害虫微生物防治的目标体系与效益评价方法

害虫微生物防治系统是复杂的多目标复合生态系统．对系统进行多目标效益评价有助于了解系统现状,遴选最佳防治技术,根据害虫防治的一般要求,结合微生物防治的有关特点,建立了害虫微生物防治的目标体系．对基于估计相对位置的方案排队法和混合优序图法分别进行改进,用改进算法对系统进行效益评价和方案择优,给出了计算软件．同时指出,在生态系统的评价管理中,多目标决策方法是科学合理、行之有效的定量工具．     

流域生态系统服务和水土资源匹配研究进展

生态系统服务精确评估和水土资源匹配状态，对统筹流域山水林田湖草一体化保护和修复，以及构建流域国土空间开发保护新格局具有深远影响。以生态系统服务与水土资源的响应关系为出发点，系统梳理了流域生态系统服务评估及水土资源匹配研究现状。主要贡献包括：(1)筛选大尺度生态系统服务评估精确性方法及其优势阐述；(2)提出将信息熵理论与多目标优化相结合的水土资源匹配模型算法；(3)指出基于系统耦合协调理论进行流域生态系统服务与水土资源响应机理研究的必要性。研究以期阐明流域生态系统服务与水土资源的关联性及其响应机制，为最终实现流域“土地利用经济-生态效益最大、缺水总量最小”的过程目标导向和“生态系统服务效益最大”的结果目标导向，提供理论支撑和技术指导。     

桔园植保协调管理的多目标群决策研究

植保系统工程是植保工作科学化的必然趋势,有关系统工程与具体植保工作相结合的理论研究较为丰富,然而,在更高的层次上,植保系统是多决策者、多目标的复杂系统,这就要求植保工作者必须学会用系统工程理论解决植保系统的协调管理问题。迄今这方面的研究     

面向管理目标的国家公园生态监测指标体系构建与应用

国家公园具有生态系统保护、自然资源可持续利用等管理目标,这些管理目标的实现需要大量监测数据和信息的支持。对国家公园开展生态监测有助于了解国家公园内生态系统的动态变化并揭示管理活动的影响,从而为管理决策的规划和实施提供有用信息。为推动我国国家公园生态监测体系的建立,提出了面向管理目标的国家公园生态监测指标构建方法。该方法由确定国家公园生态监测目标、识别国家公园管理目标、识别国家公园关键生态过程、确定需要监测的生态过程并制定初始监测指标清单、确定最终监测指标清单5个部分组成。该方法在三江源国家公园进行了应用。三江源国家公园的管理目标包括生态系统保育、维持江河径流量持续稳定等13项,在区域、景观、生态系统和种群尺度上共识别出16个关键生态过程。通过匹配三江源国家公园的关键生态过程与管理目标,构建了一个由两级共93个指标组成的三江源国家公园生态监测指标体系,为三江源国家公园生态监测体系的构建奠定了基础。     

大尺度陆地生态系统科学研究的理论基础及其技术体系之探讨

大尺度的陆地生态系统科学研究是在生物多样性保护、应对全球气候变化、区域生态环境治理及全球社会经济可持续发展的科技需求背景下应运而生的生态学及生态系统科学前沿领域,并在我国的生态文明建设社会实践中快速发展。本文在系统论述大尺度陆地生态系统科学研究的科技使命基础上,重点梳理和探讨了区域及大陆尺度的生态系统科学研究理论基础和方法学问题,进而基于宏生态系统生态学理论,新提出了宏观生态系统科学的基础理论、科学概念及其研究方法体系的逻辑框架。本文重点探讨了: 1) 基于生态系统的系统学特性,发展多维视角的“生态系统科学概念网络体系”;2) 基于生态系统整体性和涌现性理论,发展“生态系统状态变化分析理论体系”;3) 基于生态系统属性及状态概念,发展生态系统结构-过程-功能-服务级联关系的“整合研究方法学理论体系”的学科内涵及应用问题,进而论述了发展区域及大陆尺度宏观生态系统科学研究的方法体系,提出构建新一代大陆尺度生态系统观测研究实验网络,完善“联网观测-联网实验-数值模拟-知识融合”四位一体的科学研究技术体系的必要性。     

大尺度陆地生态系统状态变化及其资源环境效应的立体化协同联网观测

环境变化和人类活动的双重驱动正在快速地改变地球生态系统状态,呈现出了众多级联的资源环境问题,生态系统的状态变化和时空演变驱动因素以及相应的资源环境效应是大尺度陆地生态系统科学研究的永恒主题。观测和评估生态系统状态变化,发现和理解生态系统响应机制,认知和描述生态系统演变规律,预测和预警生态系统演变趋势,都依赖于大陆及全球尺度的分布式协同观测研究网络。本研究以服务大陆尺度生态系统科学研究、支撑区域生态环境治理为目标,围绕生态系统状态变化及资源环境效应科学问题,综合分析了现有生态环境观测研究网络现状,明确提出了生态系统观测研究站及其网络的发展方向,进而提出了发展“多要素-多界面-多介质-多过程-多尺度-多方法”的联网协同观测体系,构建“高新技术集成化-区域分布网络化-网络管理智能化-观测实验长期化-模型模拟多功能化-数据集成和资源共享远程化”的新一代大陆尺度生态系统观测实验研究网络的设想,并进一步阐述了该研究网络的功能定位、设计理念、设计方案、建设目标和技术体系,以期为我国陆地生态系统观测研究网络的发展提供借鉴与参考。     

基于生态系统服务的生态风险评价研究进展

生态风险评价对科学管理与保护生态系统具有重要的意义,为弥补传统生态风险评价方法的不足和提高风险管理的效率,将生态系统服务引入生态风险评价中进行发展和完善,成为了当前生态风险评价研究的前沿和热点。系统分析了生态系统服务在生态风险评价中的应用,指出生态系统服务在问题形成阶段中可明确保护对象和属性,在风险分析阶段可联系生态系统结构过程作用,在风险表征阶段及后续阶段能可提供清晰明确的评价结果,加强风险交流和管理,能有效地改进生态系统传统生态风险评价。在实践上,基于生态系统服务的生态风险评价可从3个不同层面开展:一是针对外界压力对某类特定功能或者系统中某些服务功能的影响,构建基于某种特定服务的实体属性评价方法;二是针对外界压力作用下生态系统结构与过程变化下对功能影响,构建基于复杂生态系统作用的评价方法,实现对生态风险的模拟评价;三是评价社会生态系统下外界驱动对人类福祉的影响时,可将DPSIR(Drive-Pressure-State-Impact-Response)理论模型运用到生态风险管理中,也可基于景观生态系统服务与压力源的空间作用关系,实现社会生态系统风险评价与管理。作为生态风险表征手段,可基于生态系统服务损失与不利服务进行表征,也可选取热力学等指标作为评估量纲。从理论、评价方法、风险管理等方面对基于生态系统服务生态风险评价给予展望。     

情景分析及其在生态系统研究中的应用

生态系统是一种具有多稳态机制、自适应的复杂系统,其未来往往难以准确预测。情景分析方法针对影响系统的关键不确定性,通过对系统发展的几种可能性进行探索而构建一组不同的未来景象,改变现有心理模型,激发广泛参与,提高决策有效性。近年来,情景分析方法在生态系统研究中得到了越来越多的关注。本文阐述了情景及情景分析的概念及其发展,介绍了两种典型的情景分析步骤,分析了情景分析与传统生态预测方法的区别及其优越性,回顾了情景分析在生态系统研究中应用的经典案例,最后对情景分析其方法本身的发展和在生态系统中的应用进行了总结和展望。     

生态系统稳态转换检测研究进展

在气候变化、人类活动等影响下,生态系统结构和功能可能发生大规模的突变,导致生态系统从一个相对稳定的状态进入另一个稳定状态,这种现象称为稳态转换。由于生态系统的复杂性,准确刻画生态系统多稳态并界定其临界点尚存在挑战,提升对生态系统稳态转换的检测和预测能力依旧是生态学领域研究的热点和难题。基于多稳态理论和稳态转换经典概念框架,阐释了稳态转换检测的理论基础;归纳总结出四种稳态转换检测方法的原理和优劣势;鉴于稳态转换的尺度依赖性,梳理了单一生态系统、区域综合生态系统和全球生态系统不同尺度下的稳态转换检测方法、研究思路和应用案例。基于研究进展和问题现状,提出在未来研究中,亟待发展适应复杂系统的综合检测方法;创新稳态转换多尺度分析的技术方法体系;深化生态系统稳态转换驱动机制研究,构建多元耦合机理模型;进而深化稳态转换检测结果链接生态系统管理的实践研究;解析生态系统服务和可持续发展机制。     

不同利用方式下稻田效益的综合评价

一、引言评价是多目标系统优化和决策的基础。和任何其他农业生态系统一样,稻田生态系统具有多目标、多功能的特点,单项指标难以反映系统的优劣。目前,川东南地区稻田开发利用方式多种多样,但效益评价主要是采用简单的比较分析或粗放的定性描述,尚未形成系统的     

重点脆弱生态区生态恢复模式现状与发展方向

生态系统退化严重影响区域可持续发展,控制生态系统退化和生态恢复已成为重要议题。我国脆弱生态区分布广泛,生态系统退化显著,荒漠化、水土流失、石漠化等问题突出,针对这一问题,我国已开展一系列生态恢复工程,积累了数量众多的生态恢复模式。在梳理重点脆弱生态区(北方风沙区、青藏高寒区、干旱荒漠区、黄土高原区和喀斯特地区)生态环境问题现状基础上,整理了针对不同脆弱生态区及亚区的生态恢复模式,构建了一套全面评估生态恢复模式的综合效益的指标体系,结合实地调查和数据收集,评估了脆弱生态区的生态恢复模式的综合效益,基于此提出生态恢复实践中应将生物多样性和生态系统服务提升作为重要目标,同时加强针对生态恢复模式的成本效益分析,综合设计生态恢复管理制度,搭建重点脆弱生态区生态恢复信息平台可为生态恢复模式筛选和优化提供决策支持。     

Optimizing ecosystem function by manipulating pasture community composition

The ability to design plant communities to optimize particular ecosystem functions and thus more effectively provide ecosystem services would improve all types of ecosystem management, including agriculture. We propose a novel quantitative multi-step method for selecting mixtures of plant species to meet ecosystem objectives: collecting trait data; identifying suites of traits related to relevant community processes; relating those processes to the ecosystem functions of interest; optimizing the planted mixture; and evaluating trade-offs. This approach was tested using planted mixtures of 14 grassland species common in managed pastures of the northeastern United States. Ordination of trait data from greenhouse and small plot studies was used to relate species traits to community processes, followed by generalized additive modeling to relate community-weighted mean process scores to field estimates of biomass production and resistance to invasion. Multi-criteria optimization identified seed mixtures that maximized or minimized selected ecosystem functions, facilitating quantification of trade-offs in processual ability within species and between ecosystem functions at the community level. In this study, predicted seasonal and annual biomass values were within expected ranges, but the optimal mixtures differed from forage mixtures traditionally planted in the northeastern United States. Perennial ryegrass was the most commonly-selected grass. Legumes were represented less than expected, possibly due to attributes such as longevity and forage quality that are important in pastures but were not directly included in the optimization. Ecosystem function was not linearly related to species richness. While further research on quantitatively relating species traits and community processes is needed, multi-criteria optimization offers a new path for linking ecosystem function to ecosystem management.     

生态系统综合评价的内容与方法

生态系统综合评价是系统分析生态系统的生产及服务能力,对生态系统进行健康诊断,做出综合的生态分析和经济分析,评价其当前状态,并预测生态系统今后的发展趋势,为生态系统管理提供科学依据。从总体上讲,综合评价更强调生态系统一系列产品与服务功能之间的权衡,具有很强的实践意义。许多学者对不同的生态系统服务功能进行了经济价值评估,但缺乏对生态系统的产品、服务、健康与管理之间关系的进一步探讨。对生态系统服务功能评价、健康评价的生态管理与预测进行了系统论述,目的是提出生态系统综合评价的框架,指导生态系统评价行动及生态系统管理。     

湖泊-流域生态系统管理的内容与方法

在流域生态系统管理研究综述的基础上,对湖泊一流域生态系统管理的概念进行了界定,对水环境管理、综合流域管理与流域生态系统管理之间的差异进行了对比分析。确定了生态系统生态学、流域生态学、生态系统健康和流域方法为湖泊．流域生态系统管理的理论基础,生态系统方法和流域分析为其方法学基础。在上述分析的基础上,提出了湖泊．流域生态系统管理的6个主要步骤：研究范围界定、基础信息收集与基本生态学问题的分析和评价、管理目标设定、系统综合、生态系统综合评价、适应性管理;识别出湖泊-流域生态系统管理中的3个关键问题：①生态系统管理中的不确定性和障碍分析;②流域土地利用变化对湖泊水质和生态系统的影响;③流域生态子系统与社会子系统的关联。     

生态系统工程与现代混农林业生产体系

当今世界面临着人口剧增,能源短缺和环境恶化等危机。在第三世界人口飞速增长,耕地需求扩大,毁林种粮,弃林从牧的问题十分严重,引起土壤肥力衰退,水土流失,气候失调,环境恶化,从而阻碍了农牧业的发展。为了保护森林,维护环境,解决农林、牧林业之间的矛盾,有效的途径就是将农、林、牧业有机地结合起来,建立林-农复合生态系统。因而发展农林业在国际上受到充分重视,早于1977年就成立了国际农林业研究中心(ICRAF),推动农林业的研究与生产。我国对农林业的研究与推广近年来也有长足的发展。预计农林业将成为现代农业和林业的发展趋势之一。为此,我们请南京林业大学熊文愈教授和姜志林教授负责组稿、审稿和修改论文,共汇集农林业的论文16篇。这些论文部分反映了当前我国农林业的理论研究工作和实际生产经验。现经本刊编辑,计划作为农林业专题在本刊分四期刊出,以引起广大读者对农林业的重视。在此我们对熊文愈和姜志林二位教授的积极支持表示衷心的感谢。     

生态系统服务权衡研究进展

生态系统服务作为连接自然与社会生态系统的桥梁,是社会-生态系统管理和分析的重要工具。生态系统服务权衡研究关注生态系统服务间关系的认知和调节,对于协调多元目标、最大化人类福祉、支撑社会-生态系统可持续利用具有重要的作用。整理了生态系统服务权衡的内涵和分类,将生态系统权衡研究分为客观权衡规律和管理权衡决策两大类,并对两类生态系统服务权衡的研究内容、思路和方法的国内外进展进行了系统梳理。在客观权衡规律方面,主要包括生态系统服务供与需间权衡规律、生态系统服务供或需间权衡规律两部分,其中,供与需间权衡规律包含供需匹配的维度和供需匹配的研究方法两部分,供或需间权衡规律包含关系识别和驱动力分析两部分;在管理权衡决策方面,主要包括生态系统服务管理权衡决策的准则确定和求解思路两部分。最后,对生态系统服务权衡研究进行了国内外进展的总体评价和研究展望。目前,客观权衡规律研究较为成熟,继生态系统服务供给侧权衡研究的热点之后、需求侧的权衡研究也逐渐增多,但整体上仍存在研究的应用指向不明、研究结果稳健性不足的问题;管理权衡决策研究易忽视决策准则的设置问题,使得决策结果的可行性存疑。因此,应当提出生态系统服务权衡研究范式,整合客观权衡规律和管理权衡决策,提升客观权衡规律研究的应用指向。在客观规律探索方面,深化对权衡规律驱动机制的研究,开展多时空尺度耦合研究,明确权衡规律的稳健性。在权衡决策管理方面,重视决策标准的设置,加强多方参与决策,深入探讨生态系统服务和人类福祉的联系,使权衡准则更加贴近区域管理的真正需求,提升决策结果的可行性。在实证研究方面,权衡决策研究对我国自然保护地的关注不足,未来应在继续推进城镇地区研究的基础上,尝试填补保护地的研究空缺,服务于我国保护地紧迫的权衡管理需求。     

露天煤矿废弃地生态重建智能决策支持系统的系统分析与总体设计

大型露天煤矿开采引发的土地退化问题复杂,其废弃地的生态重建更是涉及采矿学、地貌学、农学、林学、生态学、环境学、经济学和社会科学等理论。因而,很难用传统的思维方法、数量化和数学模型的应用及研究工具来解决。建立废弃地生态重建智能决策支持系统（Ｉｎｔｅｌｉ...     

生态系统途径——生态系统管理的一种新理念

介绍了生态系统途径的概念和内涵．生态系统途径最早由西方生态学家提出。随后得到一系列国际学术组织和国家的认同和支持,其中《生物多样性公约》、世界自然保护联盟和世界野生动物基金发挥了重要作用,．生态系统途径的实质是对土地、水和生物资源进行综合管理,旨在生态系统保护、生物资源可持续利用和共享生物资源三者之间达到平衡．作为生态系统管理的一种方法论,它以生物为核心。将人类及文化的多样性视为生态系统的一个组成部分,2000年《生物多样性公约》缔约国会议上制定的生态系统管理的12条基本原则和5项行动指南,丰富了生态系统途径的内涵,明确了实施的办法,我国在生态系统管理方面有着丰富的学术储备和经验总结。但也存在一定问题。

     

高校校园生态系统可控性

在环境问题日趋严重的背景下,人类一直在探索将城市生态系统改造成能够自身循环、更好利用可再生能源、同时大幅减少排放的受控系统,但由于该系统的复杂度太高,可控程度较低,其实现难度很大。高校校园可视为比较典型的城市生态系统的子系统,在合理的管控与现代信息技术的支持下,高校校园最有可能实现生态系统可控化建设。对四个主要生态流(物质流、能量流、人口流、信息流)在高校生态系统中的作用进行理论阐述,针对具有中国特色、学生大规模集中居住的高校校园,提出了一种新的受控生态系统改造方案。通过对现有校园生态工程技术进行组装,完成校园生态系统基础构筑。利用综合的校园生态系统信息流管理平台监管校园物质循环、能量流动、人口流动,探讨了可实现的高校受控生态系统的建设模式,最终提出了高校受控生态系统建设的理论模型,以期达到高校校园物质与能源利用效率最大化,降低碳排放,改善局部小型气候群,进而改善环境大气候。研究结果如能较好的应用到实践中,将为城市生态系统建设提供重要参考,意味着现代生态学将为人类发展作出一定的贡献。     

Estuary ecosystem restoration: implementing and institutionalizing adaptive management

We implemented and institutionalized an adaptive management (AM) process for the Columbia Estuary Ecosystem Restoration Program, which is a large‐scale restoration program focused on improving ecosystem conditions in the 234‐km lower Columbia River and estuary. For our purpose, “institutionalized” means the AM process and restoration programs are embedded in the work flow of the implementing agencies and affected parties. While plans outlining frameworks, processes, or approaches to AM of ecosystem restoration programs are commonplace, their establishment for the long‐term is not. This article presents the basic AM process and explains how AM was implemented and institutionalized. Starting with a common goal, we pursued a well‐understood governance and decision‐making structure, routine coordination and communication activities, data and information sharing, commitment from partners and upper agency management to the AM process, and meaningful cooperation among program managers and partners. The overall approach and steps to implement and institutionalize AM for ecosystem restoration explained here are applicable to situations in which it has been incomplete or, as in our case, the restoration program is just getting started.