生态系统健康和管理.ppt

第十八章 生态系统健康和管理,Slide 1,1 生态系统健康,1 生态系统健康概念与内容 1.1 生态系统健康概念 1.1.1 概念的来源生态系统健康概念的由来可追溯至20世纪40年代初，1941年美国著名生态学家、土地学家Aldo Leopold首先定义了土地健康，并使用“土地疾病”描绘土地功能紊乱”。1942年新西兰土壤学会出版发行了土壤与健康杂志，积极倡导有机农业，提出“健康的土壤一健康的食品一人”。1994年国际生态系统健康学会(International Society of Ecosystem Health，ISEH)成立，标志着生态系统健康作为新兴的科技领域的诞生。1988年Schaeffer 等首次探讨了有关生态系统健康度量问题，1989年Rapport论述了生态系统健康的内涵，成为生态系统健康研究的先导。,自生态系统健康概念提出后，20世纪80年代末90年代初，一些与生态系统健康研究相关的国际学会组织，如生态恢复学会(Society for Ecological Restoration)、国际生态经济学会(International Societylor Ecological Economics)、国际水生生态系统健康与管理学会(Aquatic Ecosystem Health and Management Society)、国际环境伦理学会(International Society for Environnlental Ethics)、国际生态工程学会(International Ecological Engineering society)和国际生态系统健康学会(International societyfor Ecosystem Health，简称ISEH)相继成立，并由ISEH先后组织召开了“第2届国际生态系统健康学研讨会”和“国际生态系统健康大会生态系统健康的管理”，积极推动了生态系统健康理论的发展，奠定了国际生态系统健康学说发展的里程碑。,1.1.2 生态系统健康概念的生态学内涵,Karr 等认为,如果一个生态系统的潜能能够得到实现且条件稳定，受干扰时具有自我修复能力，则该生态系统是健康的。Vilcheck提出生态系统健康的基础是生态系统的稳定性,恢复力和弱点,并由生物资源丰富度,生物多样性,生态系统稳定性和恢复力等一系列判断规范来综合评价。Costanza(1992)将生态系统健康概念所包括的内涵总结如下:(1)环境内稳定(homeostasis);(2)无病态(absence of disease);(3)多样性或复杂性(diversity or complexity);(4)稳定性或恢复力(stability or resilience);(5)生长活力(vigor or scop for growth);(6)系统成分间的平衡(balance beteen system components)。,1.2 人类活动对生态系统健康的影响,人类活动与生态系统健康之间的关系,1.3 生态系统健康的内容,生态健康包含的内容,食物,药物,娱乐,洁净空气和洁净水,食物和纤维素产量,生态健康,气候和食物稳定性,卫生设施用水,实在价值和审美价值,预防自然灾害,1.4 生态系统健康学研究框架,人类健康,生态系统健康,人类活动,环境变化,生态系统健康与完整性维护,可持续发展,退化生态系统恢复与重建,2 生态系统健康的评价范畴,对生态系统健康的评价应该综合生态学、社会经济、人类健康方面的原则和原理进行评价，将3个方面结合在一起构成一个完整的评价体系：(1)生态学范畴从生态系统的结构和功能出发，研究环境与生物之间的相互作用、从食物链和栖息地等方面评价生态系统的健康状况，研究内容涉及物质循环、能量流动、生物多样性、生态系统的退化与恢复等。（2)社会经济范畴主要研究生态系统与人类社会经济发展之间的关系。生态系统是人类经济活动的载体，生态系统是否健康直接影响着经济发展水平的高低；(3)人类健康范畴从生态系统健康与人类健康之间的关系研究生态系统的功能和结构变化对人类健康的影响。,3 评价生态系统健康的途径,3.1 群落结构 3.1.1 群落结构的讨论层次 3.1.2 生物多样性与生态系统健康 生物量3.2 生态过程 3.2.1 生产力和呼吸作用 3.2.2 能量和营养的来源与去路 3.2.3 生态过程的速率,3.3 演替趋势,基于生态系统的演替规律,使用某个生态系统的具体信息可对其发展趋势进行预测,从而可能判断该系统的健康水平及人类活动对其影响。3.4 生态系统整体特征 3.4.1 抵抗力(resistance)与恢复力(resilience)3.4.2 活化能(Exergy)和结构活化能(Structure Exergy)3.4.3 系统容纳量(capacity)或称系统承载量 3.5 指示生物 3.5.1 动物指标 3.5.2 植物指标 3.5.3 残缺病态指标,4 评价过程中使用的方法 4.1 模型 4.2 数据库5 生态系统健康评价的指标 5.1 目前在研究中使用的指标 Rapport(1985)总结了一些压力和它们的症候而获得了五个生态系统压力指标：营养库(nutrient pool),初级生产力(primary productivity),规格分布(size distribution),种多样性(species diversity)和 restogression(对于早期)。Ulanowicz(1986)发展了包括四个生态系统的重要特征的网络优势参数(Index of Network Ascendency)：种丰富度(species richness)，生态位分化(niche specialization)，发达循环(developed cycling)，全局反馈(feedback overall activity)，后来(1992)提出用这套参数来评价生态系统健康。,Costanza(1992)提出了一个全局系统健康参数(overall system health index/HI)：HI=VOR。其中V是系统活力(system vigour)，是对系统活动，新陈代谢或初级生产力的一个基本量度；O代表系统组织参数(organization index)，由0到1表示相对的系统组织程度，包括多样性和相互联系；R是由0到1表示系统的相对恢复力能力的恢复力参数(resilience index)。归纳起来，生态系统健康评价的标准有活力、恢复力、组织、生态系统服务功能的维持、管理选择、外部输入减少、对邻近系统的影响及人类健康影响等八个方面，它们分属于生物物理范畴、生态学范畴和社会经济范畴。因此，可将生态系统健康评价的指标体系分为生物物理指标、生态学指标和社会经济指标。,健康评价的生态学指标,生物物理指标,社会经济指标,目前对生态系统健康评价主要集中于生态系统的活力、组织结构和恢复力的研究。,5.2 确定指标的标准,（1）科学有效性（2）不同调查者获得的参数数值的可重复性（3）选择适当的时间和空间尺度（4）方便和迅捷的测量手段（5）与公众和决策者的沟通相匹配（6)多层次和多学科的综合测量(7)力求具有预后性的测量指标,案 例,2 生态系统管理,1 生态系统管理研究的历史背景,20世纪90年代前后，应用生态学开始注意区域或全球环境，研究人类对自然界的控制管理。人类由以往的对地球圈、生物圈和大气圈以及地球生态系统变化的被动适应，开始走向实施有意识的管理行动。生态系统管理学作为这一领域的应用科学也应运而生，并且很快地被广泛认同和采纳。生态系统管理作为生态学、环境学和资源科学的复合领域以及自然科学、人文科学和技术科学的新型交叉学科，成为当代科学发展的新热点。回顾生态系统管理思想的发展史，它大致经历了以下3个阶段：（1）生态系统管理思想的萌芽阶段(30至60年代)（2）生态系统管理的早期研究阶段(70至80年代)（3）生态系统管理学的发展阶段（90年代以后）,2 生态系统管理的定义,Agee等(1988)认为,生态系统管理指调控生态系统内部结构和功能、输人和输出，使其达到社会所期望的状态。Overbay(1992)认为，生态系统管理指精心巧妙地利用生态学、经济学、社会学以及管理学原理，来长期经营管理生态系统的生产、恢复或维持生态系统的整体性和所期望的状态、利用、产品、价值和服务。综合起来，生态系统管理是在一种复杂的社会政治和价值框架内，综合有关生态学知识，统筹考虑自然资源管理中的人、生物和自然因素，以长期保护区域生态系统的完整性，实现所有资源利用的可持续性。,3 生态系统管理的原则,3.1 保持生态系统的功能和完整性原则3.2 认识生态系统界线和跨界线问题原则3.3 保持生物多样性原则3.4 认识变化的必然性原则3.5 将人类作为生态系统的一部分原则3.6 认识以知识为基础的适当管理原则3.7 认识多部门协作的必要性原则3.8 使生态系统管理成为主流发展方向原则,生态系统管理的生态学模型与时空尺度,4 生态系统管理的内容,整体性管理加强生态恢复与重建实行清洁生产资源化管理少量化、循环利用型管理绿色工程,5 生态系统类型与管理目标,不同生态系统的管理目标及输入输出概念,思考题,何谓生态健康，如何评价生态系统健康？简述生态系统管理的内容与方法。何谓适应性管理，如何进行适应性管理？何谓生态病理，如何分析生态病理现象？,