环境生态学研究方法引论

环境科学与工程及其相关学科的科学研究中，经常需要研究者对于生态学理论和研究方法的灵活运用，*选择并进行集成与与优化，更需要以环境问题为导向，以生态学的思维去设计研究方案，对于环境生态问题进行科学系统的诊断，优化方法，寻求*解决方案。国家生态文明新战略更要求在环境战略环评、城乡规划和工程实施过程中生态优先、环境以及公民健康为重。 <br>本教材针对环境科学、环境工程以及环境生态工程及相关专业研究生在开展环境生态科学研究和学位论文选题中面临的薄弱环节，研究方法的选择和研究方案设计的科学训练不足，综合分析、逻辑推理和创新能力提升空间巨大，特为高年级优秀本科生、研究生一年级设计的一门科学方法学课程，博士一年级学生也可以选修，同时也可以作为相关专业的教学和管理培训用书。 

刘静玲，北京师范大学教授，主持或作为骨干参加完成国家重点基础研究发展计划（973）项目课题和863项目子课题、国家水质专项、国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金主任基金、世界银行项目和省部级重点项目20余项，发表论文60余篇，SCI、EI收录30余篇，已合作出版专著和教材12部，国家发明专利一项。已获国家科技进步二等奖1项、省部级科研与教学奖励30余项。

上篇研究方法总论

第1章科学研究方法3

11科学研究基本步骤3

111制定一个分析框架3

112对科学推理进行综合分析3

113在研究共同体中工作3

114筛选一种或几种研究方法并优化4

12问题与挑战4

13研究计划制订5

131分析框架制订5

132研究方案制订5

14理论、假设与概念分析6

141科学研究思维过程6

142理论构成和性质6

143概念与命题分析7

144假设7

145定律7

146数据陈述8

147科学假说8

15科学假设8

151科学假设的科学性特征8

152科学假设的解释说明性特征9

153科学假设的预见推测性特征9

154科学假设的验证性特征9

155科学假设类型10

156科学假设形成步骤11

第2章科学研究策略12

21测量与实验设计12

211测量的原则12

212实验设计原则13

22科学推理方法14

221归纳法14

222演绎法14

23科学研究的流程模式15

第3章环境科学研究维度分析17

31研究框架及目的17

311问卷设计17

312研究方法18

313数据分析18

32环境科学方法分析19

321环境科学方法研究阶段19

322环境科学方法研究途径比较分析19

323不同层次人群对环境科学方法研究看法的相关性分析21

33研究维度体系构建21

第4章环境生态问题甄别与选题24

41环境科学问题24

411环境科学问题特征24

412热点环境问题27

42选题的原则与类型28

421选题意义28

422选题原则29

423选题类型30

43选题的程序与方法31

431选题程序31

432选题的方法32

44选题案例分析——生物膜法应用于海河流域水生态系统健康评价33

441选题33

442研究对象的筛选34

下篇环境生态方法分论

第5章生态伦理观及方法39

51生态伦理观39

511生态伦理的概念与内涵39

512生态伦理的产生与发展41

513生态与环境伦理学的异同42

514可持续发展观的基本原则44

52人类中心主义和非人类中心主义44

521人类中心主义44

522非人类中心主义45

53生态系统管理46

531生态系统管理概念47

532生态系统管理发展前瞻48

533生态系统管理原则与步骤50

534社会经济自然复合生态系统适应性管理51

54生命周期评价54

541生命周期评价理论概述54

542起源与发展55

543生命周期评价的理论基础58

544生命周期评价的应用59

第6章生态环境风险评估63

61人为干扰下的生态负效应63

611环境污染的生态负效应63

612生态破坏的负效应66

62生态环境监测69

621生态环境监测69

622生态环境监测发展71

623生态环境监测研究方案制定72

624生态环境监测指标体系与方法技术优化74

63生态环境风险评价79

631研究历程79

632流域水环境风险评价理论基础与程序84

633大尺度水环境风险评价模型92

64案例研究——海河流域典型河口生态系统重金属污染特征和评价99

641研究区概况99

642样点布设及样品前处理方法100

643重金属生态风险评价方法101

644结论101

65案例研究——海河流域水环境风险评价103

651研究背景及问题诊断103

652风险受体和评价终点的选取105

653风险源分析106

654风险小区划分108

655概念模型与暴露危害分析108

656风险表征111

657结论116

658风险管理对策118

第7章生态环境野外研究方法119

71生态调查119

711调查内容119

712调查程序与方法122

72生态环境取样方法125

721取样方法的分类125

722环境因子的取样127

723生物因子的取样130

73原位试验方法135

731现场围隔方法135

732现场围隔的分类及试用范围137

74案例研究138

741实例研究——海洋围隔生态系中疏浚物倾倒对养殖贝类的生态效应研究138

742案例研究——新疆金山金矿矿区生态环境现状评价139

第8章生态环境模拟实验方法142

81控制实验142

811微生物实验142

812淡水初级生产者144

813无脊椎动物145

814淡水鱼类145

815沉积物测试146

816淡水多物种检测系统147

817人工生物膜群落法147

82模拟实验149

821关于微宇宙理论149

822微宇宙的主要类型151

823室内标准化微宇宙153

83案例研究——鱼类生理学指标对流量和污染胁迫的响应及适宜生态流量研究153

831鱼类对污染胁迫的响应156

832鱼类对流量胁迫的响应158

833适宜生态流量161

第9章生态环境模型研究方法163

91生态模型概述163

911生态模型的组成163

912生态模型的分类164

92理论模型构建169

93生态模型的不确定性分析172

94案例研究：APRFW模型应用研究——白洋淀净生产力时间变化173

941白洋淀研究区173

942PRFW概念模型174

943APRFW湿地净生产力模型175

944模型验证与敏感性分析177

945建模与数据178

946研究结论187

第10章物质循环研究方法189

101物质循环流动的概述189

102物质的自然流动回顾189

1021物质自然流动的概念189

1022物质自然循环分类190

1023物质自然流动的基本特征191

1024物质自然循环的生态学意义192

103物质的人为循环192

1031物质的人为流动的概念192

1032物质人为流动分类193

1033物质人为流动基本特征194

1034物质的人为流动与其自然循环间的关系195

104物质人为流动研究方法196

1041选择研究物质的原则196

1042物质流动分析197

1043“追踪法”物质流动分析198

1044“定点法”物质流动分析201

105案例研究——铅元素人为流动分析与管理204

1051案例物质的选择204

1052铅酸电池系统“追踪法”铅流分析应用204

1053“定点法”铅流分析205

1054物质流动分析数据来源示例208

1055展望208

第11章城市生态规划研究方法209

111方法框架209

112核心方法210

1121城市生态系统现状评价方法210

1122规划指标筛选与权重确定方法212

1123城市生态功能区划方法217

1124方案决策/评估方法224

113案例分析227

1131规划理念与思路228

1132城市生态可持续发展态势分析228

1133城市生态规划目标229

1134城市生态安全格局229

1135城市生态系统管育及规划方案评估230

114小结231

第12章方法筛选与优化的实用工具232

121生态足迹——一种度量系统可持续发展状态的方法232

1211生态足迹的概念及其原理232

1212生态足迹理论的起源与发展235

1213生态足迹的应用236

1214生态足迹模型的计算方法介绍238

1215案例分析——以博鳌特别规划区的可持续发展分析为例242

122环境系统设计——生态设计方法246

1221生态设计的概念246

1222生态设计的来源及发展249

1223生态设计方法253

1224案例研究——合肥市道路生态设计256

1225结论259

123计算机支持下的协同设计259

1231协同设计的概念259

1232计算机支持下协同设计的来源及其发展260

1233计算机支持下协同设计的特点261

1234计算机支持下协同设计的分类262

1235计算机支持下协同设计的关键技术263

1236计算机支持下协同设计的主要方式264

1237计算机支持下协同设计体系结构265

1238计算机支持下协同设计流程框架268

1239产品的协同设计研究268

124大数据处理及实用工具270

1241大数据的概念270

1242大数据处理流程271

1243生态环境大数据273

1244大数据在生态环境领域应用进展273

1245生态环境大数据平台架构276

125案例研究——基于大数据的湿地生态系统服务价值评估277

1251湿地生态系统大数据观测体系278

1252基于大数据的湿地生态系统服务价值评估279

第13章生态环境研究的尺度分析286

131不同尺度下研究方法比较286

1311研究区概况286

1312研究方法287

1313基于熵值法的邻苯二甲酸酯类（PAEs）生态风险评价289

132基于生态环境监测方法的重金属生态风险评价298

1321白洋淀重金属及其生态风险的时空分布298

1322白洋淀底栖动物结构特征的时空分布300

1323白洋淀底栖动物结构指标与重金属潜在生态风险的相关性301

1324沉积物中重金属污染指数的水平特征302

1325各金属之间相关性分析303

1326沉积物中重金属潜在生态风险与底栖动物群落结构指标的相关分析303

133基于AQUATOX模型的PBDEs生态风险评价303

1331模型校正与验证304

1332敏感性分析305

1333PBDEs风险评价306

1334模型NOEC与实验室NOEC比较311

1335AQUATOX模型外推到其他湖泊312

1336不同种群的间接效应312

1337POPs的关键浓度阈值313

134结论313

参考文献314