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森林生态学的产生

媒体:数字中国  作者:数字中国
专业号:齐天 2010/1/27 9:11:02
1.进化论的理论基础
  从概念上考虑,海克尔 (1866)首先创造了“生态学”一词,他提出生态学是研究生物与环境相互关系的科学。我国著名生态学家孙儒泳(1987)在《动物生态学原理》一书中写到, 生态学也可以说是研究包括生物的形态、生理和行为的适应性,即Darwin的生存竞争中所指的各种适应性,而适应正是生态学的核心问题,由此看来,生态学与Darwin的进化论有着必然的联系,甚至有人认为进化论与生态学至少在以下三个方面是统一的:(1)生态学研究的都是进化的结果;(2)种是由种群组成的,种群的变化和种群间的相互作用影响物种的特征,包括物种变异和物种形成;(3)生态学家研究生命的死亡以及适应机制,而这正是进化的内容。进化正是生物与环境及生物与生物之间相互作用的结果(王智翔,1990)。
  达尔文提出:(1)生存竞争;(2)自然选择),海克尔1866年也反对上帝造人,向上帝挑战,同时发展了达尔文的理论,提出了第(3)条:生物改造环境。由此构成了生态学概念的另一种表达。生存竞争是生物与生物之间的相互关系,自然选择是环境对生物的作用,而生物改造环境是生物对环境的作用,可见上述三方面正是生态学概念的最基本内涵。达尔文的进化论与生态学有着十分密切的关系,是生态学产生的理论基础。自然选择和物种形成是一个真正的生态过程。
    我们知道,生物进化的动力或者进化的机制是自然选择,那些有变异的物种、种群或个体必须对周围生存环境表现一定的适应能力,适应者,继续生存,不适者自然淘汰,毫无疑问,这就是最典型的生物与环境关系的问题,属于生态学的范畴。即使在生态学有了巨大发展的今天,我们也毫不怀疑,经由自然选择而进化的理论是一个生态学理论。生态学的功能是阐明适应性,自然选择是一种生态现象,物种形成是一种真正的生态过程,达尔文进化论涉及更多的仍然是生物与环境关系的问题(McIntosh,1985)。海克尔和许多生态学家都把生态学归功于达尔文及其自然选择理论,把达尔文描绘成生态学命名前的伟大倡导者,并强调,生态学的任务是揭开适应之迷。进化论能简单地、没有矛盾地解释“生物与其环境关系”的因果机理,Harper(1967)认为达尔文的自然选择理论是一个生态学理论,竞争和由自然选择引起的死亡是自然选择的基础。所以可以说达尔文是生态学之父。

  2.科学实践基础
  要想了解生物与环境的关系,唯一办法就是去研究它,生态学普遍采取的研究方法有三个:观察、试验和模拟,其中观察是最简单也是最基础的研究方法。我们生态学的先驱无论他们是什么背景,来自那个国家,一个共同的特点就是长期的、大量的森林植被资源的考察,从达尔文到Clements无一例外。没有这种长期的考察不会出现进化论和形成森林生态学,考察地的自然景观和动植物世界丰富的多样性具有无穷奥秘,也揭示出复杂的植被与环境相互关系的最基本的原理,这些工作和这些著作,也是森林生态学的重要理论根据,是宝贵的理论财富。
  其实,提出生态学概念的Heakel 与进化论创始人Darwin有着不可分割的必然联系。我们先从Heakel 说起:Heakel 是德国动物学家,或博物学家,青年时代的Heakel 曾经学习医学,但主要志趣是研究动物学。由于达尔文《物种起源》一书对他的影响,使他成为德国以至于整个欧洲的著名的达尔文主义者。达尔文1859年《物种起源》一书传到欧洲大陆时,年轻的海克尔刚进入学术界。他即刻接受了达尔文的学说,并称赞达尔文“用一个伟大的、统一的观点来解释有机界的一切现象,并且用可以理解的自然规律来代替不可理解的奇迹。”海克尔正是在这个伟大的“统一观点”即进化思想的指引下,总结了古生物学、比较解剖学、个体胚胎学和比较胚胎学的丰富资料,建立了种系发生学(生物种系)的发展史,创立了生物进化的谱系树(McIntosh,1992)。
  海克尔在一些重大问题上也发展了达尔文的进化学说(McIntosh,1992)。例如,他提出生物发展的基本规律即重演律,用适应与遗传的相互作用论述生物进化的动力,这也是对进化论的一个贡献。十九世纪末,海克尔写了《宇宙之迷》一书,为他一生的科学工作做了一个哲学的总结,在这本书里,海克尔不仅对十九世纪自然科学的伟大成就,特别是对生物进化论,作了清楚的论述,并且依据当时科学的最高成就,对宇宙、地球、生命、物种、人类起源和发展问题进行了认真的探讨。
  达尔文的进化论与生态学有着十分密切的关系。我认为是对自然资源的和对生物多样性的探索才使达尔文形成完整的进化思想,是进化论产生的直接原因。达尔文从幼年就酷爱户外世界,他说自己是“天生的自然主义者”,当他完成剑桥大学的学业时,也已是一个合格的博物学家了。尤其是1931年12月27日至1936年10月2日,乘Beagle号长达5年的科学考察,使他能够提出进化论,成为一个伟大的科学家。对大自然和生物界的细致考察使他能够重新认识世界,抛弃天生万物的信念,建立了生存竞争和生态适应的理论。这在当时十九世纪中叶,不能不说是最有影响的知识巨变和革命。自然选择导致物种进化,进化论的提出也为生态学的产生奠定了基础(McIntosh,1992)。
那么,我们要问这些人为什么要不惜一切代价,到世界上最艰苦、最危险的地区去考察?我们认为这是社会的需要和经济发展的需要。因为,在19世纪中叶,欧洲是工业文明对发达的地区,生产力的高度发展,人民生活水平的提高,使得当地资源迅速枯竭,为此他们必须向外扩张,向其它地区寻找资源。那么什么地方能找到资源,什么环境条件下容易获得资源成为人们努力研究的方向。可见,资源的寻找与资源的掠夺是生态学产生的重要条件。

  3.森林生态学的奠基人
  其实,几乎与海克尔、达尔文同时代,还有很多做森林植被研究的人,他们像达尔文一样有着对大自然的无穷乐趣,并努力探索自然界的真谛,是森林生态学形成的重要奠基人。布鲁士人Alexand Humboldt(1769-1859)是一位杰出的博物学家,当达尔文第一次见到“大名鼎鼎”的Humboldt时也感到很荣幸(达尔文 毕黎译,1998),Humboldt大学毕业后去南美的古巴、墨西哥等做植被考察,历时5载,然后转到法国,写出不朽之作 Voyage aux régions équinoxiales(热带旅游)30卷,书中首次提出群丛和外貌的概念。Alphonse de Candolle (1806-1893),Humboldt 的学生,法国植物分类学家,他继续在Humboldt工作的基础上进行植被研究,于1855年发表《植物地理学》一书,该书是对当时地理学和植物分布学知识的总结。丹麦哥本哈根大学教授Warming (1841-1924),荷兰人,用3年时间到巴西调查,收集2600多种植物标本,撰写了“以植物地理学为基础的植物分布学”,对Humboldt之后的植被学知识进行总结,进一步提出群丛的概念。Schimper (1856-1901), 德国植物学家,在热带地区作过大量的研究工作,著有“以生理学为基础的植物地理学”一书。 时间进入十九世纪后期,又出现三位杰出的生态学家,Clements,Brun-Blanquet和 Tansley 等,他们关于演替的研究、特征种的研究以及生态系统的研究,构成了生态学完整的理论体系,是生态学从诞生到成熟的转折点和里程碑。

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