农业（农、林、牧、渔）发展受到光、热、水、土、气、肥等自然生产要素的严重制约，而构造、地层、岩石、地形地貌等地质环境条件是决定或影响农业生态环境的重要因素。农业地质调查就是要摸清地质、地球化学特征的空间分布及分异特征，掌握地质背景与农业生态环境要素间的作用关系和影响模式，从而为土地等农业自然的科学合理利用和农业生产发展规划服务。

多数学者认为，农业地质学是地质学的一个分支学科，它的研究领域涉及土壤成因与特征，矿产肥料种类与储存状况，以及地下水行为与特征，但在实际研究和应用过程中已远远超出这一范围。从农业地质的研究历史来看，农业地质背景、土壤地球化学、水文地质和水环境化学、农业生态环境是农业地质研究的中心任务。

近年来，生态地球化学调查成为我国农业地质调查的主体工作任务和核心研究内容，使农业地质发展成为以地质学、地球化学、土壤学、植物营养学、生态学、地方病学、生物工程学、环境工程学和信息技术等学科理论为基础，以地质背景、生态地球化学研究为核心，综合应用区域地球化学调查方法、现代分析测试技术、计算机、遥感、地理信息系统等技术手段，在系统调查与综合研究的基础上，通过农业地质环境评价与决策规划直接指导农业种植结构调整、安全农产品生产、土壤改良与平衡施肥等农业生产，达到服务于国土可持续利用与保护、农业产业结构调整与优化、保障和提高农产品产量、质量及其食用安全性、提升国家或区域数字化建设、国土宏观决策水平的目的。围绕上述目标，近些年的农业地质调查主要集中在以下3个方面。

1）农业地质背景调查是农业地质研究的基本内容。农业地质背景是指一定区域内对大农业生产和发展有着一定影响或作用的各种地质组成（特征）及有关地质作用的综合，涉及所有与农业生产和科研开发有关的地质特征及问题。如形成土壤母岩的组成和特性、成土母质的来源和性质、区域地质体和构造特点、地球化学特异性、地下水的赋存及水文地质特性、地形地貌发育情况、地表地质作用等，它们是决定农作物种植适宜性的基本要素。

2）多目标区域地球化学调查是基础性工作，系统集具有代表性的土壤地球化学样品及水地球化学样品，利用大型精密仪器测定样品中数十种无机和有机地球化学指标，编制有关地球化学图件，查明元素地球化学分布、分配特征，对发现的有关重要元素地球化学异常进行查证，为、环境、农业、生态等多个领域提供基础资料。

3）根据区域地球化学调查获取的大流域或经济区带内元素和化合物分布分配特征及元素异常，追踪异常元素及有机污染物的来源、成因特征；查明异常元素及有机污染物的迁移途径、输入输出总量和速率；研究土壤-植物间元素地球化学循环与制约农作物生长和品质的元素含量及其赋存状态；对异常元素及有机污染物的变化趋势进行风险预测、危害趋势预警；对已污染的生态系统提出治理、修复和监测建议。

二、国内外研究现状及进展

地质和农业是两门古老的学科，各有其自身的内涵和发展轨迹。随着研究的深入和学科的发展，土壤作为两个学科共同的研究对象，架起了地质与农业融合的桥梁。随着全球人口数量的急剧增长，粮食不足、大量消耗、环境日趋恶化等问题日益突出，各国地质工作者进行了多方面的探索，也促进了农业地质的萌生与发展。

1.国外农业地质研究进展

“农业地质”（agro-geology）一词最早是由德国学者法鲁（F.A.Fellow）和李希霍芬（F.V.Richthofen）于19世纪中叶提出的，没有明确的定义，只是用于解释岩石风化与土壤的形成关系。20世纪初国际地质学界广泛注意了农业地质研究，曾在欧洲召开过多次国际性会议。1907年匈牙利科学院地质研究所建立了世界上第一个从事农业地质研究的机构——农业地质部，该机构把土壤地质调查、填图和土壤成因与分类作为主攻方向。

20世纪的前50年时间里，先后有英美的地质学家著书讲授农业地质学，如1916年英国剑桥大学R.H.Rastll出版的《农业地质》、1946年美国路易斯安那州立大学F.V.Emeison出版的《农业地质学》。这两本书的初衷都是给从事农业研究的人员介绍地质学的知识，如岩石、矿物、构造等。这些都说明当时的农业地质主要是地质学的知识和认识渗透于土壤研究或直接服务于农业。

20世纪20年代美国地理学家H.H.巴罗斯明确提出地理学就是人类生态学，促进了人地关系研究；20世纪30年代，K.Troll首次提出了“地质生态学”这一术语，现在一般把这一概念理解为研究作为环境系统构成部分和生物圈的物质基础的地质圈及其内在自然与人类活动成因因素影响下所发生变化的科学。区域生态地质调查工作以俄罗斯（苏联）做得比较系统，已经完成了俄罗斯全境内14张1：500万生态地质图。20世纪50年代后，随着世界人口、、环境矛盾的日益突出，环境地质学（Betzf，1962）逐渐兴起，相当多的农业地质问题被列入环境地质的范畴。20世纪60年代初，英国以J.Webb为首的地球化学家对北爱尔兰、英格兰和威尔士的水系沉积物进行了系统的地球化学测量，编制了主要元素和一些微量元素图并分析了它们对人类、动物、植物的影响。1969～11年，美国在密苏里州进行了地球化学调查，目的是为流行病学家提供研究地球化学环境与人类健康之间关系的基础资料。直到12年，美国地质调查所为了统一学科概念，将农业地质解释为应用于农业需要的地质学，勘查土壤的成因和成分、肥料矿产、地下水分布及特征等，属于应用地质学范畴。目前，在国外农业地质通常被解释为“服务于农业的地质学”。

20世纪70年代初期，苏联对稀有元素矿物学、地球化学和结晶化学研究所对生态地球化学理论、方法及应用问题都做了一些有益探索。在西北地区进行了广泛的农业地球化学调查，为农业土壤的改良、土壤肥力的提高及农作物产量的增加与环境保护等多方面提供了可靠资料。20世纪90年代以来，随着快速精确的仪器分析方法和“3S”技术的迅速发展，勘查地球化学在国际上正不断拓宽应用领域，俄罗斯等国开展了以生态环境评价、土地合理使用、成矿预测等研究内容为一体的区域地球化学环境的调查和评价，美国、加拿大、日本、德国、意大利、芬兰、比利时、瑞典、印度、波兰、捷克、立陶宛、越南、印度尼西亚、韩国、罗马尼亚、苏门答腊、肯尼亚和玻利维亚等国家针对各自不同的问题，也广泛开展了区域地球化学环境的调查与研究。

2.国内农业地质研究进展

我国农业地质思想由来已久，古代就对生物与环境的统一有较深刻的认识。早在周代《考工记》中就有“橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳，叶徒相似，其实味不同，所以然者何？地气使然也”，可见早在2500年前，中国人民就认识到果树与土壤的生态关系；王象晋的《群芳谱》（1621）有“地不厌高，土肥为上，锄不厌数，土松为良”的记载，是我国古代先民对农业与地质环境关系的一种最朴素的认识。但是，将作物与环境的关系作为一门学科来研究，历史不过百年，这就是后来的农业地质学。

我国地质与农业的结合，也是从地质学指导下的土壤学研究和某些农用矿产调查开始的。随着农业地质的迅速发展，农业地质的概念含义和研究内容不断拓展，不同时期农业地质的内涵不尽相同。新中国成立以前，地质为农业服务主要侧重于农业经营和农学中所遇到的地质问题，例如，通过研究使数十种非传统农用矿物岩石尤其是磷、钾、硫矿等矿物肥料在农业生产的各个领域得到广泛应用，可作为土壤改良剂、饲料添加剂、肥料、复合肥料、畜牧渔业场圈干燥与除臭剂、农药载体、鱼池净化剂等；20世纪50年代以后，我国农业地质工作取得了长足的发展，主要可划分为4个阶段。

第一阶段：20世纪50～70年代，农业地质工作主要集中在为农业服务的区域地质、区域水文地质、农药农肥矿产勘查等传统领域。新中国成立之初，粮食问题一直是困扰国家安全和生存的大问题。在“有收无收在于水，收多收少在于肥”的思想指导下，地质部门开展了钾矿、磷矿的调查与勘探工作，在北方半干旱、干旱地区开展了农田供水勘查、土壤侵蚀和盐碱化改良研究等工作。20世纪60～70年代完成1：5万和1：10万农田供水水文地质勘查累计约130×104km2。

第二阶段：20世纪80年代，以地层、岩石和地貌等背景条件为研究对象的农业地质背景研究，探讨不同地质背景下优、劣势特产农作物及其与某些元素的关系，认识到地质背景条件是影响农业生产的重要因素。在此期间地质矿产部或地方多次部署开展了以研究农业地质背景与名优特产为主的农业地质工作，以及新型矿物肥料和矿物饲料的勘查与开发研究。主要有山东肥城桃，平阴玫瑰、山东烟草、泰山（东北麓）板栗，四川柑橘，涪陵榨菜，河北省沧州金丝小枣，广西荔枝，柳州甘蔗及南宁的香蕉等等，项目取得了丰富的成果，积累了大量数据资料，总结了不少理论认识，利用这些数据资料和规律，寻找或发现了许多新的农林优势区，扩大了种植，也极大地促进了地方经济的发展。1988年，地质矿产部向院报告了关于开展地质为农业服务的工作，掀起了农业地质的第一次高潮。20世纪80年代以后，我国1：20万区域化探扫面资料开始应用于环境地球化学领域，研究了Zn，Cu，Co，Mo，B等在不同地区的含量与作物产量的对应关系，寻找产生生物生长缺陷和低产的原因，总结提出当地某些元素与相应作物生长的正常、过量或缺乏的阈值。类似的研究为微肥配制与田间投放提供了基础依据，有力地促进了当地中低产田及草场的改造。

第三阶段：20世纪90年代，生态农业地质学成为研究热点；近10年来，生态地球化学的引入使农业地质工作进入了一个全新的快速发展的历史时期。进入20世纪90年代，“农业地质”已经演化成“农业生态地质”。“农业生态地质学”已经不是早期的“农业地质学”的概念了，已经形成了一个边缘学科的雏形。1992年，中国地质学会成立了农业地质专业委员会。农业地质专业委员会向国际第30届地质大会介绍了我国农业生态地质研究的最新成果，受到国际同行的关注。“九五”期间，地质矿产部在传统区域地质调查工作中增加了1：5万生态地质调查试点和1：5万农业生态地质调查试点工作，如山东临淄幅、青州幅1：5万区域地质与农业生态地质调查试点项目，河北流常幅、龙华幅1：5万农业生态地质调查试点项目等，都是地质部门为给农业区划提供有效服务的工作。

第四阶段：21世纪是农业地质发展的鼎盛阶段。1999～2002年进行了珠江三角洲、江汉平原和成都平原多目标区域地球化学填图试点工作并取得了一系列重现。在前期多目标区域地球化学调查经验基础上，从2001年开始，我国先后在中、东部地区的近20个省区200多万平方千米的范围内开展了以建设现代农业、推进农业经济结构调整、健全农产品质量安全体系为主要内容的省、部合作多目标区域地球化学调查工作，在此基础上重点对长江流域、黄河流域、沿海经济带、东北经济区（即“一带两域一区”）等区域进行农业地质生态环境总体评价，掀起了农业地质工作的新高潮。

总的来说，过去30多年是我国农业地质研究的鼎盛时期，涌现了众多的理论观点，方法技术得到迅速发展，实践应用取得巨大成就。20世纪80年代，李正积（1986）在《农业地质背景系统概论》中提出了“农业地质背景即农、林、牧、副、渔业等密切相关的地质体和地质营力作用的特殊综合”。冯群耀（1991）在《大农业地质学》中提出了“大农业地质学是以地质学理论为基础，结合农林等学科相关理论，研究大农业相关问题的边缘学科”。两者都强调了农业地质背景、矿物岩石及其地球化学成分与农业的关系。到了20世纪末期，成官文（1996）在《农业环境地质理论及其研究内容初探》中提出了“农业环境地质是一门研究农业地质环境及其环境中物质与能量在自然因素、人为因素作用下活化、迁移、转化的变化规律和伴随这种变化规律的生物效应，并通过人为作用和利用现代科学技术对农业地质环境实施时空优化、因素流动和物料平衡，使农业经济能持续发展、集约经营与科学管理的学科”。张宗祜（19）提出了“农业生态地质是一门研究人-农业生产-地质环境整个系统的结构、功能及其相互作用的学科”。两者把农业地质的研究范围扩大到生态环境领域，大大拓展了农业地质的应用前景和社会功能。

三、农业地质工作的发展趋势

迄今为止，农业地质已走过了100多年的发展历史。农业地质是从制约农业生产的客观自然因素出发研究解决农业发展问题，目前侧重于对农业地质背景及农业地质环境的研究及土壤的化学污染与防治、土壤地球化学、农业中的微量营养元素及土壤区划等。随着信息技术的发展和对生态环境要求的提高，农业地质研究需要把岩石圈、大气圈、水圈、生物圈和社会圈紧密结合起来。农业地质科学的主要研究内容已扩展到国土的利用和管理、农业生产活动、农产品质量和食品安全、生态环境保护、区域经济规划、地方病和地质灾害防治、可持续发展等众多领域，体现了广阔的发展前景。近年来，与农业地质有关的研究和发展趋势可概括为如下几个方面。

1.多部门协同作战成为农业地质发展趋势

长期以来地球化学、环境化学、土壤化学、植物营养学、环境生物学、毒理学、污染生态学、环境医学等学科领域在农业生态环境中有毒有害物质的赋存形态、活化迁移、转化循环、生物吸收累积机制、生物效应等一系列问题进行了大量基础性研究，取得了大量理论研究成果，建立了理论方法体系，为农业生态环境的综合评价提供了基础理论依据。农业地质既是地矿系统拓宽学科研究，面向扩大服务领域的最好方向之一，又是农学部门结合地学知识，加深加快农业发展的新途径。因此不同行业的科技人员协同作战是必由之路。

2.系统研究特色农作物与生态条件之间的关系

农业地质背景是农作物特色品质形成的生态基础条件之一，在实际生产、科研中必须通过综合研究，获得足够的农业地质背景数据，系统地、完整地研究特色农作物品质与生态条件之间的关系，寻找起关键作用的地质背景因子，可以更准确地指导农业生产、促进相关学科的发展。为了更好地研究农业地质背景在农作物生产中的位置和作用，作者认为在以后的农业地质背景研究中，应该着重于以下几个方面：首先，广泛开展农业地质背景调查，综合各种地质因素，研究特色农产品与农业地质背景因子之间的关系，揭示不同农业地质背景产区作物品质差异的原因；其次，在广泛开展农业地质背景调查的基础研究，对析优势农产区与一般农产区的元素地球化学特征和土壤适宜性；最后，随着农业地质背景调查研究的深入，充分应用3S（GIS，GPS，RS）技术在农业地质背景调查研究中的作用，以避免人力、财力和时间的浪费，降低研究中数据的综合、提取难度，并提高调查数据的准确性。

3.农业环境保护已成为世界各国共同关心的重大课题

工业化给人类生存环境带来的种种影响和危害早已引起各国和科学家的普遍关注，针对工业化污染的研究相对成熟，许多国家和已颁布法令制止有害工业污染物的任意排放，使工业污染在一定程度上得到有效控制。相比之下，工业现代化对农业环境的负面影响到20世纪后半叶才引起人们的警觉，工业“三废”及城市生活污染物排放、农业生产中农药、化肥等化学品大量施用，是导致农业生态（地质）环境日益恶化，农产品质量下降的主要原因之一。目前，农业地质（生态）环境和农产品安全体系的构建已愈来愈被世界各国重视。许多国家尤其美国、英国、法国、德国、日本等西方发达国家相继投入大量的人力和物力，对重金属、硝酸盐、农药及持久性有机污染物（POPs）等在农业生态环境中的行为和影响开展了一系列基础研究和应用研究，并建立专门机构，制定相应的法令法规，严格限制化学品在农产品生产领域的使用范围和数量。同时，大力发展有机农业，走农业可持续发展之路。在大量基础性、应用性研究的基础上，实施了大规模的农业生态环境的实时性监测；生产过程控制技术的精准化、程序化及产品质量的即时性监测；印度等一些发展中国家也逐步认识到农业生态环境污染对农业可持续发展的负面影响，积极开展了相关内容的工作，加紧制定保护和改善农业生态（地质）环境、防治农产品污染的政策和技术措施，以适应经济全球化趋势和国际农产品一体化进程。

我国由于受到经济、科技发展状况等因素的限制，在农业生态地质环境方面的研究起步相对较晚。进入20世纪80年代以来，我国将其作为应用基础研究的重要课题，先后对20多个省、自治区、直辖市的农业生态环境污染状况进行了调查，在土壤地球化学背景值、污染物的农业生态地质环境效应、农业区划布局等方面开展了一定程度的研究工作，并在有机氯农药对农业生态系统的影响及作用规律，镉、汞等重金属及无机和有机污染物对农业生态系统的危害、迁移转化机制与防治措施等方面取得了一定进展。进入“十五”期间，针对当前加强农产品安全管理的形势及适应加入WTO的迫切需要，我国正借鉴发达国家的经验，积极研究农业生态环境保护和防治、农产品安全生产过程控制等关键技术，并在我国首次将生态农业、食品安全技术等方面的研究列入“十五”科技攻关重大专项，研究和制定了《农田灌溉水质标准》等国家标准，将我国农产品（食品）安全纳入《中国食物与营养发展纲要（2001～2010）》，以农业生态环境安全和食品安全为主线，开展科技攻关。

4.与农业地质相关的基础性、应用性研究不断深入

美国、英国等一些西方发达国家自20世纪60年代以来，相继对重金属、硝酸盐、有机氯农药等在农业生态环境和农产品中的污染现状、发生规律、迁移富集过程、循环转化机理及农产品质量安全控制策略和治理途径等各个方面开展了一系列深入而广泛的研究。

农业生产过程对环境的污染主要为面源污染，因其涉及面广，过程、机理复杂，这方面研究相对滞后。国外对重金属在土壤和植物中的迁移富集规律、氮磷水平及潜在的面源污染、有机氯等有机物污染、信息技术在农业面源污染调查与评价中的应用等进行了较为深入的研究，但相关研究目前基本上集中在畜牧业发达的地区，研究的土壤基本上为旱地，对湿地土壤和水田土壤的研究尚不足。

在农业信息系统开发方面，发达国家的信息高速公路正迅速伸向农村和农业，利用计算机技术、地理信息技术与网络技术集成优势，在农业面源污染信息系统、生猪管理系统、名优果树新品种、农业信息管理系统、畜禽饲料专家配方系统等方面的应用已经相当成熟，尤其以美国、日本、西欧为代表的发达国家在完成了农业工业化和农业机械化后已经进入农业信息化时代，建立了RIS，CABI，RICOLA等为主的三大著名国际农业数据库及国家食品安全数据库（National Food Safety Database）；卫星数据传输系统已被农业生产者广泛应用，使农业生产率得到大幅度提高。

5.农业地质评价方法技术研究方兴未艾

长期以来，地质、农业、水利、环保、气象等部门从不同专业角度出发，形成了岩、土、水、气、生物等介质的调查和研究方法，制订了相应的规范规定。但这些调查和研究工作多从部门与学科专业角度出发，调查研究的介质要素相对单一，分析测试指标较少，不少方法技术主要适用于局部性、专题性研究目标。与传统的单学科研究、实验室试验、局部调查评价有所不同，农业地质环境调查是一项包括区域和局部多尺度、水土生物多介质、调查研究相结合、基础性和应用性兼顾的复杂系统工程。岩土地质背景、气候、植被、生物、地形条件等自然、环境条件及其质量状况是影响农业生产的基本要素；需要有一套具有科学性、可操作性、实用性的评价方法技术体系予以支持。因此，近年来针对环境质量、污染程度的评价方法模型，特别是综合考虑多环境要素，从生态系统角度出发的综合评价体系研究，包括评价的框架思路、指标体系、标准依据、方法模型已成为当今生态环境科学的热点研究课题。

海洋对气候的影响主要表现在哪些方面

学科：理学

门类：环境科学类

专业名称：生态学

业务培养目标：本专业培养具备生态学的基本理论、基本知识和基本技能，能在科研机构、高等学校、企事业单位及行政部门等从事科研、教学和管理等工作的高级专门人才。

业务培养要求：本专业学生主要学习生态学方面的基本理论、基本知识，受到基础研究和应用基础研究的科学思维和科学实验训练，具有较好的科学素养，掌握现代生态学理论和计算机模拟等实验技能，初步具备教学、研究、开发和管理能力。

毕业生应获得以下几方面的知识和能力：

1．掌握数学、物理、化学等方面的基本理论和基本知识；

2．掌握现代生态学的基本理论、基本知识、基本实验技能和生态工程设计的基本方法；

3．了解相近专业的一般原理和知识；

4．熟悉国家环境保护、自然合理利用、可持续发展、知识产权等有关政策和法规；

5．了解生态学的理论前沿、应用前景和最新发展动态；

6．掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法；具有一定的实验设计，创造实验条件，归纳、整理、分析实验结果，撰写论文，参与学术交流的能力。

主干学科：生态学、生物学、环境科学。

主要课程：普通生物学、生物化学、生态学、环境微生物学、环境学、地学基础、环境生态工程、环境人文社会科学等。

主要实践性教学环节：包括教学实习、生产实践、毕业论文等，一般安排8-14周。

修业年限：四年

授予学位：理学学士

概述：

本专业培养具备生态学方面的基本概念、基本知识和基本技能，具有较好的科学素养，掌握现代生态学理论和计算机模拟等实验技能，初步具备教学、研究、开发和管理能力，能在科研机构、高等学校、企事业单位及行政部门等从事科研、教学和管理等工作的高级专门人才。

一、专业基本情况

1、培养目标

本专业培养具备生态学的基本理论、基本知识和基本技能，能在科研机构、高等学校、企事业单位及行政部门等从事科研、教学和管理等工作的高级专门人才。

2、培养要求

本专业学生主要学习生态学方面的基本理论、基本知识，受到基础研究和应用基础研究的科学思维和科学实验训练，具有较好的科学素养，掌握现代生态学理论和计算机模拟等实验技能，初步具备教学、研究、开发和管理能力。毕业生应获得以下几方面的知识和能力：

◆ 掌握数学、物理、化学等方面的基本理论和基本知识；

◆ 掌握现代生态学的基本理论、基本知识、基本实验技能和生态工程设计的基本方法；

◆ 了解相近专业的一般原理和知识；

◆ 熟悉国家环境保护、自然合理利用、可持续发展、知识产权等有关政策和法规；

◆ 了解生态学的理论前沿、应用前景和最新发展动态；

◆ 掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法；具有一定的实验设计，创造实验条件，归纳、整理、分析实验结果，撰写论文，参与学术交流的能力。

3、主干学科

生态学、生物学、环境科学。

4、主要课程

普通生物学、生物化学、生态学、环境微生物学、环境学、地学基础、环境生态工程、环境人文社会科学等。

5、实践教学

包括教学实习、生产实践、毕业论文等，一般安排8—14周。主要专业实验：普通生物学。

6、修业时间

4年。

7、学位情况

理学学士。

8、相关专业

生物科学、环境科学。

9、原专业名

生态学。

二、专业综合介绍

生态学研究生物与环境及生物与生物之间的相互关系。而生态学的产生与发展过程也是人类逐步提高与自然协调发展的过程。其发展史大致可分为萌芽期、形成期和发展期。古人在长期的农牧渔猎生产中积累了生态学知识。20世纪50年代以来，人们日益认识到人炸、工业发展、城市化带来的一系列重大社会和环境问题，由此生态学受到了全社会越来越广泛的重视，一系列重大的研究项目也在全球范围内展开，如国际生物学（IBP）、人与生物圈（MAB），最近的国际地圈生物圈（IGBP）等。

二战以来，科技发展迅猛异常，给人类物质生活带来极大方便，却同时也带来了环境、人口、等关系到人类自身生存的重大问题，通俗地称之为“生态危机”。这不是生态学的危机，而是要依靠生态学，由全社会去解决的危机。生态学与环境科学的关系正如物理学与工程学。她已成为农业、林业、渔业、城镇建设与规划、人口学、流行病学等行业和学科发展的基础，从而有力地促使生态学向更广、更深的领域发展。更为重要的是，随着电子计算机、高精度的分析测定技术、高分辨率的遥感仪器和地理信息系统等高新技术的发展和在生态学领域的应用，这为现代生态学的发展准备了条件。

另外，现实也要求研究生态学的科学工作者不但具有扎实的数学、物理等基础知识，还应把握和了解相关的交叉领域。

1992年6月联合国在巴西里约热内卢召开环境与发展大会，实质上是生态与经济、政治结合的大会，并提出了全人类共同管理全球环境的几个公约和行动纲领。我国也已制订了“中国的21世纪议程”，标志着生态学在面对21世纪的挑战中将发挥日益重要的作用。社会对生态学专业人才的需求不断增多。除了生态研究及教学方面需要大量人才外，毕业生也可以选择一些规划管理部门进行区域、城市生态环境的规划、设计及管理工作。

生态学专业代码：071402。

三、专业教育发展状况

生态学原本是研究生物界动态平衡的过程，机制和制约条件，以生物为主要研究对象，属于生物系的一个学科。随着本世纪70年代以来，保护环境、保护野生动物的呼声越来越高，生态学更注重研究动物、植物、生态系统的环境协调性。生态学逐渐发展成为生物学与环境工程相结合的学科。而生态这个词逐渐被赋予更加广泛的含义，甚至有人把生态这个概念引入社会学领域。

生态学专业是生物学中的一部分，解放前，随着我国第一批高等院校的成立，生物系就相继成立，清华大学生物系和其他几个理学系一起，于1926年正式成立，是我国近代较早开展生物学教育和科学研究的基地之一。1952年，我国高校院系调整，生物系作为一个理学系并入理科院校。期间，生态学的研究几乎处于空白状态，我国生态环境受到了严重的破坏。

进入80年代，许多高校为了科研的需要，纷纷复建生物系，并且将生态学作为二个专业方向并在生物系内。改革开放以来，为适应生物科学的飞速发展和地方经济建设的需要，在生物系原办学规模的基础上，各高校逐渐朝向多学科办学路子发展，同时为了适应目前多学科交叉的研究现状，由几所重点大学带头，将与生物研究相关的学科群合并起来，成立了生命科学学院。例如辽宁大学将原有的生物系、辽宁大学生态研究所和辽宁大学化学院的有关部分合并，组建成现在的辽宁大学环境与生命科学学院。云南大学生命科学与化学学院由原生物系、化学系、生态学与地植物学研究所，云南省微生物研究所和云南省工业微生物发酵工程重点实验室等系，所组建而成。

在国外，生态学也逐渐向着生态环境领域发展，趋势是自然生态环境的研究和人类生存空间的环境研究逐渐统一起来，形成整个的生态环境学系统。美国的一些大学，已经将生态学从生物学科中分离出来，并入环境类学科。原有的狭义的生态学，将依旧从事研究动植物群落的生命活动规律。而这些规律，将成为生态环境研究的一个重要基础。

目前，生态环境保护已经越来越成为国家和各个经济部门所重视的问题，生态学研究的范围已经从单纯的动植物领域扩展到人们生活的各个方面，着眼于人的生产生活对生态环境所造成的影响。生态问题存在于各个领域，根据研究对象的不同，包含了城市生态环境的研究，自然的生态研究，农业发展的生态研究等等。一旦生态平衡受到了破坏，所带来的负面效应将极为严重。例如我国近年来已经禁止长江沿岸的小型造纸企业的生产，原因就是其排放的有机废水严重污染了附近的水域，造成生态严重恶化，水受到严重的破坏。我国现在为了保护长江，黄河上游的生态平衡，避免水土过分流失，已经颁布了多项法规禁止在长江黄河的源头进行任何的砍伐、放牧等行为。我国西部大开发政策当中，生态环境的保护情况已经被作为一项指标写入相关的法规。在工业生产中，生态材料作为一类新型材料概念提出来，生态材料是指在工农业材料生产、使用、废弃的整个过程中，对生态环境的污染降到最低。这都意味着我国与生态相关的产业将逐渐发展起来。

四、专业就业数据分析

五、专业就业状况及趋势

生态学专业培养具有坚实的生态学基础，获得从事生态学研究的初步训练，能在生态学及有关学科领域从事科研、教学和实际工作的专门人才。本专业学生主要学习生态学的基础理论、基本技能和专门知识，接受运用生态学知识和方法进行科学研究和应用开发的训练。

生态学专业的学生四年学习的课程主要包括数理化基础课程（高等数学、普通物理学及实验、无机和分析化学及实验、有机化学及实验）；基本技能课程（外语、计算机应用基础）；专业课程（生物方面：动物学及实验、植物学及实验、微生物学及实验；生物化学及实验，环境方面：地学基础、环境学、生态学及实验、生态系统生态学、污染生态学及实验、城市生态学、生态工程学）。从这几大类课程中可以看到，生态学专业的学生依赖他们在生物、环境、化学方面的知识，就业空间是非常大的，可以在环保、卫生防疫、医疗及制药、食品、酿造行业从事科研、管理与教学工作；可从事生态科学的研究，生态产品的开发与生产等工作。

建国以来，生态环境的保护和生态产品的开发长期处于空白状态，造成我国这方面的人才非常匮乏。改革开放以后，我国经济迅速发展带来的污染负荷已经越来越构成了对生态环境的威胁。这不得不使我国提高了对生态环境的保护，加强了生态学的研究工作。目前我国此类人才的需求远远超过生态学专业人才的培养数量，不足的部分主要来自与生态研究相关的其他专业如环境工程专业、林业、动植物专业以及化学专业等。从工作地区来看，生态专业的毕业生分布于我国从沿海到整个中西部地区，工作地域广泛。

今年是西部大开发战略的第二年，对于生态工作者来说，主要任务有生态保护、生物生态产品的开发与生产等。长期以来，我国西部部分地区过度砍伐、放牧，造成了严重的水土流失现象，野生动物、植物的生存空间越来越小，生态破坏没有得到控制。生态保护的任务主要是针对这种情况，在经济发展与生态环境改善之间寻找一个最佳平衡方案。另一方面，通过对生物习性和经济价值的研究，可以在一定范围内开发生物产品，我国目前已经有多家企业致力于野生动植物的人工养殖、产品开发等。这类产品目前在国外和我国东部经济较发达的沿海地区具有很大的市场，这项工作可以大力促进西部部分地区的经济发展。生态学专业的学生在这一领域将充分发挥其专业特点，在未来几十年内，成为新兴生态产品行业的佼佼者。

目前，越来越多的行业和生态学发生了关联，有的行业是在其原料需求方面；有的则是在废料排放方面。这些行业对生态学知识的需求有效促进了生态学的发展与学术领域的拓宽。另一方面，则是扩展了生态工作者的就业空间。例如目前的一些木制品生产企业，由于受到木材使用限制和木材市场涨价的冲击，正在从生态学的角度考虑使用替代性木材原料。长江沿岸地区的造纸企业，则必须按照国家的规定，排放达到COD含量对生态环境无害的污水，这必须从生产工艺上按照生态学的标准进行改造，并根据生态工作者的实地调查报告确定污水的排放浓度和排放量。还有一些学者提出工业生产的LCD问题（从摇篮到坟墓的无害化），开发生态材料，使产品的整个生产、使用和废弃过程尽量节约能源、节约原料、减少生态环境的复合。生态经济学目前也正在逐渐走向成熟，可以预见，在未来几年内，生态经济学将作为一个结合生物、环境、经济管理的专业应运而生。

今后国家对生态保护的重视程度越来越强，无疑将大大地促进该行业的发展。另一方面，生物工程技术的发展结合生态学研究的成果，将使生态材料、生态产品的范围进一步拓宽。生态学专业的人才必将大展宏图开创属于自己的一番事业！

毕业后参加科研教育为主，喜欢大自然的同学有福了。

教师——在高校任教，待遇地位都很好；

科研人员——在高校或研究所工作，可以常年在大自然的怀抱中；

工作人员——机构从事生态监测和动物保护工作。

六、专业院校分布（部分）

华农农业大学 云南大学 内蒙古大学 北京大学 东北师范大学 南京大学 山东大学 中国海洋大学 武汉大学 四川大学 兰州大学 沈阳农业大学 中央民族大学 南京信息工程大学 南京农业大学 安徽师范大学 华中农业大学

气候工程与人工气候室的联系是怎么样的？

海洋是全球气候系统中的一个重要环节，它通过与大气的能量物质交换和水循环等作用在调节和稳定气候上发挥着决定性作用，被称为地球气候的“调节器”。占地球面积71%的海洋是大气热量的主要供应者。如果全球100米厚的表层海水降温1摄氏度，放出的热量就可以使全球大气增温60摄氏度。海洋也是大气中水蒸气的主要来源。海水蒸发时会把大量的水汽从海洋带入大气，海洋的蒸发量大约占地表总蒸发量的84%，每年可以把36000亿立方米的水转化为水蒸气。因此，海洋的热状况和蒸发情况直接左右着大气的热量和水汽的含量与分布。同时，海洋还吸收了大气中40%的二氧化碳，而二氧化碳被认为是导致气候变化的温室气体之一。

另一方面，气候变化对海洋也造成了巨大影响。气温上升导致海平面和海水温度随之升高，而海洋对二氧化碳的过度吸收则引发了海水酸化，这些都对海洋和海岸生态系统造成破坏，被认为是珊瑚白化、死亡、小岛屿遭淹没等一系列问题的根源。以印尼为例，该国海洋事务和渔业部长表示，在未来几十年里印尼将有很多岛屿因为海平面上升而沉入海中。而澳大利亚昆士兰大学环境学家奥维也发表报告称，如果不马上行动，地球上的珊瑚礁将在本世纪末全部消失。此外，气候变化还使海洋的气候模式与洋流发生变化，从而加大了海洋灾害的程度。尤其是海水酸化后发生倒灌，进入陆地后会对河口、入海口等生态系统造成重大影响。

海洋性气候是地球上最基本的气候类型。总的特点是受大陆影响小，受海洋影响大。在海洋性气候条件下，气温的年、日变化都比较和缓，年较差和日较差都比大陆性气候小。春季气温低于秋季气温。全年最高、最低气温出现时间比大陆性气候的时间晚；最热月在8月，最冷月在2月。

影响海洋气候的主要因素是太阳辐射、海洋环境和大气环流。太阳辐射是海水和大气增温的主要能源，是大气中许多物理过程的基本动力。海面是低层大气的下垫面，海水比热大，对太阳辐射的反射率小，加上海洋辽阔，体积大，因而海洋成为地球的一个巨大的热量和水分的贮存库。到达地球表面的太阳辐射能，大约一半被海水吸收和贮存，然后海水又以长波辐射、潜热和感热的形式向大气输送热量，推动大气运动。海洋在水分循环中向大气提供大量水分。海陆分布和海流寒暖等环境因素影响着热量平衡、水量平衡和大气环流，形成各海区气候的差异。大气环流可促进南北之间或东西之间的热量和水分交换，使气候不仅受附近海洋环境的制约，还受其他非海洋环境的影响。

由于海洋巨大水体作用所形成的气候。包括海洋面或岛屿以及盛行气流来自海洋的大陆近海部分的气候。海洋气候有以下特点：①气温年变化与日变化都很小，在洋面上甚至观测不到日变化。年变化的极值一般比大陆后延1个月，如最冷月为2月，最暖月为8月。在高纬地区最冷月还可能是3月，最暖月也可能到9月。秋季暖于春季。②降水量的季节分配比较均匀，降水日数多，但强度小。多云雾天气，湿度高。③在热带海洋多风暴，如北太平洋西南部分与中国南海是台风生成和影响强烈的地区。热带风暴是一种十分重要的气象灾害。多数临近海洋的大陆地区，都具有海洋性气候特征，西欧沿海地区是大陆上典型的海洋性气候区。

信风（trade

wind）在赤道两边的低层大气中，北半球吹东北风，南半球吹东南风，这种风的方向很少改变，它们年年如此，稳定出现，很讲信用，这是trade

wind在中文中被翻译成 “信风”的原因。

信风的形成与地球环流有关，太阳长期照射下，赤道受热最多，赤道近地面空气受热上升，在近地面形成赤道低气压带，在高空形成相对高气压，高空高气压向南北两方高空低气压方向移动，由于受到地转偏向力的影响，在南北纬30度附近偏转成与等压线平行，大气在此处堆积，被迫下沉，在近地面形成副热带高气压带。此时，赤道低气压带与副热带高气压带之间产生气压差，气流从副热带高气压带流向赤道低气压带。在地转偏向力影响下，北半球副热带高压中的空气向南运行时，空气运行偏向于气压梯度力的右方，形成东北风，即东北信风。南半球反之形成东南信风。

季风（monsoon），由于大陆及邻近海洋之间存在的温度差异而形成大范围盛行的，风向随季节有显著变化的风系，具有这种大气环流特征的风称为季风。

季风（monsoon）是由海陆分布、大气环流、大陆地形等因素造成的，以一年为周期的大范围对流现象。亚洲地区是世界上最著名的季风区，其季风特征主要表现为存在两支主要的季风环流，即冬季盛行东北季风和夏季盛行西南季风，并且它们的转换具有暴发性的突变过程，中间的过渡期实短。一般来说，11月至翌年3月为冬季风时期，6~9月为夏季风时期，4~5月和10月为夏、冬季风转换的过渡时期。但不同地区的季节差异有所不同，因而季风的划分也不完全一致。季风是大范围盛行的、风向随季节变化显著的风系，和风带一样同属行星尺度的环流系统，它的形成是由冬夏季海洋和陆地温度差异所致。季风在夏季由海洋吹向大陆，在冬季由大陆吹向海洋。

季风是由太阳对海洋和陆地加热差异形成的。夏季时，由于海洋的热容量大，加热缓慢，海面较冷，气压高，而大陆由于热容量小，加热快，形成暖低压，夏季风由冷洋面吹向暖大陆；冬季时则正好相反，冬季风由冷大陆吹向暖洋面。

夏季吹西南风，冬季吹东北风。这是因为夏季当气流从南半球跨越赤道进入北半球时，由于地球的自转效应，气流会受到一个向右的惯性力作用，这个力就是地转偏向力(科里奥利力)。由于地转偏向力的作用，气流在向北的运行过程中向右偏，形成了西南风。此外，受青藏高原的地形作用及其他因子的影响，东亚的季风比南亚地区更复杂。

海陆风的水平范围可达几十公里，垂直高度达1～2公里，周期为一昼夜。白天，地表受太阳辐射而增温，由于陆地土壤热容量比海水热容量小得多，陆地升温比海洋快得多，因此陆地上的气温显著地比附近海洋上的气温高。陆地上空气柱因受热膨胀，因此海风从每天上午开始直到傍晚，风力以下午为最强。日落以后，陆地降温比海洋快；到了夜间，海上气温高于陆地，就出现与白天相反的热力环流而形成低层陆风和铅直剖面上的陆风环流。海陆的温差，白天大于夜晚，所以海风较陆风强。如果海风被迫沿山坡上升，常产生云层。在较大湖泊的湖陆交界地，也可产生和海陆风环流相似的湖陆风。海风和湖风对沿岸居民都有消暑热的作用。在较大的海岛上，白天的海风由四周向海岛辐合，夜间的陆风则由海岛向四周辐散。因此，海岛上白天多雨，夜间多晴朗。例如中国海南岛，降水强度在一天之内的最大值出现在下午海风最强的时刻。

台风（飓风）是形成于热带或副热带海面温度在26℃以上的广阔海面上的热带气旋。按世界气象组织定义：热带气旋中心持续风速在12级至13级（即每秒32.7米至41.4米）称为台风（typhoon）或飓风（hurricane），飓风的名称使用在北大西洋及东太平洋；而北太平洋西部（赤道以北，国际日期线以西，东经100度以东）则称为台风，在每年的夏秋季节，我国毗邻的西北太平洋上会生成不少名为台风的猛烈风暴，有的消散于洋上，有的则登上陆地，带来狂风暴雨。

热带气旋(Tropical

Cyclone)是发生在热带或副热带洋面上的低压涡旋，是一种强大而深厚的热带天气系统。它象在流动江河中前进的涡旋一样，一边绕着自己的中心急速旋转，一边随周围大气向前移动。在北半球热带气旋中的气流绕着中心以逆时针方向旋转，在南半球则相反，而这种情况的出现主要是受地球自转所产生的科里奥利力影响。

热带气旋的生命史可分为生成、成熟和消亡三个阶段。其生命期平均为一周左右，短的只有2-3天，最长可达一个月左右。热带气旋的生成和发展需要巨大的能量，因此它形成于高温、高湿和其它气象条件适宜的热带洋面。据统计，除了东南太平洋之外全球的热带海洋上都有热带气旋生成。

台风的形成至少有两个条件：1、比较高的温度

2、充沛的水气。烧开水时，锅底的水会往上升，这是因为锅底的水受热膨胀的原故。空气也是这样，当底层的空气受热后，就会往上升。在气温较高的区域里，大气里发生一些扰动大的空气就会往上升，使地面的气压降低，这时上升区域的空气源源不断流入上升区里，因地球自转的关系，使流入的空气像车轮一样转动起来，这就是产生台风的一个原因。当上升空气膨胀变冷后，其中的水气冷却凝结成水滴，要放出热量，这又助长了低层空气不断上升，使地面的气压降的更低，空气旋转的更加猛烈，这就形成了台风。

什么地方同时具有这两个条件呢？只有在热带的海洋面上。那里的海洋面上的气温非常高，使低层空气可以充分接受来自海洋面的水。那里又是地球上水气最丰富的地方，而这些水气是台风形成发展的主动力。没有这个原动力，台风即使形成也会消散。其次，那里离赤道近，地球自转所产生的偏转力有一定的作用，有利于台风发展气旋式环流和气流辐合的加强。第三、是热带海洋面情况中纬度单纯。因此，同一海域上方的空气，往往能保持较长时间的定常条件，使台风有充分的时间积蓄能量，酝酿出台风。在这些条件配合下，只要有合适的触发机制，例如：高空出现辐散气流或南北半风在赤道稍北地方相遇等，台风就会在某些热带海洋区域形成并增强。根据统计，在热带海洋，台风常常产生在洋面温度超过26、7度以上的地区。主要在菲律宾以东的海洋、我国南海、西印度群岛以及澳洲东海岸等。这些地方海水温度比较高，也是南北两半风相遇之处，因此一年中常有20多次台风诞生。

洋流又叫海流，是指大洋表层海水常年大规模的沿一定方向进行的较为稳定的流动。洋流是地球表面热环境的主要调节者，巨大的洋流系统促进了地球高低纬度地区的能量交换。洋流与所经流经区域之间，也通过能量交换改变其环境特征。围绕副热带高压的洋流成为副热带环流。该环流的中心大约在南北纬25~30的地区。在赤道附近受东北信风和东南信风的共同作用，形成自东向西流动的赤道洋流把南北半球的赤道洋流分割开来。

洋流可以分为暖流和寒流。若洋流的水温比到达海区的水温高，则称为暖流；若洋流的水温比到达海区的水温低，则称为寒流。一般由低纬度流向高纬度的洋流为暖流，由高纬度流向低纬度的洋流为寒流。海轮顺洋流航行可以节约燃料，加快速度。暖寒流相遇，往往形成海雾，对海上航行不利。此外，洋流从北极地区携带冰山南下，给海上航运造成较大威胁。

进入70年代后，全世界出现的异常天气，有范围广、灾情重、时间长等特点。在这一系列异常天气中，科学家发现一种作为海洋与大气系统重要现象之一的“厄尔尼诺(el

nino)”潮流起着重要作用。“厄尔尼诺”是西班牙语的译音，el是阳性定冠词，nino原意是“神童”或“圣明之子”。相传，很久以前，居住在秘鲁和厄瓜多尔海岸一带的古印第安人，很注意海洋与天气的关系。他们发现，如果在圣诞节前后，附近的海水比往常格外温暖，不久，便会天降大雨，并伴有海鸟结队迁徙等怪现象发生。古印第安人出于迷信，称这种反常的温暖潮流为“神童”潮流，即“厄尔尼诺”潮流。

厄尔尼诺暖流，太平洋一种反常的自然现象，在南美洲西海岸、南太平洋东部，自南向北流动着一股著名的秘鲁寒流。每年的11月至次年的3月正是南半球的夏季，南半球海域水温普遍升高，向东流动的赤道暖流得到加强。恰逢此时，全球的气压带和风带向南移动，东北信风越过赤道受到南半球自偏向力（也称自转偏向力）的作用，向左偏转成西北季风。西北季风不但削弱了秘鲁西海岸的离岸风——东南信风，使秘鲁寒流冷水上泛减弱甚至消失，而且吹拂着水温较高的赤道暖流南下，使秘鲁寒流的水温反常升高。这股悄然而至、不固定的洋流被称之为“厄尔尼诺暖流”。

拉尼娜是西班牙语“La

Nia”的音译，La是阴性定冠词，Nia是小女孩，圣女的意思，是与厄尔尼诺现象相反，也称为“反厄尔尼诺”或“冷”，它是指赤道附近东太平洋水温反常下降的一种现象，表现为东太平洋明显变冷，同时也伴随着全球性气候混乱，总是出现在厄尔尼诺现象之后。

我国有漫长的海岸线，广大的领海，众多的

岛屿，为了发展海产捕捞和养殖，开发海洋，为了发展海上贸易及保卫祖国的海疆，应大力发展海洋研究，开发海岛，增加海岛气象观测点，建立遥测气象站，做好民用和军用气象服务。

对生态学发展的看法

气候工程

“气候工程”这个名词初看颇感新鲜。在人们心目中，气候与工程似乎是相距遥远的两个不同的事物，它们是如何联系在一起的呢?

气候工程离我们有多远

原来，人类和所有动植物的生长都离不开气候。阳光、雨露是万物生长的最基本的，而严寒、酷暑、旱、涝等灾害又能造成严重的损失和伤害。因此，趋利避害就成为人类和其他生物同气候发生关系的首要动力。

当人类进化到自己能够从事生产和建筑居室的时候，这种趋利避害的活动就带有工程的性质。农业就是人类利用有利的气候条件，使作物进行光合作用而获得农产品的一种工程措施。这一点，古人早已认识到了，并有很清楚的说明。如汉代《汜胜之书》中说：“凡耕之道，在于趣时、和土、务粪泽、早鉏早获。”“耕”即农业中的一种工程措施，“趣时”就是赶上季节，适时利用农业气候。在这里，气候与工程就已结合在一起了。

人类修建房屋的目的在于制造适于人类生存与工作的小气候环境。《墨子》书中写道：“为宫室之法曰：高，足以避湿润；边，足以围风寒；上，足以待雪、霜、雨、露。”这里也把建房工程与气候联系在一起。

问题在于气候工程虽古已有之，但人们却不称之为气候工程。这是由于农业、建筑等项工程措施服务于生活急需，故强调了工程的目的性一面，而未能突出它们在开发利用气候和制造人为小气候这一重要特征。

但是，到了现代，情况发生了根本改变。由于生产力的空前发展，人口又急剧增加，人们已不可能仅仅局限于生活在气候条件优良的地区了。当人类进入气候条件不利的地区时，就必须取更多、更先进的气候工程措施，创造适宜人类生存的生态环境。

特别是现代拥有强大的科技力量，用塑料大棚、地膜等技术开展保护地农业生产，甚至还用电脑调控棚内小气候。这不仅大大提高了农业生产的水平，甚至还可以在十分干旱的沙漠和高寒地区成功地进行农业生产。农业生产向工业化过渡已成为农业发展的新方向。这种人为制造适于农业生产的小气候，不正是现代气候工程的一种具体体现吗?人类在征服宇宙空间的过程中，人工气候技术更显示出它的重要性。月球移民已在科技界被广泛讨论，但实施这一的前提就是制造稳定的人工小气候。如果在这方面取得成功，就意味着人类能够在极其恶劣的生存条件下，制造适宜生活与工作的气候。那么，征服地球各种恶劣气候，开发全地球也将成为现实。

另外，在气候条件良好的地区又聚居了过多的人口。因此，居住区与农田都需急剧增长才能满足需要。其结果，原来的生态系统遭到破坏，大气受到严重污染，气候不断恶化。近年来，因人类过多使用化石燃料，而引起大气中二氧化碳等温室气体含量不断上升所造成的全球增温现象，已给人们敲响了警钟。如不取紧急措施，人类将用自己的双手毁灭自己赖以生存的气候条件。

因此，气候工程就具有了双重性。①专业性的趋利避害措施，如房屋建筑、农业生产、水利建设等；②全民性的，即将气候作为各行各业所共有的环境条件与自然来进行规划和管理，以达到发挥更大的效益与更好地保护气候的目的。二者之中，更重要而难度更大的是后一种，因为它需要世界各国和各行各业的共同努力才能实现。20世纪70年代以来，气候问题已引起国际科技界高度重视。1990年10月底至11月初在瑞士日内瓦召开的第二次世界气候大会上，间气候变化专门委员会提出了一系列研究报告，详细阐述了全球增温问题。根据化石能消耗的各种水平，计算了增温程度以及对经济、生态与社会影响，以此为根据提出了保护现有气候条件所可能取的对策。

对策别强调“适应”与“限制”2种策略，并分别就其成本与效益作出了评价。限制策略就是限制二氧化碳等温室气体的排放量，这只有改造现有工业技术装置和能源结构才能办到。适应策略就是适应全球增温而取的改变种植制度和改建码头、堤防等工程设施，以适应海平面上升所造成的危害。很显然，任何一种策略都牵涉到许多工程技术，耗资巨大。这只有各国及各行各业之间达成共识，才有付诸实现的可能。由此可见，这种世界规模的气候工程已经不是科学家的理想与建议，而是正在形成行动纲领和付之实现的人类最大活动项目。这种情况，也标志着气候学正经历由理科向理、工科结合发展的过程，具有重要的战略意义。

现代气候学的兴起为气象学的发展开辟了又一广阔天地。因为现代气候学所注意的问题已不局限在大气过程规律的本身，而是已经扩展到影响大气的物理化学性质的二氧化碳及其他气体成分的增减，也注意到人类大规模建设(如开辟农田，修建城市、道路等)改变了下垫面的生态系统所造成的与大气水、热交换的改变。这都是影响大气过程的重要原因，也是人们可以利用控制和改善气候的手段。气候工作者如不认识这些人类工程的气候效果，就不可能认识今后的气候变化。

因此，注意气候工程问题将有可能从人类活动的角度去认识大气过程的规律性，并参与这种过程。这显然对解开大气演变规律性之谜和做好天气预报将提供新的基础。可以说，气候工程的不断发展将日益迫切地要求气象工作者和社会各界去认识它、参与它，并利用它在调整人与自然界的关系中作出新的贡献。

人工气候室

1949年6月，世界上第一座植物人工气候室在美国加州理工学院建成。嗣后，近20个国家相继建立了不同规模、类型的人工气候室(箱)。其中发展最快的是日本，各类人工气候室约有70余座；人工气候箱已普及到日本各个府、县的农技站。

1969年，中国科学院上海植物生理研究所建成大型植物人工气候室，有自然光照室和人工光照室，共25间。此外，中国还生产了几种类型的人工气候箱。

人工气候室发展到如今，现已应用于海洋、林业、生物、环境污染、农业和宇宙开发等领域。

人工气候室是指可人工控制光照、温度、湿度、气压和气体成分等因素的密闭隔离设备，又称可控环境实验室。它不受地理、季节等自然条件的限制并能缩短研究的周期，已成为科研、教学和生产的一种重要设备。

人工气候室

人工气候室由控制室、空气处理室和环境实验室三部分组成。①控制室内装有控制各种因素的调节器和巡测器，调节器指示所需要的各种环境因素的正定值，并根据巡测器连续不断地检测环境实验室的实际值与正定值之间的偏差，自动发出动作信号分别传递给各种执行机构（如热源、冷源、光源、气体成分控制系统）进行动作；②空气处理室内装有空气过滤器、热源、冷源、除湿器、加湿器等设备，这些设备按控制室内调节器的指令动作；③环境实验室内装有电光源和监测光、温度、湿度、气体成分等因素的感应元件，并与巡测器相连接，将各感应到的实际值传给巡测器转到控制室的调节器上进行偏差识别，按此路线反复循环使环境实验室中的实际值与调节器上的正定值相同。

人工气候室常用于研究环境条件对生物生命活动的影响，也可用于某些生物的栽培、驯化、育种等工作。其规模及可控条件则根据需要确定。小型的称“人工气候箱”。

人工气候室可分为房式、箱式和混合式3种。房式的有中心控制室和环境控制室；箱式的具有独立控制系统；混合式是指配有人工气候箱的房式人工气候室。按所用光源，可分为自然光照型和人工光照型2种。按控制仪表的种类，可分为常规仪表型和计算机型2种。按应用范围，可分为通用型和专用型2种。通用型多为综合因子的调控实验室，同时也具有一定数量单因子的调控实验室。专用型常为研究某一对象所专用，大都是小型可变控制系统的人工气候室。

那么，人工气候室的用途研究是怎样的呢？下面分三点介绍。

（1）研究温度、气压、光强等对生命活动的影响(包括对人体功能的影响)，为海洋、极地和宇宙开发提供精确的科学依据。

（2）研究温度、湿度、风、雨、大气污染物等对动、植物生长发育、产量和品质的影响，可为改善动、植物的产量、品质提供基础资料。

（3）为动、植物的良种选育提供适宜的环境条件；也可为生物的病虫害防治提供科学的数据。在人工气候室中，能加速生物的世代繁育，缩短试验周期，培养出均一整齐的生物材料。利用人工气候室进行蔬菜、鱼类的生产性试验，能取得最优的结果。

随着科学技术的进步，人工气候室的控制条件越来越多样化，自动化程度和精度也越来越高。应用于生命科学研究的，多向专用型和小型化方向发展；而应用于最优化生产的，多向大型化方向发展。

生物学和生态学的区别？

生态学的发展

萌芽期古人在长期的农牧渔猎生产中积累了朴素的生态学知识，诸如作物生长与季节气候及土壤水分的关系、常见动物的物候习性等。如公元前4世纪希腊学者亚里士多德曾粗略描述动物的不同类型的栖居地，还按动物活动的环境类型将其分为陆栖和水栖两类，按其食性分为肉食、草食、杂食和特殊食性等类。

亚里士多德的学生、公元前三世纪的雅典学派首领赛奥夫拉斯图斯在其植物地理学著作中已提出类似今日植物群落的概念。公元前后出现的介绍农牧渔猎知识的专著，如古罗马公元1世纪老普林尼的《博物志》、6世纪中国农学家贾思勰的《齐民要求》等均记述了素朴的生态学观点。

形成期 大约从15世纪到20世纪40年代。

15世纪以后，许多科学家通过科学考察积累了不少宏观生态学资料。19世纪初叶，现代生态学的轮廓开始出现。如雷奥米尔的6卷昆虫学著作中就有许多昆虫生态学方面的记述。瑞典博物学家林奈首先把物候学、生态学和地理学观点结合起来，综合描述外界环境条件对动物和植物的影响。法国博物学家布丰强调生物变异基于环境的影响。德国植物地理学家人洪堡)创造性地结合气候与地理因子的影响来描述物种的分布规律。

19世纪，生态学进一步发展。这一方面是由于农牧业的发展促使人们开展了环境因子对作物和家畜生理影响的实验研究。例如，在这一时期中确定了五摄氏度为一般植物的发育起点温度，绘制了动物的温度发育曲线，提出了用光照时间与平均温度的乘积作为比较光化作用光时度"指标以及植物营养的最低量律和光谱结构对于动植物发育的效应等。

另一方面，马尔萨斯于1798年发表的《人口论》一书造成了广泛的影响。费尔许尔斯特1833年以其著名的逻辑斯谛曲线描述人口增长速度与人口密度的关系，把数学分析方法引入生态学。19世纪后期开展的对植物群落的定量描述也已经以统计学原理为基础。1851年达尔文在《物种起源》一书中提出自然选择学说，强调生物进化是生物与环境交互作用的产物，引起了人们对生物与环境的相互关系的重视，更促进了生态学的发展。

19世纪中叶到20世纪初叶，人类所关心的农业、渔猫和直接与人类健康有关的环境卫生等问题，推动了农业生态学、野生动物种群生态学和媒介昆虫传病行为的研究。由于当时组织的远洋考察中都重视了对生物的调查，从而也丰富了水生生物学和水域生态学的内容。

到20世纪30年代，已有不少生态学著作和教科书阐述了一些生态学的基本概念和论点，如食物链、生态位、生物量、生态系统等。至此，生态学已基本成为具有特定研究对象、研究方法和理论体系的独立学科。

发展期 20世纪50年代以来，生态学吸收了数学、物理、化学工程技术科学的研究成果，向精确定量方向前进并形成了自己的理论体系：

数理化方法、精密灵敏的仪器和电了计算机的应用，使生态学工作者有可能更广泛、深入地探索生物与环境之间相互作用的物质基。由于世界上的生态系统大都受人类活动的影响，社会经济生产系统与生态系统相互交织，实际形成了庞大的复合系统。随着社会经济和现代工业化的高速度发展，自然、人口、粮食和环境等一系列影响社会生产和生活的问题日益突出。

为了寻找解决这些问题的科学依据和有效措施，国际生物科学联合会(IUBS)制定了"国际生物"(IBP)，对陆地和水域生物群系进行生态学研究。12年联合国教科文组织等继IBP之后，设立了人与生物圈(MABlack Eye国际组织，制定"人与生物圈"规划，组织各参加国开展森林、草原。海洋、湖泊等生态系统与人类活动关系以及农业、城市、污染等有关的科学研究。许多国家都设立了生态学和环境科学的研究机构。

和许多自然科学一样，生态学的发展趋势是：由定性研究趋向定量研究，由静态描述趋向动态分析；逐渐向多层次的综合研究发展；与其他某些学科的交叉研究日益显著。

由人类活动对环境的影响来看，生态学是自然科学与社会科学的交汇点；在方法学方面，研究环境因素的作用机制高不开生理学方法，离不开物理学和化学技术，而且群体调查和系统分析更高不开数学的方法和技术；在理论方面，生态系统的代谢和自稳态等概念基本是引自生理学，而由物质流、能量流和信息流的角度来研究生物与环境的相互作用则可说是由物理学、化学、生理学、生态学和社会经济学等共同⒄钩龅难芯刻逑怠?

现代生态学的发展期（20世纪50年代至今）特点

20世纪50年代以来，人类的经济和科学技术获得了史无前例的飞速发展，既给人类带来了进步和幸福，也带来了环境、人口、和全球变化等关系到人类自身生存的重大问题。在解决这些重大社会问题的过程中，生态学与其它学科相互渗透，相互促进，并获得的了重大的发展。它有以下一些特点：

1、整体观的发展

（1）．动植物生态学由分别单独发展走向统一，生态系统研究成为主流。

（2）．生态学不仅与生理学、遗传学、行为学、进化论等生物学各个分支领域相结合形成了一系列新的领域，并且与数学、地学、化学、物理学等自然科学相交叉，产生了许多边缘学科；甚至超越自然科学界限，与经济学、社会学、城市科学相结合，生态学成了自然科学和社会科学相接的真正桥梁之一。

（3）. 生态系统理论与农、林、牧、渔各业生产、环境保护和污染处理相结合，并发展为生态工程和生态系统工程。

（4）生态学与系统分析或系统工程的相结合形成了系统生态学。

2、生态学研究对象的多层次性更加明显。

现代生态学研究对象向宏观和微观两极多层次发展，小自分子状态、细胞生态，大至景观生态、区域生态、生物圈或全球生态，虽然宏观仍是主流，但微观的成就同样重大而不可忽视。而在生态学建立时，其研究对象则主要是有机体、种群、群落和生态系统几个宏观层次。

3、生态学研究的国际性是其发展的趋势

生态学问题往往超越国界，二次大战以后，有上百个国家参加的国际规划一个接一个。

最重要的是60年代的IBP（国际生物学），70年代的MAB（人与生物圈），以及现在正在执行中的IGBP（国际地圈生物圈）和 DIVERSITAS（生物多样性）。为保证世界环境的质量和人类社会的持续发展，如保护臭氧层、预防全球气候变化的影响，国际上一个紧接一个地签定了一系列协定。1992年各国首脑在巴西里约热内卢签署的《生物多样性公约》是近十年来对全球有较大影响力和约束力的一个国际公约，有许多方面涉及到了各国的生态学问题。

（1）. 国际生物学（IBP）：由联合国科教文组织（UNESCO）提出，1964年开始执行，包括陆地生产力、淡水生产力、海洋生产力和利用管理等7个领域，其中心是全球主要生态系统的结构、功能和生物生产力研究。工友个国家参加，我国没有参加。

（2）. 人与生物圈（MAB）：由联合国科教文组织（UNESCO）10年提出，是一个国际性、间的多学科的综合研究，是IBP的继续。它的主要任务是研究在人类活动的影响下，地球上不同区域各类生态系统的结构、功能及其发展趋势，预报生物圈及其的变化和这些变化对人类本身的影响，其目的是通过自然科学和社会科学这两个方面，研究人类今天的行动对未来世界的影响，为改善全球性人与环境的相互关系，提供科学依据，确保在人口不断增长的情况下合理管理与利用环境及，保证人类社会持续协调地发展。有近百个国家加入这个组织，我国已于19年参加了这个该研究。

（3）. 国际地圈生物圈（IGBP）：由国际科学联盟委员会（ICSU）于年正式提出，1991年开始执行，主要的目标是：解释和了解调节地球独特生命环境的相互作用的物理、化学和生物。

学过程，系统中正在出现的变化，人类活动对它们的影响方式。即用全球的观点和新的努力，把地球和生物作为相互作用的紧密相关的系统了来研究。共包括10个核心和7个关键问题。

（4）. 生物多样性（DIVERSITAS）：由国际生物科学联盟（IUBS）在1991年最早提出，并在环境问题科学委员会（SCOPE）和联合国科教文组织（UNESCO）等国际组织参加进来以后，将生物多样性研究的各个方面加以组织和整合，正式提出DIVERSITAS研究项目并开始执行。1996年7 月，科学指导委员会草拟并通过了当前DIVERSITAS"操作"的最后版本。操作共有10个组成方面的内容，其中5个为核心组成部分。"生物多样性对生态系统功能的作用"是其最核心的组成部分，生物多样性的保护、恢复和持续利用既是重要的研究内容又是研究所要达到的最后目的。

4、生态学在理论、应用和研究方法各个方面获得了全面的发展。

（1）理论方面的进展

①生理生态学研究在60年代IBP及随后的MAB的带动下，以生物量研究和产量生态学有关的光合生理生态研究、生物能量学研究较为突出。生理生态的研究也突破了个体生态学为主的范围，向群体生理生态学发展。在生理生态向宏观方向发展的同时，由于分子生物学、生物技术的兴起，促使其也向着细胞、分子水平发展，涉及某些酶系统，如核糖核酸酶火性的变化用作植物对干旱胁迫抗性的指标等。

②种群生态学发展迅速，动物种群生态学大致经历了以生命表方法、关键因子分析、种群系统模型、控制作用的信息处理等发展过程。植物种群生态学的兴起稍晚于动物种群生态学，它经历了种群统计学、图解模型、矩阵模型研究、生活史研究，以及植物间相互影响、植物-动物间相互作用研究的发展过程，近期还注重遗传分化、基因流的种群统计学意义、种群与植物群落结构的关系等。德国的Lorens（1950）和Tinbergen（1951，1953）在行为生态学的研究方面获得了诺贝尔奖，把这一领域的研究推向了新阶段；Harper（17）的巨著《植物种群生物学》，突破了植物种群研究上的难点，发展了植物种群生态学，并使长期以来各自独立发展的动、植物种群生态学融为一体。

③群落生态学研究进入了新阶段。群落生态学由描述群落结构，发展到数量生态学，包括排序和数量分类，并进而探讨群落结构形成的机理。Daubenmire(1968)的《植物群落椫参锶郝渖?Ы坛獭罚琈ueller-Dombois（14）等著的《植被生态学的目的和方法》，系统阐述了植物群落的研究方法。德国Kn(14)主编的《植被动态》，全面论述了植被的动态问题，促进了植被动态的研究，进一步完善了演替理论。英国Monteith(15)主编的《植被与大气椩?怼罚?毡咀籼俅笃呃?17)的《陆地植物群落的物质生产》，美国Lieth (15)等的《生物圈的第一性生产力》等，综合论述了群落与环境的相互关系。Whittaker(18)编著的《植物群落分类》和同年主编的《植物群落排序》，以及加拿大Pielou()所著的《生态学数据的解释》，Kenneth和John(1964，13，1985)合著的《定量与动态植物生态学》等著作，强调了植被的"连续性概念"，用数理统计、梯度分析和排序来研究群落的分类和演替，尤其电子计算机的应用，使植物群落生态学的研究进入了数量化、科学化的新阶段。动物群落生态学虽然起步较晚，但也取得了长足的进步，MacArthur（1961）、Conell（18）、 May（12）、Ben-Eliahu（1988）等人在动物群落结构、组织与物种间相互关系及环境空间异质性的关系方面开展了大量的工作。目前群落分享和群落组织两方面已成为动物群落生态学研究的中心问题，群落组织是指决定或塑造群落结构的有关机理，Price（）称之为"新生态学"的一个组成部分。

④生态系统生态学在现在生态学中占据了突出地位,这是系统科学和计算机科学的发展给生态系统研究提供了一定的方法和思路,使其具备了处理复杂系统和大量数据的能力的必然结果。E. Odum的《生态学基础》(1953，1959，11，1983)，对生态系统的研究产生了重大影响。H. Odum和Hutchinson(10)分别从营养动态概念着手，进一步开拓了生态系统的能流和能量收支的研究。英国Ovington(15)和前苏联的Rodin及Bazilevic(1967)相继研究了营养物质循环。E.Odum和Margalef(1967)进一步研究了生态系统中结构和功能间的调节及相互作用。德国的斯特恩和罗厅(14)合著的《森林生态系统遗传学》，把生态遗传学的研究引人生态系统，阐述了森林生态系统的遗传、进化以及对环境的适应对策等。美国Bormann和Likens(1981)合著的《森林生态系统的格局与过程》，系统阐述了北方针叶林生态系统的结构、功能和发展。美国Shugart和NeiIl(19)的《系统生态学》，以及Jefers(18)的《系统分析及其在生态学上的应用》等著作，应用系统分析方法研究生态系统，促进了系统生态学的发展，使生态系统的研究在方法上有了新的突破，从而丰富和发展了生态学的理论。生态系统生态学在其发展过程中，也提出了许多新的概念，如有关结构的关键种（keystone species）、有关功能的功能团、体现能（embodied energy）、能质等，这些都有力地推动了当代生态学的发展。

（2）应用方面的进展

应用生态学的迅速发展是70年代以来的另一个趋势,它是联结生态学与各门类生物生产领域和人类生活环境与生活质量领域的桥梁和纽带。近20多年来，它的发展有两个趋势：

①经典的农、林、牧、渔各业的应用生态学由个体和种群的水平向群落和生态系统水平的深度发展，如对所经营管理的生物集群注重其种间结构配置、物流、能流的合理流通与转化，并研究人工群落和人工生态系统的设计、建造和优化管理等等。

②由于全球性污染和人对自然界的控制管理的宏观发展，如人类所面临的人口、食物保障、物种和生态系统多样性、能源、工业及城市问题六个方面的挑战，应用生态学的焦点已集中在全球可持续发展的战略战术方面。

（3）研究技术和方法上的进展

①遥感在生态学上已普遍应用，近20年来，遥感的范围和定量发生了巨大的变化，尤其是对全球性变化的评价，促使遥感技术去记实细小比例尺的变化格局。

②用放射性同位素对古生物的过去保存时间进行绝对的测定，使地质时期的古气候及其生物群落得以重建，比较现存群落和化石群落成为可能。

③现代分子技术使微生物生态学出现革命，并使遗传生态学获得了巨大的发展。

④在生态系统长期定位观测方面，自动记录和监测技术、可控环境技术已应用于实验生态，直观表达的计算机多媒体技术也获得较展。

⑤无论基础生态和应用生态，都特别强调以数学模型和数量分析方法作为其研究手段。

生态学

生态学（Ecology）是研究生物与环境，及生物与生物之间相互关系的生物学分支学科。

生物的生存、活动、繁殖需要一定的空间、物质与能量。生物在长期进化过程中，逐渐形成对周围环境某些物理条件和化学成分，如空气、光照、水分、热量和无机盐类等的特殊需要。各种生物所需要的物质、能量以及它们所适应的理化条件是不同的，这种特性称为物种的生态特性。

任何生物的生存都不是孤立的：同种个体之间有互助有竞争；植物、动物、微生物之间也存在复杂的相生相克关系。人类为满足自身的需要，不断改造环境，环境反过来又影响人类。

随着人类活动范围的扩大与多样化，人类与环境的关系问题越来越突出。因此近代生态学研究的范围，除生物个体、种群和生物群落外，已扩大到包括人类社会在内的多种类型生态系统的复合系统。人类面临的人口、。环境等几大问题都是生态学的研究内容。

生态学的渊源

“生态学”一词是德国生物学家海克尔1869年提出的。海克尔在其动物学著作中定义生态学是：研究动物与其有机及无机环境之间相互关系的科学，特别是动物与其他生物之间的有益和有害关系。

其后，有些博物学家认为生态学与普通博物学不同，具有定量的和动态的特点，他们把生态学视为博物学的理论科学；持生理学观点的生态学家认为生态学是普通生理学的分支，它与一般器官系统生理学不同，侧重在整体水平上探讨生命过程与环境条件的关系；从事植物群落和动物行为工作的学者分别把生态学理解为生物群落的科学和环境条件影响下的动物行为科学；侧重进化观点的学者则把生态学解释为研究环境与生物进化关系的科学。

后来，在生态学定义中又增加了生态系统的观点，把生物与环境的关系归纳为物质流动及能量交换；20世纪70年代以来则进一步概括为物，质流、能量流及信息流。

生态学的发展大致可分为萌芽期、形成期和发展期三个阶段。

萌芽期 古人在长期的农牧渔猫生产中积累了朴素的生态学知识，诸如作物生长与季节气候及土壤水分的关系、常见动物的物候习性等。如公元前4世纪希腊学者亚里士多德曾粗略描述动物的不同类型的栖居地，还按动物活动的环境类型将其分为陆栖和水栖两类，按其食性分为肉食、草食、杂食和特殊食性等类。

亚里士多德的学生、公元前三世纪的雅典学派首领赛奥夫拉斯图斯在其植物地理学著作中已提出类似今日植物群落的概念。公元前后出现的介绍农牧渔猎知识的专著，如古罗马公元1世纪老普林尼的《博物志》、6世纪中国农学家贾思勰的《齐民要求》等均记述了素朴的生态学观点。

形成期 大约从15世纪到20世纪40年代。

15世纪以后，许多科学家通过科学考察积累了不少宏观生态学资料。19世纪初叶，现代生态学的轮廓开始出现。如雷奥米尔的6卷昆虫学著作中就有许多昆虫生态学方面的记述。瑞典博物学家林奈首先把物候学、生态学和地理学观点结合起来，综合描述外界环境条件对动物和植物的影响。法国博物学家布丰强调生物变异基于环境的影响。德国植物地理学家人洪堡)创造性地结合气候与地理因子的影响来描述物种的分布规律。

19世纪，生态学进一步发展。这一方面是由于农牧业的发展促使人们开展了环境因子对作物和家畜生理影响的实验研究。例如，在这一时期中确定了五摄氏度为一般植物的发育起点温度，绘制了动物的温度发育曲线，提出了用光照时间与平均温度的乘积作为比较光化作用的“光时度”指标以及植物营养的最低量律和光谱结构对于动植物发育的效应等。

另一方面，马尔萨斯于1798年发表的《人口论》一书造成了广泛的影响。费尔许尔斯特1833年以其著名的逻辑斯谛曲线描述人口增长速度与人口密度的关系，把数学分析方法引入生态学。19世纪后期开展的对植物群落的定量描述也已经以统计学原理为基础。1851年达尔文在《物种起源》一书中提出自然选择学说，强调生物进化是生物与环境交互作用的产物，引起了人们对生物与环境的相互关系的重视，更促进了生态学的发展。

19世纪中叶到20世纪初叶，人类所关心的农业、渔猫和直接与人类健康有关的环境卫生等问题，推动了农业生态学、野生动物种群生态学和媒介昆虫传病行为的研究。由于当时组织的远洋考察中都重视了对生物的调查，从而也丰富了水生生物学和水域生态学的内容。

到20世纪30年代，已有不少生态学著作和教科书阐述了一些生态学的基本概念和论点，如食物链、生态位、生物量、生态系统等。至此，生态学已基本成为具有特定研究对象、研究方法和理论体系的独立学科。

发展期 20世纪50年代以来，生态学吸收了数学、物理、化学工程技术科学的研究成果，向精确定量方向前进并形成了自己的理论体系：

数理化方法、精密灵敏的仪器和电了计算机的应用，使生态学工作者有可能更广泛、深入地探索生物与环境之间相互作用的物质基础，对复杂的生态现象进行定量分析；整体概念的发展，产生出系统生态学等若干新分支，初步建立了生态学理论体系。

由于世界上的生态系统大都受人类活动的影响，社会经济生产系统与生态系统相互交织，实际形成了庞大的复合系统。随着社会经济和现代工业化的高速度发展，自然、人口、粮食和环境等一系列影响社会生产和生活的问题日益突出。

为了寻找解决这些问题的科学依据和有效措施，国际生物科学联合会(IUBS)制定了“国际生物”(IBP)，对陆地和水域生物群系进行生态学研究。12年联合国教科文组织等继IBP之后，设立了人与生物圈(MAB)国际组织，制定“人与生物圈”规划，组织各参加国开展森林、草原。海洋、湖泊等生态系统与人类活动关系以及农业、城市、污染等有关的科学研究。许多国家都设立了生态学和环境科学的研究机构。

和许多自然科学一样，生态学的发展趋势是：由定性研究趋向定量研究，由静态描述趋向动态分析；逐渐向多层次的综合研究发展；与其他某些学科的交叉研究日益显著。

由人类活动对环境的影响来看，生态学是自然科学与社会科学的交汇点；在方法学方面，研究环境因素的作用机制高不开生理学方法，离不开物理学和化学技术，而且群体调查和系统分析更高不开数学的方法和技术；在理论方面，生态系统的代谢和自稳态等概念基本是引自生理学，而由物质流、能量流和信息流的角度来研究生物与环境的相互作用则可说是由物理学、化学、生理学、生态学和社会经济学等共同发展出的研究体系。

生态学的基本内容

按所研究的生物类别分，有微生物生态学、植物生态学、动物生态学、人类生态学等；还可细分，如昆虫生态学、鱼类生态学等。

按生物系统的结构层次分，有个体生态学、种群生态学、群落生态学生态系统生态学等。

按生物栖居的环境类别分，有陆地生态学和水域生态学；前者又可分为森林生态学、草原生态学、荒漠生态学等，后者可分为海洋生态学、湖沼生态学、河流生态学等；还有更细的划分，如植物根际生态学、肠道生态学等。

生态学与非生命科学相结合的，有数学生态学、化学生态学、物理生态学、地理生态学、经济生态学等；与生命科学其他分支相结合的有生理生态学、行为生态学、遗传生态学、进化生态学古生态学等。

应用性分支学科有：农业生态学、医学生态学、工业生态学、环境保护生态学、城市生态学等。

生态学的一般规律大致可从种群、群落、生态系统和人与环境的关系四个方面说明。

在环境无明显变化的条件下，种群数量有保持稳定的趋势。一个种群所栖环境的空间和是有限的，只能承载一定数量的生物，承载量接近饱和时，如果种群数量(密度)再增加，增长率则会下降乃至出现负值，使种群数量减少；而当种群数量(密度)减少到一定限度时，增长率会再度上升，最终使种群数量达到该环境允许的稳定水平。对种群自然调节规律的研究可以指导生产实践。例如，制定合理的渔业捕捞量和林业伐量，可保证在不伤及生物再生能力的前提下取得最佳产量。

一个生物群落中的任何物种都与其他物种存在着相互依赖和相互制约的关系。常见的有：

食物链，居于相邻环节的两物种的数量比例有保持相对稳定的趋势。如捕食者的生存依赖于被捕食者，其数量也受被捕食者的制约；而被捕食者的生存和数量也同样受捕食者的制约。两者间的数量保持相对稳定；

竞争，物种间常因利用同一而发生竞争：如植物间争光、争空间、争水、争土壤养分；动物间争食物、争栖居地等。在长期进化中、竞争促进了物种的生态特性的分化，结果使竞争关系得到缓和，并使生物群落产生出一定的结构。例如森林中既有高大喜阳的乔木，又有矮小耐阴的灌木，各得其所；林中动物或有昼出夜出之分，或有食性差异，互不相扰；

互利共生。如地衣中菌藻相依为生，大型草食动物依赖胃肠道中寄生的微生物帮助消化，以及蚁和蚜虫的共生关系等，都表现了物种间的相互依赖的关系。以上几种关系使生物群落表现出复杂而稳定的结构，即生态平衡，平衡的破坏常可能导致某种生物的永久性丧失。

生态系统的代谢功能就是保持生命所需的物质不断地循环再生。阳光提供的能量驱动着物质在生态系统中不停地循环流动，既包括环境中的物质循环、生物间的营养传递和生物与环境间的物质交换，也包括生命物质的合成与分解等物质形式的转换。

物质循环的正常运行，要求一定的生态系统结构。随着生物的进化和扩散，环境中大量无机物质被合成为生命物质形成了广袤的森林、草原以及生息其中的飞禽走兽。一般说，发展中的生物群落的物质代谢是进多出少，而当群落成熟后代谢趋于平衡，进出大致相当。

人们在改造自然的过程中须注意到物质代谢的规律。一方面，在生产中只能因势利导，合理开发生物，而不可只顾一时，竭泽而渔。目前世界上已有大面积农田因肥力减退未得到及时补偿而减产。另一方面，还应控制环境污染，由于大量有毒的工业废物进入环境，超越了生态系统和生物圈的降解和自净能力，因而造成毒物积累，损害了人类与其他生物的生活环境。

生物进化就是生物与环境交互作用的产物。生物在生活过程中不断地由环境输入并向其输出物质，而被生物改变的物质环境反过来又影响或选择生物，二者总是朝着相互适应的协同方向发展，即通常所说的正常的自然演替。随着人类活动领域的扩展，对环境的影响也越加明显。

在改造自然的话动中，人类自觉或不自觉地做了不少违背自然规律的事，损害了自身利益。如对某些自然的长期滥伐、滥捕、滥造成短缺和枯竭，从而不能满足人类自身需要；大量的工业污染直接危害人类自身健康等，这些都是人与环境交互作用的结果，是大自然受破坏后所产生的一种反作用。

生态学（ecology）是研究生物与周围环境和无机环境相互关系及机理的科学

生物学

生物学是研究生物各个层次的种类、结构、功能、行为、发育和起源进化以及生物与周围环境的关系的科学。人也是生物的一种，也是生物学的研究对象。

20世纪40年代以来，生物学吸收了数学、物理学和化学的成就，逐渐发展成一门精确的、定量的、深入到分子层次的科学。

人们已经认识的生命是物质的一种运动状态。生命的基本单位是细胞，它是由蛋白质、核酸、脂类等生物大分子组成的物质系统。生命现象就是这一复杂系统中物质、能和信息三个量综合运动与传递的表现。

生命有许多无生命物质所不具备的特性。比如：生命能够在常温常压下合成多种有机化合物；能够以远远超出机器的效率来利用环境中的物质和制造体内的各种物质；能以极高的效率储存信息和传递信息；具有自我调节功能和自我复制能力；以不可逆的方式进行着个体发育和物种的演化等等。揭示生命过程中的机制具有巨大的理论和实践意义。