陳利頂,呂一河,趙文武,衛 偉,馮曉明
1 中國科學院生態環境研究中心城市與區域生態國家重點實驗室, 北京 100085 2 中國科學院大學, 北京 100049 3 北京師范大學地理科學部, 北京 100871
隨著全球和區域性生態環境問題日益凸顯,如何將生態學原理和方法應用到解決區域生態環境問題的實踐中成為社會關注的熱點和焦點[1-2]。正是在這種背景下,區域生態學研究逐漸發展成為生態學的一門重要分支學科,旨在研究區域生態環境問題形成的背景和驅動因子,探討區域生態環境問題解決的思路和方法[3]。然而在區域生態學發展過程中,對于區域生態學的概念、內涵、研究對象、研究目的和研究范疇尚模糊不清,尤其是區域生態學的性質及其在生態學學科體系中的定位及其與相鄰學科之間的關系還存在一定爭議[2,4]。本文結合文獻綜述,系統分析了區域生態學研究的特點,剖析了區域生態學的性質和學科定位。在此基礎上進一步分析了區域生態學與景觀生態學、生態系統生態學、區域自然地理學和宏觀生態學之間的共性與差異。
有研究認為,區域生態學是研究區域內部生態結構、過程和功能,以及區域之間生態要素耦合和相互作用機理的學科,是一門新興的生態學分支學科[1]。認為區域生態學源于地理學中的“區域”和生態學中的“生態學”。這一概念,遵循了生態學定義的一般性規律,但未能反映區域生態學形成的關鍵。給出的區域生態學概念抽象、研究對象模糊、研究內容缺乏針對性,對于區域生態學的定位及其與其他相鄰學科的差異缺乏界定。區域生態學是一門以實踐為導向,以解決區域生態環境問題為目的的生態學分支即,以區域人與自然復合生態系統為研究對象,運用生態學、地理學、環境科學、社會科學等多學科手段,以解決區域生態環境問題、提高區域生態系統服務功能、實現區域生態完整性、生態文明和可持續發展為目的的交叉應用性學科。由此可知,區域生態學因生態環境問題而產生,應社會發展需求而逐漸發展起來的一門綜合性學科。盡管其學科體系尚處于發展與完善中[2],但研究對象和目的已經清晰。
區域生態學的研究對象是具有特定生態環境問題的典型區域。通常具有相對完整的地理空間單元,如青藏高原、黃土高原、喀斯特地區、黃淮海平原等。其基本特征是從某一特定要素或視角出發,空間單元具有均質性和完整性,而從多要素綜合角度考慮,這一空間單元又具有異質性、復雜性和動態性。
區域生態學研究的目的包括:認識區域復合生態系統演變特征及其影響因子,分析區域生態環境問題形成機制及其影響因子,探討解決區域生態環境問題的理論方法和技術手段。即通過研究區域內部各生態環境要素及社會人文要素之間的時空配置關系,探討解決區域生態環境問題、提高區域生態系統服務功能、維護區域生態完整性和區域生態安全、實現區域生態文明的理論基礎、實現途徑和方法體系。
隨著人類活動增強及其對資源環境的過度開發利用,區域所面臨的生態環境問題日益凸現,如何找到解決這些問題的途徑和方法,僅憑單一學科已經無法滿足需求,必須從區域綜合性視角尋求出路。與此同時,區域社會經濟發展失衡與生態系統服務供需矛盾加劇,亟待建立合理的區域生態補償機制,從而維護區域生態安全和保障區域可持續發展[5-6]。所有這些問題的解決均需要從區域綜合角度,發展和運用生態學的理論和方法,從而推動了區域生態學發展[2]。
1.2.1區域生態學的起源與發展
區域生態學起源于20世紀70年代空間規模概念在生態研究領域的出現[7],科學家開始意識到生態問題的區域性和復雜性[8-9]。1984年馬世駿和王如松[10]就從區域的角度提出了社會-經濟-自然復合生態系統的概念,解讀了區域復合生態系統的基本特征、衡量指標和理論體系,標志著區域生態學研究在中國的開端。隨后,由中國科學院發起,先后組織了多次區域性的綜合科學考察和區域環境污染調查,并于1987年在中國科學院生態環境研究中心正式成立區域生態研究室,標志著區域生態學研究正式走上軌道。
國際上關于區域生態學研究基本上與中國同步發展,1989年Brown和Maurer在發表的文章中提出不同時空尺度上發生的生態現象之間具有耦合過程[11]。1995年James在出版的Macroecology一書中提出宏觀生態學是解決生態地理問題的重要方法,強調按照傳統生態學研究方法在時空尺度上做實驗是不科學的[12]。為解決大尺度生態問題,區域生態學研究不斷得到深化與發展。區域生態學作為一門生物學、地理學和生態學領域新興的交叉學科,其誕生到現在已有30余年。區域生態學的研究強調區域生態系統的整體性和綜合性,研究重點從生物多樣性和物種保護逐漸擴展到區域生態系統結構功能關系與復合生態系統可持續性等領域。
1.2.2區域生態學在中國的發展歷史
結合國內外發展歷史和重要事件,區域生態學研究在我國的形成和發展大致可歸納為四個時期,即:萌芽時期、形成與初創時期、快速發展時期、提升與完善時期。
(1)萌芽時期(1984年以前):區域生態學起源可追溯至20世紀50—80年代開展的大規模區域綜合考察,由于區域生態環境問題形成的復雜性,僅依靠單一學科已經無法提供有效的解決手段。從國家層面上先后組織的多次綜合性區域科學考察[13]和區域環境污染調查,試圖通過多學科交叉融合,找到解決問題的途徑和方法。這一時期的突出特點是科技工作者已經意識到了生態環境問題的區域性和復雜性,僅依靠單一學科的手段和方法無法應對當時出現的新問題。
(2)形成與初創時期(1985—2003年):隨著對區域生態環境問題研究和認識的不斷深入,區域生態學的思想逐漸形成。如,1984年馬世駿和王如松在生態學報上首先發表了關于社會-經濟-自然復合生態系統的文章,認為在人類活動高度干擾下,人類所面對的生態系統均是由自然、社會和經濟因素共同影響而形成的復合生態系統[10]。從時間上看,這一概念的提出要早于國際上其他國家[14]。此后關于“區域生態學”的研究不斷增加,一些著眼于區域生態與環境研究的科研單位先后成立。如,原中國科學院環境化學所在1984年4月設立了區域環境化學研究室,之后于1987年成立了區域生態研究室。但這一時期相關研究多集中在區域生態系統特征定性描述和半定量評價上[15-16],部分涉及到區域水土流失綜合治理、生態經濟協調發展、生態旅游、生態農業、生態建設與保護、生態系統服務等層面[17-25]。
(3)發展與成熟時期(2004—2012年):彭宗波等2012年在《生態科學》[4]上發表的“區域生態學研究熱點及進展”一文認為,國際上,區域生態學的真正誕生時間應該是2003年,其標志性事件是兩個出版物的正式出版。一是Blackburn和Gaston撰寫的英國生態學會第43次年會會議記錄,記錄包括了近期生態學的研究前沿;其二是Kevin Gaston出版了題名為The Structure and Dynamics of Geographic Ranges一書。這兩個出版物的出版,標志著區域生態學的地位已經獲得了大家的認可,并在解決復雜的區域生態環境問題中將起到重要作用,針對區域生態系統評價和生態安全、植被建設與環境效應、水土流失綜合治理、生態系統服務功能與區域生態安全等逐漸形成了較為成熟的理論和方法[26-33], 區域生態學的理論和方法得到不斷發展。在我國,2006年成立的城市與區域生態國家重點實驗室,標志著我國區域生態學研究逐漸步入新的軌道。
(4)快速發展時期(2013年—現在):區域生態學進入了快速發展時期,這一階段研究熱點主要集中在土地利用、區域生態經濟、生態足跡、景觀格局、生態系統服務與管理、生態紅線與區域生態安全、生態文明與可持續發展等方面[34-37]。這一時期,多部涉及區域生態學的專著陸續出版。2012年,東南大學出版社出版了吳人堅教授等編著的《中國區域發展生態學》[38],該書耦合了區域經濟、社會發展和生態環境建設等多重要素,系統闡述了與區域可持續發展有關的生態經濟基本理論和前沿方法;2015年,高吉喜出版了中國第一本《區域生態學》專著[3],該書首次提出了區域生態學的研究范疇、學科特點和未來趨勢。2016年,《生態學的現狀與發展趨勢》一書出版[39],第26章專門以區域生態學為題進行了深入論述。
盡管目前區域生態學研究中還存在諸如研究方法不完善、研究尺度不確定等一系列問題,但它的發展對解決目前緊迫的區域生態環境問題具有重要意義,且隨著研究方法和手段的完善,必將發揮越來越重要的作用。伴隨區域發展和全球經濟一體化進程加快,以及區域生態環境問題凸顯,其研究將會引起廣泛關注。為了推動區域生態學的發展,2017年中國生態學學會正式成立了區域生態專業委員會,為中國區域生態學工作者搭建了一個更為廣闊的交流平臺。2017年3月,以“區域生態學學科建設與環境問題解決路徑探索”為主題的第589次香山科學會議在北京召開,針對如何建設區域生態學學科體系,解決當下突出的區域生態環境問題展開深入討論。2018年8月,中國第一屆區域生態學術研討會在昆明順利召開,會議圍繞區域生態學的基礎理論、前沿熱點和區域生態系統服務評價、脆弱區生態保護與恢復、高原山地生態安全與可持續發展、城鄉生態文明建設與流域生態安全、區域生態學研究方法及應用等多個議題開展深入交流和研討。
區域生態學的研究對象是區域復合生態系統,涉及自然生態格局與過程、社會經濟格局與過程,以及自然-社會系統的耦合作用及動態演變。在具體研究中,經常選擇一些具有典型性和代表性的特定區域,這一特定區域往往存在特定的生態環境問題,需要在資源利用、開發和保護時,采取特定的、綜合性的技術手段和方法,如黃土高原的水土流失、喀斯特地區的石漠化、青藏高原的凍融侵蝕與生態系統退化等。區域生態學的研究對象具有以下特點:(1)均質性與復雜性共存,從主導要素分析區域生態綜合體是相對均質的,但從多重生態要素、格局與過程及其相互作用的角度,區域復合生態系統又具有高度復雜性;(2)完整性與開放性并立,在生態要素構成、生態過程和格局方面,具有相對明確清晰的空間邊界,同時區域復合生態系統又與其它區域發生物質、能量和信息的相互作用與反饋,體現出開放系統的特征。
區域生態學在生態學科分類體系中屬于宏觀生態學研究的范疇,處于分子生態學、個體生態學、種群生態學、群落生態學、生態系統生態學、景觀生態學、區域生態學和全球生態學這個生態學學科體系的較高層次[3]。
區域生態學研究的重點包括以下幾個方面:
(1)區域生態系統結構、過程與功能:研究區域生態系統結構、過程及其功能將為客觀認識區域生態系統形成背景、歷史演變特征,揭示區域存在的生態環境問題提供基礎。需要研究區域生態系統的組分、結構,以及從空間異質性角度研究不同組分構成、空間格局與生態過程之間的聯系,進一步揭示不同空間格局-過程耦合關系及其所賦存的生態功能。
(2)區域生態完整性和生態分異規律:重點研究區域生態完整性形成的背景、主導要素構成及其時空演變特征;探討不同主導要素對區域生態完整性的貢獻和作用;在此基礎上,揭示其他生態環境要素空間分布的異質性特征,研究這些要素空間分異與區域生態環境問題之間的內在聯系。
(3)區域生態演變規律及其驅動機制:重點研究區域生態系統時空演變規律,揭示區域生態環境問題形成的驅動機制;進一步研究區域生態環境問題對生態系統服務功能、人類社會發展的影響,探討預防和控制區域生態環境問題的途徑與對策。
(4)區域生態承載力和生態適宜性:區域生態承載力與生態適宜性評價是研究區域生態學的核心內容,也是探討區域生態環境問題形成的基礎。為此,需要結合區域地理環境背景特征和社會發展需求,建立適宜區域特征的生態承載力和生態適宜性評價的指標體系,建立區域生態承載力評價的模型和方法,開展區域生態承載力和生態適宜性評價。
(5)區域生態資產流轉、生態補償與區際生態關聯:區域生態資產流轉直接關系到生態資源的空間合理配置和區域生態系統功能優化,也是區域生態補償的基礎。需要重點研究區域生態資產流轉的環境背景、流轉途徑和模式,以及生態資產流轉的政策保障途徑;區域生態體系的變化是內部機制和外部影響共同作用的結果,所以,全面深刻理解這種變化,需要觀測分析不同生態區域之間表現在物質、能量、信息等方面的生態關聯關系。基于這種關系的科學理解,進一步探討生態補償的主客體和補償方式,建立適合不同地區生態補償的政策保障機制。
(6)區域生態系統服務與生態安全:生態系統服務與生態安全是區域生態學研究的重點內容之一。通過系統研究區域生態系統服務的物質量與價值量及其空間分異特征,闡明區域生態系統服務與區域生態安全之間的關系,揭示區域生態環境問題形成的背景和驅動機制,探討區域生態保護與問題的解決途徑,探討區域生態安全格局的維持機制和優化方法。
區域生態學是一門綜合性、應用性非常強的生態學分支,其研究方法主要有以下特點。
(1)多元綜合:區域生態學涵蓋了地理學的空間分異、生物學和生態學的過程研究、環境科學的問題識別,以及區域社會經濟發展需求等內容。加上區域生態環境問題形成的復雜性,區域生態學需要充分發揮多元學科綜合交叉特點,運用不同學科方法的交叉和綜合優勢[40],探討解決問題的理論、方法和實現途徑。
(2)問題導向:作為一門應用實踐性學科,區域生態學以解決實際問題為研究目的,因此,其所采用的方法往往是以問題為導向,針對區域生態環境問題的典型性,探討問題解決的思路和方法;在策略上,何種方法有助于解決問題,就可以拿來進行嘗試。由于不同區域面臨的問題不同,因此解決問題的方法也存在差異。如黃土高原地區,土壤侵蝕和植被退化成為制約區域可持續發展的突出問題,因此需要針對土壤侵蝕和植被退化深入研究,找到適宜該區發展的模式和對策;而對于青藏高原來說,高寒引發的凍融和生態系統脆弱成為制約該區社會經濟發展的關鍵,但該區又是我國重要的水源涵養區,因此,在探討區域生態環境問題解決途徑時,必須針對高寒脆弱、凍融危害和水源涵養功能,從國家尺度上探討區域生態環境問題解決的策略和方向,如區域生態保護與生態補償的權衡。
(3)系統思維:區域生態環境問題形成的復雜性決定了解決這些復雜問題需要系統的思維。首先,需要從區域生態環境背景特征,到生態環境演變、問題的形成開展系統的研究,系統掌握區域生態環境問題形成的全過程和形成機制;同時,探索解決問題的科學方法和技術手段,需要從地理學、生態學、環境科學、社會學、經濟學的綜合角度,思考哪些技術手段和方法可以解決問題,開展面向問題的綜合應用與集成創新。

圖1 區域生態學與相鄰學科的關系 Fig.1 The disciplinary position of regional ecology and the adjacent subjects
區域生態學在生態學科分類體系中屬于宏觀生態學范疇,從研究尺度上居于較高的層次,其與相鄰學科的關系可以用圖1表示。
區域生態學與景觀生態學是生態學的兩個重要分支,也是研究領域非常相近的學科。他們既有共性,也有差異。
(1)研究目的:兩者研究目的均是為了滿足人類社會發展需求,提供解決生態環境問題的最優途徑和方法。但是景觀生態學重點在于探討景觀格局的優化配置方案,以達到解決具體問題的目的[41-42],對于解決某一特定問題具有一定優勢,但是對于解決綜合性區域生態環境問題有其局限性;其重點在于通過探討景觀格局與生態過程的關系,從格局優化角度探討問題的解決思路和方法。區域生態學重點在于探討解決問題的綜合性方案,可以使用景觀生態學方法,也可以使用其他學科方法,它是從解決問題的實際需求出發進行優化組合。
(2)研究對象與尺度:兩者的共性均是面向宏觀生態單元,在研究對象上既有交叉也有區別。景觀生態學研究對象是具有異質性特征的斑塊鑲嵌體,其空間范圍可大可小,如居民小區、城市功能區、城市建成區、城市群、國家尺度、全球尺度。在研究大尺度景觀時往往與區域生態學的研究對象相重合;而區域生態學的研究對象一般具有較大范圍的地理空間,具有特殊的地理屬性特征。由此可知,景觀生態學研究尺度覆蓋了區域生態學的研究尺度。
(3)研究重點與思路:兩個學科均重視對結構與過程、演變與驅動力、生態環境效應的研究,其目的是通過研究景觀格局(區域生態系統)演變的驅動力、環境效應,為區域生態安全和可持續發展提供科學依據。兩者差異性主要體現在:景觀生態學更側重于研究景觀格局與生態過程的關系,從機理研究著手尋找解決問題的思路和方法;而區域生態學研究重點突出問題形成過程的解析,從因果鏈條和互動機制中尋找解決問題的思路和方法;景觀生態學解決問題的思路具有專題性,而區域生態學解決問題的思路和方法是多方面和全方位的,具有更強的綜合性。
(4)學科體系建設:景觀生態學已經成為比較成熟的一門學科,具有相對完善的研究范式和定量方法;區域生態學的目的和對象相對比較清晰,但尚未形成明確的研究體系和研究范式,仍處于發展和完善之中。
區域生態學與區域自然地理學均是以服務于區域可持續發展為導向,兩者在研究目的、研究對象與尺度、研究重點與思路、學科體系建設等方面關聯密切。
(1)研究目的。區域生態學和區域自然地理學均聚焦區域資源環境問題,服務于區域可持續發展;同時,兩者的研究目的又有所不同。區域自然地理學研究通過深入理解區域地理要素格局與過程耦合關系,從而不僅全面支持區域自然要素的可持續管理,也為人文地理等地理學相關學科提供理論支持;而區域生態學秉承生態學概念體系,依托地理學等多學科時空分析手段,以區域可持續的生態系統管理為抓手,是對生態學等相關學科的集成與凝練,也是地理要素格局與過程耦合研究的重要應用出口。即,區域生態學比區域自然地理學更聚焦于生態問題,區域自然地理學的研究目標雖然也服務于生態問題的解決,但相比區域生態學而言仍更為泛化;區域自然地理學在學科體系中更偏基礎,區域生態學在學科體系中則更偏向應用。
(2)研究對象與尺度。區域生態學研究通常以區域為重要的空間單元,關注不同類型生態系統在空間上的鑲嵌格局及其產生的各種生態過程,其研究對象是區域生態綜合體。區域自然地理學研究對象是某一地理要素或地理綜合體的特征、結構、發展變化以及區域分異和區際聯系,注重揭示一定空間的地理環境特征以及特定空間的人地關系[43]。兩者均關注生態結構、過程、功能,探討人類活動與環境的相互作用和影響,但區域生態學比區域自然地理學具有更明確的研究主體和更聚焦的問題,不宜把區域層面所有的自然地理研究都歸結為生態研究[44],——如區域古地理環境尚不是區域生態學研究的主要對象,但自然地理研究得到的區域地理要素格局與過程耦合規律可以為區域生態學研究提供支持。
在研究尺度上,區域生態學和區域自然地理學研究的空間范圍比較相近,但其內涵仍然有所差異。區域生態學中“區域”一詞側重于描述尺度或研究單元,所謂區域,是相對小尺度的部門生態學研究而言的。“區域”一詞在區域自然地理學的概念界定中不突出與局地的對立,而是側重于描述特定地區,如中國自然地理、干旱區自然地理。因此,兩個學科對空間尺度概念的理解不完全一致。此外,在時間尺度上區域自然地理學研究可以上溯至第四紀以來的環境變化,而區域生態學研究較少涉及百年以上的時間單位,說明區域自然地理學在研究尺度上寬泛于區域生態學。
(3)研究重點與思路。區域生態學研究重點可以歸結為區域生態規律認知、區域生態管理決策等方面;而區域自然地理學強調自然地理過程綜合、陸地表層系統集成、陸海相互作用和區域生態與環境管理等內容[45]。在研究思路上,有必要進一步加強區域生態學與區域自然地理學的相互支持。近年來自然地理學研究主題涵蓋氣候變化、土壤、水文水資源、土地利用、碳循環、全球化、遙感、模型模擬等多個方面,空間統計、對地觀測、地理信息系統等研究途徑已在區域自然地理學研究中被廣泛使用。區域生態學研究在探究區域生態規律的過程中,勢必將從傳統的野外考察、樣地觀測走向大尺度空間統計與模擬,而自然地理學相對成熟的區域分析理念和手段為區域生態學研究提供了多方位的理論和方法支持。
(4)學科體系建設。區域生態學在研究尺度上,將自然、經濟、社會要素在區域發展中加以整合,使惠及人類福祉的生態系統服務在區域范圍內得到應有的權衡和協同。從區域尺度研究生態學無疑是經濟社會活動與生態學進化辯證統一的發展結果,是學科發展的必然。當前,區域生態學學科體系仍在形成初期,進一步推動區域生態學的學科體系建設,為區域生態問題提供系統化解決方案,成為當前區域生態學發展的重要議題。自然地理學不同學科之間的交叉滲透日益顯著,學科綜合性發揮了重要作用[46],目前已經形成了涵蓋地貌學、生物地理學、水文學、氣象與氣候學等比較完整的學科體系布局。
(1)研究目的:兩者都是基于系統觀,強調對生態系統或區域綜合整體的科學解析,并提出分析問題和解決問題的途徑和方法。但是生態系統生態學更側重于科學問題導向,致力于闡釋生態系統的組成、演化、結構、功能、物質循環、能量流動及人類影響與調控的理論,構建相應的方法體系等[47]。而區域生態學更強調實踐問題和應用導向,構建區域宏觀生態環境問題辨識、過程解析、模擬優化、規劃設計、政策決策等的理論與方法。
(2)研究對象與尺度:生態系統生態學關注和核心對象是作為個體或群體的生態系統,主要集中在局地尺度開展從觀測實驗到定量分析與模擬等的系統性研究[48]。區域生態學的對象主要是具有一定自然或行政管理邊界的區域,是眾多生態系統和景觀類型構成的宏觀生態綜合體,因而所關注的核心尺度更為宏觀,而研究所涵蓋的尺度域更廣。
(3)研究重點與思路:生態系統生態學側重于生態系統變化及驅動機制、生態系統的結構-過程-功能-服務的機理機制、社會人文機制對生態系統的影響以及生態系統層面的管理和應用問題等[49]。而區域生態學更關注生態環境問題成因分析和解決方案運籌的理論與方法,具有更強的綜合性。二者都強調系統論和整體性的研究思路與方案,也同樣具有一定開放性,在不斷地豐富自己的學科內涵,在學科發展和社會需求的推動下不斷發展之中。
(4)學科體系建設:在生態學學科體系建設中,二者都是仍處于不斷發展完善之中的、具有系統性的分支學科,在研究的核心主題、尺度、理論和方法方面具有一定交叉性,而更重要的是互補性。
在生態學科分類體系中,區域生態學屬于宏觀生態學研究的范疇,是為宏觀生態學的一個主要分支學科。宏觀生態學的概念是相對于微觀生態學而言,屬于兩個不同的分類體系。區域生態學與宏觀生態學的的關系主要體現在以下幾個方面:
(1)研究對象及尺度:宏觀生態學是大尺度生態學[50],肖篤寧[51]認為,宏觀生態學研究的空間維通常在10km以上,時間維在年以上。根據其研究范疇,景觀生態學、區域生態學和全球生態學都是宏觀生態學的主要分支學科;宏觀生態學的研究對象具有等級結構特征,在不同的時空尺度上可以分解成相對離散的結構或功能單位,比如景觀是生態系統的有機組合,區域、生物圈等均具有此特征,是宏觀生態學的主要研究對象。區域生態學的研究對象和尺度均屬于宏觀生態學的研究范疇,其研究對象主要是“區域生態綜合體”,集中于具有特殊生態環境問題的典型區域。
(2)關注問題:宏觀生態學研究重視空間屬性。比如景觀生態學,其主要研究景觀的結構、功能和動態;全球生態學主要研究全球性的生態環境問題,比如生物多樣性減少、臭氧層破壞、土地荒漠化以及海洋污染等。生物保護和管理、人類活動對全球氣候變化的影響以及生物圈的響應等都是宏觀生態學的重點研究內容。而區域生態學在宏觀生態學的體系中,主要研究區域生態系統結構、過程與功能以及區域生態安全等。區域生態學強調生態學、地理學與經濟學的融合,注重生態與經濟協調發展,特別關注人類活動對區域生態系統的影響,比如城市生態、氣候變化對區域生態系統的影響等。
(3)研究方法:為了更好地進行宏觀生態研究,宏觀生態學研究除了使用傳統生態學的方法外,更多地采用了遙感、地理信息系統、景觀分析、模型和模擬以及古生態學信息獲取等研究方法。其中遙感、地理信息系統和模型模擬對揭示區域生態格局和過程具有舉足輕重的作用。
(4)學科思想體系:宏觀生態學已經發展了50年左右,具有明確的應用目標,學科研究方法發展相對成熟,且在多個研究領域已有研究范式,但其研究對象和范圍可能會隨著科技的發展逐步擴展到宇宙生態環境??傮w上宏觀生態學是一門相對成熟的學科。區域生態學的目的和對象相對比較清楚,但是尚未形成明確的研究體系和范式,建立完整的學科體系還需繼續深入理論和實踐支持。
區域生態學是生態學中新近發展起來的一門分支學科,重在解決人類社會中面臨的實際問題。區域生態學的研究對象具有典型特征的區域生態綜合體,既有某一特征要素的均質性,也有多種要素組合下形成的區域復雜性和空間異質性,因此,區域生態學的研究思路和方法學具有多元綜合、問題導向和系統思維的特點。區域生態學的方法論就是綜合多學科優勢,針對區域特點和生態環境問題,進行理論構建、找到適宜的方法和手段。區域生態學與景觀生態學、自然地理學、生態系統生態學、宏觀生態學等相鄰學科既有共性,也有區別;相對于這些相鄰學科,區域生態學尚未建立起完善的理論體系和方法論,還是一門成長中的學科,也為經典生態學向宏觀、多維度、多學科交叉與綜合和社會需求的深化和拓展提供了重要途徑和新的機遇。