生态拓扑学：新瓶旧酒

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1999年美国的 NSF 在[一篇论文](http://www.ingentaconnect.com/content/aibs/bio/2001/00000051/00000001/art00005)中提出生态拓扑学应该成为未来生态学研究的四大前沿之一（另外三个是地区物种池产生的复杂社群发展，生态记忆在生态过程中的作用，以及复杂系统的涌现特性）。这篇论文在[这里](http://www.planta.cn/forum/viewtopic.php?t=7256)有中文的简介。

最近在 Ecological Complexity 上发表的一篇论文则对生态拓扑学这个概念的应用进行了[综述](http://dx.doi.org/10.1016/j.ecocom.2008.11.001)。作者指出，生态拓扑学虽然被作为研究的前沿，但其理论和方法事实上至少已经被生态学家们应用了超过半个世纪。拓扑学的两大奠基人物 Euler 和 Poincaré 分别确立了这门学科的两大分支，Euler 提出了图论和网络拓扑学，而 Poincaré 则提出了用几何方法抽象动态系统的概念。这两种基本的拓扑学方法在生态学研究中都得到了应用。网络拓扑学促进了食物网等概念的研究，以及多种系统模型的建立；Poincaré 的流型概念则推动了 bifurcation 和跨比例作用等概念的出现和非线性生态模型的发展。

在今天，这些研究领域仍然是生态学中的热门问题。综述的作者指出，生态学中的许多数学方法本质上都代表了拓扑学的思想，深入对拓扑学的研究，有助于更好地评估对生态过程的跨比例理解，更好地定义系统的因果性边界，建立连接不同尺度的形式结构，通过系统结构研究物种互动，以及帮助人们理解那些不易直接观察的“高阶现象”。Panarchy 等研究系统不连续性的方法也与拓扑学概念有直接的联系。综述的作者认为，以更为规范的形式讨论拓扑学在生态学中的作用，将有助于更深入和广泛地理解复杂生态系统。将拓扑学与空间统计、GIS 等其它手段结合应用将帮助我们更好地理解自然。

当然，作者也认为将自身就是两个分开的部分的拓扑学显式地引入生态学研究中，会有一些概念定义和与现有方法整合的困难。也许我们不需要作为生态学分支的拓扑学，但引入拓扑学的方法是一个可能的研究方向。

Prager, S., & Reiners, W. (2009). Historical and emerging practices in ecological topology Ecological Complexity, 6 (2), 160-171 DOI: 10.1016/j.ecocom.2008.11.001