生态系统健康研究进展

健康的生态系统一般被视为环境管理的终极目标,进行生态系统健康研究对探索区域与生态系统可持续发展具有重要意义。随着国际生态与健康学会(International Association for Ecology and Health)的解体,生态系统健康研究视角出现转型。系统梳理了近年来国际上有关生态系统健康概念及其评估方法、指标的新进展,通过文献统计和重要文献引用揭示了国际生态系统健康研究的发展历程,提出了从生态系统健康到生态健康再到生态文化健康的三大核心框架发展阶段,生态系统健康的研究对象和范围正在不断扩充。资源环境研究领域是国内研究者应用生态系统健康概念与方法的优势领域,在区域尺度上评价生态系统的健康更贴近资源环境和社会文化交互作用的复合表征理念。因此,我国生态系统健康研究的趋向不仅应包括在生态系统尺度上研究的继续深化,也应包含对生态文化健康概念的完善与应用,并发挥地理-生态视角的区域集成研究优势,从而有效指导区域生态与环境政策制定与实施。     

我国区域尺度生态系统管理中的几个重要生态学命题

生态系统管理学是研究生态系统管理的理论与实践技术,相关政策和管理策略的综合性应用生态学。当前,综合研究全球或区域尺度生态系统管理模式及其相关的重大科学问题不公是人类社会可持续发展的迫切需要,也是生态系统管理学的重要发展方向和科学任务,为此,本文系统地论述了生态服务功能、可持续性、复杂性和不确定性的综合评价与生态学机制,自然资源保护、生态系统健康以及退化生态系统恢复的生态学基础,生态系统管理的基础生态学过程,生态系统适应性管理的理论与实践,生态系统网络研究,监测和成果集成,区域尺度生态系统管理的综合性专题研究等一系列重要生态学命题,讨论了这些生态学命题的国内外研究进展及其发展方向。     

21世纪初农业生态系统健康研究方向

农业生态系统健康是指农业生态系统免受发生“失调综合症”,处理胁迫的状态和满足持续生产农产品的能力,目前,农业生态系统健康研究范围主要涉及农业生态系统健康评价方法,土壤质量和水质与农业生态系统健康的联系,农业生态系统健康与人类健康的关系,害虫生态管理对农业生态系统健康的贡献,杂草综合管理在农业生态系统健康中的作用,从生态病理学到农业生态系统健康,线虫群落作为农业生态系统健康指示生物的研究,转基因作物对农业生态系统健康的生态影响评价,农业投入政策对农业生态系统健康的影响,景观生态学在农业生态系统健康评价中的应用,农业生态系统健康与绿色食品开发等,首先论述了农业生态系统健康研究的现状,介绍了农业生态系统健康研究实例-土壤健康的生物指标,最后提出了今后农业生态系统健康的研究方向,为保障农产品安全和增进人类健康提供依据。     

生态地理区划研究进展

生态地理区划是国内外地理学和宏观生态学研究的热点问题之一.国外学者对生态地理区划概念、原则和指标体系和方法等进行了大量的研究和讨论,并就全球、国家和区域尺度的生态地域系统进行划分.其研究经历了从单生态因子分异的规律性认识、生态系统聚合、人类作为生态系统一部分的单要素划分到层次约束、相互包容与不包容的等级斑块思维的整体性功能、过程和结构性划分的发展路线.我国生态地理区划在借鉴自然区划的基础上发展较为迅速,并在区划的原则、方法、理论等方面取得重要进展,就全国或地区的生态地理综合区划及要素区划等进行了深入的探讨.但仍然处于探索阶段,理论方法和技术体系不完善.中国未来生态地理区划应重点展开基础理论研究,构建严密的区划体系和理论体系,更加关注人文要素在区划中的重要影响,注重新方法和技术的应用,并加强对典型生态地域系统区划研究.为区域经济发展与生态环境保护、改良和合理利用提供科学依据.     

景观生态学研究：传统领域的坚守与新兴领域的探索——2013厦门景观生态学论坛述评

由城市与区域生态国家重点实验室、中国科学院城市环境与健康重点实验室联合举办的厦门景观生态学论坛,于2013年11月1日至3日在中国科学院城市环境研究所顺利召开。来自中国科学院、国内高校、国土资源部等单位的30多名景观生态领域的专家学者参加了会议。本届论坛的科学议题集中在四个方面：（1）生态系统过程与服务的尺度推绎和区域集成;（2）生态文明的科学基础;（3）全球气候变化背景下城市化过程中的城乡形态、足迹与系统可持续性;（4）景观的生态过程与全球化响应。论坛强调国家战略需求与景观生态学科发展,景观生态学研究的国际前沿,学科、区域和尺度的多元融合与交叉研究。我国未来景观生态学的研究需要加强国际交流与合作,注重在尺度转换与区域集成的综合、生态过程与生态系统服务的耦合、生态文明与景观可持续性的结合、新技术新方法的应用等方面的探索。     

基于恢复生态学的泰山地区“山水林田湖草”生态修复研究

目前大多地方生态修复工作往往是对各类生态系统分割式治理,不利于生态系统的整体修复。“山水林田湖草是生命共同体”理念要求各生态要素和生态系统之间的协同特征和有机联系,恢复生态学理论则关注受损生态系统的驱动因素、生态恢复的路径和干预措施,两者的结合能够为生态保护和修复提供坚实的理论和技术基础。基于恢复生态学理论,以泰山地区为研究对象,运用物能循环和转化的生态学原则对受损生态系统生态关键问题进行诊断,明确了“山水林田湖草”生命共同体中的各要素（子系统）在生态过程中的相互影响及相互制约关系,厘清了泰山地区矿山开采（地质受损）-植被破坏-水土流失-景观失调的生态受损与退化机制,在此基础上提出了“地貌重塑、植被重建、水体重构、景观重现”的生态恢复思路。并尝试构建包含生态风险、生态状况和生态恢复能力三重准则共13项指标的评价体系,以期通过生态恢复效果的评价与监测引导生态恢复目标的有效实现。     

微生态学在医学领域中的应用

20世纪 5 0年代初期 ,我国著名微生态学家、微生态学先驱者魏曦教授、刘秉阳教授创建了我国的微生态新学科 ,并后继由康白教授发扬光大 ,使我国微生态学蓬勃发展。人体微生态的许多基本规律都是从胃肠道微生态学研究得出的。胃肠道微生态的研究与现代医学许多基础学科和临床学科有广泛的联系 ,胃肠道正常菌群参与了人体的生理、生化、病理和药理过程。肠道的解剖结构与肠道的正常微生物群的存在有着密切的关系。正常菌群实际上已成为宿主生命的必须的组成部分。微生态学的研究对象主要是有生命的宿主。对一定解剖部位的疾病生理、病理解剖、…     

虚拟生态技术：概念、体系与应用展望

虚拟生态技术是构建数字化生态系统底座、模拟生态演化过程并建立其在统一时空基准下全局知识分析体系的新技术，是生态学和地理信息科学、计算机科学等多学科交叉融合向现代化、信息化和智能化发展的新方向。研究、发展和应用虚拟生态技术，对生态学学科发展、生态系统管理及区域可持续发展具有重要意义。目前，虚拟生态技术的研究总体处于起步阶段，仍缺乏完备和边界清晰的定义、体系，难以支撑系统性迭代发展和科学性分析。本文从现代生态学主要理论和目的出发，总结了虚拟生态建设的主要内容及技术需求，重点提出了结合虚拟地理环境和数字孪生体技术的虚拟生态关键技术体系，并从应用场景角度分析了虚拟生态技术在大气污染、能源分析中的应用能力，最后，从局部计算点突破和全局技术点融合两方面总结新一代信息技术背景下虚拟生态技术在生态环境全局数字化建设、智能化计算、真实化表达等不同层次递进的发展潜力，丰富和发展支撑我国生态空间资源转型的技术能力。     

区域生态安全格局:概念与理论基础

提出区域生态安全格局概念的提出 ,适应了生态系统恢复和生物多样性保护的发展需求。针对区域生态环境问题 ,通过干扰排除以及空间格局规划和管理 ,能够保护和恢复生物多样性 ,维持生态系统结构、功能和过程的完整性 ,实现对区域生态环境问题的有效控制和持续改善。区域生态安全格局的研究对象具有针对性、研究尺度具有区域性、研究问题具有系统性、研究手段具有主动性。它强调区域尺度的生物多样性保护、退化生态系统恢复及其空间合理配置、生态系统健康的维持、景观生态格局的优化、以及对社会经济发展需求的满足。它更加强调格局与过程安全及其整体集成 ,将生态系统管理对策落实到具体的空间地域上 ,实现管理效果的直观可视。相关理论 ,景观生态学、干扰生态学、保护生物学、恢复生态学、生态经济学、生态伦理学、和复合生态系统理论等为其提供了坚实的理论基础。区域生态安全格局不存在一个固定标准 ,人类对生态系统服务功能需求的不断变化是生态系统管理的根本原因。实现区域生态安全不但要以社会、经济、文化、道德、法律、和法规为手段 ,更要以其不断发展对生态系统服务功能的新需求为目标逐步进行。区域生态安全格局研究对于解决区域生态环境问题具有不可替代的作用 ,具有广阔应用前景。     

微生物与生命健康专题序言

人体微生物组是指人体内由微生物组成的共生生态群落,其动态平衡与人体健康密切相关。微生物组被公认为可在人体中起调节免疫、代谢、消化吸收作用的重要“器官”,可与包括肺、肠道、阴道、大脑在内的多个器官产生联系,并逐步成为治疗癌症、冠心病、神经系统疾病等疑难杂症的潜在靶点。近年来,随着微生物组测序与分析技术的飞速发展,从微生物组角度发现人体微生物与多种疾病的关系并探索新的治疗方法已成为国际科研的热点与前沿。为了进一步促进人体微生物在生命健康领域的研究,《生物工程学报》特组织出版专题,重点阐述了人体微生物组的研究方法、人体微生物组与疾病以及干预方法等方面的研究进展,为推动微生物组在生命健康领域的快速发展提供理论基础。     

基于生态资产的生态系统风险分析模型及应用实例

生态学将在生态系统的管理和生命支持系统的可持续发展上发挥核心作用.对生态系统的定量研究是生态系统管理研究的核心和前沿.研究借助于金融资产风险管理方法,结合生态资产价值化和生态系统风险研究建立了基于生态资产的生态系统风险分析方法,给出了对区域(流域)生态系统总体风险进行度量的分析模型和计算公式,并以民勤绿洲生态系统为例进行了实证研究.实证研究结果表明:未来3a内民勤绿洲生态资产价值损失在95%置信水平下不会超过1.92亿元.所建立的生态资产风险分析模型对区域生态系统管理具有一定的意义.     

人体微生态与感染性疾病的研究进展

近年来,人体微生态研究得到了国内外专家学者的广泛关注。研究表明,微生态系统就像人体的一个重要生理功能"器官",是人类适应环境生存、健康、遗传、疾病和衰老的主导者之一,而且是药物代谢、微生物耐药的重要载体。许多感染性疾病的发生、发展和恶化都与人体微生态系统密切相关。主要从各种感染性疾病体内微生物组变化入手,旨在探讨人体微生态在感染性疾病发生发展中的重要作用,及其在未来感染性疾病精准医疗中的突破性意义。     

区域生态系统健康评价——研究方法与进展

生态系统健康评价是当前宏观生态学与生态系统管理研究的热点问题之一,区域尺度的生态系统健康评价则是生态系统健康评价研究的一个重要发展方向。在探讨生态系统健康时空尺度特征的基础上,明确界定了区域生态系统健康及其评价等相关概念,结合目前区域尺度生态系统健康评价的相关研究进展,从评价的区域类型、目标单元、模型方法、指标选取及其阈值、权重设定等方面探讨了区域生态系统健康评价的基本原理与方法,并展望了进一步研究的重点方向,即评价结果的多尺度综合与尺度转换、景观生态学理论与方法的应用、3S技术的综合应用等理论与技术问题。     

区域生态学的特点、学科定位及其与相邻学科的关系

区域生态学作为生态学的一门重要分支学科,起源于20世纪70年代的区域综合科学考察和环境污染调查,旨在研究区域生态环境问题形成背景和驱动因子,探讨区域生态环境问题解决的思路和方法。基于前人研究成果和文献综述,系统分析了区域生态学研究的特点,剖析了区域生态学的性质和学科定位。在此基础上进一步比较了区域生态学与景观生态学、生态系统生态学、区域自然地理学和宏观生态学的共性与差异。认为:(1)区域生态学研究对象是具有特定生态环境属性的区域生态综合体,既具有特定要素主导下的空间均质性,也具有多种要素耦合作用下的空间异质性特征,是一门问题导向的应用性基础学科;(2)区域生态学研究需要具有多元综合、问题导向和系统集成的思维,从多层次、多视角探讨区域生态环境问题的解决方案;(3)区域生态学属于宏观生态学研究的范畴,处于分子生态学、个体生态学、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学、景观生态学、区域生态学和全球生态学这个生态学学科体系的较高层次。     

人体肠道微生态与疾病发生发展的关系及机制研究进展

人体微生态系统存在于胃肠道、口腔、泌尿生殖道、呼吸道和皮肤等多个部位,其中以肠道中的微生态系统最为主要和复杂。肠道菌群具有重要的生理功能,参与宿主的免疫与代谢,并受到宿主内外环境因素的影响。肠道微生态失衡与疾病密切相关。本研究就当下国内外人体肠道微生态与疾病发生发展的关系及机制的研究进展进行综述。     

山水林田湖草生态保护修复的理论支撑体系研究

山水林田湖草生态保护修复关系到我国生态文明建设和美丽中国建设进程,关系到国家生态安全和中华民族永续发展。开展山水林田湖草生态保护修复是生态文明建设的重要内容,是贯彻绿色发展理念的有力举措,也是破解当前生态环境与经济发展之间难题的必然要求。通过总结梳理当前我国山水林田湖草生态保护修复工作的进展与概况,立足于“山水林田湖草是生命共同体”的理论核心,详细阐释了山水林田湖草生态保护修复的内涵及理论体系。山水林田湖草生命共同体的基础理论是以生态系统生态学为支撑,基于流域生态学、恢复生态学和景观生态学的理论诠释山水林田湖草生命共同体的时空区域尺度及流域内部各生态系统之间的耦合机制,通过复合生态系统理论构建山水林田湖草生命共同体的社会、经济、自然生态系统的“架构”体系,明确了流域可持续发展是山水林田湖草生命共同体的最终发展目标。在构建山水林田湖草生态保护修复理论支撑体系的基础上,进一步总结凝练了山水林田湖草生态保护修复的技术体系,包括生态保护、修复与恢复技术、生态建设技术、生态功能提升技术、生态服务优化技术与监督管理技术等,为我国山水林田湖草生态保护修复工作提供坚实的理论和技术支撑体系。     

浅议中医体质与肠道微生态的关系及个体化医疗

中医体质是人体生命过程中先天禀赋和后天获得基础上所形成的形态结构,具有生理功能和心理状态方面综合的、相对稳定的固有特质。中医体质分型更好地阐述了独立个体疾病的易患因素和疾病演变的倾向性,从而更好地诠释中医体系的个体化医疗。人体肠道微生物总量达100万亿,占人体总微生物量的78.67%,肠道微生态系统是人体最重要的微生态系统。肠道微生态系统可以更好地掌握和利用精准遗传学信息来防病治病、促进健康,从而更好地诠释西医体系的个体化医疗。基于中医体质理论与肠道微生态学相结合的个体化医疗兼顾中西医学理论基础及治疗方案,其关联性的研究使现代科学理论方法和技术在中医学研究中有了用武之地。     

区域生态学的国际起源和研究热点

20世纪80年代以来,区域生态学迅速发展,成为生态学领域重要的分支学科。本文综述了区域生态学的国际起源、发展脉络,以及主要研究热点,对比了国内外区域生态学研究的区别以及对国内区域生态学发展的启示。分析表明,在国际上,区域生态学的研究热点主要集中在生物多样性保护、区域气候变化影响、生态系统服务、城市生态学、区域生态修复和可持续发展等方面。由于国情以及学科发展进度不同,国内外区域生态学研究在关注问题、研究思路和研究手段上存在区别。国内区域生态学受学科起步较晚、相关数据的质、量和利用率较低及对方法和模型研究尚浅的影响,未来研究要在深度利用遥感数据的基础上,加强学科理论和方法的学习,重点关注气候变化影响生态过程的机理、生态模型优化、全国生态系统服务评估与定价、区域生态安全以及区域可持续发展规划。     

恢复生态学焦点问题

就恢复生态学的概念、近期的发展趋势与前沿命题、传统生态学理论在生态恢复过程中的应用及恢复生态学的社会性等核心问题展开论述。恢复生态学是一门年轻的学科,迄今尚无统一的定义。代表性的有3方面的学术观点。第1种强调受损的生态系统要恢复到理想的状态;第2种强调其应用生态学过程;第3种强调生态整合性恢复。笔者认为,恢复生态学是研究生态系统退化的原因、退化生态系统恢复与重建的技术与方法、过程与机理的科学。从近年的国际恢复生态学大会来看,恢复生态学研究近期主要有3个方面的发展趋势。一是强调自然恢复与社会、人文的耦合。认为恢复生态是全球性的,不只是自然的过程,应有全社会的支持,包括政治、经济和人文的介入。二是强调无论是在地域上还是在理论上都要跨越边界。有效的生态恢复实践在地域上要求多地区甚至是多国家的合作,在理论上要求多学科的交叉与耦合。三是强调以生态系统为基点,在景观尺度表达。随着环境和经济问题的全球化,生态系统和景观尺度的恢复生态学研究引起了越来越多的关注。2004年第15届国际恢复生态学大会的会议主题已定为：恢复、景观与设计。在当前研究趋势的基础上,提出了恢复生态学当前研究的6个前沿命题：恢复生态学的学科理论框架研究、恢复生态系统的功益研究、生物多样性在生态恢复中的作用研究、生态恢复对全球变化的响应研究、生态恢复立法研究和生态恢复与社会、经济的整合性研究。退化生态系统的恢复与重建是一项十分复杂的系统工程,尤其需要生态学理论的指导。多数生态学理论已被应用于恢复生态学的研究与实践。结合实例,着重阐述了生态系统演替理论在生态恢复中的应用。恢复生态与全球变化间的相互作用研究越来越多的引起了人们的关注,但多数研究仍停滞在定性研究阶段。在广东的恢复生态学研究表明,广东省从1986年至1998年,植被覆盖从26％到51％,新造林绿化的植被每年可吸收、固定广东省年排放CO2量的一半。人类社会与自然环境的协调可持续发展,不仅要求实现生态环境的可持续,同时亦要求实现人类社会与经济的可持续发展。这就要求生态系统的恢复与重建必须同时实现生态、经济与社会效率的三重优化。中国科学院华南植物研究所生态中心在中国热带、南亚热带进行的退化生态系统的恢复与重建研究历时30余年,所产生的显著的经济和社会效益,在各个实验站点均已有所反映。     

土地利用结构变化对区域生态健康的影响——以重庆市沙坪坝区为例

运用景观生态学原理与方法,对重庆市沙坪坝区近10年土地利用变化进行研究;通过对土地利用类型赋予相应的相对生态价值,探讨土地利用结构变化对区域生态健康状况的影响.结果表明,各土地利用类型间相互转移,各时段土地利用结构差异明显;不同土地利用结构下,各子生态系统的相对生态价值高低悬殊,对区域生态健康的贡献程度表现不一;从总体上看,区域相对生态价值在研究时段内有升有降;未来各生态子系统的相对生态价值变化可表现为:先降后升区、持续下降区和持续增长区3种趋势;区域生态健康状况趋势由较健康型向健康型转变.