生态学专业介绍
(一)学科概况
“生态学”(Ecology)作为科学术语,最早由德国动物学家恩斯特•海克尔(Ernst Haeckel)于1866年提出。其德语原文(Ökologie)取自希腊语的oikos(“家”或“住所”)和logos(“研究”),意为研究居家的学问,引申为研究居住环境的科学。传统上,生态学是生物学的二级学科,其经典定义是研究生物与环境之间相互关系的科学。但生态学科的起源早于“生态学”这一术语的提出。亚历山大•冯•洪堡(Alexander von Humboldt)于19世纪初在南美洲进行考察时,就对植物分布与气候的关系开展了研究;而查尔斯•罗伯特•达尔文(Charles Robert Darwin)的演化理论基于生物与环境的相互作用,提出生物的变异、遗传和自然选择作用能导致生物的适应性改变。这些早期研究促进了生态学科的起源与确立。丹麦植物学家约翰内斯•尤金纽斯•布洛•瓦尔明(Johannes Eugenius Bülow Warming)对植物分布与环境的关系开展了系统研究,于1895年发表了《以植物生态地理为基础的植物分布学》一书,被认为是最早的生态学教科书之一。瓦尔明最早在大学内开设了生态学课程,这标志着生态学成为一门独立的学科进入大学的教育体系。1913年和1915年,英国和美国生态学会先后成立,两个学会分别创立了Journal of Ecology以及Ecology两本学术期刊,专门发表关于生态学的最新研究成果。这说明生态学在当时已经具备了较大的发展规模,且生态学研究人员具有了较强的学科认同感,并从其他学科中分离出来,形成了独立的学会组织。1935年,英国植物学家阿瑟•坦斯利(Arthur G. Tansley)提出了“生态系统”的概念,拓展了生态学的研究范畴,使其逐渐超越了传统生物学的领域。
20世纪50年代以来,随着人口的快速增长和技术的巨大进步,人类对自然环境的干扰不断增强,水体、大气和土壤环境都遭受了前所未有的破坏,进而带来了一系列区域与全球性的重大生态与环境问题,例如食物短缺、资源稀缺、环境污染、全球变化、物种灭绝等。这些生态环境问题对人类社会的发展造成了巨大威胁。1962年,美国海洋生物学家雷切尔•卡森 (Rachel Carson)在其影响深远的著作《寂静的春天》中阐述了人们因忽视了植物、动物、土壤、水源等相互联系的生态网络,导致了没有鸟类鸣叫的死亡寂静,揭示了人类活动引起生物多样性丧失所带来的后果。这些发现促使整个社会开始反思人类对自然生态系统的影响。生态学为解决人类面临的这些生态与环境问题提供了理论基础和解决方案,是大自然的认识论,也是保护和利用自然的实践论,因而受到公众、政府和学者的广泛关注。解决环境与资源问题的强大社会需求为生态学理论体系和方法论的拓展提供了舞台,促进了生态学科的发展,同时也改变了生态学长期以来的纯自然主义倾向,使得生态学越来越紧密地与社会经济发展相结合,并服务于生产实践。
进入21世纪,为实现社会的可持续发展,我国创造性地提出了“生态文明建设”,并将其作为我国的一项基本国策。生态学是生态文明建设的重要科学基础,被提到了前所未有的高度。2011年,中国教育界将生态学从生物学中独立出来,提升为一级学科,使生态学成为自然科学中一个重要的学科。这不仅为我国,也为世界生态学的发展提供了重要机遇和借鉴,同时对生命科学,乃至整个自然科学体系的发展也具有积极的推动作用。在这一背景下,生态学的科学内涵和社会需求已经发生了巨大变化。生态学不再仅限于生物学范畴内的研究,而是逐步发展成为一门独具理论体系、并具有广泛应用的综合性交叉学科。因此,生态学的内涵和外延有了明显变化,而生态学的定义也不能再局限于当初经典的定义。结合现代生态学发展动向,归纳各种观点,可将生态学定义为: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,维持可持续生物圈提供理论基础和解决途径。作为一个独立的学科,生态学科具有较强的交叉性和综合性,融合了生物学、地学、环境学、资源学乃至经济学、社会学等多个学科的知识和方法。同时,生态学科紧密地关注人类社会和生产中的实际问题,更重视解决当前人与自然的关系,维持自然生态系统的安全性,推动生物圈可持续发展及人与自然和谐共生的现代化。
(二)学科内涵
生态学属多学科交叉的理学门类,主要任务是研究宏观生命系统的结构、功能及其动态,从而为人类认识、保护和利用自然,维持可持续生物圈提供理论基础和解决途径。生命系统也即有生命的系统,由生物有机体及其环境所组成,它存在于多个等级层次中,包括细胞、器官、有机体、群落、区域等。生命系统结构和功能的“动态”变化,可以是生命系统中有机体之间以及有机体与环境系统之间相互作用的结果,也可以是外部环境因素的变化,比如气候变化、自然干扰和人为活动等所引起的动态变化。生物学是生态学的母学科,但随着生态学研究范畴的不断拓展,二者的学科边界和范畴越来越清晰。两个学科都是研究生命系统的科学,但生物学主要研究有机体及其内部的生命活动,而生态学则主要针对比有机体层级更高的生命系统。
生态学是一门与人类生存和社会发展密切相关的学科,同时也是人类认识和利用世界的一种自然观。生态学的核心是研究宏观生命系统及其与环境之间的关系,这种关系相互作用、相互依存、互为因果,使生命系统达到相对稳定和平衡的状态。人作为一种生物,是自然界的组成部分,又具有主观能动性,可以改变自然。生态学的终极目的是通过揭示宏观生命系统的格局、过程和秩序,为人类认识、保护和利用自然提供理论基础和解决途径。
随着生态学科学内涵的拓展,生态学科在自然科学体系中的地位也越来越重要。生命世界构成了结构缜密、井然有序的生命等级系统,包括从原子、分子、细胞、组织、器官、个体、种群、群落、生态系统,到景观、生物圈的多个层次。每个层次都有各自的结构和功能,形成相对应的学科分支。生态学的核心研究内容聚焦于个体、种群、群落、生态系统、景观、生物圈六个层次。因此,生态学在对有序生命世界的认知中占有极其重要的位置,构成了理学门类中一个非常重要的学科分支。近年来,随着分子生物学、遥感信息技术等现代技术的应用,生态学在研究层次上向宏观与微观两极进一步拓展。在宏观层次上,生态学在生态系统水平扩展为生物圈生态学和全球生态学,并成为当前生态学的研究热点;在微观方向上,生态学逐渐将分子生物学等技术方法应用到生态学的不同层次,形成了分子生态学和组学生态学等新的研究领域。
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,与多个学科相交叉,包括生物学、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、数理科学等;同时,生态学与社会科学的一些学科,如经济学和社会学也存在密切关联。因此,生态学便形成了一个与多学科交叉的多学科体系。
(三)学科范围
生态学作为一级学科下设植物生态学、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7个二级学科。各二级学科的研究范畴如下:
1.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、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。
2.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及其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,群落组成和种间关系,以及动物在生态系统中的作用等。
3.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。
4.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,生态系统时间动态,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。
5.景观生态学:研究景观格局、过程、功能及其动态。主要研究景观和区域尺度上,景观的空间格局、尺度效应、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。
6.修复生态学:研究退化生态系统(包括陆地和水体)的受损机理与过程、修复与恢复重建的理论、技术和方法。主要研究内容包括:流域治理、环境污染生物修复、植被重建、动物栖息地营建与种群复壮、生物链调控与外来入侵生物控制、自然干扰模拟与适应性管理等。污染生态学、恢复生态学和生态工程学等学科方向都属于本学科的研究范畴。
7.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环境及资源约束和阈值,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。可持续生态学是一门新兴学科,是在宏观尺度上研究自然系统和社会系统之间相互关系的科学,生态经济、生态安全、生态伦理、生态规划、生态治理、生物多样性保护等学科方向都属于该学科的研究范畴。
(四)培养目标
本学科培养能熟练掌握生态学基本理论和研究方法,具备利用生态学原理分析与解决相关问题的能力,能够从事与生态学相关的教学、科研、技术研发以及咨询与管理等领域工作的专业人才。
1.硕士学位:培养满足我国经济社会发展与现代生态学发展需要的专业人才。了解生态学的理论与技术发展的基本态势;具有生态学专业素养和解决问题的实际能力;基本具备独立从事本专业教学、科研、技术研发以及咨询与管理工作的能力。
2.博士学位:培养能熟练掌握生态学理论、研究方法和技术,熟悉本学科专门领域的发展动态;具有能独立从事与生态学相关的研究/研发能力和学科视野,具备利用生态学原理分析与解决相关问题的创新能力;能胜任高校或研究机构的生态学教学、科研工作或各级、各类生态与环境管理部门的管理工作。
(五)相关学科
生物学、地理学、环境科学与工程、林学、农业资源与环境、植物保护、地质学、大气科学、水土保持与荒漠化防治学、理论经济学、应用经济学、社会学、城乡规划学。
硕士学位基本要求
(一)获本一级学科硕士学位应掌握的基本知识
培养具有生态学专业理论基础,了解生态学的理论与技术发展的基本态势;具有生态学专业素养和解决问题的实际能力;基本具备独立从事本专业教学、科研、技术研发以及咨询与管理工作的能力。
(二)获本一级学科硕士学位应具备的基本素质
1.学术素养
硕士生应系统掌握生态学相关学科基础知识,熟悉生态学专业的历史、现状和发展趋势,并掌握和应用生态学的实验操作技能,具备严谨的科学精神、独立思考和动手能力,并具备运用生态学专业知识解决理论探索或应用研究领域中科学问题的基本能力,能在本科学发展的前沿上不断创新和探索,至少掌握一门外国语,能熟练阅读本专业的外文资料,具有一定的外语写作能力。还应了解本学科相关的知识产权、生态伦理等方面的知识,具备从事生态学教学、科研、管理及生态规划的能力。
2.学术道德
生态学研究是引领人类智慧生存与科学发展的崇高事业。因此要求硕士生具有一丝不苟的科学态度和求真务实的科学品德,严格遵守学术规范。在研究工作中保证实验数据真实,尊重他人的研究成果。
(三)获本一级学科硕士学位应具备的基本学术能力
1.获取知识的能力
有能力获得在生态学领域开展研究所需要的生态学、生物学、环境科学、地球科学等方面的背景知识。要求硕士生具有较好的生态学专业基础及外语水平。同时有能力对现有知识进行利用和扩充。
2.科学研究能力
在研究能力方面,硕士生应该在某一专门的生态学领域获得较强的专业能力,能够为解决某一科学问题而设计和实施需要进行的调查或实验,并对所获得的结果进行客观评价。具体包括掌握与研究课题相关的调查方法和实验技术,了解相关技术的原理、研究中使用的必要仪器设备的构造原理、研究中应注意的事项;对调查、观测和实验方法具有良好的理解,能够对数据进行必要的统计处理;并对所获调查、观测和实验结果及其意义进行合理分析与适当评价。
3.实践能力
硕士生应具有较强的实地调查、观测或实验动手能力,以及将理论应用于实际工作中的能力。具有较好的独立工作能力,并能与他人进行良好的科研合作;能了解社会需求,主动参加社会实践以积累工作经验。
4.学术交流能力
硕士生应具备学术交流的基本能力,包括条理清楚地演讲、写作、符合逻辑的辩论等。为培养这一能力,硕士生应在研究计划的准备阶段定期进行文献报告、研究进展汇报、参加文献讨论会和学术报告会,并进行与论文相关的研究方向的学术交流,在学术会议上作口头发言或以墙报展示自己的研究结果。
5.其他能力
硕士生应该具有团队精神和与他人合作的能力。需要发展尊重自然、尊重他人,并与同事平等相待,相互交流,合作共事的能力。
(四)学位论文基本要求
1.规范性要求
硕士学位论文应是一篇系统的学术文章,由硕士生在导师的指导下独立完成。论文应该立论依据充分,科学问题明确,调查或实验设计合理,研究记录规范、数据真实,统计分析正确,结果可靠。论文图表符合相关学科规范,论文撰写层次清晰,推理严谨、符合逻辑,语言简明流畅,格式符合学位授予单位的要求。
2.质量要求
硕士学位论文的研究成果应具备在生态学某一研究领域内有较新的理论发现或有较好的实际应用价值。

