基于复合生态系统理论的海洋生态监控区区划指标框架研究

海岸带是海陆生态系统的交错带,其生态系统对社会经济发展和全球变化敏感、脆弱。随着沿海各省市新一轮开发规划的实施,近岸海域生态环境面临巨大压力,海洋生态管理面临着新的经济、环境问题,海洋生态监控区需要进行适应性调整。海洋生态监控区,指依据海洋生态特征和问题冲突特点而确定的、通过生态监测和评价而提出的用于保护管理和开发利用调控的海洋区域。海洋生态监控区是基于生态系统的海洋管理的重要手段,是海洋生态系统管理的重要基础。基于复合生态系统理论,从自然视角、经济视角和社会视角3个方面深入分析了海洋生态重要性区域的内涵,并结合生态社会与生态系统服务描述了海洋生态监控区内涵;结合沿海社会经济发展新趋势和海洋生态系统管理需要,从管理学、生态学、管理对象及管理实施等方面探讨了海洋生态监控区区划的原则;分析了影响海洋生态监控区的主要因素,结合近岸海域生态系统主要服务功能,构建了区划指标体系,包括自然环境、生态系统和社会经济和三大方面14个指标。     

复合生态系统动态足迹分析

由Rees W E．于1992年提出、由Wackernagel M．于1996年完善的生态占用(生态足迹)原理与方法,其主要成果是评价出全球52个有代表性的国家和地区的生态占用盈亏情况,进一步得出全球人均生态占用阈值为1．74hm^2(量纲,下同)、基准值为2.0hm^2,而人均实际生态占用为2．4hm^2,人均生态赤字达0．4hm^2以上,评价结果表明全球生态环境进人了危机阶段,因此具有重要的预警战略意义。但是该方法也存在一些不足之处,如：(1)主要是反映自然生态系统承载力,未能全面反映出社会经济反馈力(人力、物资、资金、管理等方面的投人效用),尤其是忽略了现代科学技术在提高复合生态系统承载力方面的巨大作用和贡献;(2)将各生态类型加权抽象化后所得到的等量化综合指标,难于反映复合生态系统要素与要素间的复杂变化规律;(3)最初创建的方法未反映动态变化情况：(4)新开发的4种时间序列的方法,仍不能反映复合生态要素间生动地相关关系。针对以上主要缺陷,旨在将复合生态系统进行要素分解,进行要素与时间相关分析及要素间动态相关分析。将社会经济冲击力、自然生态环境资源承载力及社会经济科学技术反馈力三者相结合进行分析综合性研究的基础上,于2002年创建了复合生态系统动态足迹(生态史迹)分析原理、方法和研究案例。鉴于社会经济系统对自然生态系统的冲击力、生态环境资源系统的承载力及社会经济科学技术的反馈力都是在变动的,必需进行复合生态系统动态足迹的相关分析。在做出复合生态系统单要素(含因子,下同)随时间要素动态变化、双要素间动态相关分析的基础上;进一步建立了可反映出复合生态系统冲击力、承载力及反馈力的多要素间动态足迹相关模式图。模式图的基本原理是：反映冲击力的人均生态需求(I／P)应小于或等于复合生态承载力的人均有效生态空间(E／P)与单位有效生态空间产出(I’／E)的乘积。以E／P为横轴、I’／E为纵轴作图,图中各点为I／P;图中系列I／P理论等值线可构成复合生态系统承载力基准和序列标准曲线。模式图的基本功能和作用有：(1)通过理论研究和经验分析,可以绘制出复合生态系统有关要素承载力基准与序列标准曲线;(2)通过历史统计资料,可以绘制出复合生态系统相关生态因子冲击力的动态变化曲线;(3)可以对冲击力与承载力基准与标准序列间进行静态和动态评价;(4)可以对反馈力增加复合生态系统承载力的情况进行评价;(5)进一步再进行针对性的原因分析及包括提高反馈力在内的对策性研究。     

"社会-经济-自然复合生态系统"中的鼠害治理

在自然生态系统中,鼠类并非完全有害,作为生态系统中的一个组成部分和物流与能流的一环,有其存在的必然性。只有在与人类的生活和生产发生冲突时,鼠类才表现出其危害,生态系统的失衡是鼠类暴发成灾最根本的原因。目前,害鼠对工农业生产造成严重的危害,并威胁着人们的身体健康,害鼠防治的异化则对生态环境造成严重的影响。对鼠害的治理是一项社会性的工程,当地政府的政策法令、组织管理、人们的科学化素质以及科技普及程度,对害鼠的控制有着重要的作用。从长远发展来讲,随着社会的进步,经济的发展,人民生活水平的提高,害鼠种群数量将会受到控制而趋于下降。但中短期而言,社会经济建设的某些活动可能引发局部或大面积害鼠种群的暴发。因此在实施那些措施时,若能注意害鼠种群的发生发展,或对有关项目可能对鼠类生存环境的影响进行预测,并采取有效措施控制害鼠种群,将会减少害鼠带来的各种损失,更有利于我们的经济建设。由此提出,可适时地采用“社会—经济—自然复合生态系统”的思维,并关注目前社会经济活动中重大举措对鼠类群落的影响,科学地制定鼠害控制对策。     

乡村复合生态系统中村庄的社会经济生态位研究

为研究村庄社会经济子系统在乡村社会生态网络中的地位等级与未来发展潜力,提出社会经济生态位的概念,并以生态位的"态""势"理论为基础,利用主成分分析法、引力模型结构与社会网络分析方法对厦门岛外260个行政村的社会经济生态位进行计算。研究发现:(1)村庄社会经济生态位的"态"值分布具有不均衡性,厦门岛外村庄"态"值得分较高的村庄多聚集于厦门岛外南部与同安工业区。(2)村庄社会经济生态位的"势"值高低受地理空间与资源禀赋共同作用,厦门岛外"势"值得分较高的村庄集中在自身发展条件优越且地理位置处于区域核心位置的同安工业区与靠近厦门岛的集美大学城区。(3)相比自然子系统,乡村社会经济子系统更强调村庄之间的互动性,社会经济生态位得分中4个行政区村庄平均得分由高到低依次为集美区>同安区=翔安区>海沧区。研究为乡村复合生态系统的生态位研究提供了新的研究视角与方法,与传统生态位的计算方法相比更加强调村庄在实际发展中的互动性与带动作用,可以为村庄发展规划与居民福祉研究提供科学基础与理论依据。     

基于复合生态功能的城市土地共轭生态管理

随着改革开放,我国城市化、工业化进程加速,土地使用量急骤增长,大规模的土地开发在拉动经济、加速城市现代化和农村城镇化方面无疑起到了积极作用,但无序低效的土地扩张给生态安全、粮食安全、社会安定带来的负面影响已经成为国家可持续发展的瓶颈,影响社会的长治久安。传统的土地管理聚焦于土地的数量管理而忽略了土地的生态功能,行政干预过多而市场机制引入不足,土地管理与经济、生态严重脱节。据此,提出基于复合生态功能的城市土地共轭生态管理模式,将土地生态功能聚焦于以下几种:生物质生产功能、建设用地功能、农民生存保障功能以及其它生态服务功能(如涵养水源、土壤保持、调节气候等)。通过从土地的单属性、单目标管理朝土地的多属性、多目标管理转型,从传统的行政管理为主朝以市场机制为主的管理模式转变,从土地的控制性管理朝基于生态功能的调控管理转变,总结出土地共轭管理模式应从以下5个方面着手:1)从土地平面结构的资源管理到土地立体空间的生态管理;2)从土地利用的异地面积占补平衡到就地功能占补平衡;3)从饼状集结用地到轴向糖葫芦串型结构集约和功能优化用地;4)从最严格的土地数量管理到最合理的土地功能管理,实施土地生态经济功能监测与生态资产审计。最后通过对典型生态工程分析,发现其社会、经济、自然复合生态效益远远大于传统土地利用模式。     

城市生态系统修复研究进展

城市生态系统是社会-经济-自然复合生态系统。城市生态系统修复的实质是协调好城市复合生态系统的自然过程、经济过程和社会过程之间的关系,促进复合生态系统的各方面协调高效可持续发展。以城市绿地、城市湿地、城市废弃地三类主要的城市生态空间为对象,论述了城市生态系统修复的研究进展,提出当前城市生态系统修复存在以人工修复技术为主、自然修复不足、机理和量化研究缺乏、理论和应用脱节、管理机制不健全、复合生态系统理论体现不足等问题。梳理了当前城市生态系统修复的研究热点,包括城市生态系统修复机理、城市生态资产与生态系统服务、城市生态系统质量和健康、问题导向的生态修复、面向人类福祉的生态修复、生态修复多学科融贯,以及新方法和新技术的应用等几个方面。提出了城市生态修复与管理的相关对策和建议,可为我国城市生态系统修复的研究和实践提供参考。     

开创复合生态系统生态学,奠基生态文明建设——纪念著名生态学家王如松院士诞辰七十周年

王如松先生毕生致力于复合生态系统理论与可持续发展研究,为生态学发展和我国生态文明建设做出了杰出的贡献。他与导师马世骏先生共同创建了社会-经济-自然复合生态系统理论,开创了复合生态系统生态学新领域,为可持续发展与生态文明建设奠定了理论基础。他率先开展城市生态学与产业生态学研究,为生态学成为指导我国经济社会发展的科学基础发挥了引领作用。他提出了我国生态文明的内涵与建设途径,探索了我国生态县、生态市、生态省的可持续发展模式。王如松先生学术思想充满深邃的生态智慧、深厚的文化修养、富于科学远见的学术创新,所洋溢的爱国、爱民、爱科学的情怀,为后辈生态学工作者的楷模。     

基于参照系的中国陆地生态系统质量变化研究

提升生态系统质量(ESQ)是国家生态文明建设的重大需求和生态治理工程的最终目标。目前有关生态系统功能、健康和质量的评估以受气候主导的现实值为主,不同地区之间评价结果的可比性较低,难以满足国家生态系统管理的需求。采用基于参照系的生态系统质量评估框架,按照由中国生态地理分区和植被类型划分出的168个评估单元,以国家自然保护区核心区、中国生态系统研究网络(CERN)永久观测样地以及生产力主要受气候影响的区域等较少受人类活动干扰且生态系统结构和功能优良的生态系统作为参照系,评估了1990—2015年基于参照系的中国陆地生态系统质量(ESQ′)及其变化情况。结果表明:与参照生态系统相比,中国陆地生态系统质量指数平均值总体偏低28%。1990—2000年和2000—2015年ESQ′全国平均值分别下降1.2%和上升3.69%。ESQ′转变比较明显的区域集中分布在"陕-甘-宁"的黄土高原丘陵沟壑水土保持生态功能区、长白山地区和西南石漠化治理工程县域。在这些区域实施的退耕还林还草、防护林和石漠化治理工程等措施对提升生态系统结构、功能和稳定性发挥了重要作用,从而促使生态系统质量的改善。基于参照系的生态系...     

吉林省中西部沙地林草田复合生态系统建设的研究

吉林省中西部平原区的土地沙漠化现象较为普遍,由于人类的经济活动,沙地生态系统的稳定性遭到破坏,并向着半流动、流动沙地的方向转化。因此,采取科学有效的治理措施,进行沙地的生态建设,是一项具有战略意义的国土整治课题。笔者利用四年的时间,在吉林省通榆县新华村进行温带半湿润易旱地区沙地综合治理的试验研究,提出了该地区沙地农业生态经济建设的原则。     

基于Ecopath评估蟹-稻复合生态系统营养结构和能量流动

蟹-稻综合种养模式为我国水产养殖以及农业从单一经营转变为复合经营提供了一种新模式,为了促进蟹-稻共作模式的推广和普及,应用Ecopath生态通道模型对该系统进行了营养结构和能量流动的分析。研究结果表明蟹-稻共作生态系统的最高营养级(3.140)高于稻田单作系统的最高营养级(2.676),生态系统的能量流动主要有两条途径,即以沉水植物和其他维管束植物为起点的牧食链及以碎屑为起点的腐质链;蟹-稻共作农田生态系统在6月和10月的Finn′s循环指数(Finn′s cycling index,FCI,0.55和1)和Finn′s循环平均能流路径长度(Finn′s cycling mean path length,FCL,2.066和2.077),稻田单作农田生态系统在6月和10月的FCI(1.14和0.81)和FCL(2.089和2.137),说明蟹-稻共作模式可以形成一个稳定的生态系统,中华绒螯蟹的加入可以促进该完整的生态系统的能量流动,且随着螃蟹的成长,系统成熟度有所提高,只是较单作系统的成熟度低,共作系统有更大的成熟空间;蟹-稻共作农田生态系统在6月和10月的连接指数(Connectan...     

内蒙古农牧交错区草地蝗虫防治对策与技术的研究初报

报道了2005年和2006年在内蒙古农牧交错区应用生物制剂防治蝗虫的试验,并提出其控制策略。草地试验区应用蝗虫微孢子虫(Nosema locustae)3×1010个孢子.hm-2剂量防治蝗虫,25 d后虫口校正死亡率可达60%-80%,2005年微孢子虫所引起宽须蚁蝗感染率第10天为14.4%,第45天为59.6%;2006年混合种群的感染率最高为16.7%。应用绿僵菌(Metarhizium anisopliaevar.acridum)3×1012个孢子.hm-2剂量防治蝗虫,20 d后虫口校正死亡率为40%-60%;将微孢子虫1.5×1010个孢子.hm-2剂量和绿僵菌3×1012个孢子.hm-2剂量协调应用治蝗,10 d后可使防效达到80%以上。在农田周遍草地应用卡死克150 mL.hm-2剂量作为保护带来防治蝗虫,其校正死亡率在75%以上,以阻止蝗虫侵入农田危害。由此提出在农田周围草地建立化学农药保护带,防止蝗虫入侵农田危害;草地蝗虫密度不高时单独使用蝗虫微孢子虫和绿僵菌,或协调应用二者长期控制虫口密度的防治策略。     

半干旱区生态恢复关键生态系统识别——以内蒙古自治区和林县为例

我国土地退化严重,且大部分发生在干旱半干旱地区.恢复为何种生态系统类型是生态学研究的重要课题.采用生态功能区划,根据各个生态功能区主体生态系统功能,推导发挥此功能的生态系统类型的方法,识别关键生态系统类型.以内蒙古自治区和林县为例,采用文献调研、实地调查、3S技术等方法,在评价该县生态敏感性、生态服务功能重要性的基础上,将该县划分为3个一级生态区,11个二级生态功能区.根据各个生态功能区的主体生态系统服务功能,分析发挥该功能的可能生态系统类型.再根据全国自然植被区划、气候变化趋势模型以及现状植被类型,识别各个生态功能区的关键生态系统类型.     

内蒙古生态系统质量空间特征及其驱动力

植被作为生态系统的重要组成部分,联结着大气、水分和土壤等自然过程,其变化将直接影响该区域气候水文和土壤等状况,是区域生态系统质量变化的重要指示器。植被状况的好坏,主要通过生物量和植被覆盖度因子来表示。内蒙古自治区是我国北方生态环境问题十分严重的省份,弄清当前区域生态系统质量状况与变化及其近10年来变化的驱动因素,对分析与制定区域生态环境保护决策具有十分重要的意义。基于2000—2010年生物量和植被覆盖度,并结合地区植被区划数据,对内蒙古植被生态系统质量状况进行分析,并评估其与气候(降水、温度),人类活动(交通密度、农业发展、生态恢复工程)的相关关系,在此基础上探讨了气候和人类活动对近年来内蒙古生态系统质量变化的影响。结果表明:(1)内蒙古生态系统质量状况整体偏低,其中森林生态系统平均质量最高,灌丛、草原生态系统次之。空间分布呈明显的经度地带性,由东向西,质量逐渐降低。2000—2010年内蒙古生态系统质量总体上呈现缓慢增长趋势,但局部地区生态系统质量仍存在恶化,其中在107°E以东的草原和森林区域,生态系统质量变化十分剧烈。(2)近10年来内蒙古生态系统质量的变化与气候和人类活动的关系非常密切,其与降水、GDP1、化肥施用量、天保工程和退耕还草工程呈现明显的正相关。而与温度、道路密度和京津风沙治理工程呈现明显的负相关。其中,生态保护工程实施区域内和区域外的相关性存在显著的差异性。随着内蒙古社会经济的快速发展,人类活动对生态系统质量的影响逐渐加强,但降水仍是该地区生态系统质量的主要影响因子。(3)在内蒙古生态系统质量变化典型区域内,质量的增长主要是由于降水的增加、温度的降低、农业的发展、退耕还草工程的作用和交通发展的放缓。质量的降低则是因为降水的减少、温度的增加、农业发展缓慢和交通发展的加快所致。     

西北干旱荒漠区生态系统可持续管理理念与模式

结合对西北干旱区水资源短缺、资源开发中的生态与经济矛盾突出、气候变暖可能加剧干旱区荒漠化以及生态水权与长效保障机制缺失等问题的分析诊断,探讨了荒漠区生态系统可持续管理面临的问题与难点,分析提出了荒漠生态系统植被保育的生态水位与生态阈值,阐述了荒漠-绿洲过渡带生态融合以及绿洲生态系统安全的生态防护梯度等干旱区生态系统管理理念;结合干旱区极端环境自然条件,在多年现场试验基础上,研发集成了退化群落改造与生态多样性构建技术、植物群落结构优化配置、组装与生态融合技术、生态系统恢复水分利用与生态自维持技术以及胡杨萌蘖更新技术等多种适宜荒漠植被恢复与重建的技术模式,并进行了成功实践和试验示范,为干旱荒漠区生态系统可持续管理提供了重要科技支撑。     

人类活动对资源型城市生态系统服务价值的影响——以鄂尔多斯为例

资源型城市通过资源开采驱动城市快速发展,同时通过生态恢复维持生态系统稳定。探究典型人类活动对资源型城市生态系统服务的消极和积极影响对于可持续城市建设具有重要意义。以鄂尔多斯市为例,基于1990-2018年土地利用/覆盖、NDVI等数据,修订了生态系统服务价值计算方法,量化了区域生态系统服务价值的时空格局,进而评估了人类活动过程对生态系统服务的影响。研究结果表明,研究时段内鄂尔多斯市城镇建设用地、林地和草地面积总体增加,耕地及未利用土地面积减少。区域生态系统服务总价值总体呈上升趋势,从1990年的2312.24亿元上升至2018年的2421.38亿元,增加了4.72%。2000年以后鄂尔多斯市退耕还林、未利用地植被恢复等措施使得生态系统服务价值增加了113.53亿元,同期城镇建设用地扩展占用生态生产用地导致生态系统服务价值减少了91.36亿元,生态建设的积极影响大于城镇建设用地扩展的消极影响。     

基于模糊认知图的生态风险管理探究

生态风险管理具有不稳定性和不确定性,如何获取和调整不同利益群体对于生态风险和环境管理的看法并把它们定量表示出来、协调其中存在的冲突是生态系统管理亟待解决的问题。以煤矿区生态系统为研究对象,探讨了模糊认知图方法在获取利益相关方认知上的应用,并基于模糊关联矩阵,采用神经网络模型进行不同生态风险管理政策的情景模拟。研究结果为:大气污染和水环境破坏是所有利益相关者最关注的问题,国家政策是最核心的变量;不同利益相关者之间的不同点在于,管理者较多地关注国家政策及煤矿开采给国家带来的财政收入与居民生活水平的提高,而当地居民和矿工更关注自己的身体健康和人身安全。通过对煤矿区生态风险管理的政策模拟,可看出要减少大气污染,政府要加大对企业的治理力度,从保护耕地、林地,增加植被覆盖度,提高生物多样性出发;另外,如果政府制定相关政策提高了次级产物的利用率,矿区生态系统的风险也会大大降低。结果表明:模糊认知图方法用在生态系统管理中,可以真实反映利益相关者对生态系统的风险认知以及风险之间的因果联系强度。神经网络模型用在生态风险管理的情景分析中,可以帮助矿区生态风险管理者选择不同的方案以达到管理目标,为在煤矿区建立资源、环境和人口协调发展的生态环境管理机制奠定了基础,从而为生态风险管理提供了一个新视角。     

太子河流域河流生态功能评价及其管理策略

在河段尺度下,采用指标评价法对太子河流域的水生生物多样性维持、生境维持、水环境支持和水文支持4项生态功能进行评价,排序求和得到河流的主导功能和综合功能评分. 结果表明：全部河段可评定为4个综合生态功能等级,整体上呈现由山区向平原区递减的趋势. 结合综合生态功能和主导生态功能评价结果,提出了6项河流生态管理策略.其中,对于水生生物多样性维持功能和生境维持功能的河段,管理策略以生态管理为主,即“生态保护”、“生态维持”和“生态修复”;对于水环境支持功能和水文支持功能的河段,管理策略则以开发管理为主,即“限制开发”、“优化开发”和“开发利用”.