长江中下游四大淡水湖生态系统完整性评价

长江中下游地区是我国淡水湖泊集中分布区域,研究该区域湖泊生态系统完整性对于湖泊生态系统保护和恢复具有重要意义。物理、化学和生物完整性指标已经广泛应用于河湖生态系统健康评价,但是缺少物理、化学和生物完整性的综合评价方法。以历史调查状况为主要参照系统,构建了基于物理、化学和生物完整性的多参数湖泊完整性综合评价指标体系,结合近年来长江中下游四大淡水湖(洞庭湖、鄱阳湖、巢湖、太湖)生态系统调查数据,对四大淡水湖生态系统完整性进行了评价。结果表明,洞庭湖、鄱阳湖、巢湖和太湖的综合得分分别为66、71、57和57。根据评价等级划分标准,洞庭湖和鄱阳湖生态系统完整性状况都达到"好"的等级,而巢湖和太湖则处于"一般"等级;结果显示,该指标能够表征人类活动对于湖泊生态系统完整性不同方面的干扰,且能够反映四大淡水湖生态系统完整性历史变化状况。因此,该方法可以作为长江中下游淡水湖泊生态系统完整性综合评价的工具并能够为湖泊生态系统的保护和恢复提供科学支撑。     

国家公园生态系统完整性评价研究进展

建立国家公园可促进生态环境和生物多样性的保护, 而国家公园生态系统完整性评价对于维持生态系统平衡、生态系统健康、生物多样性以及典型生态系统的完整性具有重要意义。本文介绍了生物完整性指数评价体系(Index of Biotic Integrity, IBI)、三级法评估框架(Three Level Approach, TLA)和生态系统完整性评估框架(Ecosystem Integrity Assessment Framework, EIAF)三种国家公园生态系统完整性评价方法, 其中生物完整性指数评价体系基于高强度的野外调查和室内实验分析, 虽然花费大、耗时长以及生物鉴定专业性要求较高, 但评价结果准确可靠; 三级法评估框架分为三个级别, 即远程型评价(Remote Assessment)、快速型评价(Rapid Assessment)和密集型评价(Intensive Assessment), 在评价独立且较为复杂的生态系统完整性时具有极大的灵活性; 生态系统完整性评估框架吸取了生物完整性指数评价体系和三级法评估框架的优点, 扩充了评价体系的指标, 优化了生态系统完整性评价计分统计方法, 是目前最为成熟的评价方法之一。同时,本文也探讨了目前国家公园生态系统完整性评价研究中存在的一些问题,如评价指标不全、评价形式单一和评价方法主观性较强等。作者指出, 国家公园生态系统完整性的研究需要注重自然-经济-社会的结合与统一, 加强社会经济可持续发展与人类健康等方面的研究, 挖掘外来入侵物种与生态环境之间的关系, 继续寻找能够反映生态系统完整性状态和变化趋势的新的指示物种, 进而制定统一标准的评价方法体系。     

土壤生态系统稳定性研究进展

土壤生态系统稳定性是指土壤生态系统对抗人为干扰和自然剧烈变化的能力,可以由抵抗力和恢复力两个方面来表征.土壤生态系统稳定性是土壤健康指标的核心之一,进行稳定性评价对于土壤健康评价尤其是人为污染和物理干扰后土壤的健康评价具有重要参考价值.与地上生态系统研究结论相似,土壤生态系统稳定性的评价,与所选择的干扰性质和土壤过程密切相关.国内外近年来土壤生态系统稳定性方面的研究进展,主要包括:土壤生态系统稳定性的概念,土壤生态系统稳定性的研究方法,土壤生态系统稳定性的影响因素,保持土壤生态系统稳定性的对策,并提出了问题与展望.     

中国国家公园原真性与完整性概念及其评价框架

国家公园保护管理的首要目的是有效保护国家重要自然生态系统原真性和完整性。我们提出了面向管理的中国国家公园原真性与完整性概念, 国家公园原真性是指国家公园内生态系统及构成国家公园价值或与国家公园价值紧密联系的自然与文化要素保持在原生状态, 强调“不受损”; 国家公园完整性是指国家公园具有足够面积和充分的组成要素, 以维持生态系统的结构、功能与过程, 维持自然区域的价值与特征, 强调“不缺失”。我们还提出了国家公园原真性和完整性评价框架, 从自然度、气候变化强度、传统文化及其载体的真实性、人类干扰程度、人与自然和谐关系的原真性5个方面评价国家公园原真性; 从生态系统组成完整性、生态系统结构完整性、生态系统功能完整性、景观组成要素完整性和文化景观的完整性5个层面评价国家公园完整性。此外, 我们还提出了国家公园原真性与完整性保护的建议, 包括重塑保护管理目标、更新保护管理理念与提升保护管理技术3个方面。国家公园原真性与完整性的讨论尚未成熟, 对评价指标设定、指标间的相互关系、保护管理技术等的研究均尚待深入。     

生态系统可持续性的一个测度框架

生态系统可持续性是指生态系统持久地维持或支持其内在组份、组织结构和功能动态健康及其进化发展的潜在和显在能动性的总和.它是由生态整合性、自维持活力、自调节力和自组织力所构成的1个四元能力体系.生态系统持续性是由系统自身的组份、结构和功能动态来体现的.因此,对系统组份、结构和功能动态的辨识和评估是测度生态系统持续性的方法论基础.本文提出了1个由12项测度内容和30多类测度变量组成的生态系统可持续性的指标度量框架,反映了生态系统持续性的基本特点.从测度方法上看,基于指标的测度方法是生态系统持续性的基本测度方法,但它需要和整合测度方法相结合,以便提供一个完整的测度途径.     

长江源区生态系统完整性测量与评价

生态系统完整性概念正在逐步成为公共环境政策和决策的基础,许多区域生态系统管理的规划和政策都将生态系统完整性作为目标和原则.本文建立了长江源区多尺度生态系统框架,依照生态系统完整性的定义,发展了长江源区生态系统完整性评价的指标体系,对源区进行了生态系统完整性的测量和评价.根据完整性的评价结果,将长江源区划分为生态良好区、生态脆弱区和优先生态恢复区.     

森林干扰度评价

干扰普遍存在于森林生态系统,是森林群落演替的驱动力之一。干扰对森林生态系统的影响程度,决定于干扰的频率、强度、空间范围等,过度频繁或不合理的干扰,可能导致森林生态系统的毁灭。森林对干扰的响应表现在多方面,其内在联系十分复杂,因此,很难用森林中某个现象或某几个现象反映森林生态系统对干扰的响应。为了准确、科学地评价现有森林生态系统对干扰的响应程度,本文提出应用森林干扰度（REFD）评价现有森林受干扰的程度。森林干扰度是由于干扰的存在造成森林生态系统结构与功能的改变程度,仅反映干扰后现有森林与目标森林（地带性顶极植被或原有森林等）的距离程度（差距）,不反映干扰的种类、强度、性质等因素;在对森林干扰度内涵进行详细分析的基础上,确定了评价森林干扰度的原则及不同尺度条件下森林干扰度的评价指标。     

辽河干流河流化学完整性评价方法对比研究

基于河流水环境和河岸带生境状况进行河流化学完整性评价, 可以全面综合的判断河流水体及河岸带化学污染情况, 对有效控制水体污染, 科学制定整治计划, 恢复河流自身的环境承载力及生态系统功能以及对河流生态系统的修复都具有重要意义。以辽河干流为研究对象, 探讨了化学完整性的概念、评价指标、评价标准及评价方法, 从河流水环境和河岸栖息地环境两方面选取了19个指标, 构建了河流化学完整性评价指标体系。同时采用模糊综合评价法、贴近度法和综合指数法分别对辽河干流化学完整性进行评价, 最终筛选并确定综合指数法更适合河流化学完整性评价。综合指数法评价结果表明, 辽河干流化学完整性评价结果总体表现为“一般”, 河流水环境总体评价为“一般”, 哈大高铁、达牛和盘山闸评价为“差”。其中哈大高铁和达牛地处交通节点, 受人为干扰较大。另外盘山闸长期处于施工状态且靠近市区, 施工废料与城市污水污染不断。评价结果为研究者及管理者开展辽河干流生态修复与后评估等工作提供指标与方法参考。     

生态系统健康评价:方法与方向

生态系统为人类提供了自然资源和生存环境两个方面的多种服务功能。生态系统服务功能是人类生存和发展的基础。同时,一个生态系统只有保持了结构和功能的完整性,并具有抵抗干扰和恢复能力,才能长期为人类社会提供服务,因此,生态系统健康是人类社会可持续发展的根本保证。生态系统健康是指一个生态系统所具有的稳定性和可持续性,即在时间上具有维持其组织结构、自我调节和对胁迫的恢复能力。它可以通过活力、组织结构和恢复力等3个特征进行定义。影响生态系统健康的原因有很多,多为人类活动所致。例如,污染物排放、非点源污染、过度捕捞、围湖造田、水土流失、外来种入侵和水资源不合理利用等是影响水生态系统健康的主要原因。评价生态系统健康需要基于功能过程来确定指标,特别是评价其受干扰后的恢复能力。包括其完整性、适应性和效率。生态系统健康评价方法尚处于实验和发展阶段,有必要对现有成果进行及时总结,提出方向,以促进生态系统健康研究的发展。生态系统健康评价主要包括指示物种和指标体系两种方法。在生态系统健康研究中,指示物种的选择应该谨慎,要综合考虑到它们的敏感性和可靠性,即要明确它们对生态系统健康指示作用的强弱。在水生态系统研究中,己被选择的指示物种有,浮游生物、底栖无脊椎动物、鱼类和不同水平生物的综合。建立生态系统健康评价指标体系大可以从两方面选择指标,即生态系统内部指标,包括生态毒理学、流行病学、生态系统医学等方面和不同尺度指标的综合;以及生态系统外部指标,比如社会经济指标。但是,其它指标可能也适于进行生态系统健康评价,如景观格局、土地利用变化。到目前为止,对几乎所有的生态系统类型都进行过健康评价。但是,由于生态系统健康研究是一个新领域,有关它的概念、评价的指示物处和指标体系等方面存在各种争论,生态系统健康评价正在不断的争论中走向成熟。其未来发展方向是结合经济学、社会学和健康科学煌定量化生物学途径。生态系统健康评价的目的不是为生态系统诊断疾病,而定义生态系统的一个期望状态,确定生态系统破坏的阈限,并在文化、道德、政策、法律、法规的约束下,实施有效的生态系统管理。     

基于有害干扰的森林生态系统健康评价指标体系的构建

在分析国内外提出的众多森林生态系统健康评价指标的不足后,对评价指标进行研究和筛选。最终在森林生态系统健康评价指标体系的构建上提出了一个新的思路,即从森林火灾、林业有害生物、大气污染、人为有害干扰以及森林生态系统内部的增益干扰5个方面选取20个指标构建森林生态系统健康评价指标体系。其中森林火灾干扰包括平均降水量、平均气温、郁闭度、海拔、坡度、坡向、易燃树种的比例和林道距离8个指标,林业有害生物包括有害生物等级、危害程度和寄主树的比例3个指标,大气污染干扰通过叶片、土壤和污染物的分析测定,人为有害干扰包括森林经营措施、采伐措施和林下植被管理3个方面,而森林生态系统内部的增益干扰由物种多样性、群落结构和近自然度3个指标构成。同时对关键评价指标的意义进行了具体分析。此指标体系摒弃传统的评价观念,结合了近年来影响全国森林健康的几个重要原因,更能准确的反应目前森林生态系统的健康状况。研究思路和方法的提出在一定程度上可以丰富森林生态系统健康评价研究理论与方法体系。     

青藏高原国家公园群生态系统完整性与原真性评估框架

青藏高原具有全球独特的自然生态和人文生态系统，生态系统完整性与原真性极高，建设国家公园群是青藏高原整体性保护重要生态系统完整性与原真性的重要手段。遵循"内涵界定-框架梳理-框架构建"的研究思路，科学界定国家公园生态系统完整性和原真性内涵并建立概念模型，通过梳理国家公园生态系统完整性评估的主要框架，在对区域自然生态和社会人文系统科学考察的基础上，分析区域生态系统完整性与原真性保护与监管需求，从生境质量、生物群落、生态系统服务、自然条件与灾害、人类活动、人文景观6个方面构建青藏高原国家公园群潜在建设区生态系统完整性与原真性评估框架，以期为未来国家公园群建设与管理提供基础支撑。针对目前国家公园管理存在的主要问题，提出未来评估应用需充分体现国家公园复合生态系统和"群"的特征，并建立生态系统完整性与原真性监测体系，从而更全面的服务于青藏高原国家公园群生态系统完整性与原真性保护。     

区域生态风险评价的关键问题与展望

区域生态风险评价具有多风险因子、多风险受体、多评价终点、强调不确定性因素以及空间异质性的特点,它与传统的生态风险评价在风险源、胁迫因子和评价尺度上具有明显区别。尝试建立了一个基于陆地生态系统的区域生态风险评价框架,同时针对目前区域生态风险评价的研究现状,指出不确定性分析、尺度外推难、评价指标不统一、评价标准不统一、风险因子筛选及优先排序、区域内污染物复合、水生过渡到陆生生态系统风险评价、特殊的人为因素等是目前区域生态风险评价存在的关键问题及难点所在,并提出解决这些问题可能所需的工具、手段和理论方法突破。最后指出区域生态风险观测与数据采集加工、区域生态风险指标体系的统一与整合、区域生态风险评价方法论、区域生态风险的空间分布特征与表达以及区域生态风险评价反馈与管理机制5个方面是区域生态风险评价未来的研究重点。     

景观健康概念、特征及其评价

景观健康是近年来出现景观生态学与新兴的生态系统健康学领域的一个新的生态学概念,旨在探讨人类强烈活动干扰下遭受严重污染与退化,甚至会逐渐消失的景观生态系统的健康问题。本文针对目前所存在的有关景观健康的基本概念,景观健康的特征与标准进行了详细介绍,并就景观健康评价指标的确立,评价时空尺度与等级以及评价方法分别进行了探讨。最后,还强调了在进行景观健康评价时应运用比较的,综合的以及发展的观点开展研究。     

Perspectives on the link between ecosystem services and biodiversity: The assessment of the nursery function

The relationship between biodiversity and each ecosystem service or bundle of ecosystem services (e.g. win−win, win−lose or win−neutral) is an active field of research that requires structured and consistent information. The application of that research for conservation and decision-making can be hampered by the ambiguity found in the definition of the nursery function under the ecosystem service perspective. In this paper, we review how the role of nursery habitats is included in the ecosystem services literature, covering conceptual, biophysical and economic reflections. The role of ecosystems as nurseries is mostly analyzed in coastal environments. The main observation is that there is no consensus on the consideration of the nursery function as a service (e.g. which species or habitats) or on how to assess it (e.g. which indicators or valuation methods). After that review, we analyze three different interpretations given to the nursery function, namely the ecological, conservationist and economic point of view; and we distinguish between different types of assessment that may consider the nursery function.We conclude that the nursery function can be considered an ecosystem service on its own right when it is linked to a concrete human benefit and not when it is represented with indicators of general biodiversity or ecosystem condition. Thus, the analysis of the delivery of ecosystem services should be differentiated from the analysis of ecological integrity. Only with this distinction science may be able to quantify the link between biodiversity and ecosystem services and policy may be effective in halting biodiversity loss. Similar considerations could apply for other biodiversity constituents that may be treated as ecosystem services.     

生态系统健康评价的研究进展

生态系统健康评价是环境管理和生态系统监控的基础,生态系统监控可促进生态系统健康评价。首先介绍了生态系统健康概念的产生,发展及其不同的内涵,并着重回顾和讨论了生态系统健康评价指标及其存在的问题,生态系统健康评价指标包括生态指标,物理化学指标,人类健康与社会经济指标3大类,生态指标是反映生态系统特征和状态的生物指标,它分为生态系统,群落和种群与个体等不同层次的指标或指标体系,物理化学指标是检测生态系统的非生物环境的指标。人类健康与社会经济指标着眼于生态系统对人类生存与社会发展的支持作用,采用经济参数和社会发展的环境压力指标等来衡量生态服务的质量与可持续性,根据其敏感程度和功能性,生态系统健康评价指标分为早期预警指标,适宜程度指标和诊断指标3类,一个完整的生态系统评价应包括上述3大类指标或指标体系,但在具体的评价实践中往往因评价目的和对象的不同而有所选择,生态系统健康评价目前有两个亟待解决的问题,如何有效确立评价标准与参照系以及如何正确区分人为压力和自然干扰。     

Adding value to water resource management through biological assessment of rivers

Water resource management encompasses a variety of regulations and mandates relevant to water protection and restoration. Awareness of the value-added biological monitoring and assessment to water resource management is increasing worldwide, but especially in countries that have implemented proactive water law and regulatory frameworks for protection of surface waters. Biological communities provide an integrated response to pollutants and human disturbance within watersheds through their continuous exposure to the magnitude, duration, and frequency of stressors, and, thus, are important for assessing ecosystem health. The selection of proper bioindicators can provide additional benefits through their use in causal analysis of impaired waters and measurement of ecosystem recovery after restoration. A process for implementing biological indicators in a monitoring and assessment framework is outlined for managers and practitioners of water resource protection and restoration.     

Freshwater ecosystem structure–function relationships: from theory to application

1. In this issue we aimed to answer the questions: (i) under what circumstances are functional variables better than structural ones for assessing ecosystem health? and (ii) are there good indicators of change in ecological functioning along perturbation gradients?
2. Of the numerous functional indicators tested in this issue, several show a response to anthropogenic stress and could be included in assessments of ecosystem health and integrity in running waters.
3. In three of eight studies, function showed a stronger response to anthropogenic stress than structure, whereas one study showed a response in structure and not function, and four studies showed responses in both structure and function. Thus structure alone could not detect all types of impairment and functional aspects should also be included and further developed for assessing running-water ecosystem health and integrity. Functional variables may be especially useful in situations where there is a stronger response among organisms not usually included in stream assessment (e.g. fungi and bacteria) than the commonly used invertebrate, macrophytes and fish indicators.
4. Leading research questions related to the use of functional indicators in running waters include: (i) how large is natural and operator-induced variation for functional indicators? (ii) how small of an effect size (delta) can be detected using structural versus functional indicators? and (iii) how do we efficiently improve theories as well as predictive ability for functional measures to assess the effects of anthropogenic stressors?
5. To advance the use of functional indicators in applied running-water studies, we need to supplement the approach of using large-scale datasets and correlation with ecosystem manipulations.     

Plankton respiration and biomass as functional indicators of recovery in restored prairie wetlands

Reliable ecological indicators of wetland integrity are necessary for assessing recovery of restored wetlands; yet, little consensus currently exists on which indicators are most appropriate. We employed indicators derived from simple, standard measures of ecosystem function selected on the basis of ecological succession theory developed by [Science 164 (1969) 262; Bioscience 35 (1985) 419], which suggests that respiration:biomass ratios should increase in disturbed systems due to the diversion of energy from growth to maintenance. This hypothesis holds potential for the development of a simple ecological indicator and therefore was tested among prairie wetlands restored after drainage disturbance. No difference was observed in respiration:biomass ratios in restored wetlands and reference wetlands designated as controls. Plankton respiration or biomass may be poor indicators of disturbance because plankton responds quickly to re-establishment of a wetland hydrology regime and/or because different plankton species may have redundant function. We suggest employing more revealing assessment techniques that employ simultaneous examination of ecosystem structure and function to better characterize subtle or lingering effects of wetland disturbance after restoration.     

Integrated ecosystem health assessment based on eco-exergy theory: A case study of the Jiangsu coastal area

The main objective of ecosystem health management is to preserve the capacity of ecosystems to respond to disturbances and future changes. We proposed a set of ecological indicators for coastal ecosystem health assessment using physical stressors such as total suspended matter, chemical stressors including nutrients and heavy metal pollutants, community structure metrics including species richness, diversity and evenness, and ecosystem level eco-exergy indicators. The results of our case study indicate that the health status of the Jiangsu coastal ecosystem is limited by environmental stressors and factors that affect the community species diversity. The health status of nektonic and benthic communities is reflected by water quality and sediment physicochemical properties, respectively. The results of our case study demonstrate that the integrated ecological health indicator system can provide a comprehensive assessment that corresponds with the current health of coastal ecosystems and a reliable theoretical basis for regional coastal management.