提要：自有人类文明史以来，一切文明的共同基础是生态文明。这一基本观点是贯穿全书的中心思想。生态要素、生态系统、生态循环及生态平衡等都是人类社会赖以进化的根基，在社会生产力中具有重要的地位与作用。尽管在我国古代文献上没有出现“生态”这个词汇，但是浩瀚的考古史料证明，中华文明史是一部不断认知生态原理的历史。国外古代生态思想，与中国古代生态思想相比，既有共同之处，又有区别。首先，国外古代生态思想，是以西方的古希腊哲学界为代表的自然有机论、大宇宙与小宇宙论以及天人感应论为标志。这些思想大多反映在哲学家的书本里。而中国古代生态思想则与平民的生存、生产与生活实践紧密联系。其次，中国古代生态思想的历史渊源长于国外。例如，最新考古资料证明，系统体现中国古代城市建筑生态风格的考古发掘实物已有8 000多年历史，而国外这方面的考古实物、史料要比中国晚得多。第三，中国的古代生态思想被系统、完整地继承下来，直至今天仍然广泛地影响着人们的生产、生活和文化艺术。现代生态理论产生于20世纪3O年代，是可持续发展战略的基础理论。实践证明，只有遵循自然生态规律，才能实现人口、资源、环境和经济社会的协调持续发展。
据考证，约在35亿年前，地球上诞生了原始生命体。从那时起，逐渐演变出勃勃生机的地球生态系统。在300多万年前，地球生物圈又发生一次“生态”革命，直立的古人类诞生了!从此，人类就依存生态，改造生态，与地球生态系统一起进化、生存、发展。在逐渐走向生态文明的自由王国的征途上，人类对生态的理念、行为有过重大失误；在向大自然索取并缴纳昂贵学费的同时，也积累了宝贵的经验。由此可以毫不夸张地说：一部人类文明史也就是一部自然生态的演变史。
第一节 什么是生态
一、生态概念的提出
在生机盎然的大自然中，繁衍着无数的生物。既有各种各样的高等植物和动物，又有无数肉眼看不见的微生物；既有高达几十米的参天大树，又有依附在地面的地衣、苔藓；既有飞翔在云端的猎鹰，又有生活在地下的鼠类。尤其是浩瀚的大海，各种生物更是千姿百态，至今仍有许多未解之谜。大自然的这些植物、动物和微生物的分布，表面上看起来似乎杂乱无章，但实际上却是井然有序，它们都遵循着生态规律，生存演化在适合于自己的特定环境中。
生物与环境因素的相互关系就是生态，研究这些关系的学科被称为生态学。是谁最早探索生物与环境之间的生态关系?我们只能从考古发现与资料中去寻找答案。甘肃秦安大地湾遗址考古向世人宣告，有据可考的华夏文明已有8 000～10 000多年的历史。秦安大地湾遗址考古史料证明，8 000多年前我们的先民们就创造了文字，有了旱作农业文明，建设了令当代人都赞叹不已的人居生态，绘出了盘古开天多彩的画面，制造出世界上最早的彩陶，建筑了人类“原始会堂”，设计出“城镇化”的建筑群等。这些考古证据说明，中华民族的祖先们是生态理念的最早实践者。
从生态学科理论演化的角度，德国动物学家海克尔于1865年提出生态这个词。他认为动物对于无机和有机环境所具有的关系就叫做生态。1895年植物生态学创始人瓦尔明奠定了植物生态学的基础。1935年英国生态学家坦斯利提出生态系统的概念，即：有机体必然与它们的环境形成一个自然生态系统。许多科学家虽然没有使用生态或生态系统这个词，但都从不同角度为这一学科的发展做了大量的研究工作，并且取得了相当多的成果。这里就不——赘述。
二、生态概念的内涵
生物系统与环境系统构成的结构与功能单元称作生态系统。生物系统包括植物、动物、微生物；环境系统包括有机环境与无机环境。有机环境包括有生命的有机体、死亡的生物个体以及有机质等。从宏观上看，环境也包括星际环境，如太阳系中的引力，特别是地球、月亮和太阳之间的星际关系。随着当代科学技术的发展和环境问题的出现，生态学正在向分子生态学的领域扩展。
生态科学借用了经济学的概念，把能进行光合作用的绿色植物和蓝色、绿色藻类叫做生产者，把所有动物叫做消费者，把微生物叫做分解者。所有的生物之间以及生物与环境之间，通过这种能量和营养关系构成了一个整体，由此形成了一个无限循环的自然物质的合成与分解过程。
从生态学分类上看，还包括下述生态学科：
1．种群生态
单一物种与周围环境形成的关系叫做种群生态。一般说来，自然界里这种只有一个种群生存的自然地域较少存在。而在人工生态系统中，以技术的力量实施人工控制，力图选育单一种群优势的情况却比比皆是。例如，大面积单一品种农作物种群的农田生态，或者某些完全由人工控制的示范农田生态，其中只有一种作物生长，主要是为了经济产量或为了某种科学目的的试验。
2．群落生态
由多个种群共聚形成的生态单元叫做群落生态。自然界中的多种群生态是普遍存在的形式。在人工生态中，为了达到社会、经济等优化目标，经常利用表1-1中的种群关系，以便配置多种群的生物群落。例如农业中的多种作物之间的立体配置是典型的农业生态群落。
3．系统生态
自然群落由不同种类的生物种群构成，它们与特定的地理环境条件相结合，构成生态系统。例如，森林群落是由各种不同种的乔木、灌木、草本植物，以及各种动物组成。由于生物种类繁多，群落形成了一个较独立的能量和营养循环单位。但在两个相互独立的群落之间，仍然有着能量和物质交换关系。例如，森林与草原群落之间，陆地群落和海洋群落之间也有物质、能量的交流关系，等等。
4.微生物生态
自然界中广泛存在着由多个微生物种群构成的“微生态系”、微生物群落和由某一优势微生物种群自我控制的生态关系。
5．环境要素之间的相互关系——环境生态
例如，气候中的光照、热量、积温、降水之间，以及土壤中有机质、土壤通透性、土壤团粒结构与其含水量等要素之间的关系，对植物生长有着直接重大的影响。所以，研究生态不能不研究环境要素之间的相互关系。在水循环方面尤为典型。海洋控制着全球水的大循环，陆地上的地表水、地下水与土壤含水的下渗水构成水的中循环和无数的小循环。这些中小循环又参与到海洋-陆地之间的大循环。在循环过程中，动力来自于太阳能和星际之间的引力。一般地讲，创造良好的环境要素组合必须依靠环境工程、生物技术的相互结合。例如，使用有机肥、菌肥，冬季的温室大棚，高寒地区的塑料薄膜覆盖，滴灌、喷灌工程，水利工程等，都属于调节、改善土壤与小气候环境条件，以利于农业的高产、优质。
6．人类与生态的关系——人类生态
研究人类与环境相互关系的学科是人类生态学。该学科主要研究人的吃、穿、居和行等活动与环境的相互关系。凡是有人类聚居的地方，都是自然-社会-经济的复合结构功能体。这种复合关系是以人类为主体的生态系统。要根本改造和优化环境条件，必须实施大型生态建设工程。例如，2 200多年前的都江堰水利工程，至今仍然发挥显著的经济效益、社会效益和生态效益。
从学科分类讲，自然界还存在着人工生态系统、生态经济系统、环境工程系统、生态工程系统等，由于分布在本书相关内容中，这里不作具体介绍。
三、种群生态关系的模拟例证
表1-1以两个种群的相互关系为例,列举出两个种群间的生态关系。表中的符号“O”表示中性，既无利也无害；“＋”号表示有利，“－”表示有害或抑制。
表1-1中的第一种关系表示两个种群的中性关系。第二、三种关系的实质是生物种群之间对资源环境的竞争关系。当资源有限制时，种群之间对环境资源尤为敏感，相互之间表现为竞争和抑制。第四种关系，由于资源与环境的限制，或者两个种群之间有一个是弱势种群，因而受到抑制。第五种生态关系表示寄生植物或寄生动物对于被寄生者的关系。第六种是指大型肉食动物捕食草食动物或捕食小型肉食动物。例如，猫捕食老鼠，狮子捕食羚羊等。第七种关系，两个种群生活在同一生态空间，对一方无害，对另一方有利．例如，固氮菌与豆科作物、豆科作物（如大豆）与其他作物（如玉米）之间，固氮菌与豆科作物共生互利，大豆根瘤菌固氮有利于玉米生长发育，当它们分离后，则互相可以独立生存。第八种关系，例如，豺与更大型的肉食动物的关系，当狮子捕猎时，它总是跟随其后，以便从中不劳而获。但狮子与豺之间的这种生态关系，不是必然存在的。第九种是人们最熟悉的互利共生关系，也是运用最多的生态关系。例如，蚂蚁和蚜虫，蚂蚁食用蚜虫分泌的略带甜味的液体。冬季，蚂蚁把蚜虫叼到自己的洞穴避寒，待来年再把其带回春暖花开的地面。所以，消灭蚜虫不止喷洒农药这一种途径，切断蚂蚁与蚜虫的生态关系或许更有效。
表1-1只是列出一些最简单的和最常见的两个种群之间的生态关系。大千世界，生态关系相互交错，千丝万缕，极为复杂。但仅仅这9种关系也足以说明，生态关系是人类建设自己美好家园必须遵守的客观规律。不论哪一种关系，都可以应用到产业发展的实践中。例如，利用种群间的相克关系进行生物防治，减少化学药物的使用量，可达到生态治理的多赢目标；运用相生关系进行生物固氮或生物肥料的生产，进行农业资源的综合利用，则可达到经济、社会和生态的多效益目标。
四、生态要素及其地位
不论是植物、动物，还是微生物，抑或是光、热、水、土、气等各种环境因子，它们在维持自然生态平衡和促进人类社会的可持续发展中，其意义都很重大。为了保持生物多样性，必须保持环境的多样性，这样才有利于生态关系的良性化。此外，各种生物还有着重要的科研、经济、产业和社会意义。例如，只有发展动物饲养业，才能发展动物加工等多样化的产业；只有维护生物多样性，才有利于实现可持续发展的战略目标。
生态要素是社会生产力的物质基础。例如，具有自然生产力的土地是农业不可替代的基本生产资料。生态生产力可分为生物生产力和环境生产力以及生态系统生产力。说生态具有生产力，实际上是指生物与环境的有机组合才具有更强大的生产力。生物生产力的实质是生物的生命活力与环境诸要素优化配置的合力。在完全自然条件下，经过长时间的自然选择，一定的生物要素、环境要素以及生物与环境诸要素之间的自然组合，是最优的生态组合与配置。例如，产量最高、品质最优的茶叶必然生长在酸性土壤，并且有云雾缭绕、湿润凉爽的自然环境与之相配合，再加上科学管理，才能达到生态、经济与社会效益相统一的目标。生态要素的类别见图1-1。
优质、优价是一条尽人皆知的农业经济原理，但如果农作物种植在不适宜的生态系统中，即使有好的品种也生产不出高品质的农产品，达不到高收益的经济目标。从这个意义上讲，生态规律是第一性的，经济规律是第二性的。实现可持续发展必须十分注意这一点，即必须同时调控好生物与环境之间的自然再生产与社会再生产。环境是不可替代的生产力要素，它具体表现为土壤的肥力（自然与经济肥力）、气候的适宜性（自然的与经济控制的）、水资源的供给（自然降雨与经济灌溉）和地理位置等。所有这些，都包含自然和经济两个方面的生产力要素在内。
