生态系统管理课件

第九章 生态系统管理,第一节 生态系统管理的内涵,第二节 生态系统管理的内容及途径,第三节 生态规划与设计,第九章 生态系统管理,第一节 生态系统管理的内涵,一、生态系统管理的定义,生态系统管理是指在充分认识生态系统整体性与复杂性的前提下，以持续地获得期望的物质产品、生态及社会效益为目标，并依据对关键生态过程和重要生态因子长期监测的结果而进行的管理活动。 （廖利平，赵士洞，1999）,定义,生态学和社会科学的知识和技术，以及人类自身和社会的价值整合到生态系统的管理活动中； 对象主要是受自然和人类干扰的系统； 效果可用生物多样性和生产力潜力来衡量； 要求科学家与管理者确定生态系统退化的阈值及退化根源，并在退化前采取措施； 要求利用科学知识做出最小损害生态系统整体性的管理选择； 管理时间和空间尺度应与管理目标相适应。,生态系统管理的内涵主要包括以下几方面：,二、生态系统管理的基本原则,整体性,动态性,管理的重要原则就是人在生态系统中的双重性原则。加强规范人行为的法规、政策和制度的建设，提高环境保护意识，树立可持续发展观，真正实现可持续的生态系统管理。,在管理中要遵循系统的整体性原则，切忌人为切割。,划分生态系统管理边界时必须综合考虑，合理划分自然管理区有助于实现生态系统的功能监测和管理目标。,再生性,循环利用性,平衡性,多样性,重视生态系统的生产能力和再造性，保证生态系统提供充足的资源和良好的服务。,管理时要遵循经济、生态规律。,分析和计算生态系统各项功能指标（功能极限、环境容量等），合理管理，减缓外界压力，保持系统的健康和平衡。,生物多样性并不是简单地增加物种数目的问题，维护生物多样性是生态系统管理中不可缺少的组成部分。,第二节 生态系统管理的内容及途径,一、生态系统管理的数据基础,不同尺度上的生态系统管理所需的数据类型 （仿Vogt et al. 1997）,二、生态系统管理的要素,根据管理对象确定生态系统管理定义，必须把人类及其价值取向整合进生态系统。 确定明确的、可操作的目标。 确定生态系统管理的时间和空间尺度。 收集适量数据，理解生态系统的复杂性和相互作用，提出合理的生态模式。 监测并识别生态系统内部的动态特征，确定生态学限定因子。 确定影响生态系统管理的政策、法律和法规。 选择和利用生态系统管理的工具和技术。,生态系统管理的科学基础是生态系统生态学、景观生态学、保护生物学、环境科学，还包括社会学、经济学和管理学等学科。要求生态学家、社会经济学家和政府管理人员的通力合作，使生态系统管理更为有效，真正实现资源与环境的可持续发展。,三、生态系统管理的主要途径与技术,生态风险评估是利用生态学、环境化学及毒理学的知识，定量确定环境危害对人类负效应的概率及其强度的过程。其目的在于通过对某种环境危害效应的科学评价，为生态环境和生态系统的保护和管理提供决策依据。,1生态风险评估,生态系统管理中最重要的是风险管理，风险管理是指对生态风险评估的结果采取的对策与行动，是一个决策过程，又称为风险控制。,风险控制,风险管理的水平依赖于生态风险评价的质量和人类可使用的手段。,风险管理者根据风险评估的结果，综合考虑各种因素，来决定这种风险是否可接受，还是需要减少或阻止。,风险管理,效应评估,风险源评估,减小风险,接受风险,需要更多的实验、测定或研究,其他方面的考虑,风险管理图示（Suter,1993）,在一次干扰后少数先锋种入侵缺口，如果干扰频繁，先锋种不能发展到演替中期，多样性降低； 如果干扰间隔很长，使演替过程能发展到顶极期，多样性也不很高； 中等干扰程度使多样性维持最高水平，它允许更多的物种入侵和定居。,2适度干扰与恢复重建,适度干扰理论,中等程度的干扰水平能维持较高多样性。此理论是目前生态系统管理实施的重要理论依据。,理由,受损害生态系统恢复的两种模式 （引自Patt 1977）,生态系统,没有超负荷,消除压力,自然恢复过程,恢复,消除压力,恢复,超负荷，不可逆转,人工措施和自然恢复过程,受损害生态系统的恢复和重建采取的两种模式途径：,又称为“无公害工艺”、“无污染生产”、“废料减量化”。 通过资源的综合利用、替代作用、多次利用以及节能、省料、节水等方式，实现合理利用资源，减缓资源的耗竭。,3清洁生产,清洁生产,用无污染、少污染的产品替代毒性大、污染重的产品； 用无污染、少污染的能源和原材料替代毒性大、污染重的能源和原材料； 用消耗少、效率高、无污染、少污染的工艺设备替代消耗高、效率低、产污量大、污染重的工艺、设备； 最大限度地利用能源和原材料，实现物料最大限度的厂内循环； 对少量的、必须排放的污染物、采用低费用、高效能的净化处理设备和“三废”综合利用措施进行最终的处理、处置。,主要途径,把垃圾作为一种宝贵的资源，并施行减少废物数量的5R方法，即：,4废物资源化管理与5R方法,抵制,减少,修复,回收,响应,不买难以回收或会造成浪费的产品。,减少过度消费和浪费。,修复损伤的物品而不更换新的物品。,将废旧物品送到回收中心，重新制成产品，多次循环利用丢弃的产品。,了解造成浪费的情况和不负责的废物管理，改变行为，减少废物的产生。,在生态学、生态经济学、工业生态学和系统工程理论指导下，将在一定地理区域内的多种具有不同生产目的的产业，按照物质循环、生物和产业共生原理组织起来，构成一个从摇篮到坟墓利用资源的具有完整生命周期的产业链和产业网，以最大限度地降低对生态环境的负面影响，求得多产业综合发展的产业集团。,5生态工业园区（EIP）,生态工业园区,现有改造型,全新规划型,虚拟型,对现已存在的工业企业通过适当的技术改造，在区域内成员间建立起废物和能量的交换关系。,现有改造型,全新规划型,虚拟型,利用现代信息技术，通过园区的数学模型和数据库，在计算机上建立起成员间的物、能交换联系，再在现实中加以实施。,在良好规划和设计的基础上，从无到有地进行建设，并创建一些基础设施使得企业间可能进行废水、废热等的交换。,世界标准化组织推出的环境管理系列标准为ISO14000，从14001至14100。,6实施标准化环境管理系列标准,它确定了环境保护的有效的新机制； 具有很强的操作性； 倡导预防为主的原则； 使用性广泛。,规范、约束企业和社会团体所有组织的环境行为，以实现节约资源、减少环境污染、改善环境质量和促进经济的持续、健康发展的目标。,目的,ISO14000,特点,“三北”防护林、长江中上游防护林、沿海防护林等生态工程。,7大力开展生态工程和生态建设,西部大开发战略以“退耕还林、还草”为核心进行生态建设。,增加荒漠区的林草植被，综合生产、工程和农艺措施，治理草地退化、沙化和碱化，控制荒漠化扩大。,采取人工种草、飞播种草等措施，变草地粗放经营为集约经营，实现草场和畜牧业的可持续发展。,直接保护目标生物或特殊类群，可在自然状态下和人工环境或条件下进行；对生物与生物资源禁止任何形式的利用，建立物种的长期种子库、基因库、植物园、动物园、水族馆等，保持生物的正常生长与有效繁殖。 建立各种类型的自然保护区。通过保护物种生存繁衍的栖息地，达到实现生物多样性的长久保护。,8加强自然保护的管理和研究，建立各种类型自然保护区,自然保护包括对自然环境和自然资源的保护：,9推广3S技术,遥感（RS）,地理信息系统（GIS）,实现了遥感信息的快速、及时处理，加强了遥感信息的现实性，增强了遥感技术的可操作性。,全球定位系统（GPS）,GPS能够实现遥感数据的实时定位对遥感信息进行地学编码，可直接进入GIS处理。,遥感技术是区域与全球研究的有力手段。,区域与全球资源的探测、预测与评价。 对于土地资源、农业资源、水资源等，运用3S技术建立精度较高的模型。 通过3S技术对全球性环境要素的动态监测与分析，获取全球变化的信息。 RS、GIS技术的广泛应用能够为区域可持续发展提供信息及决策。 3S技术对环境灾害的监测预测预报及防治。 (姚建，刘莉，1999),3S技术在生态系统管理中的作用：,EMIS是现代数据库技术为核心，将环境信息存储在电子计算机中，在计算机软、硬件支持下，实现对环境信息的输入、输出、修改、增加、删除、传输、检索和计算等各种数据库技术的基本操作，并结合统计数学、优化管理分析、制图输出、预测评价模型、规划决策模型等应用软件，构成一个复杂而有序的、具有完整功能的技术工程系统。,10环境管理信息系统（EMIS）,生态系统,人 类,环境管理信息系统,全面准确地查询和检索各种环境信息。 分析各种空间数据。 决策支持。 降低系统成本，提高效益。,环境管理信息系统主要有以下功能：,人类生态系统环境管理信息系统关系,第三节 生态规划与设计,一、生态规划与设计的概念,以生态学原理和城乡规划原理为指导，应用系统科学、环境科学等多学科的手段辨识、模拟和设计人工复合生态系统内的各种生态关系，确定资源开发利用与保护的生态适宜度，探讨改善系统结构与功能的生态建设对策，促进人与环境关系持续协调发展的一种规划方法。,1以人为本 2控制在生态系统的承载力之内 3系统开放、优势互补 4高效、和谐、可持续,特点,二、生态规划与设计的原则,1整体优化原则 2人地系统协调共生原则 3生态功能分区原则 4高效和谐原则 5相互制约原则 6最小风险原则 7可持续发展原则,三、规划与设计的内容及方法,1生态规划与设计的工作程序,确立规划范围与规划目标。 广泛搜集规划区域的自然与人文资料：地理、地质、气候、土壤、野生动物、自然景观、土地利用、人口、交通、文化、人的价值观调查，并分析描绘在地图上。,根据规划目标综合分析，提取在第二步所收集的资料。 对各主要因素及各种资源开发（利用）方式进行适宜度分析，确定适应性等级。 综合适应性图的建立。,生态规划与设计的工作程序框图,进行生态规划与设计，首先必须掌握规划区域或规划范围内的自然、社会经济特征及其相互关系，仔细研究及建立生态调查清单，以求充分了解规划区域自然性能与自然过程。,2生态要素的调查与评价,（1）生态调查,规划区内的气象条件、水资源、绿化、地形地貌、土壤类型、人口密度、经济密度、产业结构与布局、土地利用、建筑密度、能耗密度、水耗密度、环境污染状况等，并进行评价分析（自然环境与社会环境特征的调查与分析）。,生态调查中多采用网格法，即在筛选生态因子的基础上，按网格逐个进行生态状况的调查与登记。,调查方法,调查内容,（2）生态评价,生态评价包括生态过程分析、生态潜力分析、生态敏感性分析、土地质量及区位评价。 目的在于认识和了解评价区域环境质量及资源现状、生态潜力的制约因素等。,生态过程分析,生态过程的特征是由生态系统以及景观生态的结构与功能所决定的，其自然生态过程实质是生态系统与景观生态功能的宏观表现。,生态潜力分析,指在单位面积土地上可能达到的初级生产水平。它是一个综合反映区域光、温、水、土资源配合效果的一个定量指标。,光合生产潜力 光温生产潜力 气候生产潜力 土地承载力,生态潜力,根据这4种自然资源的稳定性和可调控性，资源生产可分为4个层次 ：,生态敏感性分析,分析与评价区域内各系统对人类活动的反应。,分析内容,水土流失的评价，敏感集水区的确定，具有特殊价值的亚生态系统及人文景区，以及自然灾害的风险评价等。,目 的,土地质量及区位评价是对生态系统评价与分析的综合和归纳。由于不同的规划目标，土地质量及区位的内涵以及评价中所选属性与综合方法均有差异：,土地质量及区位评价,目的：为区域发展、产业经济布局与城镇建设提供基础。 指标：主要有地形地貌条件，河流水系分布，植被与土壤等因素，以及交通、人口、工农业产值、乡镇基础、土地利用现状等方面。,3环境容量和生态适宜度分析,指在规划区内确定的土地利用方式对生态要素的影响程度，是土地开发利用适宜程度的依据。,环境容量,指在人类生存、自然生态不致受害的前提下，并在环境质量标准的约束下，某一环境所能容纳的污染物最大负荷量。,生态适宜度,确定生态规划区将生态规划区网格化,确定土地利用方式,筛选生态因子,生 态 登 记,制定单因子生态适宜度评价标准,确定网格单因子评价值,制定综合生态适宜度,确定网格综合适宜度,分级标准,结 论,（1）生态适宜度分析程序,（2）筛选生态适宜度评价因子的原则,一是所选择的生态因子对给定的利用方式具有较显著的影响； 二是所选择的生态因子在各网络的分布存在着较显著的差异。,（3）生态适宜度评价标准,单因子评价标准根据：,生态因素（单因子）对给定的土地利用方式（用地类型）的影响作用规律； 生态规划区的实际情况：包括该生态因子在生态规划区的时空分布情况和该生态规划区社会、经济等有关指标。,综合评价标准根据：,单因子适宜度评价标准； 生态规划区生态适宜度综合评价值； 该市经济、社会发展规划； 总体规划。,根据人工复合生态系统特点，采用系统工程中的Delphi专家咨询法和多目标决策法，参考和吸收传统指标，结合生态系统开放性的特点，从协调社会经济发展与环境保护的关系着手，充分发挥人对复杂系统的辨识能力。,4生态规划与设计的指标体系及目标,人口密度，土地利用强度，绿地覆盖率，人均公共绿地，建筑密度，经济密度，能耗强度与密度，污染负荷密度，交通量等。,重点考虑的生态指标：,功能区划应综合考虑生态要素的现状、问题、发展趋势及生态适宜度，提出工业、农业、生活居住、对外交通、仓储、公建、园林绿化、游乐功能区的综合划分以及大型生态工程布局的方案，充分发挥生态要素功能及对城市功能分区的反馈调节作用，以能动地调控生态要素功能朝良性方向发展。,5生态功能区的划分及土地利用,在生态规划编制工作中，必须确定近远期的人口规模，提出人口密度调整意见，提高人口素质对策以及实施人口规划对策。 研究内容包括人口分布、规模、自然增长率、机械增长率、男女性比、人口密度、人口组成和流动人口基本情况等。,6人口容量规划,为促进物质良性循环和能量流动，必须改进区域与城市的产业结构。产业结构的不同比例对环境质量有很大影响。 调整、改善老城市产业布局、搞好新建城市产业的合理布局，是改善城市生态结构、防治污染的重要措施。,7区域产业结构与布局规划设计,泛指区域内一切人工或自然的植物群体、水体及其具有绿色潜能的空间。,生态绿地系统,8生态绿地系统规划,调节城市气候，改善城市的热岛效应。 调节城市碳氧平衡，保持大气中氧平衡。 净化空气，减轻污染，吸收、阻滞、过滤灰尘，吸收有毒气体，降低噪声、杀菌。 防风、固沙，保持水土的作用。,（1）城市生态绿地系统的功能：,（2）生态绿地规划内容包括：,城市绿地指标与布局 卫生防护生态林带规划,（3）生态绿地规划步骤：,确定规划原则 选择和合理布局 拟定各项定量指标 提出分期建设及重要修建项目的实施计划 编制规划的图纸及文件 提出重点规划的示意图和方案,生态规划与设计还应根据国土规划和区域规划的要求，依据区域与城市社会经济发展趋势和环境保护目标，制定对水、土地资源、生物多样性与矿产资源等的合理开发利用与保护的规划。,9自然资源合理利用与保护的规划,经济、社会和生态效益相结合的原则； 生物资源开发量应与其生长、更新相适应的原则； 当前利用与长远利益相结合的原则； 因地制宜的原则； 统筹兼顾、综合利用的原则。,自然资源的合理利用应遵循以下原则：,四、环境规划,运用生态系统整体优化观点，根据规划区域内生态系统的人工生态因子和自然生态因子的动态变化过程和相互作用特征，研究物质循环能量流动的途径，提出资源合理开发利用，环境保护和生态建设的规划对策。,生态规划,为使环境与社会经济协调发展，把“社会经济环境”作为一个复合生态系统，依据社会经济规律、生态规律、地学原理，对其发展变化趋势进行研究，对人类自身活动和环境所做的时间和空间的合理安排。,环境规划,整体性 综合性 区域性,1环境规划的基本特征,动态性 信息密集 政策性强,促进环境与经济、社会可持续发展 保障环境保护活动纳入国民经济和社会发展计划 合理分配排污削减量、约束排污者的行为 以最小的投资获取最佳的环境效益 实行环境管理目标的基本依据,2环境规划在环境保护中的作用,3环境