生態學的基本目標是增進對生物體與生物和非生物環境相互作用的理解,而不是解決特定的社會、保護或經濟問題。因此,這100個問題根據對生態科學的重要性而篩選出來,列出了生態學面臨的一系列重要問題,重點放在基礎科學上。下面我們回顧這100個最重要的生態學基礎問題。
1. 人類活動可能導致生境破碎化使物種之間聯系減少,而全球化則使物種之間聯系增多,這兩者會產生什么樣的進化后果?
2. 進化多大程度上能夠改變我們在自然界中看到的生物個體的比例關系?
3. 物種適應有多大的局域性(因棲息地而不同)?
4. 表觀遺傳變異的生態學因果是什么?
5. 基因、個體、團體上不同水平的選擇對生活史進化以及造成的種群動態變化的相對貢獻是多少?
6. 什么選擇壓力導致了生活史中的性別差異?這些選擇壓力對種群動態造成的后果是什么?
7. 對于像真菌這樣很難定義個體和適應性的生物,生態和進化的理論應該怎樣修改?
8. 密度制約的力量與方式是如何影響種群動態與生活史進化之間的反饋的?
9. 表型可塑性是如何影響物種進化軌跡的?
10. 物種生活史權衡取舍的生理學基礎是什么?
11. 控制物種分布范圍的生態與進化機制是什么?
12. 如何將個體水平的詳細生命過程上升到種群模式?
13. 物種、種群特征和地理環境如何相互作用來決定個體間散布的間距?
14. 物種散居和遷徙行為的遺傳基礎是什么?
15. 散居在棲息地最外圍或者休眠時間與整體情況不同的個體,是否具有獨特的基因型或表型?
16. 生物體在散居、遷徙、覓食、尋找配偶過程中如何做出行動決策?
17. 不同空間尺度上種群數量水平的變化是否可預測?空間尺度與種群數量水平是如何共同影響種群的時空動態?
18. 種群數量和空間結構是如何修正環境隨機性對種群動態的影響?
19. 環境隨機性與環境變化是怎樣與密度制約相互作用來形成種群動態變化與物種分布的?
20. 生活史中的跨代效應例如母體效應多大程度上影響種群動態變化?
21. 物種曾經的環境經歷對隨后的個體生活史以及種群動態變化產生的延滯效應的數量級與持續時間是多少?
22. 在一些海洋生態系統中什么造成了巨大的種群增長變化?
23. 生活史特征間的協方差(相關性)如何影響種群動態變化?
24. 當測定一個物種對另一個物種的影響時,直接的(掠食、競爭)與間接的(誘導行為改變)交互的相對重要性是多大?
25. 個體變異對種群、群落以及生態系統的動態變化有多重要?
26. 什么種群特征決定了其受到干擾后的恢復能力?
27. 多重感染在驅使疾病動態變化中有多重要?
28. 寄生者與共生者在產生與維持宿主多樣性中扮演什么角色?
29. 地下生物多樣性與地上生物多樣性是如何相互影響的?
30. 微生物物種、功能、基因型的多樣性與群落和生態系統功能執行的關系是什么?
31. 微生物的交互作用多大程度上影響宏觀生物群落組成與多樣性?
32. 植物與土壤之間的生物、非生物的反饋哪一個對影響植物生長更重要?
33. 微生物與宿主之間的共生關系會如何影響宿主與其掠食者及更高營養級的相互作用?
34. 在什么樣的生態環境中寄生蟲是調控群落動態變化的關鍵因素?
35. 適用于宏觀生物的宏觀生態學模式是否可以適用于微生物?引起該模式的生態學過程是否相同?
36. 微生物群落模型對于了解宏觀群落模型有何幫助?
37. 種內多樣性是如何作用于寄生、共生交互的動態過程?
38. 如何通過物種功能來判斷營養互作的強度?
39. 通過簡單的生物特征例如體型、葉面積能夠多大程度上預測群落屬性及其對環境變化的響應?
40. 物種功能如何影響生態網絡結構?
41. 什么時候許多難以測量的弱相互作用疊加效果可以強于少數易于觀測的強相互作用?
42. 生態群落中間接相互作用(例如表面競爭、表面共生)的廣泛性和重要性是怎樣的?
43. 環境的時空異質性如何在不同尺度上影響多樣性?
44. 物種丟失如何影響剩余物種的滅絕風險?
45. 對于控制群落的組成與多樣性,隨機過程和確定性過程哪個更重要?是否會因生態系統類型不同而異?
46. 如何預測在一個給定區域內多少物種可以共存?
47. 局域的物種組成與多樣性在多大程度上受擴散限制和區域種庫影響?
48. 生物地理因素和進化歷史對于決定現在的生態學過程有何貢獻?
49. 初級生產者多樣性能夠多大程度地驅使更寬泛的群落多樣性?
50. 群落組裝規則對于解釋生物入侵有多重要?
51. 營養性和非營養性互作在決定群落組成上的相對重要性是多大?
52. 動態的滅絕-再殖民平衡對于堅持在破碎化生境上的物種有多重要?
53. 何種機制導致在廣泛的生態系統中草本與木本植物可以長期共存?
54. 資源脈沖如何影響資源利用以及生物交互?
55. 稀有物種在生態群落功能中有多重要?
56. 多樣性與多樣化之間有怎樣的反饋?
57. 植化相克會對自然植物群落產生什么功能后果?
58. 哪些生態系統易受臨界點暴露的影響?為什么?
59. 我們怎么知道一個生態系統瀕臨臨界點?
60. 哪一個因素和機制決定了生態系統受外部擾動后的恢復能力?如何測量恢復力?
61. 哪一種生態系統以及何種屬性對群落組成變化最敏感?
62. 現實中生物多樣性的變化將會導致生態系統功能如何改變?
63. 不同組織層級(基因、物種、物種豐富度、功能、功能多樣性)的生物多樣性對生態系統運行的相對貢獻是多大?
64. 海洋、淡水、陸地生物群的生態系統屬性及動態變化有何共性?
65. 生態交互網絡的結構如何影響生態系統運行及穩定性?
66. 空間結構如何影響生態系統功能?如何在不同空間尺度之內或之間整合來評估功能?
67. 除了氮和磷(以及海洋中的鐵)外的營養元素如何影響生態系統的初級生產力?
68. 生物入侵與本地物種滅絕在多大程度上造成生態系統屬性改變?
69. 具有全球重要性的生態系統功能是否可能由尚未深入了解的生態系統提供(例如深海、地下水)?
70. 在隨機或定向的環境變化中,那些物種是功能冗余的?
71. 在生態系統中滯后現象是正常的還是例外的?
72. 能否根據物種性狀來預測生態系統對環境變化的響應?
73. 自然棲息地的碎片化與消失所帶來的滅絕債務的量級是什么?何時會付清這些債務?
74. 進化在破壞的生態系統恢復過程以及其他形式的松弛選擇中扮演什么角色?
75. 采伐會對生態系統的結構和動態產生何種間接影響?
76. 在氣候變化中地球生態系統和大氣的主要反饋與交互是什么?
77. 決定未來海洋和陸地碳匯規模的關鍵因素是什么?
78.?大氣變化將如何影響陸地生態系統的初級生產力?
79. 海洋酸化將如何影響海洋生態系統的初級生產力?
80. 什么程度的氣候變化能夠通過物候變化導致營養聯系解體?
81. 全球氣候變化背景下自然群落如何響應越來越多的極端天氣事件?
82.?面對快速的環境變化,是什么決定了物種是適應環境、改變生存范圍還是走向滅絕?
83. 什么決定了物種隨氣候變化而改變分布范圍的速度?
84.?我們能在多大程度上根據古生態變化范圍的推斷來了解21世紀的變化?
85. 何種情況下景觀結構例如廊道、墊腳石可以影響物種的分布與豐度?
86. 生物地理障礙的打破(西北航道更永久的開放)能夠在多大程度上導致局域多樣性的持續變化?
87.?種間交互作用如何影響物種對全球變化的響應?
88.?全球頂級捕食者數量下降對生態系統有什么影響?
89. 更新世巨型動物滅絕對當代生態系統的遺留影響是什么?
90. 其他學科已運用的理論中有哪些可以但尚未被運用于生態學?反之亦然。
91.?我們如何最好地開發和利用經驗模型系統來理解自然系統?
92. 過去的生態學預測曾有多成功?為什么?
93. 已發表的生態學錯誤本質是什么?這些錯誤將如何影響學術理解與政策制定?
94.?我們對生態學的理解是如何受到出版物中的偏見影響的?
95.?什么新技術最能促進生態學的理解?
96. 如何整合多尺度和類型的監測(從區域到全球的觀測)來產生穩健的生態學推斷?
97. 在什么程度上被廣泛研究的生態學模式(物種-豐度分布、物種-區域關系等)是統計學的結果而不是生態學過程?
98.?測定生態學變化的幅度和方向最適當基準線是什么?
99. 對來自觀察的反饋(例如生物對數據采集器的響應)進行建模,可以在多大程度上提高對生態學過程的推斷能力?
100.?在生態模型中,人類行為與生態動態之間的反饋如何解釋?