A. 生态学模型建立的一般步骤以及一般方法是什么
简单来说，包括四个部分：建立概念模型，建立定量模型，模型检验，模型应用。 建立生态数学模型的方法一般认为至少有两种途径： 一种是分室方法，用以研究生态系统中各分室的物质与能量的流动，并给出定量的表示。 一种是实验组成成分法，主要用于复杂生态系统的生态过程(如捕食，竞争等)的分析。 以下是生态建模的一般过程示意图： 可以概括如下： 模型准备 首先要明确地定义所研究的问题，确定建模目的，确定系统边界，确定模型的组分（输入和输出变量，初始和驱动变量，参数，时空尺度），建立流程图。了解问题的实际背景，明确建模的目的搜集建模必需的各种信息如现象、数据等，尽量弄清对象的特征,由此初步确定用哪一类模型，总之是做好建模的准备工作．情况明才能方法对，这一步一定不能忽视，碰到问题要虚心向从事实际工作的同志请教，尽量掌握第一手资料. 模型假设 根据对象的特征和建模的目的，对问题进行必要的、合理的简化，用精确的语言做出假设，可以说是建模的关键一步．一般地说，一个实际问题不经过简化假设就很难翻译成数学问题，即使可能，也很难求解．不同的简化假设会得到不同的模型．假设作得不合理或过份简单，会导致模型失败或部分失败，于是应该修改和补充假设；假设作得过分详细，试图把复杂对象的各方面因素都考虑进去，可能使你很难甚至无法继续下一步的工作．通常，作假设的依据，一是出于对问题内在规律的认识，二是来自对数据或现象的分析，也可以是二者的综合．作假设时既要运用与问题相关的物理、化学、生物、经济等方面的知识，又要充分发挥想象力、洞察力和判断力，善于辨别问题的主次，果断地抓住主要因素，舍弃次要因素，尽量将问题线性化、均匀化．经验在这里也常起重要作用．写出假设时，语言要精确，就象做习题时写出已知条件那样． 模型构成 根据所作的假设分析对象的因果关系，利用对象的内在规律和适当的数学工具，构造各个量(常量和变量)之间的等式(或不等式)关系或其他数学结构．这里除需要一些相关学科的专门知识外，还常常需要较广阔的应用数学方面的知识，以开拓思路.当然不能要求对数学学科门门精通,而是要知道这些学科能解决哪一类问题以及大体上怎样解决．相似类比法，即根据不同对象的某些相似性，借用已知领域的数学模型，也是构造模型的一种方法．建模时还应遵循的一个原则是，尽量采用简单的数学工具，因为你建立的模型总是希望能有更多的人了解和使用,而不是只供少数专家欣赏. 建立定量模型 （或概念模型的定量化）： 选择模型类型，建立模型（确定变量间的函数关系）， 参数估计和校准（calibration），编写计算机程序，模型确认（model verification）：仔细检查数学公式和计算机程序，撰写模型文档资料。 模型求解 可以采用解方程、画图形、证明定理、逻辑运算、数值计算等各种传统的和近代的数学方法，特别是计算机技术． 模型分析 对模型解答进行数学上的分析，有时要根据问题的性质分析变量间的依赖关系或稳定状况，有时是根据所得结果给出数学上的预报，有时则可能要给出数学上的最优决策或控制，不论哪种情况还常常需要进行误差分析、模型对数据的稳定性或灵敏性分析等． 模型检验 把数学上分析的结果翻译回到实际问题，并用实际的现象、数据与之比较，检验模型的合理性和适用性．这一步对于建模的成败是非常重要的，要以严肃认真的态度来对待．当然，有些模型如核战争模型就不可能要求接受实际的检验了．模型检验的结果如果不符合或者部分不符合实际，问题通常出在模型假设上，应该修改、补充假设，重新建模．有些模型要经过几次反复，不断完善，直到检验结果获得某种程度上的满意． 模型时空延扩 ：把建立好的模型在时间和空间尺度进行扩展 模型应用 ： 应用的方式自然取决于问题的性质和建模的目的。 模型运行和评价 Levins(1966)曾提出组建数学模型的三条标准： ⑴真实性，模型的数学描述要符合生态系统实际； ⑵精确性，是指模型的预测值与实际值之间的差异程度， ⑶普遍性，即模型的适用范围和广度。 实际中，一个模型要同时满足这三条标准是十分困难的，Walters对此做了较精辟的论述，同时还介绍了两个与真实性和普遍性有关的指标，即分辩率(resolution)和完整性(wholeness)。这两个概念分别由Bledsoe和Jamieson(1969)及Holling(1966)提出的。 总之，并不是所有建模过程都要经过这些步骤，有时各步骤之间的界限也不那么分明．建模时不应拘泥于形式上的按部就班，在实际建模过程中可以灵活采取。
B. 生态学实验“伪重复”设计
近期写作研究方案，导师问：取样的数据能否代表这个样地情况？一脸懵逼，我并没有严格论证。写作研究方案的时候常常思路混乱，因为想要解决的问题太多，要用同一套地方，又要考虑实验的工作量，许多问题搅在一起，这锅粥就不好喝了。
以下主要内容源自 汪诗平. 生态学试验设计与解释中的常见问题[J]. 生态学报, 2009, 29(7):3901-3910.
试验是把处理因素的效应与干扰因素的效应区分开的过程，控制干扰因素，重复处理效应。一个“好”的试验，统计检验的显着差异可证明处理效应存在，而一个“坏”的试验，统计检验的显着差异本身并不能证明处理效应的真实存在。如果要做统计检验，必须符合统计检验的前提条件：独立性、重复数据。
生态学试验设计中的常见问题：1. 处理效应无重复，将试验单位内的若干抽样当做重复，伪重复（Pseudoreplication）1984Hurlbert提出。2.试验有重复，但干扰因素不是以随机的方式影响各处理，各试验单位没在统计学上相互独立，把对同一对象的前后多次测量当做重复。3.把处理组分别设置在生态梯度的两端。
两块不同处理的样地上的多次取样，误认为是重复取样，其实处理的重复只有一次，
step1 处理本身被重复=====前提是试验单位要独立，控制干扰因素，确定处理因素，对处理因素进行重复
step2 每组处理下（即试验小区内）抽样的重复====抽样越多越精确，目的在于估计每一个处理小区的“真实值”。
e.g. 比较4个林分类型凋落物量以及组成的差异，但每个林分类型只选取了一个样地作为“代表”，虽然样地内设置n个收集框，但林分类型（处理）只重复1次，样地内收集框只是在step2的抽样重复，在不停地接近“真实值”。 应该增加林分类型的样地数量。
思考：明确处理因素和预测干扰因素，来设计试验，时刻追问自己处理因素有重复吗？干扰因素有没有随机的作用到你的各组试验单位上？每组处理是不是相互独立？
上个例子也符合本条。
反复错误往往出现在试验单位没有相互独立，把对同一对象的多次测定结果当做重复。如对一试验小区在时间序列上反复抽样并测定，但处理并未独立。wrong
思考：明确处理因素和预测干扰因素，来设计试验，时刻追问自己处理因素有重复吗？干扰因素有没有随机的作用到你的各组试验单位上？每组处理是不是相互独立？
反应变量存在巨大的时空变异，所以处理的梯度方向不能与某个干扰因素的梯度方向相重合，但可以正交（例如采用区组设计）。即试验单位的各方面条件（除处理因素外）要尽可能一致。但是野外试验的干扰因素往往难以严格控制，这要求设计者尽可能减小误差。如果干扰因素对反应变量影响的时空格局已知，那么同一处理的重复试验单位要避免在时间和空间上聚集在一起。e.g.研究植物的ABC3种生态性在气孔上的差异？就不能在早晨测定A8个，中午B8个,下午C8个，植物气孔一天内已知是有规则性变化，所以必须将时间打破。
干扰因素必须得到控制！
时刻追问自己：当前的试验设计（或者数据分析方法）是否能把处理效应从可能的时空变异格局中区分出来？是不是即使没有处理效应、纯粹的时空变异也会得到当前的结果？
C. 生态学研究方法(野外观察、实验方法和数学模型与数量分析法)的关联
从生态学的发展历史来说，野外的研究方法是首先的，并且是第一性的。例如你要了解动物的种群数量变动，首先就要在自然中观察和收集数据。野外和实验研究室在20 世纪20年代划分的。实验研究室分析因果关系的一种有用的补充手段。利用数学模型进行模拟式理论研究最常用的方法。只有从野外获得实验物品和数据，回到实验室进行室内重复实验，得到一些规律，通过建模来巩固这个结果，预测。也可以适当更改参数，是数学模型研究逐步逼近现实。
D. 2) 试举例说明生态学是研究什么问题的,采用什么样的方法
中文名称：生态学 英文名称：ecology 定义1：研究生物之间及生物与非生物环境之间相互关系的学科。 所属学科：大气科学（一级学科）；应用气象学（二级学科） 定义2：研究生命系统与其环境之间相互关系的学科。 所属学科：生态学（一级学科）；总论（二级学科） 定义3：研究生物与其周围环境之间相互关系的学科。 所属学科：水产学（一级学科）；水产基础科学（二级学科）
生态学（Ecology）是研究有机体及其周围环境相互关系的科学。 生物的生存、活动、繁殖需要一定的空间、物质与能量。生物在长期进化过程中，逐渐形成对周围环境某些物理条件和化学成分，如空气、光照、水分、热量和无机盐类等的特殊需要。各种生物所需要的物质、能量以及它们所适应的理化条件是不同的，这种特性称为物种的生态特性。
编辑本段生态学的基本内容
按所研究的生物类别分
有微生物生态学、植物生态学、动物生态学、人类生态学等；还可细分，如昆虫生态学、鱼类生态学等。
按生物系统的结构层次分
有个体生态学、种群生态学、群落生态学生态系统生态学等。
按生物栖居的环境类别分
有陆地生态学和水域生态学；前者又可分为森林生态学、草原生态学、荒漠生态学、土壤生态学等，后者可分为海洋生态学、湖沼生态学、流域生态学等；还有更细的划分，如植物根际生态学、肠道生态学等。 生态学与非生命科学相结合的，有数学生态学、化学生态学、物理生态学、地理生态学、经济生态学、生态经济学、森林生态会计等；与生命科学其他分支相结合的有生理生态学、行为生态学、遗传生态学、进化生态学古生态学等。 应用性分支学科有：农业生态学、医学生态学、工业资源生态学、环境保护生态学、环境生态学、生态保育、生态信息学、城市生态学、生态系统服务、景观生态学等。 生态学的一般规律大致可从种群、群落、生态系统和人与环境的关系四个方面说明。 在环境无明显变化的条件下，种群数量有保持稳定的趋势。一个种群所栖环境的空间和资源是有限的，只能承载一定数量的生物，承载量接近饱和时，如果种群数量(密度)再增加，增长率则会下降乃至出现负值，使种群数量减少；而当种群数量(密度)减少到一定限度时，增长率会再度上升，最终使种群数量达到该环境允许的稳定水平。对种群自然调节规律的研究可以指导生产实践。例如，制定合理的渔业捕捞量和林业采伐量，可保证在不伤及生物资源再生能力的前提下取得最佳产量。 一个生物群落中的任何物种都与其他物种存在着相互依赖和相互制约的关系。常见的有： 食物链，居于相邻环节的两物种的数量比例有保持相对稳定的趋势。如捕食者的生存依赖于被捕食者，其数量也受被捕食者的制约；而被捕食者的生存和数量也同样受捕食者的制约。两者间的数量保持相对稳定； 竞争，物种间常因利用同一资源而发生竞争：如植物间争光、争空间、争水、争土壤养分；动物间争食物、争栖居地等。在长期进化中、竞争促进了物种的生态特性的分化，结果使竞争关系得到缓和，并使生物群落产生出一定的结构。例如森林中既有高大喜阳的乔木，又有矮小耐阴的灌木，各得其所；林中动物或有昼出夜出之分，或有食性差异，互不相扰； 互利共生。如地衣中菌藻相依为生，大型草食动物依赖胃肠道中寄生的微生物帮助消化，以及蚁和蚜虫的共生关系等，都表现了物种间的相互依赖的关系。以上几种关系使生物群落表现出复杂而稳定的结构，即生态平衡，平衡的破坏常可能导致某种生物资源的永久性丧失。 生态系统的代谢功能就是保持生命所需的物质不断地循环再生。阳光提供的能量驱动着物质在生态系统中不停地循环流动，既包括环境中的物质循环、生物间的营养传递和生物与环境间的物质交换，也包括生命物质的合成与分解等物质形式的转换。 物质循环的正常运行，要求一定的生态系统结构。随着生物的进化和扩散，环境中大量无机物质被合成为生命物质形成了广袤的森林、草原以及生息其中的飞禽走兽。一般说，发展中的生物群落的物质代谢是进多出少，而当群落成熟后代谢趋于平衡，进出大致相当。 人们在改造自然的过程中须注意到物质代谢的规律。一方面，在生产中只能因势利导，合理开发生物资源，而不可只顾一时，竭泽而渔。目前世界上已有大面积农田因肥力减退未得到及时补偿而减产。另一方面，还应控制环境污染，由于大量有毒的工业废物进入环境，超越了生态系统和生物圈的降解和自净能力，因而造成毒物积累，损害了人类与其他生物的生活环境。 生物进化就是生物与环境交互作用的产物。生物在生活过程中不断地由环境输入并向其输出物质，而被生物改变的物质环境反过来又影响或选择生物，二者总是朝着相互适应的协同方向发展，即通常所说的正常的自然演替。随着人类活动领域的扩展，对环境的影响也越加明显。 在改造自然的话动中，人类自觉或不自觉地做了不少违背自然规律的事，损害了自身利益。如对某些自然资源的长期滥伐、滥捕、滥采造成资源短缺和枯竭，从而不能满足人类自身需要；大量的工业污染直接危害人类自身健康等，这些都是人与环境交互作用的结果，是大自然受破坏后所产生的一种反作用。
生态学内容
大致可从种群、群落、生态系统和人与环境的关系4方面说明。 ● 种群的自然调节 在环境无明显变化的条件下，种群数量有保持稳定的趋势。一个种群所栖环境的空间和资源是有限的，只能承载一定数量的生物，承载量接近饱和时，如果种群数量（密度）再增加，增长率则会下降乃至出现负值，使种群数量减少；而当种群数量（密度）减少到一定限度时，增长率会再度上升，最终使种群数量达到该环境允许的稳定水平。对种群自然调节规律的研究可以指导生产实践。例如，制定合理的渔业捕捞量和林业采伐量，可保证在不伤及生物资源再生能力的前提下取得最佳产量。 ● 物种间的相互依赖和相互制约 一个生物群落中的任何物种都与其他物种存在着相互依赖和相互制约的关系。常见的是：①食物链。在食物链中，居于相邻环节的两物种的数量比例有保持相对稳定的趋势。如捕食者的生存依赖于被捕食者,其数量也受被捕食者的制约;而被捕食者的生存和数量也同样受捕食者的制约。两者间的数量保持相对稳定。②竞争。物种间常因利用同一资源而发生竞争：如植物间争光、争空间、争水、争土壤养分；动物间争食物、争栖居地等。在长期进化中、竞争促进了物种的生态特性的分化，结果使竞争关系得到缓和，并使生物群落产生出一定的结构。例如森林中既有高大喜阳的乔木,又有矮小耐阴的灌木,各得其所；林中动物或有昼出夜出之分,或有食性差异,互不相扰。③互利共生。如地衣中菌藻相依为生，大型草食动物依赖胃肠道中寄生的微生物帮助消化，以及蚁和蚜虫的共生关系等，都表现了物种间的相互依赖的关系。以上几种关系使生物群落表现出复杂而稳定的结构，即生态平衡，平衡的破坏常可能导致某种生物资源的永久性丧失。 ● 物质的循环再生 生态系统的代谢功能就是保持生命所需的物质不断地循环再生。阳光提供的能量驱动着物质在生态系统中不停地循环流动，既包括环境中的物质循环、生物间的营养传递和生物与环境间的物质交换，也包括生命物质的合成与分解等物质形式的转换。物质循环的正常运行，要求一定的生态系统结构。随着生物的进化和扩散，环境中大量无机物质被合成为生命物质，形成了广袤的森林、草原以及生息其中的飞禽走兽。一般说，发展中的生物群落的物质代谢是进多出少，而当群落成熟后代谢趋于平衡，进出大致相当。人们在改造自然的过程中须注意到物质代谢的规律。一方面，在生产中只能因势利导，合理开发生物资源，而不可只顾一时，竭泽而渔。目前世界上已有大面积农田因肥力减退未得到及时补偿而减产。另一方面，还应控制环境污染。由于大量有毒的工业废物进入环境，超越了生态系统和生物圈的降解和自净能力，因而造成毒物积累，损害了人类与其他生物的生活环境。 ● 生物与环境的交互作用 生物进化就是生物与环境交互作用的产物。生物在生活过程中不断地由环境输入并向其输出物质，而被生物改变的物质环境反过来又影响或选择生物，二者总是朝着相互适应的协同方向发展，即通常所说的正常的自然演替。随着人类活动领域的扩展,对环境的影响也越加明显。在改造自然的活动中,人类自觉或不自觉地做了不少违背自然规律的事，损害了自身利益。如对某些自然资源的长期滥伐、滥捕、滥采造成资源短缺和枯竭，从而不能满足人类自身需要；大量的工业污染直接危害人类自身健康等，这些都是人与环境交互作用的结果，是大自然受破坏后所产生的一种反作用。
编辑本段分支学科
①按所研究的生物类别分，有微生物生态学、植物生态学、动物生态学、人类生态学等；还可细分，如昆虫生态学、鱼类生态学等。②按生物系统的结构层次分，有个体生态学、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学等。③按生物栖居的环境类别分，有陆地生态学和水域生态学；前者又可分为森林生态学、草原生态学、荒漠生态学等，后者可分为海洋生态学、湖沼生态学、河流生态学等；还有更细的划分，如植物根际生态学、肠道生态学等。④生态学与非生命科学相结合的，有数学生态学、化学生态学、物理生态学、地理生态学、经济生态学等；与生命科学其他分支相结合的有生理生态学、行为生态学、遗传生态学、进化生态学、古生态学等。⑤应用性分支学科有：农业生态学、医学生态学、工业资源生态学、污染生态学（环境保护生态学）、城市生态学等。
E. 种群生态学研究基本方法有哪些分别是什么
野外调查研究，析和模型。
1、野外调查研究是指在自然界原生境对生物与环境关系的考察研究，包括野外考察，位观测和原地实验等方法。
2、析和模型是指对野外调查研究或受控生态实验的大量资料和数据进行综合归纳分析，表达各种变量之间存在的种种相互关系，反映客观生态规律性,模拟自然生态系统的方法技术。以上就是种群生态学研究基本的方法和分别。
F. 试比较三类生态学研究方法的利弊
生态学的研究方法可以分为野外的（田间的）、实验的和理论的三大类。
野外的研究方法是首先的，并且是第一性的。采集数据时误差较大，而且野外条件下影响因子很多我们关注的未必就是关键性的因子，从而得出不正确结论。
实验研究是分析因果关系的一种有用的补充手段，实验研究的优点是条件控制严格，对结果分析比较可靠，重复性强，但实验室条件不可能完全模拟野外自然状态，因此这些数据的规律在野外条件下可能不成立。
利用数学模型进行模拟研究是理论研究最常用的方法。模型研究的预测，必须通过现实来检验其预测结果是否正确，同时，也可以通过修改参数再进行模拟，使模型研究逐步逼近现实。同样的原因，模型关注的通常也是一些因子而不是全部，结论只是近似而达不到准确
G. 数量生态学笔记||冗余分析（RDA）概述
冗余分析（rendancy analysis，RDA）是一种回归分析结合主成分分析的排序方法，也是多响应变量（multiresponse）回归分析的拓展。从概念上讲，RDA是响应变量矩阵与解释变量之间多元多重线性回归的拟合值矩阵的PCA分析。
下面是RDA的计算过程， 矩阵是中心化的响应变量矩阵， 矩阵是中心化（或标准化）的解释变量矩阵：
RDA排序轴实际上是解释变量的线性组合。
冗余分析（RDA）是一种提取和汇总一组响应变量中的变化的方法，可以通过一组解释变量来解释。 更准确地说，RDA是一种直接梯度分析技术(direct gradient analysis technique)，它总结了一组解释变量“冗余”（即“解释”）的响应变量分量之间的线性关系。 为此，RDA通过允许在多个解释变量上回归多个响应变量来扩展多元线性回归（multiple linear regression,MLR）（图1）。 然后，通过MLR生成的所有响应变量的拟合值矩阵进行主成分分析（PCA）。
RDA也可以被认为是主成分分析（PCA）的约束版本，其中规范轴 - 由响应变量的线性组合构建 - 也必须是解释变量的线性组合（即由MLR拟合）。 RDA方法在由响应变量矩阵定义的空间中生成一个排序，在由解释变量矩阵定义的空间中生成另一个排序。 产生非规范轴的MLR步骤产生的残差也可以是纵向的。 Legendre和Legendre（1998）提供了详细的讨论。
RDA产生一个排序，总结了响应矩阵中的主要变化模式，这可以通过解释变量矩阵来解释。选择适当的缩放并解释此排序将在下一节中讨论。
分为约束和无约束方差的数据集的总方差是标准结果。此结果显示响应变量的变化多少与解释变量的变化有关。如果约束方差远高于无约束方差，则分析表明响应数据的大部分变化可能由您的解释变量解释。但是，如果存在很大比例的无约束变异（即响应矩阵的变化与解释矩阵的变化无冗余），则应谨慎解释结果，因为只有少量的变化显示您的响应矩阵。
有关许多约束轴（RDA轴）和无约束轴（PCA轴）的信息通常出现在RDA的结果中。
“scores”集也是RDA输出的典型特征，并将根据使用的缩放而变化（有关详细信息，请参阅下一节）：
可以通过置换检验来确定a）整体RDA解和b）各个RDA轴的显着性值。 这些显着性值应与ANOVA或其他综合测试的处理方法类似地进行处理：只有当整体解决方案显着时，才应检查单个轴或解释变量的重要性。 置换响应或解释矩阵中的行标签将生成空分布（null distribution）。 排列的数量决定了可能的最小有效值。
RDA排序可以表示为双标图或三标图（图2）。 这些图的解释取决于选择的缩放比例。 通常，如果对象之间的距离具有特定值，或者大多数解释变量是二进制或标称变量，则考虑I类标尺（type I scaling）。 如果变量之间的相关关系更感兴趣，请考虑类型II标尺（ type II scaling ）。 下面讨论进一步的解释。 Legendre和Legendre（1998）以及ter Braak（1994）提供了更多细节。
rda
H. 对生态学发展的看法
生态学的发展
萌芽期古人在长期的农牧渔猎生产中积累了朴素的生态学知识，诸如作物生长与季节气候及土壤水分的关系、常见动物的物候习性等。如公元前4世纪希腊学者亚里士多德曾粗略描述动物的不同类型的栖居地，还按动物活动的环境类型将其分为陆栖和水栖两类，按其食性分为肉食、草食、杂食和特殊食性等类。
亚里士多德的学生、公元前三世纪的雅典学派首领赛奥夫拉斯图斯在其植物地理学着作中已提出类似今日植物群落的概念。公元前后出现的介绍农牧渔猎知识的专着，如古罗马公元1世纪老普林尼的《博物志》、6世纪中国农学家贾思勰的《齐民要求》等均记述了素朴的生态学观点。
形成期 大约从15世纪到20世纪40年代。
15世纪以后，许多科学家通过科学考察积累了不少宏观生态学资料。19世纪初叶，现代生态学的轮廓开始出现。如雷奥米尔的6卷昆虫学着作中就有许多昆虫生态学方面的记述。瑞典博物学家林奈首先把物候学、生态学和地理学观点结合起来，综合描述外界环境条件对动物和植物的影响。法国博物学家布丰强调生物变异基于环境的影响。德国植物地理学家人洪堡)创造性地结合气候与地理因子的影响来描述物种的分布规律。
19世纪，生态学进一步发展。这一方面是由于农牧业的发展促使人们开展了环境因子对作物和家畜生理影响的实验研究。例如，在这一时期中确定了五摄氏度为一般植物的发育起点温度，绘制了动物的温度发育曲线，提出了用光照时间与平均温度的乘积作为比较光化作用光时度"指标以及植物营养的最低量律和光谱结构对于动植物发育的效应等。
另一方面，马尔萨斯于1798年发表的《人口论》一书造成了广泛的影响。费尔许尔斯特1833年以其着名的逻辑斯谛曲线描述人口增长速度与人口密度的关系，把数学分析方法引入生态学。19世纪后期开展的对植物群落的定量描述也已经以统计学原理为基础。1851年达尔文在《物种起源》一书中提出自然选择学说，强调生物进化是生物与环境交互作用的产物，引起了人们对生物与环境的相互关系的重视，更促进了生态学的发展。
19世纪中叶到20世纪初叶，人类所关心的农业、渔猫和直接与人类健康有关的环境卫生等问题，推动了农业生态学、野生动物种群生态学和媒介昆虫传病行为的研究。由于当时组织的远洋考察中都重视了对生物资源的调查，从而也丰富了水生生物学和水域生态学的内容。
到20世纪30年代，已有不少生态学着作和教科书阐述了一些生态学的基本概念和论点，如食物链、生态位、生物量、生态系统等。至此，生态学已基本成为具有特定研究对象、研究方法和理论体系的独立学科。
发展期 20世纪50年代以来，生态学吸收了数学、物理、化学工程技术科学的研究成果，向精确定量方向前进并形成了自己的理论体系：
数理化方法、精密灵敏的仪器和电了计算机的应用，使生态学工作者有可能更广泛、深入地探索生物与环境之间相互作用的物质基。由于世界上的生态系统大都受人类活动的影响，社会经济生产系统与生态系统相互交织，实际形成了庞大的复合系统。随着社会经济和现代工业化的高速度发展，自然资源、人口、粮食和环境等一系列影响社会生产和生活的问题日益突出。
为了寻找解决这些问题的科学依据和有效措施，国际生物科学联合会(IUBS)制定了"国际生物计划"(IBP)，对陆地和水域生物群系进行生态学研究。1972年联合国教科文组织等继IBP之后，设立了人与生物圈(MABlack Eye国际组织，制定"人与生物圈"规划，组织各参加国开展森林、草原。海洋、湖泊等生态系统与人类活动关系以及农业、城市、污染等有关的科学研究。许多国家都设立了生态学和环境科学的研究机构。
和许多自然科学一样，生态学的发展趋势是：由定性研究趋向定量研究，由静态描述趋向动态分析；逐渐向多层次的综合研究发展；与其他某些学科的交叉研究日益显着。
由人类活动对环境的影响来看，生态学是自然科学与社会科学的交汇点；在方法学方面，研究环境因素的作用机制高不开生理学方法，离不开物理学和化学技术，而且群体调查和系统分析更高不开数学的方法和技术；在理论方面，生态系统的代谢和自稳态等概念基本是引自生理学，而由物质流、能量流和信息流的角度来研究生物与环境的相互作用则可说是由物理学、化学、生理学、生态学和社会经济学等共同⒄钩龅难芯刻逑怠?
现代生态学的发展期（20世纪50年代至今）特点
20世纪50年代以来，人类的经济和科学技术获得了史无前例的飞速发展，既给人类带来了进步和幸福，也带来了环境、人口、资源和全球变化等关系到人类自身生存的重大问题。在解决这些重大社会问题的过程中，生态学与其它学科相互渗透，相互促进，并获得的了重大的发展。它有以下一些特点：
1、整体观的发展
（1）．动植物生态学由分别单独发展走向统一，生态系统研究成为主流。
（2）．生态学不仅与生理学、遗传学、行为学、进化论等生物学各个分支领域相结合形成了一系列新的领域，并且与数学、地学、化学、物理学等自然科学相交叉，产生了许多边缘学科；甚至超越自然科学界限，与经济学、社会学、城市科学相结合，生态学成了自然科学和社会科学相接的真正桥梁之一。
（3）. 生态系统理论与农、林、牧、渔各业生产、环境保护和污染处理相结合，并发展为生态工程和生态系统工程。
（4）生态学与系统分析或系统工程的相结合形成了系统生态学。
2、生态学研究对象的多层次性更加明显。
现代生态学研究对象向宏观和微观两极多层次发展，小自分子状态、细胞生态，大至景观生态、区域生态、生物圈或全球生态，虽然宏观仍是主流，但微观的成就同样重大而不可忽视。而在生态学建立时，其研究对象则主要是有机体、种群、群落和生态系统几个宏观层次。
3、生态学研究的国际性是其发展的趋势
生态学问题往往超越国界，二次大战以后，有上百个国家参加的国际规划一个接一个。
最重要的是60年代的IBP（国际生物学计划），70年代的MAB（人与生物圈计划），以及现在正在执行中的IGBP（国际地圈生物圈计划）和 DIVERSITAS（生物多样性计划）。为保证世界环境的质量和人类社会的持续发展，如保护臭氧层、预防全球气候变化的影响，国际上一个紧接一个地签定了一系列协定。1992年各国首脑在巴西里约热内卢签署的《生物多样性公约》是近十年来对全球有较大影响力和约束力的一个国际公约，有许多方面涉及到了各国的生态学问题。
（1）. 国际生物学计划（IBP）：由联合国科教文组织（UNESCO）提出，1964年开始执行，包括陆地生产力、淡水生产力、海洋生产力和资源利用管理等7个领域，其中心是全球主要生态系统的结构、功能和生物生产力研究。工友97个国家参加，我国没有参加。
（2）. 人与生物圈计划（MAB）：由联合国科教文组织（UNESCO）1970年提出，是一个国际性、政府间的多学科的综合研究计划，是IBP的继续。它的主要任务是研究在人类活动的影响下，地球上不同区域各类生态系统的结构、功能及其发展趋势，预报生物圈及其资源的变化和这些变化对人类本身的影响，其目的是通过自然科学和社会科学这两个方面，研究人类今天的行动对未来世界的影响，为改善全球性人与环境的相互关系，提供科学依据，确保在人口不断增长的情况下合理管理与利用环境及资源，保证人类社会持续协调地发展。有近百个国家加入这个组织，我国已于1979年参加了这个该研究计划。
（3）. 国际地圈生物圈计划（IGBP）：由国际科学联盟委员会（ICSU）于1984年正式提出，1991年开始执行，主要的目标是：解释和了解调节地球独特生命环境的相互作用的物理、化学和生物。
学过程，系统中正在出现的变化，人类活动对它们的影响方式。即用全球的观点和新的努力，把地球和生物作为相互作用的紧密相关的系统了来研究。共包括10个核心计划和7个关键问题。
（4）. 生物多样性计划（DIVERSITAS）：由国际生物科学联盟（IUBS）在1991年最早提出，并在环境问题科学委员会（SCOPE）和联合国科教文组织（UNESCO）等国际组织参加进来以后，将生物多样性研究的各个方面加以组织和整合，正式提出DIVERSITAS研究项目并开始执行。1996年7 月，科学指导委员会草拟并通过了当前DIVERSITAS"操作计划"的最后版本。操作计划共有10个组成方面的内容，其中5个为核心组成部分。"生物多样性对生态系统功能的作用"是其最核心的组成部分，生物多样性的保护、恢复和持续利用既是重要的研究内容又是研究所要达到的最后目的。
4、生态学在理论、应用和研究方法各个方面获得了全面的发展。
（1）理论方面的进展
①生理生态学研究在60年代IBP及随后的MAB计划的带动下，以生物量研究和产量生态学有关的光合生理生态研究、生物能量学研究较为突出。生理生态的研究也突破了个体生态学为主的范围，向群体生理生态学发展。在生理生态向宏观方向发展的同时，由于分子生物学、生物技术的兴起，促使其也向着细胞、分子水平发展，涉及某些酶系统，如核糖核酸酶火性的变化用作植物对干旱胁迫抗性的指标等。
②种群生态学发展迅速，动物种群生态学大致经历了以生命表方法、关键因子分析、种群系统模型、控制作用的信息处理等发展过程。植物种群生态学的兴起稍晚于动物种群生态学，它经历了种群统计学、图解模型、矩阵模型研究、生活史研究，以及植物间相互影响、植物-动物间相互作用研究的发展过程，近期还注重遗传分化、基因流的种群统计学意义、种群与植物群落结构的关系等。德国的Lorens（1950）和Tinbergen（1951，1953）在行为生态学的研究方面获得了诺贝尔奖，把这一领域的研究推向了新阶段；Harper（1977）的巨着《植物种群生物学》，突破了植物种群研究上的难点，发展了植物种群生态学，并使长期以来各自独立发展的动、植物种群生态学融为一体。
③群落生态学研究进入了新阶段。群落生态学由描述群落结构，发展到数量生态学，包括排序和数量分类，并进而探讨群落结构形成的机理。Daubenmire(1968)的《植物群落椫参锶郝渖??Ы坛獭罚琈ueller-Dombois（1974）等着的《植被生态学的目的和方法》，系统阐述了植物群落的研究方法。德国Knapp(1974)主编的《植被动态》，全面论述了植被的动态问题，促进了植被动态的研究，进一步完善了演替理论。英国Monteith(1975)主编的《植被与大气椩?怼罚?毡咀籼俅笃呃?1977)的《陆地植物群落的物质生产》，美国Lieth (1975)等的《生物圈的第一性生产力》等，综合论述了群落与环境的相互关系。Whittaker(1978)编着的《植物群落分类》和同年主编的《植物群落排序》，以及加拿大Pielou(1984)所着的《生态学数据的解释》，Kenneth和John(1964，1973，1985)合着的《定量与动态植物生态学》等着作，强调了植被的"连续性概念"，采用数理统计、梯度分析和排序来研究群落的分类和演替，尤其电子计算机的应用，使植物群落生态学的研究进入了数量化、科学化的新阶段。动物群落生态学虽然起步较晚，但也取得了长足的进步，MacArthur（1961）、Conell（1978）、 May（1972）、Ben-Eliahu（1988）等人在动物群落结构、组织与物种间相互关系及环境空间异质性的关系方面开展了大量的工作。目前群落资源分享和群落组织两方面已成为动物群落生态学研究的中心问题，群落组织是指决定或塑造群落结构的有关机理，Price（1984）称之为"新生态学"的一个组成部分。
④生态系统生态学在现在生态学中占据了突出地位,这是系统科学和计算机科学的发展给生态系统研究提供了一定的方法和思路,使其具备了处理复杂系统和大量数据的能力的必然结果。E. Om的《生态学基础》(1953，1959，1971，1983)，对生态系统的研究产生了重大影响。H. Om和Hutchinson(1970)分别从营养动态概念着手，进一步开拓了生态系统的能流和能量收支的研究。英国Ovington(1975)和前苏联的Rodin及Bazilevic(1967)相继研究了营养物质循环。E.Om和Margalef(1967)进一步研究了生态系统中结构和功能间的调节及相互作用。德国的斯特恩和罗厅(1974)合着的《森林生态系统遗传学》，把生态遗传学的研究引人生态系统，阐述了森林生态系统的遗传、进化以及对环境的适应对策等。美国Bormann和Likens(1981)合着的《森林生态系统的格局与过程》，系统阐述了北方针叶林生态系统的结构、功能和发展。美国Shugart和NeiIl(1979)的《系统生态学》，以及Jefers(1978)的《系统分析及其在生态学上的应用》等着作，应用系统分析方法研究生态系统，促进了系统生态学的发展，使生态系统的研究在方法上有了新的突破，从而丰富和发展了生态学的理论。生态系统生态学在其发展过程中，也提出了许多新的概念，如有关结构的关键种（keystone species）、有关功能的功能团、体现能（embodied energy）、能质等，这些都有力地推动了当代生态学的发展。
（2）应用方面的进展
应用生态学的迅速发展是70年代以来的另一个趋势,它是联结生态学与各门类生物生产领域和人类生活环境与生活质量领域的桥梁和纽带。近20多年来，它的发展有两个趋势：
①经典的农、林、牧、渔各业的应用生态学由个体和种群的水平向群落和生态系统水平的深度发展，如对所经营管理的生物集群注重其种间结构配置、物流、能流的合理流通与转化，并研究人工群落和人工生态系统的设计、建造和优化管理等等。
②由于全球性污染和人对自然界的控制管理的宏观发展，如人类所面临的人口、食物保障、物种和生态系统多样性、能源、工业及城市问题六个方面的挑战，应用生态学的焦点已集中在全球可持续发展的战略战术方面。
（3）研究技术和方法上的进展
①遥感在生态学上已普遍应用，近20年来，遥感的范围和定量发生了巨大的变化，尤其是对全球性变化的评价，促使遥感技术去记实细小比例尺的变化格局。
②用放射性同位素对古生物的过去保存时间进行绝对的测定，使地质时期的古气候及其生物群落得以重建，比较现存群落和化石群落成为可能。
③现代分子技术使微生物生态学出现革命，并使遗传生态学获得了巨大的发展。
④在生态系统长期定位观测方面，自动记录和监测技术、可控环境技术已应用于实验生态，直观表达的计算机多媒体技术也获得较大发展。
⑤无论基础生态和应用生态，都特别强调以数学模型和数量分析方法作为其研究手段。