普通生态学

大千世界，存在着各式各样的自然现象。从宏观视角看，这些自然现象可以概括为物理和生命现象两大类。前者包括自然界中非生命物质的变化和运动，如日月星辰、风雨雷电、声光电磁、火山地震、泥石流等，体现物质和能量的作用与迁移；后者则与生物体相关，包括从微观的生长代谢、遗传繁殖、变异进化，到宏观的物种及生物群落的形成与分布、动物行为与迁徙、生态系统演化等，反映生命系统与环境系统相互作用的过程和产物。生态学就是研究这些宏观生命规律和变化机制的科学，它在人类认识自然世界中承担着重要而艰巨的使命。

按照经典的定义，生态学是研究生物与环境关系的科学。虽然生态学这一科学术语诞生于19世纪中叶，但朴素的生态思想和生态实践很早就根植于人类祖先的基因中。早期人类在食物采集、狩猎、迁徙、居住地选择等方面的行为，实际上就是朴素生态思想的运用和体现。

科学层面的生态学研究，至少可以追溯到18世纪初。生物分类学家卡尔·林奈（Carl von Linnaeus）、生物地理学家亚历山大·洪堡（Alexander von Humboldt）、以及生物进化论的创立者查尔斯·达尔文（Charles Darwin）等先驱们的探索，为生态学的形成奠定了基石。

进入20世纪，生态学快速发展，一些重要概念（如生态系统、食物网、生态位、能量流动与物质循环）和重要理论（如种群密度理论、群落演替理论、能量传递10%定律、生物地球化学循环）相继产生。特别是，20世纪60年代国际生物圈计划（IBP）之后，生态学研究的深度和广度都得到了拓展，并逐渐成为指导环境保护、生态修复、资源管理和气候变化应对的科学基础。现代生态学已成为一门学科体系成熟、内涵丰富、多学科交叉、应用广泛的自然科学。

在如此背景下，早期生态学的概念和内涵已经不能满足人类认识和改造自然世界的需要，迫切要求建立与学科发展和社会需求相适应的科学内涵和学科体系。20世纪中叶生态学的代表人物尤金·奥德姆（Eugene E. Odem）曾定义，生态学是研究生态系统或大自然结构和功能的科学。受其影响，并考虑当今生态学的学科地位和重要性、以及在中国的应用实践，我们定义：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、保护和利用自然提供理论基础和解决方案。

生态学原属生物学的一个分支，与生物学同根同源，甚至可以说生物学的源头是生态学，因为早期的生物学研究主要靠肉眼观察自然世界，而这至今仍是生态学的经典研究方式。但自从有了显微镜之后，人类对生命世界的认识发生了根本变化，进入了可以观察生命体内部结构的时代。尤其是20世纪中期以来，伴随着分子生物学技术的进步，生命科学开始了向微观和宏观方向分化、并行发展的时代，逐渐形成了以分子生物学为代表的微观生物学和以生态学为主导的宏观生物学两大学科领域。特别是，我国从学科建设角度于2011年将生态学从生物学科中独立出来，成为与生物学相平行的一级学科。这为生态学的进一步发展提供了重要机遇。

生态学不仅是人类认识世界的自然观，也是保护和改造自然世界的实践论，是自然世界认识论和实践论的统一。生态学认识生命现象及其规律的主要观点可以概括为五点：一是层次观，即认为生命系统具有多样的结构层次；二是整体论，即从整体论的视角认识、理解不同层次的生命单元；三是系统论，即从系统的观点认识生命世界；四是演变论，即认为生命系统是处于不断变化、演进的；五是实践观，即生态学不仅认识宏观生命系统的规律，还要利用其知识服务于保护、利用和改造自然世界。在漫长的探索和发展过程中，生态学揭示了众多的自然规律、现象和机制，为人类丰富对大自然的认识、理解、利用和保护奠定了科学基础。

生态学知识的普及和学术发展离不开高水平的生态学教育，这就需要我们编写高质量的生态学教材。在长期教学和科研实践中，我们深感，虽然我国有多个版本、也有多种从国外引进的生态学教材，但缺乏能充分反映生态学内涵的博大精深、又体现我国生态环境特点和研究成就的本科生教科书。于是，多年前我们就开始推动生态学本科教材的编写工作。2023年初，教育部启动生物科学“101计划”，组织编写全国生物学核心课程教材。这与我们的初衷不谋而合，因此，我们早先谋划的《普通生态学》就自然地加入到这一系列教材的编写之中。

为编好教材，我们多次讨论和论证，也研究并吸收了国内外现有生态学教材的编写框架和体系，最终确定了本书的编写大纲、主要作者、编写原则和体例、篇幅和图表要求等等。本教材的编写原则是，既全面反映生态学的核心内容、重要概念、主要理论和观点，又要求语言简洁准确、结构合理清晰、图文并茂；既系统反映生态学的基本原理和一般特点，又体现中国的地域特色和典型案例。

为此，我们基于生态学的主要研究层次和应用性，确定了教材的内容框架，即由个体生态学、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学、景观与大尺度生态学以及生态学应用等6个部分组成，共包含21章。进一步地，按照“合适的人写合适的章节”的原则，确定了各章节的编写人员，他们都是来自教学和科研一线的教师和科研人员，也基本反映了目前国内在该领域的学术水平。

初稿完成后，我们三位主编阅读了所有章节，请作者进行了多次修改，并邀请多名专家对全书文稿进行了集中审读。在此基础上，三位主编对修改稿再次修改和统稿，并请作者再次修改。最后由方精云定稿。

通过上述努力，我们希望本教材能够把生态学的全貌、精髓和本质呈现给读者，冀希在内容上成为现今最好的本科生教材。读者将会发现，生态学原来是如此博大精深、充满趣味，又贴近现实生活。

相较于现有的国内外教材，本书有如下特色：

（1）在第1章“绪论”中，我们系统论述了生态学内涵及其演进、理论、方法以及与其他学科的关系，读者在开篇就能了解到生态学的全貌、核心内容和重要性。

（2）考虑到自然环境是生命演化和生态过程的主要驱动因子，在第2章中，我们较为全面地介绍了气候、土壤和地形等主要生态因子的基本特征和分布规律。

（3）生态学并不完全是象牙塔里的学问，它应该积极服务于人类进步和社会发展。因此，我们单列了“生态学应用”部分（即第六部分），系统梳理了生态学的主要应用方向，简要阐述了生态学在产业发展、环境保护和可持续发展等方面的应用实践。

（4）在整体结构上，教材清晰展示了生态学主要组织层次的核心内容和边界，又强调了各层次之间的联系；在内容上，有机展现了植物、动物和微生物三类生物体的生态学共性特征和相异点，力图启发学生用层次观、系统观、整体论和演进论认识自然世界。

（5）全书系统展示生态学的基本原理和普遍规律，在列举国外经典案例的同时，增加介绍国内典型案例和最新知识点；力求用图文并茂的形式和生动多样的举例，避免文字的枯燥罗列，增强教材的趣味性和可读性。

在编写、出版本书过程中，得到了总主编施一公先生、生物学科“101计划”秘书处、全体编写人员、各章节审稿专家以及高等教育出版社的大力支持和帮助。谢平、李博、王德利、段兴武等专家参与了集中审读工作。在此，谨向所有给予指导和支持的专家、老师致以诚挚的谢意，并对全体作者的辛勤付出表示衷心感谢。由于作者众多，各人写作风格各异，加之编写时间短促，书中难免存在疏漏和不足，请读者批评指正，以便在再版时修订。