华中师范大学研究生课程论文论文题目现代生态学特点与发展趋势——以全球气候变化对生态影响为例完成时间2014年6月课程名称现代生态学原理专业自然地理学年级2013级现代生态学特点与发展趋势——以全球气候变化对生态影响为例摘要：全球气候变化引起生态的变化，本文通过分析全球气候变化对植物生态、昆虫生态、动物生态、水文生态等的影响，来分析现代生态学的发展特点以及发展趋势，得出现代生态学的研究层次、时-空尺度、内容和技术方法上均有较大的转变，并对可持续发展起到推动作用。

关键词：现代生态学；全球气候变化；特点；趋势1 引言现代生态学已普及到社会生活和科学技术的各个领域，形成了各门具体学科和领域。

现代生态学向微观和宏观两个方向发展，一方面在分子、细胞等微观水平上探讨生物与环境之间的相关关系；另一方面在个体、种群、群落、生态系统等宏观层次上探讨生物与环境之间的相关关系。

生态学研究的范畴也从分子、基因、器官、有机体、种群、群落、生态系统、景观、直至全球。

按生物的组织层次划分生态学的研究对象，分为分子生态学、生理生态学、遗传生态学、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学和景观生态学；按生物类群分为植物生态学、微生物生态学、昆虫生态学、动物生态学；按生物栖息地来划分生态学分为森林生态学、草地生态学；按生态学应用的类型分为农业生态学、资源生态学、污染生态学和经济生态学。

以全球气候变化为核心的全球变化是当今人类面临的最严峻的挑战之一，也是人类最伟大的成就—以人类历史上前所未有的规模大量创造物质财富的直接结果。

本文以全球气候变化为例，分析现代生态对全球气候变化的响应，从而分析现代生态学的发展特点及趋势。

2 研究案例2.1全球气候变化对植物生态的影响全球气温的上升可能对红树林有积极影响的一面，如气温升高的影响可能改变其大规模的分布、林分结构与提高原有红树林区的多样性,以及促使红树林分布范围将扩展到较高纬度盐湿地区，这会使原先没有红树林的地区变为适宜红树林生长；此外，全球变化对森林植物的影响也是很明显的，气候可通过直接和问接作用影响凋落物的分解，过程，是影响凋落物分解的最基本生态因子。

水热条件直接影响凋落物分解过程中的淋溶作用和微生物活性，从而对凋落物分解动态产生显著影响。

例如，气温升高可使凋落物分解率增加4%~7%，Pausas等对地表和不同土层凋落物分解速率的研究表明，相对较高的地表温度更有利于凋落物的分解.Vitousek等研究也表明，随着海拔升高和气温降低，凋落物分解速率呈指数降低.就全球范围而言，气候决定着森林生态系统的分布格局及凋落物质量和产量，问接调控着凋落物的分解动态。

具体说来，大气CO2浓度增加可以通过对植物和土壤生物的直接和问接作用而对凋落物的分解产生显著影响。

大气CO2浓度增加可能抑制土壤生物群落的活动，从而降低凋落物分解速率。

但由于土壤和凋落物中的CO2浓度本身较高，其抑制作用可能很微弱[49]，因而常常被忽略。

大气CO2浓度增加的施肥效应(fertilization effect)对森林凋落物产量和质量及根系分泌物具有不同程度的影响，从而对凋落物分解过程可能产生显著影响，普遍认为，大气CO2浓度增加能促进林木光合作用，改变植物体内的生物化学特性，提高凋落物的产量和C /N等，从而降低了凋落物分解速率。

2.2全球气候变化对昆虫生态的影响作为生物多样性最重要的组成成分，昆虫对全球气候变化(如气候变暖、干旱和CO2浓度升高等)的响应极其敏感。

而且，有害的昆虫(害虫)又是影响农业生产的重要因子，它的发生危害直接影响到农林生态系统的结构与功能。

根据“有效积法则，在一定的温度范围内，随着大气温度增加，昆虫的生长发育速率将加快，发生危害时问提前，发生世代增多。

如红襟粉蝶和红蚊蝶在1976-1998年期间，田间第1次出现的时问分别提前了17. 5和36. 3 d ( Roy and Sparks } 2000 )黑光灯下褐飞虱出现的时间由20世纪80年代的6月中旬提前到本世纪的6月上旬，白背飞虱也由20世纪80年代的5月下句提前到目前的5月中旬。

据报道，浙江北部的褐飞虱在气候变暖年份由1年4代增加至1年5代;小菜峨Plutolatry.stella在温度升高2℃后将增加发生2个世代(Motoric et al. 1998)。

这些变化将可能导致昆虫种群数量的增加，提高了害虫发生危害的风险。

一般昆虫的生长发育和繁殖都需要相当高的湿度。

干旱对昆虫的生长发育和繁殖不利，特别在高温下，更为不利。

但也有相反的情况，有的昆虫要求低湿度，如棉蚜，要求相对湿度在75 %以下适宜。

因此，干旱的年份棉蚜发生往往很重(戈峰，2008)。

降雨可以直接影响昆虫的数量变化，如暴雨对于弱小的害虫如蚜虫、蜻类，有机械的冲刷杀虫作用;还可以通过影响空气的湿度和温度等，进而改变寄主植物和昆虫体内含水量而发生作用，问接地作用于昆虫。

2.3全球气候变化对动物生态的影响温度是影响物种分布关键的因子之一。

特定的物种分布在特定的温度带内。

全球气候变暖后，由于不同地区温度升高的不均衡，加上这些地区本身环境的差异，温度升高对这些地区的野生动物生境产生了影响。

气候变化对野生动物分布的影响除了温度升高而使其受到直接胁迫外，温度升高还引起其它环境因子改变，而使其重新分布。

对扩散能力不同的动物，全习气候变化对其分布的影响结果不同，扩散能力较强的动物，随气温的升高，其分布区北移或出现在更高海拔地区，当温度咬化在其忍受范围之内时，其分布范围因其分布边界的移动而扩大。

如蝴蝶是全球变暖的敏感指示物种之一。

研究发现，生活在北美洲和欧洲的斑蝶(Euphydryus edithu)其分布区在过去27a中向北迁移，最多向北迁移达200km斑蝶每年在加利福尼亚}f部到加拿人度过夏季，冬季到墨西哥越冬。

由于气候变暖，斑蝶在南部的分布正在消失，其分布向北部和高海拔地扩展同时，生活在英国的12种鸟类由于冬季气温升高，它们的分布向北平均迁移了18.9km。

加拿人的红狐、极狐由于气温升高，其分布一也向北扩展，哥斯达黎加一些鸟类分布一有从低海拔地一向高海拔地扩张的趋势。

相反，对于扩散能力较弱的物种，如全球气候变化会导致蝴蝶分布区缩减，甚至局部灭绝。

物候是生物民期生活于特定生境，经过适应后，其发育节律与自然周期相协调的现象。

如鸟类的产卵、昆虫的孵化、迁徙动物的第一次出现、植物的开花等。

物候的时间与气温、降水、土壤温湿度、光照等因子有关。

但不同的物种对这些因子的敏感程度不同，这些因子的民期改变也常会引起其物候的变化，最终影响到物种繁殖力、竞争力以及物种间的相互作用。

物候变化也许动物对气候变化最简单的反应。

温度升高使野生动物的物候发生改变，通常表现为物候期提前。

研究表明，气候变化特别是降水变化对动物有较人的影响，如影响物种丰富度、存活率、产卵日期、繁殖成功率、生长速度和动物行为。

由于气候变化而导致的野生动物繁殖生境改变也会影响到野生动物的繁殖欲望，进而影响到种群的繁殖速率。

如北极的野鸭，在干旱年份筑巢的欲望明显降低，从而使其繁殖率降低。

对英国鸟类的野外观察发现，20世纪70年代以来许多鸟类的繁殖期提前，产卵时间提前。

北关洲雪雁繁殖的成功率也受到气候波动的影响，其每窝卵的数量、孵化的起始时间与每年5月的日平均温度和冻雨次数有关。

目前，有关气候变暖对鸟类神经内分泌和繁殖行为影响的研究不多，相关机理尚不清楚。

2.4全球气候变化对水生态的影响气候变化影响了水文循环的各个要素和循环方式，而水作为污染物的主要运输载体和溶剂，气候变化对水量的影响将直接影响水环境中污染物的来源和迁移转化行为，最终影响水环境质量。

Xia等对淮河流域的研究发现，蚌埠站水质变化与降水变化显著相关。

此外，温度的升高、风速和风型的改变，光照时一间长短以及辐射增强等变化可以通过影响水体中污染物的迁移转化方式、生化反应速率和生态效应等过程而直接或间接对水环境质量产生影响。

例如温度升高会影响湖泊的富营养化和水体底泥中污染物质的二次释；风向和风速的改变会直接影响污染物在水环境中的再分布。

根据温度的变化，较深的水体在垂向上可分为:湖上层，温跃层，湖下层。

随着气温升高，湖水表层温度也会升高，导致水体中上、下层水温差增大，温跃层变大。

水温分层不仅会影响水体物理化学特性，而且还会影响水体中的生化反应。

由十密度梯度的存在，水体上、下层的交换受阻，致使下层水体无法得到充足的溶解氧，同时一，深水层CO2浓度增加，易形成还原环境，氧化态物质易被还原，在底层积累，并且在一定条件下可能随着水体垂向交换而释放到表层水体，导致表层水体污染事件的发生。

3 现代生态学特点根据全球气候变化对生态的影响，可得出现代生态学具有以下儿个特点：(1)在研究层次和尺度上逐渐由个体群落-生态系统向区域-国家-全球规模转变；(2)在研究对象上由传统的以白然生态系统为主逐渐向自然-社会-经济复合生态系统转变；(3)研究目的的转变。

现代生态学从“象牙塔”走向社会，直接为社会服务，因而其技术含量加大，可操作性和实用性加强；(4)在研究方法和手上，由影响，可以得出现代生态学的特点传统的收集、观测、描述、统计到现代的全球生态网络和“3S”技术的广泛应用；(5)现代生态学由有孤立研究到大范围多层面的合作，全球性和协作性研究加强，这是由现代生态学日益拓展的时空尺度所要求的。

4 现代生态学发展趋势随着全球人口自然科学界限、资源、环境问题的不断出现，现代生态学突破了原有经典或传统生态学的在研究层次、时空尺度、内容和技术方法上均有较大的转变具有时代特色的研究趋向，它们已逐渐成为现代生态学研究的热点与前沿。

4.1生态学理论不断向宏观和微观两个方向深化一方面，生态系统生态学、景观生态学、全球生态学的产生与发展和一系列国际性的生态研究计划人人促进了以生态系统生态学为基础的宏观生态学的发展。

另一方而，遗传生态学( Genetical Ecology)、分子生态学(Molecular Ecology)于上世纪末正式创立，运用遗传学和分子生物学的理论和方法来研究生态学，人人地提高了生态学的科学性，使生态学不断向微观领域深化。

4.2生态系统生态学将成为可持续发展的理论指导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人量数据的能力。

自A.G.Tasley(英)1935年提出Ecosystem一词后，对生态系统的研究不断深入。

其中E.Odum.Hutch；hin son Minnetonka. Rodin.Baileyville Marg alef等都有不同的理论贡献。

德国的斯特恩和罗厅(1974)把生态遗传学的研究引入生态系统，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。