1、A Free sample background from Slide 1 第五章生態(tài)系統(tǒng)健康和管理內(nèi)容提要生態(tài)系統(tǒng)健康 第一節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)健康生態(tài)系統(tǒng)健康概念與內(nèi)容生態(tài)系統(tǒng)健康的評價范疇評價生態(tài)系統(tǒng)健康的途徑評價過程中使用的方法生態(tài)系統(tǒng)健康評價的指標(biāo)第一節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)健康一、生態(tài)系統(tǒng)健康概念與內(nèi)容 （一）生態(tài)系統(tǒng)健康概念 1、概念的來源 1994年國際生態(tài)系統(tǒng)健康學(xué)會(International Society of Ecosystem Health，ISEH)成立，標(biāo)志著生態(tài)系統(tǒng)健康作為新興的科技領(lǐng)域的誕生。生態(tài)系統(tǒng)健康概念的由來可追溯至20世紀(jì)40年代初，1941年美國著名生態(tài)學(xué)家、土地學(xué)家

2、Aldo Leopold首先定義了土地健康，并使用“土地疾病”描繪土地功能紊亂”。1942年新西蘭土壤學(xué)會出版發(fā)行了土壤與健康雜志，積極倡導(dǎo)有機農(nóng)業(yè)，提出“健康的土壤一健康的食品一人”。1988年Schaeffer 等首次探討了有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)健康度量問題，1989年Rapport論述了生態(tài)系統(tǒng)健康的內(nèi)涵，成為生態(tài)系統(tǒng)健康研究的先導(dǎo)。 自生態(tài)系統(tǒng)健康概念提出后，20世紀(jì)80年代末90年代初，一些與生態(tài)系統(tǒng)健康研究相關(guān)的國際學(xué)會組織，如；生態(tài)恢復(fù)學(xué)會(Society for Ecological Restoration)、國際生態(tài)經(jīng)濟學(xué)會(International Societylor Ecolo

3、gical Economics)、國際水生生態(tài)系統(tǒng)健康與管理學(xué)會(Aquatic Ecosystem Health and Management Society)、國際環(huán)境倫理學(xué)會(International Society for Environnlental Ethics)、國際生態(tài)工程學(xué)會(International Ecological Engineering society)和國際生態(tài)系統(tǒng)健康學(xué)會(International societyfor Ecosystem Health，簡稱ISEH)相繼成立，并由ISEH先后組織召開了“第2屆國際生態(tài)系統(tǒng)健康學(xué)研討會”和“國際生態(tài)系統(tǒng)健康

4、大會生態(tài)系統(tǒng)健康的管理”，積極推動了生態(tài)系統(tǒng)健康理論的發(fā)展，奠定了國際生態(tài)系統(tǒng)健康學(xué)說發(fā)展的里程碑。 Karr 等認(rèn)為，如果一個生態(tài)系統(tǒng)的潛能能夠得到實現(xiàn)且條件穩(wěn)定，受干擾時具有自我修復(fù)能力，則該生態(tài)系統(tǒng)是健康的。 Vilcheck提出生態(tài)系統(tǒng)健康的基礎(chǔ)是生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,恢復(fù)力和弱點，并由生物資源豐富度，生物多樣性，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和恢復(fù)力等一系列判斷規(guī)范來綜合評價。 Costanza(1992)Costanza(1992)將生態(tài)系統(tǒng)健康概念所包括的內(nèi)將生態(tài)系統(tǒng)健康概念所包括的內(nèi)涵總結(jié)如下涵總結(jié)如下: :(1)(1)環(huán)境內(nèi)穩(wěn)定環(huán)境內(nèi)穩(wěn)定(homeostasis); (homeostasis);

5、 (2)(2)無病態(tài)無病態(tài)(absence of disease); (absence of disease); (3)(3)多樣性或復(fù)雜性多樣性或復(fù)雜性( (diversity or complexity););(4)(4)穩(wěn)定性或恢復(fù)力穩(wěn)定性或恢復(fù)力( (stability or resilience); ); (5)(5)生長活力生長活力( (vigor or scop for growth); ); (6)(6)系統(tǒng)成分間的平衡系統(tǒng)成分間的平衡( (balance beteen system components)。（二）（二） 人類活動對生態(tài)系統(tǒng)健康的影響人類活動與生態(tài)系統(tǒng)健康之間的

6、關(guān)系（三三）生態(tài)系統(tǒng)健康的內(nèi)容）生態(tài)系統(tǒng)健康的內(nèi)容 食物食物藥物藥物娛樂娛樂潔凈空氣潔凈空氣和潔凈水和潔凈水食物和纖食物和纖維素產(chǎn)量維素產(chǎn)量生態(tài)健康生態(tài)健康氣候和食氣候和食物穩(wěn)定性物穩(wěn)定性衛(wèi)生設(shè)施用水衛(wèi)生設(shè)施用水實在價值和實在價值和審美價值審美價值預(yù)防自然災(zāi)害預(yù)防自然災(zāi)害生態(tài)健康包含的內(nèi)容A Free sample background from （四）生態(tài)系統(tǒng)健康學(xué)研究框架（四）生態(tài)系統(tǒng)健康學(xué)研究框架人類人類健康健康生態(tài)系生態(tài)系統(tǒng)健康統(tǒng)健康人類活動環(huán)境變化環(huán)境變化生態(tài)系統(tǒng)健康生態(tài)系統(tǒng)健康與完整性維護(hù)與完整性維護(hù) 可持續(xù)發(fā)展可持續(xù)發(fā)展退化生態(tài)系統(tǒng)退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與重建恢復(fù)與重建二、生態(tài)系統(tǒng)健康

7、的評價范疇二、生態(tài)系統(tǒng)健康的評價范疇 對生態(tài)系統(tǒng)健康的評價應(yīng)該綜合生態(tài)學(xué)、社會經(jīng)濟、人類健對生態(tài)系統(tǒng)健康的評價應(yīng)該綜合生態(tài)學(xué)、社會經(jīng)濟、人類健康方面的原則和原理進(jìn)行評價，將康方面的原則和原理進(jìn)行評價，將3 3個方面結(jié)合在一起構(gòu)成一個方面結(jié)合在一起構(gòu)成一個完整的評價體系：個完整的評價體系： (1)(1)生態(tài)學(xué)范疇從生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能出發(fā)，研究環(huán)境與生生態(tài)學(xué)范疇從生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能出發(fā)，研究環(huán)境與生物之間的相互作用、從食物鏈和棲息地等方面評價生態(tài)系統(tǒng)物之間的相互作用、從食物鏈和棲息地等方面評價生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況，研究內(nèi)容涉及物質(zhì)循環(huán)、能量流動、生物多樣的健康狀況，研究內(nèi)容涉及物質(zhì)循環(huán)、能量流動

8、、生物多樣性、生態(tài)系統(tǒng)的退化與恢復(fù)等。性、生態(tài)系統(tǒng)的退化與恢復(fù)等。 （2)2)社會經(jīng)濟范疇主要研究生態(tài)系統(tǒng)與人類社會經(jīng)濟發(fā)展之間社會經(jīng)濟范疇主要研究生態(tài)系統(tǒng)與人類社會經(jīng)濟發(fā)展之間的關(guān)系。生態(tài)系統(tǒng)是人類經(jīng)濟活動的載體，生態(tài)系統(tǒng)是否健的關(guān)系。生態(tài)系統(tǒng)是人類經(jīng)濟活動的載體，生態(tài)系統(tǒng)是否健康直接影響著經(jīng)濟發(fā)展水平的高低；康直接影響著經(jīng)濟發(fā)展水平的高低； (3)(3)人類健康范疇從生態(tài)系統(tǒng)健康與人類健康之間的關(guān)系研究人類健康范疇從生態(tài)系統(tǒng)健康與人類健康之間的關(guān)系研究生態(tài)系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)變化對人類健康的影響。生態(tài)系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)變化對人類健康的影響。 三、評價生態(tài)系統(tǒng)健康的途徑 （一）群落結(jié)構(gòu) 群落結(jié)構(gòu)的

9、討論層次 生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)健康 生物量 （二）生態(tài)過程 生產(chǎn)力和呼吸作用 能量和營養(yǎng)的來源與去路 生態(tài)過程的速率 （三）演替趨勢 基于生態(tài)系統(tǒng)的演替規(guī)律，使用某個生態(tài)系統(tǒng)的具體信息可對其發(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)測，從而可能判斷該系統(tǒng)的健康水平及人類活動對其影響 。 （四）生態(tài)系統(tǒng)整體特征 抵抗力(resistance)與恢復(fù)力(resilience) 活化能(Exergy) 和結(jié)構(gòu)活化能(Structure Exergy) 系統(tǒng)容納量(capacity) 或稱系統(tǒng)承載量 （五）指示生物 動物指標(biāo) 植物指標(biāo) 殘缺病態(tài)指標(biāo) 四、評價過程中使用的方法 模型 數(shù)據(jù)庫 五、生態(tài)系統(tǒng)健康評價的指標(biāo) （一）目前在

10、研究中使用的指標(biāo) Rapport (1985)總結(jié)了一些壓力和它們的癥候而獲得了五個生態(tài)系統(tǒng)壓力指標(biāo)： 營養(yǎng)庫(nutrient pool)，初級生產(chǎn)力(primary productivity)，規(guī)格分布(size distribution)，種多樣性(species diversity) 。 Ulanowicz(1986)發(fā)展了包括四個生態(tài)系統(tǒng)的重要特征的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢參數(shù)(Index of Network Ascendency)：種豐富度(species richness)，生態(tài)位分化(niche specialization)，發(fā)達(dá)循環(huán)(developed cycling )，全局反饋(fe

11、edback overall activity)，后來(1992)提出用這套參數(shù)來評價生態(tài)系統(tǒng)健康。 Costanza(1992)Costanza(1992)提出了一個全局系統(tǒng)健康參數(shù)提出了一個全局系統(tǒng)健康參數(shù)(overall (overall system health index/HI)system health index/HI)：HI=VHI=VO OR R。其中。其中V V是系統(tǒng)活是系統(tǒng)活力力(system vigour(system vigour) )，是對系統(tǒng)活動，新陳代謝或初級生，是對系統(tǒng)活動，新陳代謝或初級生產(chǎn)力的一個基本量度；產(chǎn)力的一個基本量度；O O代表系統(tǒng)組織參數(shù)代表系

12、統(tǒng)組織參數(shù)(organization (organization index)index)，由，由0 0到到1 1表示相對的系統(tǒng)組織程度，包括多樣性和表示相對的系統(tǒng)組織程度，包括多樣性和相互聯(lián)系；相互聯(lián)系；R R是由是由0 0到到1 1表示系統(tǒng)的相對恢復(fù)力能力的恢復(fù)表示系統(tǒng)的相對恢復(fù)力能力的恢復(fù)力參數(shù)力參數(shù)(resilience index)(resilience index)。 歸納起來，生態(tài)系統(tǒng)健康評價的標(biāo)準(zhǔn)有活力、恢復(fù)力、歸納起來，生態(tài)系統(tǒng)健康評價的標(biāo)準(zhǔn)有活力、恢復(fù)力、組織、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的維持、管理選擇、外部輸入減組織、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的維持、管理選擇、外部輸入減少、對鄰近系統(tǒng)的影響

13、及人類健康影響等八個方面，它們少、對鄰近系統(tǒng)的影響及人類健康影響等八個方面，它們分屬于生物物理范疇、生態(tài)學(xué)范疇和社會經(jīng)濟范疇。因此，分屬于生物物理范疇、生態(tài)學(xué)范疇和社會經(jīng)濟范疇。因此，可將生態(tài)系統(tǒng)健康評價的指標(biāo)體系分為生物物理指標(biāo)、生可將生態(tài)系統(tǒng)健康評價的指標(biāo)體系分為生物物理指標(biāo)、生態(tài)學(xué)指標(biāo)和社會經(jīng)濟指標(biāo)。態(tài)學(xué)指標(biāo)和社會經(jīng)濟指標(biāo)。A Free sample background from A Free sample background from A Free sample background from 目前對生態(tài)系統(tǒng)健康評價主要集中于生態(tài)系統(tǒng)的活力、組織 結(jié)構(gòu)和恢復(fù)力的研究。A Free

14、sample background from （二）確定指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)（二）確定指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)（1 1）科學(xué)有效性）科學(xué)有效性 （2 2）不同調(diào)查者獲得的參數(shù)數(shù)值的可重復(fù)性）不同調(diào)查者獲得的參數(shù)數(shù)值的可重復(fù)性 （3 3）選擇適當(dāng)?shù)臅r間和空間尺度）選擇適當(dāng)?shù)臅r間和空間尺度 （4 4）方便和迅捷的測量手段）方便和迅捷的測量手段 （5 5）與公眾和決策者的溝通相匹配）與公眾和決策者的溝通相匹配 （6)6)多層次和多學(xué)科的綜合測量多層次和多學(xué)科的綜合測量 (7)(7)力求具有預(yù)后性的測量指標(biāo)力求具有預(yù)后性的測量指標(biāo) 案案 例例 生態(tài)系統(tǒng)管理研究的歷史背景生態(tài)系統(tǒng)管理的內(nèi)容 生態(tài)系統(tǒng)類型與管理目標(biāo)一、生態(tài)系統(tǒng)管

15、理研究的歷史背景 20世紀(jì)90年代前后，應(yīng)用生態(tài)學(xué)開始注意區(qū)域或全球環(huán)境，研究人類對自然界的控制管理。人類由以往的對地球圈、生物圈和大氣圈以及地球生態(tài)系統(tǒng)變化的被動適應(yīng)，開始走向?qū)嵤┯幸庾R的管理行動。生態(tài)系統(tǒng)管理學(xué)作為這一領(lǐng)域的應(yīng)用科學(xué)也應(yīng)運而生，并且很快地被廣泛認(rèn)同和采納。 生態(tài)系統(tǒng)管理作為生態(tài)學(xué)、環(huán)境學(xué)和資源科學(xué)的復(fù)合領(lǐng)域以及自然科學(xué)、人文科學(xué)和技術(shù)科學(xué)的新型交叉學(xué)科，成為當(dāng)代科學(xué)發(fā)展的新熱點?；仡櫳鷳B(tài)系統(tǒng)管理思想的發(fā)展史，它大致經(jīng)歷了以下3個階段： （1）生態(tài)系統(tǒng)管理思想的萌芽階段(30至60年代) （2）生態(tài)系統(tǒng)管理的早期研究階段(70至80年代) （3）生態(tài)系統(tǒng)管理學(xué)的發(fā)展階段（90

16、年代以后） AgeeAgee等等(1988)(1988)認(rèn)為認(rèn)為, ,生態(tài)系統(tǒng)管理指調(diào)控生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)生態(tài)系統(tǒng)管理指調(diào)控生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能、輸人和輸出，使其達(dá)到社會所期望的狀態(tài)。構(gòu)和功能、輸人和輸出，使其達(dá)到社會所期望的狀態(tài)。 OverbayOverbay.,uvb (1992)(1992)認(rèn)為，生態(tài)系統(tǒng)管理指精認(rèn)為，生態(tài)系統(tǒng)管理指精心巧妙地利用生態(tài)學(xué)、經(jīng)濟學(xué)、社會學(xué)以及管理學(xué)原理，心巧妙地利用生態(tài)學(xué)、經(jīng)濟學(xué)、社會學(xué)以及管理學(xué)原理，來長期經(jīng)營管理生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)、恢復(fù)或維持生態(tài)系統(tǒng)的來長期經(jīng)營管理生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)、恢復(fù)或維持生態(tài)系統(tǒng)的整體性和所期望的狀態(tài)、利用、產(chǎn)品、價值和服務(wù)。整體性和所期望的狀態(tài)、利用、產(chǎn)品、價值和服務(wù)。 綜合起來，綜合起來，生態(tài)系統(tǒng)管理是在一種復(fù)雜的社會政治和價值生態(tài)系統(tǒng)管理是在一種復(fù)雜的社會政治和價值框架內(nèi)，綜合有關(guān)生態(tài)學(xué)知識，統(tǒng)籌考慮自然資源管理中框架內(nèi)，綜合有關(guān)生態(tài)學(xué)知識，統(tǒng)籌考慮自然資源管理中的人、生物和自然因素，以長期保護(hù)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的完整的人、生物和自然因素，以長期保護(hù)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的完整性，實現(xiàn)所有資源利用的可持續(xù)性。性，實現(xiàn)所有資源利用的可持續(xù)性。保持生態(tài)系統(tǒng)的功能和完整性原則 認(rèn)識生態(tài)系統(tǒng)界線和跨