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1.
生态系统健康评价:方法与方向   总被引:154,自引:17,他引:137       下载免费PDF全文
马克明  孔红梅  关文彬  傅伯杰 《生态学报》2001,21(12):2106-2116
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。  相似文献
2.
区域生态安全格局:概念与理论基础   总被引:104,自引:13,他引:91       下载免费PDF全文
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。  相似文献
3.
生态恢复与重建是跨尺度、多等级的问题,其主要表现层次应是生态系统(生物群落)、景观,甚至区域,而不能仅仅局限于生态系统。景观的恢复与重建是针对景观退化而言,景观退化从表现形式上可分为景观结构退化与景观功能退化。景观结构退化即景观破碎化,是指景观中各生态系统之间的各种功能联系断裂或连接度(connectivity)减少的现象;而鲜受重视的景观聚集(aggregation)在很多情况下同样具有造成景观退化的负面效应。景观功能退化是指与前一状态相比,由于景观异质性的改变导致景观的稳定性与服务功能等的衰退现象。景观恢复是指恢复原生生态系统间被人类活动终止或破坏的相互联系;景观生态建设应以景观单元空间结构的调整和重新构建为基本手段,包括调整原有的景观格局,引进新的景观组分等,以改善受胁或受损生态系统的功能,提高其基本生产力和稳定性,将人类活动对于景观演化的影响导入良性循环。二者的综合,统称为景观生态恢复与重建,是构建安全的区域生态格局的关键途径。其目标是建立一种由结构合理、功能高效、关系协调的模式生态系统(model ecosystem)组成的模式景观(model landscape),以实现生态系统健康、生态格局安全和景观服务功能持续,以3S(RS,GPS,GIS)技术为支撑的GAP(ageographic approach to protect biological diversity)分析将为大尺度景观恢复的诊断、评价、规划提供重要的手段。景观中某些关键性点、位置或关系的破坏对整个生态安全具有毁灭性的后果,研究景观层次上的生态恢复模式及恢复技术、选择恢复的关键位置、构筑生态安全格局已成为景观生态学家关注的焦点。  相似文献
4.
岷江干旱河谷主要灌丛类型地上生物量研究   总被引:40,自引:9,他引:31       下载免费PDF全文
灌丛是岷江干旱河谷主要的植被类型,也是该区相对稳定的生态系统类型。基于岷江干旱河谷主要灌丛大量的样地调查和实验,研究了其地上生物量及分布规律。结果表明:(1)该地区的9个灌丛的地上生物量存在较大差异,对节刺灌丛的地上生物量最大,达11554.2kg·hm-2,其次是子栎灌丛和绣线菊灌丛,分别为7144.7kg·hm-2和7213.1kg·hm-2,而滇紫草灌丛的平均地上生物量最小,仅为1407.2kg·hm-2,其余类型介于它们之间,导致这一结果的原因很多,如群落的优势种、物种组成、海拔、坡向、土壤水分等等;(2)灌丛地上生物量都随海拔升高而增加,并呈现出良好的相关性。(3)干旱河谷中土壤水分也随着海拔升高而增加。在干旱河谷过渡区,灌丛地上生物量与土壤水分间呈现很好的相关性;但是,在其核心区,灌丛地上生物量与土壤水分之间的相关性反而不显著。这主要是由于在干旱河谷的低海拔地区,"焚风"作用相对较强,其土壤水分条件较差,灌丛的生长受到抑制,随着海拔的升高,"焚风"作用不断降低,土壤水分条件逐步得到改善,灌丛的生长状况较好。而在干旱河谷核心区内"焚风"作用较强,其影响的海拔范围更大,因而,导致土壤水分非常低。由此可见,土壤水分是干旱河谷灌丛植被生长的主要限制因素。此外,低海拔地区灌丛植被受人类干扰活动的频  相似文献
5.
景观异质性研究评述   总被引:36,自引:2,他引:34  
通过对国内外大量资料的整理分析,对景观异质性的产生机制、分类、 在景观生态学研究中的地位及其测度方法进行了评述,在对景观异质性与景观稳定性、景观规划和管理以及生态学上的干扰、尺度、生物多样性之间相互依存关系论述的基础上,指出了当前景观异质性研究的复杂性,测度方法的不系统性,景观异质性建模在理论与实践上的困难性与局限性,并对生态复杂性研究的理论和方法应用于景观异质性研究进行了展望。  相似文献
6.
岷江干旱河谷灌丛α多样性分析   总被引:21,自引:7,他引:14       下载免费PDF全文
通过对岷江干旱河谷植被及其环境因子的系统取样调查 ,研究了该地区植物群落的α多样性及其与环境因子的关系。土壤、植被、地形三者之间的典范相关分析结果表明 ,三者两两之间均存在着较高的相关性。土壤因子与地形因子之间 ,海拔和坡向起较大的作用 ,主要影响土壤中的全氮、有机质和土壤含水量 ;地形因子和植被之间 ,海拔和坡向影响灌木层的多样性和盖度 ;植被和土壤因子之间 ,土壤中的全氮量、有机质和土壤含水量影响灌木层的盖度和多样性。随着海拔的增加 ,草本和灌木群落的多样性都呈现出先增加后减小而后又增加的趋势 ,草本层的α多样性明显高于灌木层的α多样性 ,草本层和灌木层均在14 0 0~ 16 0 0 m和 2 0 0 0~ 2 2 0 0 m两个海拔段有较高的α多样性 ;华帚菊 -小黄素馨灌丛、金花小檗 -忍冬灌丛、绣线菊灌丛有着较高的多样性 ,西南野丁香灌丛、莸灌丛、小马鞍羊蹄甲 -白刺花灌丛的群落多样性较低 ;样带的多样性 ,灌木层 :样带 3>样带 1>样带 2 ,草本层 :样带 1>样带 3>样带 2 ;不同坡向的多样性 ,灌木层 :阴坡 >半阴半阳坡 >阳坡 ,草本层 :半阴半阳坡 >阴坡 >阳坡 ;不同坡形上的多样性 ,无论是灌木层还是草本层 ,多样性大小为凹坡 >平坡 >凸坡 ;灌木层和草本层在不同坡位上的多样性大小均为上  相似文献
7.
林带疏透度数字化测度方法的改进及其应用研究   总被引:18,自引:3,他引:15  
在大量野外调查基础上,用数码相机拍摄林带相片,采用CIAS软件测定林带疏透度,对已有“数字图像处理法”进行了改进,并对疏透度的变化规律进行了深入研究。结果表明,用改进的数字化方法测定林带的疏透度,比用光学相机所进行的“数字图像处理法”精度高,更经济,简捷;林带疏透度β与相对枝下高x(枝下高/林带平均高)的关系无叶期可表达为β=1.0681x^0.4304(r=0.9763,r0.01=0.4073);有叶期可表达为β=0。672^0.469(=0.9851,0.01=0.4073)(0≤β≤1);β随着林龄α呈抛物线式变化,β=0.0009α^2-0.0364α 0.6828(0≤β≤1);提出的林带断面疏透度β0是定量反映林带断面结构的定量评价指标,同时可作为评价林带结构的辅助指标;提出混交林带的疏透度计算式β=(β1n1 β2n2)/(n1 n2);在相同配置不同树种的纯杨,柳,榆林带结构以杨树林带结构较好,柳树林带结构次之,疏透度值βPPP<βSSS<βUUU;在树种相同,配置不同时,品字形优于矩形;杨柳榆的混交林带中杨榆株间,杨柳对称式行间SPPS混交方式结构防护效果较好。  相似文献
8.
通过对岷江干旱河谷植被及其环境因子的系统取样调查 ,采用β多样性指数 - Cody指数 ,从海拔、样带、群系、地形以及土壤养分、水分梯度上研究了该地区植物群落的物种周转速率。结果表明 :随海拔的升高 ,物种周转速率表现出“高 -低 -高”的变化规律。在海拔 130 0~ 16 0 0 m和 190 0~ 2 2 0 0 m这两个海拔段 ,物种平均替代速率均较高 ;而在 16 0 0~ 190 0 m海拔段 ,物种平均替代速率较低。β多样性在样带梯度上的变化表现为干旱河谷核心区的样带较南部和北部过渡区的样带有较高的物种周转速率 ,这与样带所处的环境条件有关。群系之间的β多样性表现为 :华帚菊 -小黄素馨灌丛、金花小檗 -忍冬灌丛、黄花亚菊灌丛、子栎灌丛、小花滇紫草灌丛、莸灌丛、绣线菊灌丛与其它灌丛之间有着较高的物种周转速率。坡面不同地形上的物种周转速率 :不同坡向 ,阴坡 >半阴半阳坡 >阳坡 ;不同坡形 ,凹坡 >平坡 >凸坡 ;不同坡位 ,下坡位 >上坡位 >中坡位。β多样性在土壤水分和养分梯度上的变化表现为与土壤水解 N、速效 K、全 N含量、全 P含量以及土壤含水量成显著的二次曲线关系 ,与土壤有机质和全 K含量也呈现出二次曲线关系 ,但关系不显著 ,与 p H值和速效 P之间没有明显的规律  相似文献
9.
农田防护林生态系统结构研究进展   总被引:15,自引:0,他引:15       下载免费PDF全文
农田防护林生态系统结构决定着生态功能,其时空结构是该领域研究的核心,旨在探讨形成结构的完整性、稳定性、持久性的组件间的相互关系,将其分为树体结构、林带结构、林网结构、景观结构4个层次,针对各层次中结构研究的原理、方法及成果进行了综述,通过树木个体的形态、质态结构研究,应用分形图形学的手段可实现动态结构的可视化,以研究林带树体结构的生成机理;精确界定林带结构的分维疏透度。探讨农田防护林带最佳结构理论,以构建防护林带最佳结构计算机生成模型;确立多物种、多层次的窄林带小网格的林网优化模式;评价农田防护林景观的合理性、稳定性、持续性,是今后的重要研究方向。  相似文献
10.
农田防护林可持续集约经营模型的应用   总被引:14,自引:6,他引:8  
选择具有典型代表的辽宁北部平原区、河北坝上农牧交错区和渭北旱塬区农田防护林为研究对象,以主栽树种杨树林带为研究材料,针对每个特定类型区的主要自然灾害因子和防护目的,统计分析调查研究数据,确定了辽宁北部、河北坝上和渭北旱塬3类型区农田防护林可持续集约经营模型的最优经营参数.其中林带最适疏透度分别为0.25~0.35、0.20~0.30和0.275~0.375;主林带间距分别为450~500m、200m和200~250m;副林带间距分别为500~1000m、500m和350~450m;林带带面宽度分别为8m、9m和4.5~8m;林带行数分别为3~4、6和2~4;林带树木株行距分别为2m×1.5~3m、1.5m×1.5m和1.5~3m×1.5~3m,主栽树种的防护成熟龄分别为15~16a、14~15a和12~14a;防护成熟期分别为10a、10~11a和12~14a;最佳更新方式分别为隔带更新、半带嫁接更新和隔带更新.  相似文献
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