生態學概述 1-1
生態學是研究生物與環境互動的科學，生態學（ecology），包含了eco與ology，分別代表家（home）及學問（study）的意思，為研究生物個體與其所處自然環境兩者間的一門科學。生物與自然界環境關係錯綜複雜，藉由對生態學的研究，歸納出一些原則與條理，進而知道生物體如何調適以適應環境的變化，以及預測環境改變後對生物的影響。
生態學的歷史
1. 生態學建立的前期：由西元前2世紀到16世紀的歐洲文藝復興時期。特點是認識到生物和季節、氣候以及生物和生物之間的關係，在一些著作中記載了生態學的基本知識。
2. 生態學的成長期：從16世紀到20世紀1940年代。特點是提出生態學名詞並建立了生態學。
3. 現代生態學的發展期：從描述性科學走向實驗科學研究，重點從個體水準轉移到族群和群落，進而發展至以生態系統研究為中心的生態學原理。
依傳統的分類法，可將生態學分為兩大領域：
1. 個體生態學：研究各生物體與環境之關係，包括個體與族群的生態學，如生理生態學、行為生態學、族群生態學等。
2. 群體生態學：研究生物群體與環境之關係，亦即以多個生物種的族群為探討對象，如群落生態學、生態系生態學。
生態系的概念
生態系就是在一定時間和空間內，生物與其生存環境，以及生物與生物之間相互作用，彼此經由物質循環、能量流動和訊息交換，形成的一個不可分割的自然整體。
生物包括多種生物的個體、族群和群落，其生存環境包括光、熱、水、空氣及生物等因子。生物與其生存環境各組成部分之間並不是孤立存在的，也不是靜止不動或偶然聚集在一起的，它們息息相關、相互關聯、相互制約，有規律地組合在一起，並處於不斷變化之中。
各個生態因子不僅本身作用，且相互間發生作用，既受周圍其他因子的影響，反過來又影響其他因子。其中一個因子發生了變化，其他因子也會產生一系列的連鎖反應。因此，生物因子之間、非生物因子之間，以及生物與非生物因子之間的關係是錯綜複雜的，在自然界中構成一個相對穩定的自然綜合體。
現代生態學一般分為兩大類
1. 理論生態學（theoretical ecology）：理論生態學研究生命系統、環境系統和社會系統相互作用的基本規律，建立關係模型，並據此預測系統的未來發展變化。
2. 應用生態學（applied ecology）：將理論生態學研究所得到的基本規律和關係應用到生態保護、生態管理和生態建設的行動中，使人類社會推行符合自然生態規律的措施，達到人與自然和諧相處及永續發展。
生態學的研究內容 1-2
分子生態學（molecular ecology）
以分子生物學方法（主要是分子遺傳標記檢測）研究分子進化、族群遺傳、物種形成與進化等生態學效應與規律。這是生態學走向微觀發展的重要領域。
個體生態學（autecology）
以生物個體為研究對象，探討生物與環境之間的關係，特別是生物對環境的適應性及其原理。藉由控制條件下的實驗研究，檢驗生物對各種環境因子的要求、耐受和適應範圍。個體生態學的核心是生理生態學，在現代生態學理論和應用中的重點。
族群生態學（population ecology）
研究棲息於同一地區，同種生物個體的集合體所具有的特性，包括族群的年齡組成、性比例、數量變動與調節等及其與環境的關係。研究族群生態學有利於保護和利用生物資源，以及防治有害生物。
群落生態學（community ecology）
群落生態學研究棲息於同一地域中所有族群集合體的組合特點、他們之間及其與環境之間的相互關係、群落的形成與發展等。自然環境的保護和生物多樣性維護有賴於對群落生態學的研究。
生態系統生態學（ecosystem ecology）
生態系統是生物群落與其棲息環境相互作用所構成的自然整體。生態系統生態學主要是研究特定環境中的生物組成特徵，以及系統的能量流動、物質循環和調節機制，是現代生態學的主流與核心。
景觀生態學（landscape ecology）
以具有相互作用的生態系統的集合所組成的景觀層次為研究對象稱為景觀生態學。景觀生態學的研究內容包括景觀結構（景觀組成單位、空間關係及形成機制）、景觀生態過程（景觀要素之間的相互聯繫方式與相互作用，包括物流、能流等）、景觀動態（景觀結構與生態過程隨時間而變化的特點與規律）及景觀資源的保護與管理。
生物圈生態學（biosphere ecology）
生物圈（biosphere）或稱生態圈（ecosphere）是地球上全部生物及與之發生相互作用的物理環境的總和。其範圍大體上包括大氣圈的下層、岩石圈的上層，以及整個水圈和土圈。
生態學的研究方法
1. 原地觀測：指在自然界原棲地對生物與環境關係進行考察。包括野外考察、定位長期觀測和原地實驗等不同方法。
2. 受控實驗：在模擬自然生態系統的受控生態實驗系統中，研究單項或多項因子相互作用，及其對族群或群落影響的方法技術。
3. 生態學的綜合方法：指對原地觀測或受控生態系統實驗的大量資料和資料進行綜合歸納分析，研究各種變數之間的關係，反應生態規律性的方法技術。
生態學發展趨勢 1-3
以往生態學研究主要是以生物為主，研究各種自然環境中的生態現象和規律，很少涉及人類活動對自然界的影響。第二次世界大戰以後，隨著人口增長和生產活動增強對環境與資源造成極大的壓力，人類迫切需要以生態學原則來調整人與自然、資源及環境的關係，必須在發展經濟和保護生存環境之間，得到協調和永續發展。因此，現代生態學發展至今，不僅是生物科學中揭示生物與環境相互關係的一門學科，而已成為指導人類對自然的行為準則的一門學科。
現代生態學具有以下幾個特點
1. 在研究層次和尺度上逐漸由個體—群落—生態系統，向區域—國家—全球規模轉變。
2. 在研究對象上由傳統以自然生態系統為主，逐漸向自然－社會－經濟複合生態系統轉變。
3. 研究目的的轉變：現代生態學從學術走向社會，可操作性和實用性加強。
4. 在研究方法方面，由傳統的蒐集、觀測、描述、統計到現代的全球生態網路和「3S」技術的廣泛應用。
5. 研究層面擴大：由獨自研究到大範圍多層面的合作、全球性和合作性研究。 這是由於現代生態學日益拓展的時空尺度擴大的關係。
現代生態學研究具有明顯的時代特色，它除保持原有的研究領域外，還出現了新的研究方向和熱點問題，包括全球變化、可持續發展、生物多樣性、濕地生態學、景觀生態學、脆弱與退化生態學、恢復與重建及保護生態學、生態系統健康、生態工程與生態設計、生態經濟與人文生態學等新興的研究領域。
1972年由聯合國教科文組織正式通過的《人與生物圈計畫》（Man and the Biosphere Programme），主要研究人類各種活動對生物圈各類生態系統的影響。1986年的《國際地圈—生物圈計畫》（International Geosphere-Biosphere Programme），目的在於瞭解控制整個地球生態系統的物理、化學和生物學作用過程。
美國生態學會於1991年發表了《可持續的生物圈動議》（Sustainable Biosphere Initiative）報告，提出以下三個方面是優先研究的領域：
1. 全球變化（global change）：包括氣候、大氣、陸地和水域變化的生態學原因和後果。
2. 生物多樣性（biodiversity）：決定生物多樣性的生態因子和保護生物多樣性的意義，全球性和區域性變化對生物多樣性的影響。
3. 可持續的生態系統（sustainable ecosystem）：探討可持續生態系統的生態學原理和策略，以及受損生態系統的恢復與重建的原理和技術。
以上三個優先研究領域說明了生態學優先發展的領域和當前急需解決的問題。解決人類面臨的生態危機在科學上並不僅僅取決於生態學的發展，同時還需要其他自然科學、社會科學的發展，特別是政府管理部門的決策。但生態學所具備核心的作用和具有特殊的意義，是生態學本身的性質所決定的。
生態學是研究生物與環境互動的科學，生態學（ecology），包含了eco與ology，分別代表家（home）及學問（study）的意思，為研究生物個體與其所處自然環境兩者間的一門科學。生物與自然界環境關係錯綜複雜，藉由對生態學的研究，歸納出一些原則與條理，進而知道生物體如何調適以適應環境的變化，以及預測環境改變後對生物的影響。
生態學的歷史
1. 生態學建立的前期：由西元前2世紀到16世紀的歐洲文藝復興時期。特點是認識到生物和季節、氣候以及生物和生物之間的關係，在一些著作中記載了生態學的基本知識。
2. 生態學的成長期：從16世紀到20世紀1940年代。特點是提出生態學名詞並建立了生態學。
3. 現代生態學的發展期：從描述性科學走向實驗科學研究，重點從個體水準轉移到族群和群落，進而發展至以生態系統研究為中心的生態學原理。
依傳統的分類法，可將生態學分為兩大領域：
1. 個體生態學：研究各生物體與環境之關係，包括個體與族群的生態學，如生理生態學、行為生態學、族群生態學等。
2. 群體生態學：研究生物群體與環境之關係，亦即以多個生物種的族群為探討對象，如群落生態學、生態系生態學。
生態系的概念
生態系就是在一定時間和空間內，生物與其生存環境，以及生物與生物之間相互作用，彼此經由物質循環、能量流動和訊息交換，形成的一個不可分割的自然整體。
生物包括多種生物的個體、族群和群落，其生存環境包括光、熱、水、空氣及生物等因子。生物與其生存環境各組成部分之間並不是孤立存在的，也不是靜止不動或偶然聚集在一起的，它們息息相關、相互關聯、相互制約，有規律地組合在一起，並處於不斷變化之中。
各個生態因子不僅本身作用，且相互間發生作用，既受周圍其他因子的影響，反過來又影響其他因子。其中一個因子發生了變化，其他因子也會產生一系列的連鎖反應。因此，生物因子之間、非生物因子之間，以及生物與非生物因子之間的關係是錯綜複雜的，在自然界中構成一個相對穩定的自然綜合體。
現代生態學一般分為兩大類
1. 理論生態學（theoretical ecology）：理論生態學研究生命系統、環境系統和社會系統相互作用的基本規律，建立關係模型，並據此預測系統的未來發展變化。
2. 應用生態學（applied ecology）：將理論生態學研究所得到的基本規律和關係應用到生態保護、生態管理和生態建設的行動中，使人類社會推行符合自然生態規律的措施，達到人與自然和諧相處及永續發展。
生態學的研究內容 1-2
分子生態學（molecular ecology）
以分子生物學方法（主要是分子遺傳標記檢測）研究分子進化、族群遺傳、物種形成與進化等生態學效應與規律。這是生態學走向微觀發展的重要領域。
個體生態學（autecology）
以生物個體為研究對象，探討生物與環境之間的關係，特別是生物對環境的適應性及其原理。藉由控制條件下的實驗研究，檢驗生物對各種環境因子的要求、耐受和適應範圍。個體生態學的核心是生理生態學，在現代生態學理論和應用中的重點。
族群生態學（population ecology）
研究棲息於同一地區，同種生物個體的集合體所具有的特性，包括族群的年齡組成、性比例、數量變動與調節等及其與環境的關係。研究族群生態學有利於保護和利用生物資源，以及防治有害生物。
群落生態學（community ecology）
群落生態學研究棲息於同一地域中所有族群集合體的組合特點、他們之間及其與環境之間的相互關係、群落的形成與發展等。自然環境的保護和生物多樣性維護有賴於對群落生態學的研究。
生態系統生態學（ecosystem ecology）
生態系統是生物群落與其棲息環境相互作用所構成的自然整體。生態系統生態學主要是研究特定環境中的生物組成特徵，以及系統的能量流動、物質循環和調節機制，是現代生態學的主流與核心。
景觀生態學（landscape ecology）
以具有相互作用的生態系統的集合所組成的景觀層次為研究對象稱為景觀生態學。景觀生態學的研究內容包括景觀結構（景觀組成單位、空間關係及形成機制）、景觀生態過程（景觀要素之間的相互聯繫方式與相互作用，包括物流、能流等）、景觀動態（景觀結構與生態過程隨時間而變化的特點與規律）及景觀資源的保護與管理。
生物圈生態學（biosphere ecology）
生物圈（biosphere）或稱生態圈（ecosphere）是地球上全部生物及與之發生相互作用的物理環境的總和。其範圍大體上包括大氣圈的下層、岩石圈的上層，以及整個水圈和土圈。
生態學的研究方法
1. 原地觀測：指在自然界原棲地對生物與環境關係進行考察。包括野外考察、定位長期觀測和原地實驗等不同方法。
2. 受控實驗：在模擬自然生態系統的受控生態實驗系統中，研究單項或多項因子相互作用，及其對族群或群落影響的方法技術。
3. 生態學的綜合方法：指對原地觀測或受控生態系統實驗的大量資料和資料進行綜合歸納分析，研究各種變數之間的關係，反應生態規律性的方法技術。
生態學發展趨勢 1-3
以往生態學研究主要是以生物為主，研究各種自然環境中的生態現象和規律，很少涉及人類活動對自然界的影響。第二次世界大戰以後，隨著人口增長和生產活動增強對環境與資源造成極大的壓力，人類迫切需要以生態學原則來調整人與自然、資源及環境的關係，必須在發展經濟和保護生存環境之間，得到協調和永續發展。因此，現代生態學發展至今，不僅是生物科學中揭示生物與環境相互關係的一門學科，而已成為指導人類對自然的行為準則的一門學科。
現代生態學具有以下幾個特點
1. 在研究層次和尺度上逐漸由個體—群落—生態系統，向區域—國家—全球規模轉變。
2. 在研究對象上由傳統以自然生態系統為主，逐漸向自然－社會－經濟複合生態系統轉變。
3. 研究目的的轉變：現代生態學從學術走向社會，可操作性和實用性加強。
4. 在研究方法方面，由傳統的蒐集、觀測、描述、統計到現代的全球生態網路和「3S」技術的廣泛應用。
5. 研究層面擴大：由獨自研究到大範圍多層面的合作、全球性和合作性研究。 這是由於現代生態學日益拓展的時空尺度擴大的關係。
現代生態學研究具有明顯的時代特色，它除保持原有的研究領域外，還出現了新的研究方向和熱點問題，包括全球變化、可持續發展、生物多樣性、濕地生態學、景觀生態學、脆弱與退化生態學、恢復與重建及保護生態學、生態系統健康、生態工程與生態設計、生態經濟與人文生態學等新興的研究領域。
1972年由聯合國教科文組織正式通過的《人與生物圈計畫》（Man and the Biosphere Programme），主要研究人類各種活動對生物圈各類生態系統的影響。1986年的《國際地圈—生物圈計畫》（International Geosphere-Biosphere Programme），目的在於瞭解控制整個地球生態系統的物理、化學和生物學作用過程。
美國生態學會於1991年發表了《可持續的生物圈動議》（Sustainable Biosphere Initiative）報告，提出以下三個方面是優先研究的領域：
1. 全球變化（global change）：包括氣候、大氣、陸地和水域變化的生態學原因和後果。
2. 生物多樣性（biodiversity）：決定生物多樣性的生態因子和保護生物多樣性的意義，全球性和區域性變化對生物多樣性的影響。
3. 可持續的生態系統（sustainable ecosystem）：探討可持續生態系統的生態學原理和策略，以及受損生態系統的恢復與重建的原理和技術。
以上三個優先研究領域說明了生態學優先發展的領域和當前急需解決的問題。解決人類面臨的生態危機在科學上並不僅僅取決於生態學的發展，同時還需要其他自然科學、社會科學的發展，特別是政府管理部門的決策。但生態學所具備核心的作用和具有特殊的意義，是生態學本身的性質所決定的。
