连接景观异质性与社会环境系统——2017年美国景观生态学年会（The US-IALE 2017 Annual Meeting）会议述评

美国景观生态学年会于2017年4月9日至13日在美国马里兰州巴尔的摩举行。此次会议内容丰富、气氛活跃、交流形式多样,讨论了景观生态学领域的最新研究进展。会议中关于景观异质性与社会环境系统关系的探讨主要从景观格局与社会环境系统耦合方法、景观格局和社会环境系统变化过程、景观异质性与社会环境系统研究在政策制定中的应用三方面展开。对我国景观生态学研究的启示主要有以下方面:(1)重视景观格局变化和社会环境系统的耦合研究;(2)加强景观格局-过程-服务的多尺度综合集成研究;(3)加强景观生态学研究在实际中的应用,为政策制定和实际管理提供支持。     

工业生态学的内涵与发展

作为一门发展不到20a的综合性交叉学科,工业生态学目前需要界定其学术范畴和理论基础.首先评述了工业生态学的4个主要领域:(1)社会代谢是工业生态学起源最早也是发展最为成熟的领域.它提供了宏观层次上观察和测量经济发展与物质流动关系的方法和工具,但需要进一步细化物质流动图景和加强流动机制的解释;(2)工业共生是工业生态学最具特征的领域.它实质上是人们出于观察视角的转变而对工业体系的重新认识.逻辑严谨且规则统一的解释框架有助于工业共生理论的发展和实践;(3)基础设施与产业相互选择且协同演进,二者共同构成了城市的物质基础,而城市又是更大范围内区域经济系统的子集.这一组工业生态学的研究对象需要处理产业全球化与社会和生态要素本土化的矛盾;(4)工业发展的可持续性是工业生态学关注的核心目标,而多样性和复杂性给其研究带来了很大的挑战.这提醒我们要避免陷入简单化、还原论或机械论的陷阱,多开展实证研究.最后,从本体论、方法论和隐喻3个标准给出了工业生态学的初步界定,并指出4个重要的努力方向.     

科学、系统与可持续性——第六届工业生态学国际大会述评

综述了第六届工业生态学国际大会情况。大会的中心议题是"科学、系统与可持续性",设立了生命周期方法、产业共生、环境投入产出分析和物质流分析等23个议题。重点评述了社会物质代谢、产业共生与生态工业发展、工业系统复杂性、气候变化/能源及生物质四个领域。简要总结了国际工业生态学的发展趋势并给出了对我国工业生态学发展的启示。     

环境DNA metabarcoding及其在生态学研究中的应用

环境DNA metabarcoding(eDNA metabarcoding)是指利用环境样本(如土壤、水、粪便等)中分离的DNA进行高通量的多个物种(或高级分类单元)鉴定的方法。近年来,该方法引起了学者的广泛关注,逐渐应用于生物多样性研究、水生生物监测、珍稀濒危物种和外来入侵物种检测等生态学领域。介绍环境DNA metabarcoding的含义和研究方法;重点介绍环境DNA metabarcoding在物种监测、生物多样性研究和食性分析等生态学领域中的应用;总结环境DNA metabarcoding应用于生态学研究领域面临的挑战并对该方法的发展进行展望。     

我国土壤线虫生态学研究进展和展望

土壤线虫生态学主要探讨土壤线虫群落和其周围环境(包括生物和非生物)的相互关系, 包括不同生态系统中土壤线虫群落的分布和结构组成、线虫群落与土壤环境及其他土壤生物之间的相互作用等。本文回顾了我国研究者近年来在土壤线虫生态学研究领域的研究现状, 包括不同生态系统土壤线虫群落的分布、组成和多样性及其影响因素, 土壤线虫群落与全球气候环境变化的关系, 土壤线虫群落的生态功能以及土壤线虫群落生态学分析方法的发展及应用。重点评述近年来我国土壤线虫生态学的发展现状, 同时分析和比较了国内外土壤线虫生态学的发展态势, 提出建设全国范围的监测网络的重要性。未来我国土壤线虫生态学的发展方向应继续加强小尺度下土壤微食物网联通性和大尺度下全球气候变化对土壤线虫群落影响的研究以及加强相关新的研究技术方法的应用。     

工业生态学研究足迹迁移——基于Citespace II的分析

由于工业发展与环境关系愈发恶化,可持续发展问题日益突出,有必要通过回顾工业生态学研究来寻找理论指导。利用引文空间分析工具Citespace Ⅱ,通过绘制工业生态学知识图谱,以定量与定性结合方法,系统梳理国内外工业生态学研究成果,挖掘工业生态学的知识基础、发展脉络和研究热点。研究发现:工业生态学是一门交叉性学科,涉及环境科学、生态学、管理学和经济学;生态工业园仍为工业发展重要方向,需要结合生态系统理论与工业流程重构对其加以改善;城市、农业、共生成为当前研究热点;生命周期评估、投入产出分析和工业代谢仍为重要分析工具;我国工业生态问题将成为未来关注重点。     

南极磷虾行为与生理生态学研究进展

行为生态学和生理生态学是生态学领域的两个重要研究范畴,开展相关研究可以更好地理解海洋生物的生活习性及其对环境的适应能力.南极磷虾是南大洋生态系统中的关键物种,探究其行为和生理生态学可以了解磷虾类等海洋生物应对极端环境的能力.本文从行为生态和生理生态两方面总结了南极磷虾的典型生态学特征.行为生态学包括其集群(规模、行为)及游泳(游泳角度、附肢摆动)等;生理生态学包括呼吸、排泄与代谢以及蜕皮与生长等.目前关于南极磷虾的生理生态学和行为生态学的研究仍较为有限,且多数研究结果基于陆基实验室的暂养.鉴于陆基实验室暂养与自然的南极磷虾栖息环境差异较大,开展南极磷虾的现场实验生态学研究迫在眉睫.     

城市生态学自然模拟实验研究进展

自然模拟实验,通过适当控制影响因素研究自然状态下生态系统变化,已经越来越受到生态学家的欢迎。新兴的快速发展的城市生态学越来越多的采用自然模拟实验方法。研究从城市生态学的实验设计方法(如人工梯度、自然梯度和城市建设实验)、环境因子(如空气污染、热岛、灯光和地表硬化)生态效应和生态系统(如社区、绿地、绿化屋顶和集水区)响应等方面,分析了国内外大量城市生态学自然模拟实验的研究案例,并总结了城市生态学自然模拟实验的特点,指出了城市生态学模拟实验应该考虑的主要问题,并提出未来主要发展方向：(1)多种环境因子复合影响模拟实验研究,(2)生态系统结构和功能响应模拟实验研究,(3)近自然的长期模拟实验研究,(4)大范围的联网模拟实验研究和(5)面向城市生态恢复和建设的模拟实验研究。希望研究能够为推进我国城市生态学的实验研究起到抛砖引玉作用。     

我国哺乳动物生理生态学的一些进展和未来发展的建议

本文简要论述了我国哺乳动物生理生态学(主要是啮齿动物)的几个主要领域(方向)的研究进展,如
对环境的适应和瘦素的生理功能。根据国际发展动态,对未来一些可能的发展方向提出了建议。     

分子微生物生态学及其研究进展

分子微生物生态学是分子生物学实验技术应用于微生物生态学研究领域而发展形成的一门交叉学科,在研究微生物生态系统组成结构、功能的分子机理以及微生物与生物和非生物环境之间相互关系等方面显示了巨大的潜力．十几年来分子微生物生态学研究所取得的成就证明：分子生物学研究技术向微生物生态学领域的不断渗透,为微生物生态学研究领域注入了新的活力,尤其在微生物多样性、微生物区系分子组成及变化规律以及微生物系统进化研究方面取得了重大突破．本文根据近年分子微生物生态学的研究进展,就分子微生物生态学概念的提出、发展历程、主要研究领域、主要研究方法以及未来研究热点领域作以简要综述。     

基于GIS的产业生态学研究述评

产业生态学由于缺少关于空间分析的工具,使得研究结果因缺乏空间维度信息而影响对管理效率和精准度的支持。基于GIS的产业生态学相关研究已成为产业生态学研究的一个新的方向。为总结已有的研究成果并展望未来的研究方向,运用文献计量及对比分析的手段,系统分析了国内外基于GIS的产业生态学的相关研究进展,得出以下结论:当前基于GIS的产业生态研究主要集中在物质代谢、产业共生和生命周期评价3个方面,将GIS技术引入到物质代谢研究中,可以更好的展示物质代谢的时空分布格局,为物质代谢研究提供了一种新的方法;基于GIS技术,不仅可以更加高效地挖掘潜在的产业共生机会,还可应用于生态产业园的规划管理如企业的选址、空间布局等以及废弃物的回收再利用方面;将GIS与LCA耦合在一起,可以很好地补充、完善和管理传统数据,有助于探索产品、活动或工艺的环境影响的空间特性以及进行土地利用相关的环境影响评价。另外,国内外研究的侧重点也不尽相同。在物质代谢研究中,国内研究较少,仅在城市尺度上进行了基础设施的物质代谢及其存量分析,国外在国家、城市尺度上研究了铜、锌等金属的物质代谢情况;在产业共生研究中,国内侧重于生态产业园的研究,而国外侧重于城市尺度的产业共生机会识别的研究;在LCA的研究中,国内开展了基于GIS的生命周期评价数据库和产品材料信息管理系统的研究,而国外侧重于进行区域化的生命周期评价、进行土地利用影响类型的相关评价以及污染物的追踪,国内在该方面尚处于起步阶段。国内外在研究方法上存在共性,都是基于GIS的空间分析方法、缓冲区分析方法以及数据库技术等。未来将GIS作为一个平台,面向产业转型展开产业生态学综合理论方法的研究,可以为产业的可持续性管理提供有效支持。     

Mars, Materials, and Three Morality Plays: Materials Flows and Environmental Policy

Although industrial ecology represents a captivating metaphor and rich repertoire of analytical tools, its impact on environmental policy has been marginal at best. This article examines the insights provided by the studies of three common materials in the US. economy-lead, arsenic, and silver-and the abilrty of such studies to illuminate some larger and looming challenges for future environmental policy. Three specific challenges are explored: the flow of materials across national borders, the increasing embodiment of emissions in products, and the dangers of unchallenged assumptions about the drivers of material flows. The article argues that industrial ecology can inform public policy but that it is time for the practitioners of industrial ecology, an applied science, to apply it in the often messy world of environmental policymaking.     

中国生态工业园区发展的环境绩效指数构建方法

运用多目标排序方法构建了中国生态工业园区发展环境绩效指数,以量化比较生态工业园区间的环境绩效。首先基于《综合类生态工业园区标准》筛选构建环境绩效评价指标体系,包括经济发展、资源能源消耗、污染排放3个准则层;其次应用标准化方法和正态分布的累积分布函数NORMDIST依次对各项指标原始数据进行2次数据处理;最后准则层、指标层均等权重进行归一化得到环境绩效指数。应用所构建的环境绩效指数方法以2010年为基准年,分析了24家综合类国家生态工业示范园区的绩效,并将《综合类生态工业园区标准》作为虚拟的"标准园区"进行比较。分析了环境绩效指数的影响因素,并基于环境绩效指数方法对中国生态工业示范园区发展的管理决策提出了建议。     

Beyond the Food Web Connections to a Deeper Industrial Ecology

Industrial ecology is a school of thought based, in part, upon a simple analogy between industrial systems and ecological systems in terms of their material and energy flows. This article argues for a more sophisticated connection between these diverse systems based on the fact that they are all complex self-organizing systems, operating far from thermodynamic equilibrium. As such, industrial and ecological systems have in common certain constraints and dynamic properties that move beyond the central metaphor of industrial ecology and could align these systems under a more comprehensive analytical framework. If incorporated at a fundamental level, the complex systems framework could add depth and sophistication to the field of industrial ecology.     

我国生态工业园认识和实践中的误区：隐喻的使用

近几年随着我国生态工业园的蓬勃发展,不可避免地出现了一些认识和实践中的误区,这些问题将会影响我国循环经济工作的健康开展.生态工业园在理论层面中的一个基本属性就是其概念的隐喻性,而我国的学术界和实践界都或多或少地忽视了这个问题,将研究和实践带入了一个不必要的误区.提出了工业系统与自然系统之间的双向隐喻现象,并深入分析了隐喻在科学研究中的作用和限制;总结了我国生态工业园相关的隐喻性概念及其泛化现象,进而分析了其产生的深层原因,并提出了改进建议;以工业共生不稳定现象的研究为案例初步说明了如何在产业生态学的研究中合理地使用隐喻性概念.     

中国生态工业园区发展现状与展望

综述了中国生态工业园区的发展,主要内容包括:(1)中国工业园区的发展历程和面临的挑战;(2)中国生态工业园区的发展历程与发展模式;(3)3个角度分析中国生态工业园区建设取得的环境绩效,即基于生态工业示范园区验收及规划基准年绩效变化,基于数据包络分析法的生态工业示范园区环境绩效和基于环境绩效指数方法的生态工业园区环境绩效评价;(4)国内外关于生态工业园区的研究现状和热点;(5)中国生态工业园区发展和研究面临的难点及未来发展展望。面向中国工业园区绿色低碳循环发展需求,以期通过对生态工业园区发展的回顾和评述,为园区实践者和决策者及后续研究提供参考。     

A Database to Facilitate a Process‐Oriented Approach to Urban Metabolism

In view of urbanization trends coupled with climate‐change challenges, it is increasingly important to establish less‐harmful means of urban living. To date, urban metabolism (UM) studies have quantified the aggregate material and energy flows into and out of cities and, further, have identified how consumer activity causes these flows. However, little attention has been paid to the networks of conversion processes that link consumer end‐use demands to aggregate metabolic flows. Here, we conduct a systematic literature search to assemble a database of 202 urban energy, water, and waste management processes. We show how the database can help planners and policy makers choose the preferred process to meet a specific resource management need; identify synergies between energy, water, and waste management processes; and compute optimal networks of processes to meet an area's consumer demand at minimum environmental cost. We make our database publicly available under an open‐source license and discuss the possibilities for how it might be used alongside other industrial ecology data sets to enhance research opportunities. This will encourage more holistic UM analyses, which appreciate how both consumer activity and the engineered urban system work together to influence aggregate metabolic flows and thus support efforts to make cities more sustainable.     

LCAart: Communicating industrial ecology at a human scale

This Forum piece describes a collaborative project between engineering and architecture to visualize some of the most influential results from industrial ecology using human‐scale, photorealistic images that are quantitatively accurate. Our goal was to apply visualization theories and practices from art and architecture to address a major communication problem in our field: though inspirational in concept, in practice much industrial ecology research is difficult to comprehend for the average person. Models are large and complex, metrics are esoteric, and results are often reported on a scale that is devoid of personal meaning. Our strategy was to place hidden flows and embodied emissions in plain sight, creating images that show the environmental implications of consumption as absurd insertions into scenes of daily life, at a scale that is relatable and personally meaningful. We also compare with and discuss other artistic efforts around the world in the oeuvre of “Consumption Art,” providing historical context. Industrial ecology envisions a world where production systems can incorporate social and environmental implications in real‐time, where policy is informed by our best understanding of trade‐offs and inequities, and where the public has an appreciation for what actions are meaningful, all with the goals of improving quality of life for all while safeguarding the environment and human health. Effective communication of our research is vital to build consensus for policy and action toward this vision, and one under‐appreciated aspect of communication in our field is the sympathetic power of Art.     

产业生态学最新研究进展及趋势展望

传统末端治理方式的弊端和清洁生产技术的局限性促使人们探求新的污染防治模式,生态学尤其是仿生学的发展激发了人们仿照自然生态系统来改造人类生产系统的想法,基于这种背景,产业生态学应运而生。分析了产业生态学诞生的背景及其形成过程,并全面系统论述了产业生态学领域的国内外进展,识别了目前我国该领域面临的问题与困境,并给出了对策建议。在此基础上,文章从学科发展的角度对产业生态学的发展趋势和前景作了展望。