综合生态系统管理的生态阈值理论研究进展

生态阈值是指生态系统结构、属性或功能在一定时间或空间尺度上从一个稳定状态向另一个稳定状态发生转变的突变点,常作为综合生态系统管理的关键性指标。深入了解其概念原理,对生态系统综合管理、生态安全预警具有重要作用。系统阐述了生态阈值的概念、生态系统转换的概念模型、生态阈值类型的划分及生态阈值的研究方法,分析并总结了不同生态阈值研究模型的适宜应用条件和优缺点,并对未来生态阈值研究提出建议：(1)加强生态系统阈值定量化评估方法的探索,旨在减小阈值量化的误差;(2)探究空间尺度转化、多驱动因素交互作用对生态阈值的影响,建立不同时空尺度、不同生态系统类型阈值转换数据库;(3)在未来将生态阈值应用到实际综合生态系统管理中,并从管理者及科研工作者角度提出相应实施建议。     

生态阈值研究进展

生态阈值是指生态系统从一种状态快速转变为另一种状态的某个点或一段区间,推动这种转变的动力来自某个或多个关键生态因子微弱的附加改变。生态阈值现象普遍存在于自然生态系统中。主要有两种类型：生态阈值点（ecological threshold point）和生态阈值带（ecological threshold zone）。在生态阈值点前后,生态系统的特性、功能或过程发生迅速的改变。生态阈值带暗含了生态系统从一种稳定状态到另一稳定状态逐渐转换的过程,而不像点型阈值那样发生突然的转变。后者在自然界中可能更为普遍。在自然资源保护和生态系统可持续管理中,生态阈值研究有着重要的理论和实践意义,受到生态学和相关学科的密切关注。其研究已经在森林、草原、湖泊、海洋等生态系统,从不同角度,针对不同生态因子广泛开展。由于生态因子相互作用的复杂性,有关生态阈值的性质及其在不同空间尺度上的联系仍然存在很大的不确定性。在未来的研究中必须加强综合和定量化研究,进一步提高应用生态阈值的能力。在全球变化和生态响应研究领域,生态阈值研究将会有更大的发展空间。     

生态系统退化程度诊断：生态恢复的基础与前提

 生态系统退化程度诊断是进行生态恢复与重建的基础和前提。然而目前的生态系统化程度诊断大多停留在定性的水平,如何对退化生态系统的退化程度进行定量的诊断就成为恢复生态学与生态恢复实践所面临的一个迫切且十分关键的问题。在综述前人研究的基础上,比较系统地论述了生态系统退化程度诊断的一系列问题：绘制了描述生态系统退化程度的概念模型;认为在实践中退化程度诊断的参照系统可以选择相应的受人类或自然干扰程度比较轻的“自然生态系统”;归纳了生态系统退化程度诊断的生物途径、生境途径、生态过程途径、生态系统功能/服务途径、景观途径;把诊断方法分为单途径单因子诊断法、单途径多因子诊断法、多途径综合诊断法;分析了生态系统退化程度诊断的可能指标（体系）;给出了生态系统退化程度诊断的策略与流程,并对生态系统退化程度诊断及生态恢复过程中应注意的事项进行了讨论。建议我国加强典型生态系统退化程度的综合诊断研究。     

生态阈值确定方法综述

生态系统在环境条件变化时表现出的剧变或阈值现象是当前生态学研究的热点,但是生态阈值定量检测的困难阻碍了这一主题的研究与应用.本文从典型案例入手,通过分析潜在生态阈值的S型曲线式、补给-压力式和跃迁式驱动-响应机理,归纳了局部加权回归散点平滑法、分段回归、高斯模型、拐点分析软件、稳态转换检测软件、指示种阈值分析和系统动力...     

整合生态系统服务与驱动因素阈值效应的生态安全分区研究——以西南地区为例

生态系统服务供给能力和权衡/协同关系已被广泛用于生态保护和生态安全分区研究中。但现有分区研究多侧重于生态系统服务供给能力或权衡/协同关系的某一方面,且在分区过程中较少考虑生态系统服务对驱动因素的非线性响应。基于此,以西南地区为例,在对区域土壤保持、产水、净初级生产力(NPP)及粮食供应四类服务供给量和权衡/协同关系进行估算的基础上,构建生态系统服务供给指数、关系指数和综合指数。在对三类指数时空变化特征进行剖析的同时,重点探讨主要驱动因素与生态系统服务综合指数间的约束关系,识别临界阈值,进而明确区域生态安全分区及优化方案。结果显示：(1)2000—2020年,区域生态系统服务供给指数呈上升趋势,体现了生态修复的积极作用;同时,在追求生态系统服务供给能力最大化输出的过程中,造成了区域生态系统服务权衡关系的增强。因此,有必要将生态系统服务供给和权衡/协同关系同时纳入生态安全分区中。(2)空间上,三类指数的低值区高度重合,均位于川西高原;但高值区的分布存在一定差异,供给指数的高值区位于研究区西南角,而关系指数和综合指数的高值区位于研究区东部。(3)自然-社会条件、植被环境条件和社会-经济条件是影响区域生态系统服务综合指数变化的主要因素,三者与综合指数间呈倒“U”型约束关系,即存在明显的阈值效应。且随时间推移,自然-社会条件和植被环境条件对生态系统服务综合指数的约束效应略有收紧。(4)研究区以相对修复区为主,其次是重点修复区和相对安全区,生态安全区面积最小。未来可以对不同分区上的限制因素进行调整以实现区域生态系统服务供给最大和关系最优。     

围隔模拟生态系统中藻类生长的磷酸盐浓度阈值研究

藻类的过度生长是湖泊富营养化的显著特征之一。一般认为,在富营养化水体中降低磷的负荷能有效控制藻类生长并改善水体的富营养化状态;在我国巢湖,两次调查显示出总氮与总磷浓度比分别为15.4:1和16.3:1,远远超过巢湖优势藻微囊藻的最适生长氮磷比9:1,说明磷比氮更能限制藻类的生长。然而最近一些研究却显     

海南岛生态系统生态调节功能及其生态经济价值研究

生态系统服务功能是指生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用．最新研究表明,生态系统服务功能包括生态系统产品、生态调节功能、生命支持功能与社会文化功能．对生态调节功能的认识与评价是区域生态环境保护与资源开发的基础,并已成为当前区域生态评价与生态规划的前沿课题．以海南岛为例,探讨了基于生态系统结构与过程的生态调节功能评价方法．在研究中。将海南生态系统类型划分为13类。分析、评价了海南岛各类生态系统在水源涵养、水土保持、营养物质循环、固碳、防风固沙等方面的生态调节功能及其生态经济价值,以及生态系统提供产品的价值．研究表明,2002年海南岛生态系统所提供的生态调节功能的价值为2035．88×10^8～2153.39×10^8元,而生态系统产品价值仅为254．06×10^8元,生态调节功能价值是其产品价值的8倍多。