环境生态学第九章

今天我们来学习一下第九章生态系统管理人类社会的可持续开展归根结底是一个生态系统管理的问题，也就是如何运用生态学、经济学、社会学和管理学的有关原理，对各种资源进行合理管理的问题，这样既满足当代人的需求，又不对后代人满足其需求的能力构成损害。所以我们就先先来学习第一节生态系统管理的内涵。生态系统管理是随着生态学的开展逐渐形成的。它的定义就是指一、定义在充分认识生态系统整体性与复杂性的前提下，以持续地获得期望的物质产品、生态及社会效益为目标，并依据对关键生态过程和重要生态因子长期监测的结果而进行的管理活动。二、生态系统管理的内涵主要包括以下几方面：1.生态系统管理要求将生态学和社会科学的知识和技术，以及人类自身和社会的价值整合到生态系统的管理活动中；2.生态系统管理的对象主要是受自然和人类干扰的系统；3.生态系统管理的效果可用生物多样性和生产力潜力来衡量；4.生态系统管理要求科学家与管理者确定生态系统退化的阈值及退化根源，并在退化前采取措施；5.生态系统管理要求利用科学知识做出最小损害生态系统整体性的管理选择；6.生态系统管理的时间和空间尺度应与管理目标相适应。所以，生态系统管理是人类以科学理智的态度利用、保护生存环境和自然资源的行为表达，也是实现可持续开展的手段和重要途径。我们来看第三个大问题生态系统管理的根本原那么：生态系统管理是以人为主体的管理行为，因为人既是生态系统的重要组分〔被管理者〕，又是管理的实施者，管理是靠人来执行和实现的。所以只有加强标准人的行为的法规、政策和制度的建设，提高全人类的环境保护意识，树立可持续开展观念，才能真正实现可持续的生态系统管理。另外，生态系统管理应遵循的原那么还有几个方面，它们是1.整体性原那么。整体性是生态系统的根本特性，各种自然生态系统都有其自身的整体运动规律，人为的随意地分割就会给整个系统带来灾难。我们建拦河大坝，就会造成枯水期的延长。因此在管理中我们要遵循系统的整体性原那么，切忌人为切割。例如任何一条河流、一个湖泊、一个地区都与生态系统周围环境以及人类社会经济活动有密切关系，需要分析自然条件、人口变动、经济开展、现实利益与长远利益、局部与整体等多种因素，否那么，就不可防止地会发生决策的失误，或顾此失彼，或造成长远的不良影响。\n2.动态性原那么。生态系统是一个动态系统，即使没有人为干扰，也始终处于动态的变化之中。在生态系统中生物与生物、生物与环境是相互联系的，从而使系统维持输入和输出过程的平衡。而特定生态系统的功能总是和周围生态系统产生相互影响，在不同的时间和空间尺度上发生着各种生态过程。例如在几十年或几个世纪的时间尺度上，许多景观因为自然干扰的作用而发生改变，在景观内和景观之间形成不同时间段的演替结果。这种结果对生态系统的结构和功能意义重大，并在不同的生态系统中表现出来，因而在划分生态系统管理边界时就必须要综合考虑，合理划分自然管理区，这样将有助于实现生态系统的功能监测和管理目标。3.再生性原那么。生态系统最显著的特征之一就是具有很高的生产能力和再生功能。它的主要组分——生产者，为地球上一切异养生物提供了营养物质，是全球生物资源的营造者。而异养生物对初级生产的物质进行取食加工和再生产，通过生态系统的多种功能流，如物质流、能量流等，形成次级生产。这样，初级生产和次级生产为人类提供了几乎全部的食品、工农业生产的原料以及医药等。所以，生态系统的这种生产能力和再造性，在管理中必须得到高度的重视，从而保证生态系统提供充足的资源和良好的效劳。4.循环利用性原那么。生态系统中有些资源是有限的，而非“取之不尽，用之不竭〞的。因此我们在进行管理时要遵循经济、生态规律。例如，在水资源的管理上，我们要将宏观的工、农业生产系统工程和生态工程技术结合起来，采用少量化和循环利用等多种途径，解决水资源问题。在城市用水管理时，尽量采用重复用水及循环用水系统，使废水排放量减至最少。5.平衡性原那么。生态系统健康是生态系统管理的目标，一个健康的生态系统经常会处于一种稳定和自我调节的状态，生态系统各局部的结构与功能也处于相互适应与协调的动态平衡。而生态系统自我调节能力受生态阈限的制约。当外界干扰或胁迫超过系统的承载力或容量极限时，生态系统的结构和功能就会遭到破坏，系统失衡，严重时系统衰败，甚至崩溃。所以，我们需要对生态系统各项功能指标〔功能极限、环境容量等〕加以认真分析和计算，通过合理的人为管理，减缓外界压力，从而保持系统的健康和平衡。6.多样性原那么。生物多样性是生态系统持续开展和生产力的核心，其重要作用包括三方面：1〕生物多样性在复杂的时空梯度上维持生态系统过程的运行；2〕生物多样性是生态系统抗干扰能力和恢复能力的物质根底；3〕生物多样性是生态系统适应环境变化的物质根底。\n丰富的物种和基因变种的存在提供了新物种形成的基因源，有利于物种进化，也有利于生态系统对环境变化做出反响，这种适应力是生态系统功能得以长期持续的关键。维护生物多样性是生态系统管理中不可缺少的组成局部。一方面，生物多样性的丧失往往是难以挽回的；另一方面，引进新物种会对自然生态系统产生的负作用，说明生物多样性也并不是简单的增加物种数目的问题。因此了解物种的灭绝机制和途径，对于生态系统的管理实践和设计有效性是极为重要的。第九章第二节生态系统管理的内容及途径。这一节的第一个问题就是一、生态系统管理的要素我们知道，生态系统的结构是复杂的，功能是多种多样的，所以我们在生态系统管理时就需要考虑较多的要素。目前，我们在管理时主要考虑以下要素：1〕根据管理的对象确定生态系统管理的定义，把人类及其价值取向整合进生态系统。我们只有通过明确定义，才能加强对不同生态系统的管理，从而保持生态系统的可持续性目标。2〕确定明确的、可操作的目标。3〕确定生态系统管理的时间和空间尺度。通过对管理区时间和空间尺度的划分来极大简化生态系统管理的实施。4〕收集适量数据，理解生态系统的复杂性和相互作用，提出合理的生态模式。5〕监测并识别生态系统内部的动态特征，确定生态学限定因子。6〕确定影响生态系统管理活动的政策、法律和法规。因为不管什么样的管理活动，在遵循生态学根本原理的根底上，都必须与国家的法律法规和政策相协调。7〕选择和利用生态系统管理的工具和技术。有效的生态系统管理需要借助一些工具和技术来实现，比方，在数据监测过程中遥感是获取各种空间数据的有效手段。那么接下来我们看第三个问题三、生态系统管理的主要途径与技术那我们昨天的电影也看到了，一方面，人类对生态系统产品和效劳的需求不断增加；另一方面，人类的活动又不断干扰和破坏着生态系统，产生了一系列的环境问题，例如温室效应啊等等，这就使得可持续的生态系统管理显得更加紧迫和重要。那我们在进行管理的过程中，就需要通过多条途径和各种手段，有效地促进生态系统的健康开展。那生态系统管理的第一个途径是\n1.生态风险评估。生态风险评估是利用生态学、环境化学及毒理学的知识，定量确定环境危害对人类负效应的概率及其强度的过程。它的目的在于通过对某种环境危害效应的科学评价，为生态环境和生态系统的保护和管理提供决策依据。2.适度干扰与恢复重建。前面第六章我们讲过对生态系统的适度干扰不仅不会使生态系统受损，反而会使系统的结构和功能进一步完善，系统更加稳定。因此，适度干扰理论是目前生态系统管理实施的重要理论依据。适度干扰理论，也就是我们讲的中度干扰假说。受损害生态系统的恢复和重建一般可采用两种模式途径〔图9—2〕：一种是当生态系统受到的损害没有超过系统的阈值，并且是在可逆的情况下，外来的干扰和破坏解除后，生态系统自然恢复；另一种是生态系统受到损害超过系统的承载力，并且发生了不可逆的变化，在这种情况下，仅靠自然过程不能使系统恢复到初始状态，必须加以人工措施才能迅速恢复。没有超负荷消除压力自然恢复过程恢复生态系统超负荷，不可逆转的消除压力人工措施和恢复自然恢复过程3．清洁生产。清洁生产又被称为“无公害工艺〞、“无污染生产〞、“废料减量化〞等。简单地说就是无废物少污染的生产。它的目标是：通过资源的综合利用、替代作用、屡次利用以及节能、省料、节水等方式，实现合理利用资源，减缓资源的耗竭。4．废物资源化管理与5R方法。目前，人们已将生活垃圾列为居住环境污染中最严重的三个问题之首。对垃圾进行管理首先要扭转将垃圾作为废物的传统观念，要把垃圾作为一种珍贵的资源来对待。所以我们就来学习一下减少废物数量的5R方法：抵抗〔reject〕即不买难以回收或会造成浪费的产品，如选购不含汞和钢的环保电池。减少〔reduce〕即改变产品生产和人们购物的方式，减少过度消费和浪费，如只购置需要的商品，不购置过度包装的商品。修复〔repair〕即修复损伤的物品而不更换新的物品，如修好损坏的物品再用，而不是随意丢弃。回收〔recycle〕即将废旧物品送到回收中心，重新制成产品，屡次循环利用丢弃的产品。\n响应〔react〕即让生产者和消费者了解造成浪费的情况和不负责的废物管理，共同改变行为，实行源头削弱，减少废物的产生。5．生态工业园区〔EIP〕。工业园区是工业化国家中作为一种促进、规划和管理工业开展的手段。它在促进工业快速开展的同时，对环境产生了严重的破坏。而我们建立生态工业园区是在生态学、生态经济学、工业生态学和系统工程理论指导下，将在一定地理区域内的多种具有不同生产目的的产业，按照物质循环、生物和产业共生原理组织起来，构成一个从摇篮到坟墓利用资源的具有完整生命周期的产业链和产业网，以最大限度地降低对生态环境的负面影响，求得多产业综合开展的产业集团。它们在运行过程中，有方案地进行物质和能量交换，高效分享资源，寻求资源和能源消耗最小化、废物产生最小化，努力建设可持续开展的经济、生态和社会关系。6．实施标准化环境管理系列标准。目前世界标准化组织〔ISO〕推出的环境管理系列标准为ISO14000，来标准、约束企业和社会团体所有组织的环境行为，以实现节约资源、减少环境污染、改善环境质量和促进经济的持续、健康开展的目标。7．大力开展生态工程和生态建设。我国通过实施西部大开发战略，把以“退耕还林、还草〞为核心的生态建设提到了举足轻重的地位，为西部地区生态环境的改善提供了千载难逢的机遇。8．加强自然保护的管理和研究，建立各种类型自然保护区。自然保护包括对自然环境和自然资源的保护，主要有二种方式。第一种是直接保护目标生物或特殊类群，对生物与生物资源实施禁止任何形式的利用，可以建立物种的长期种子库、基因库、植物园、动物园和水族馆等，保持生物的正常生长与有效繁殖。第二种方式就是建立各种类型的自然保护区。通过保护物种生存繁衍的栖息地，到达实现生物多样性的长久保护。9．推广3S技术。3S技术是RS〔遥感〕、GIS〔地理信息系统〕、GPS〔全球定位系统〕的总称。RS、GIS、GPS三者密切结合，就形成了现代遥感应用技术系统。RS、GPS是遥感信息的获取系统，为GIS提供及时的信息；GIS是遥感信息的处理和应用系统，能对大量的空间数据进行分类、统计、计算、分析、制图等。10．环境管理信息系统〔EMIS〕。\n环境管理信息系统是以现代数据库技术为核心，将环境信息存储在电子计算机中，在计算机软、硬件支持下，实现对环境信息的输人、输出、修改、增加、删除、传输、检索和计算等各种数据库技术的根本操作，并结合统计数学、优化管理分析、制图输出、预测评价模型、规划决策模型等应用软件，构成一个复杂而有序的、具有完整功能的技术工程系统。这一章的最后一节呢就是第三节生态规划与设计一、生态规划的定义有关生态规划的定义，不同学者各持已见，日本学者将生态规划定义为生态学的土地利用规划是生态规划。英国、美国、德国、日本是较早研究城市生态系统，制定城市生态规划的国家。生态规划就是以生态学原理和城乡规划原理为指导，应用系统科学、环境科学等多学科的手段辨识、模拟和设计人工复合生态系统内的各种生态关系，确定资源开发利用与保护的生态适宜度，探讨改善系统结构与功能的生态建设对策，促进人与环境关系持续协调开展的一种规划方法。那我们城市生态规划或称城市环境规划就是以城市生态学的理论为指导，以实现城市生态系统的平衡为目的，调控人与环境的关系，创造一个舒适、优美、清洁、平安的环境。所以生态规划的目的就是二、生态规划的目的1．舒适，根据不同城镇的人口规模与生产规模，不断扩大和完善城镇根底设施与公用福利设施，充实第三产业，以满足人民生活水平和现代化水平增长的需要。2．优美，对海滨、河滨、森林公园、山林等优美的自然景观，优秀历史文化遗产，具有重要历史意义、革命意义、科学和艺术价值的文物古迹，具有民族风格与地方特色的传统建筑和街道，我们要妥善保护并运用现代技术提高其景观质量。3．清洁，根据各行各业对环境的不同影响，需要合理确定功能分区与交通联系。对生产与生活造成的三废、噪声、余热、农药残毒、放射性与电磁波污染要限制在国家允许的范围之内，逐步实现清洁工艺生产。4．安全，我们要对各种自然灾害与人为灾害要采取工程防范措施与社会防范措施，使各种灾害的影响减少到最低限度。5．高效，就是社会经济高效开展，即同时取得好的经济效益、社会效益与生态效益。三、生态规划的特点①以人为本②控制在生态系统的承载力之内③系统开放、优势互补④高效、和谐、可持续强调经济开展的高效、和谐与可持续性，而不是简单的高速度。\n四、生态规划的原那么1.整体优化原那么2.人地系统协调共生原那么3.生态功能分区原那么4.高效和谐原那么5.相互制约原那么6.最小风险原那么7.可持续开展原那么五、生态规划与设计的方法及程序这里我们介绍一下麦克哈格生态规划法，这个方法的核心在于根据区域自然环境与自然资源性能，对其进行生态适宜性分析，以确定土地利用方式与开展规划，从而使自然的利用与开发与人类其他活动与自然特征、自然过程协调统一。该方法主要分为5个步骤：①确立规划范围与规划目标。②广泛搜集规划区域的自然与人文资料，包括地理、地质、气候、土壤、野生动物、自然景观、土地利用、人口、交通、文化、人的价值观调查，并分析描绘在地图上。③根据规划目标综合分析，提取在第二步所收集的资料。④对各主要因素及各种资源开发〔利用〕方式进行适宜度分析，确定适应性等级。⑤综适宜应性图的建立。