（生态学专业论文）江苏省重要生态功能保护区区划研究.pdf

摘要 生态安全是一个国家或地区安全的重要组成部分，已成为世界各国政府及广大环境保 护学者普遍关注的重大生态问题之一。保证生态安全，关键在于保障各种生态系统的主导 生态功能得以正常、持续发挥，如森林的生物多样性维护功能，林草植被的涵养水源、防 风固沙、保持水土功能，湖泊湿地的调蓄洪水、调节气候的作用等。生态功能的破坏和丧 失，将严重阻碍区域经济社会的发展。近年来，保障区域生态安全的理论研究较多，但在 实践中应用的实例和经验较少。本文通过对江苏省生态环境现状的定性与定量分析，提出 通过建立重要生态功能保护区，对区域主导生态功能加以严格保护来实现生态安全与经济 社会发展的双赢。 重要生态功能保护区是指在保持流域、区域生态平衡，维护区域生物多样性，防止和 减轻自然灾害，确保区域生态安全等方面具有重要作用和重要生态功能价值的，依照规定 程序划定，具有明确界线，需要实施保护的自然地理区域。它强调对主导生态功能的保护， 对人类行为活动采取有限禁止。 本文以江苏省域为研究对象，分析了江苏省生态环境状况和不同类型生态系统特征， 并对生态环境状况、生态环境敏感性和生态系统服务功能重要性进行了评价；运用层次分 析法筛选出1 2 类重要生态功能保护区类型，包括自然保护区、森林公园、水源涵养区、 饮用水源保护区、重要湿地、风景名胜区、重要渔业水域、生态公益林区、特殊生态产业 区、海洋生态功能保护区、清水通道维护区、洪水调蓄区等。提出各类重要生态功能保护 区的相应保护对策措施；根据划分的1 2 种类型并结合生态环境现状，提出了江苏省重要 生态功能保护区名录及范围，作为今后生态环境保护的重点；运用地理信息系统觚g i s 9 2 平台和关系数据库o r a c l e l o g 建立了江苏省重要生态功能保护区数据库。运用g i s 技 术a r c g i s 和s e r v e r 9 2 平台，建立了江苏省重要生态功能保护区地理信息管理系统，实 现全省重要生态功能保护区信息化和自动化的管理。 本文提出了一套完整的重要生态功能保护区分类、评价、划分、保护对策及信息管理 系统，对于江苏及其他省份开展展重要生态功能区划工作具有重要参考价值。 关键词：生态安全：生态环境评价；重要生态功能保护区；评价指标体系；区划；地 理信息系统 a b s t r a c t e c o s e c u r i 坝o n eo f k e yc o m p o n e n t so fr e g i o n a la 1 1 dn a t i o n a ls e c u r i 吼h a sb e i n gr i s e dt ob e 谢d e l yc o n c e m e da sam a jo re c o l o g i c a lp r o b l e mb yg o v e 蛐e n t s 锄de n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n r e s e a r c h e r so v e rt l l ew o r l d t 、h ec r i t i c a lp o i n tf o rp r o t e c t i n ge c o s e c 耐t ) ri st oe i l s u r em em a i l l s 协b l ea n d 叭s t a i n a b l ee c o l o g c i a lr o l e so fe c o s y s t e m ss u c h 嬲b i o d i v e r s 埘c o n s e r v a t i o n ，w a t e r 锄ds o i ls u s t a i n i n g ，n o o d i n ga i l dl i l i c r 0 - c l i m a t er e g u l a t i o n t l l ed 锄a g eo r l o s so fe c o l o g i c a l 触c t i o n 、i l lr e s t r i c tm ed e v e l o p m e n to fr e g i o n 2 l le c o n o m y 锄ds o c i e 够i nr e c e ty e a r s ，t l l e r eh 嬲 b e e ns o m es t u d i e sf o c u s e do nm et l l e o r i e so fs u s t a i l l i n gr e g i o n a le c o s e c l l r i 吼b u tf e wf i e l ds t u d y o re x p e r i e n c e t h ep l l 印o s eo f “st l l e s i sw 嬲t op r o p o s em ed i v i s i o np l 锄血n g 锄dc o n s e r v a t i o n s 仃a t e g i e so fj i 锄g s uk e ye c o l o g i c a l 劬c t i o nr e s e r v ea r e a sb a s e do nt l l ea i l a l y s i so ft l l e e c o l o g i c a le n v i r o n m e n t a ls t a t u si i lj i 锄g 跚p r o v i n c e ，t 0d e v e l o ps u s t a i l l l l yb o t l le c o l o g i c a l s e c i l r i t ya n de c o n o m y i i lt l l et l l e s i s ，t l l es 铷sa j l ds e n s i 锣o fj i a n g s ue c o l o g i c a le n v i r o l l i i l e n tw e r ea p 伊a i s e d 邪 w e l l 雒t l l ei m p o n a l l c eo fs e i c e 如n c t i o no fe c o s y s t e m st l l r o u g l la n a l y s i s i n gt l l ee c o l o g i c a l e n v i r o m e n td a t a 锄dt h ec h a r a c t e r i s t i c so fm es t u d i e de c o s y s t e m s ，a i l dt l l e 俩e l v ek e y e c o l o g i c a l 劬c t i o nr e s e n ，ea r e aw e r es c r e e n e do u tw i t t l 名蛆pm e t l l o d ，i n c i u d i n gn a t u r a lr e s e e a r e a ，f o r e s tp a r k ，d r i r i i ( i n gw a t e rs t o r a g e 锄dp 耐f i c a t i o n ，k e yw e t l e n d ，s c e n i n ga r e 钆k e yf i s h e r y a r e a ，e c o l o g i c a lp u b l i cw e l f 打ef o r e s t ，s p e c i a le c o i n d u s t r i a l la r e a ，m 撕n ec o n s e r v a t i o na r e 巩 n o o d i n gr e g u l a t i o na r e a ，c h 锄e l ss u s t a i l l i 】n ga r e a m o r e o v e r ，m ec o l l r e s p o n d i n gp r o t e c t i o n s 仃a t e g i e sw e r ep r o p o s e d f i n a l l y ，t h ej i a n g s uk e ye c o l o g i c a lm n c t i o nr e s e n ，ea r e ad a t a b a s e w 嬲s e t t e dw i t l la r c g i s9 2s o 胁a r ea n do r a c l e l 0 9 d a t a b a s e ，s od i dg e o 伊印h i ci n f o m a t i o n m a n a g e m e n ts y s t e m ，t h u st l l ea u t o m i z a t i o nm a n a g e m e mo fj i 龇培s uk e ye c o l o g i c a lf u n c t i o n r e s e n ，ea r e aw a sp u tf o 刑a r d k e yw o r d s ：e c o s e c l l j j 饥e c o l o g i c a le n v i r o m n e n ta p p r a i s a l ，k e ye c o l o g i c a j 如n c t i o nr e s e r v ea r e a ， 印p r a j s a ji n d i c a t o rs y s t e m s ，d i v i s o np l a n n i n g ，i o 如1 a t i o nm a n a g e m e ms y s t e m 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作 所取得的成果尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外，本 论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果对本文的研究做 出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢本人完全意 识到本声明的法律结果由拳人承担 学位论文作者( 本人签名) ：王五聋 汐舻多月膨日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解南京林业大学有关保留、使用学位论文的规定，同 意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版( 中国科学技术 信息研究所；国家图书馆等) ，允许论文被查阅和借阅。芩人授权南京林业大学 可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以汇编和综合 为学校的科技成果，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论 文全部或部分内容 保密口，在年解密后适用本授权书本学位论文属于不保密西 ( 请在以上方框内打“ 静) 学位论文作者( 本人签名) ：殳丑争 谚年舌月缪日 指导教师( 本人签名) 砩绗 参月肜日 u 致谢 终于写到论文的最后一部分了，在这这一年多的论文写作中，其中的酸甜苦 辣，只有经历过才能体会到。论文的完成是对三年博士生涯的一个总结，也体会 到了漫长的科学研究道路上的艰辛，同时也给了我继续探索的动力和憧憬。回首 往事，倍感时间短促，在南林的三年来，我的点滴进步无不烙印着师长和同学的 指导和帮助。 本文是在薛建辉教授的悉心指导下完成的，从课题的选题、设计、研究到论 文的撰写和定稿，无不倾注薛教授的心血。薛建辉教授学识渊博、治学严谨，时 刻鞭策着我。师恩深重，铭记于心，无以回报，聊以此自勉。在此谨向薛建辉教 授表达学生深深的谢意。 在课题的研究和论文的撰写过程中，得到了中科院南京地理与湖泊研究所董 雅文研究员、南京大学窦贻俭教授、南京农业大学卞新民教授、南京师范大学钱 谊教授的悉心指导和帮助，也得到了国家环保总局南京环科所生态室、江苏省基 础地理信息中心以及十三个省辖市环保局生态处等单位的大力支持，在此表示衷 心的感谢。还要感谢南京师范大学戴科伟博士，无私的给我提供了大量的资料。 在这三年学习期间，张金池教授、阮宏华教授、张银龙教授对我完成学业给 予了很多指导和帮助，吴永波博士在论文最后完成阶段和论文答辩阶段给了我很 多无私的帮助，在此表示衷心的感谢。 真诚感谢在南林3 年中相识的每一位老师、同学，他们是我这三年时光中弥 足珍贵的记忆。 最后，我要感谢我的家人对我的支持、帮助和忍耐，特别是我的妻子方颖博 士，不仅在我论文的撰写给了我很大的帮助与支持，而且在生活上给我很多的照 顾，使我有时间顺利完成了三年的学业。 第一章前言 1 1 选题目的和意义 1 1 1 生态安全与生态系统管理的的概念 当今世界的生态环境问题越来越突出，并严重威胁着人类社会的可持续发 展。因此，保障生态安全已成为世界各国经济社会发展与环境保护相协调的迫切 需求。狭义的生态安全( e c o l o g i c a ls e c u r i t y ) 是指自然和半自然生态系统的安全， 即生态系统的完整性和健康水平的整体反映。广义的生态安全则指人的生活、健 康、安乐、基本权利、生活保障来源、必要资源、社会秩序和人类适应环境变化 的能力等方面不受威胁的状态，包括自然生态安全、经济生态安全和社会生态安 全，组成一个复合人工生态安全系统。一般所说的生态安全是指国家或区域尺度 上人们所关心的气候、水、空气、土壤等环境和生态系统的健康状态，是人类开 发自然资源的规模和阈限p 引。 生态安全研究的基础是生态风险评价和管理【lj 。早期的生态风险研究集中在 对有毒物质引起的风险上【2 】，主要集中在个体和种群水平的生态毒理学，而针 对区域生态环境问题的生态安全研究相对较少。目前，生态安全研究开始注重生 态系统及其以上水平，力求以宏观生态学理论为指导，将单个地点或较小区域内 的生态风险问题联系起来，进行区域生态风险的综合评价( 特别是生态系统服务 功能和健康评价) ，强调格局与过程安全及整体集成，并着重实施基于功能过程 的生态系统管理。 生态系统管理( e c o s y s t e mm a n a g e m e n t ) 是指在明确目标指导下，通过政策和 协议的具体实施，保持生态系统组分、结构和功能完整性的管理；并通过监测研 究，在加深理解生态学相互作用与过程的基础上，不断调整管理对策1 3 j 。生态系 统管理概念的提出使人类由对自然的无序利用和被动适应，开始走向实施主动的 生态恢复和科学管理。生态系统管理的思想，强调从单要素管理向多要素、系统 性综合管理的转变，强化对区域、流域生态系统结构与功能的保护。 近年来，生态系统管理的理论探讨很多，但实践经验相对薄弱。理论上，实 施生态系统管理必须基于对干扰与生态系统结构和过程关系的全面了解，否则任 何管理行动都是不完善的【4 j 。目前，由于对生态系统破坏及退化过程的认知不够 充分，而受损或退化生态系统又在不断变化之中，难于提出全面科学的管理措施。 作为折衷的方法，人们提出适应性生态系统管理( a d a p t i v ee c o s y s t e mm a n a g e m e n t ) 的对策，倡导依据现有知识进行决策，针对生态系统可持续性立即采取管理行动， 并通过探索、实验和监测，不断修正相应的管理政策【5 】。基于这种思路，可以考 虑多种合理的假设和各种可能的策略，通过不断地实践，消除不确定性的管理行 为可能带来的不良后果，为实现生态系统的可持续性提供了有效途径。 生态安全是地区安全和社会稳定的一个重要组成部分。保障地区生态环境安 全，关键在于确保各种重要环境要素的生态功能，特别是维护生态平衡的功能得 到正常发挥，如林草植被的涵养水源、防风固沙、保持水土功能，湖泊湿地的调 蓄洪水、调节气候的作用等等。大量事实证明，区域生态系统结构与功能的破坏 和丧失，将严重阻碍该流域、区域经济社会的发展，甚至对周边地区生态环境安 全构成严重威胁。 1 1 2 生态功能区划与重要生态功能保护区的概念 为揭示区域生态环境问题的形成机制，维护区域生态安全，科学制定区域生 态环境保护与建设规划，提出综合整治对策，促进和保障社会经济可持续发展， 为环境管理和决策部门提供管理信息和管理手段，很多地区先后开展了区域生态 功能区划工作。在研究区域生态因子及生态系统结构、过程和功能的空间分异规 律的基础上，按照一定的原则、方法和指标体系进行生态环境区的划分。但由于 生态功能区域尺度较大，不能真正反映各地的生态系统的功能差异，其结果难以 直接用于指导生态保护和生态建设，与实际管理工作的需要存在较大差距。 划分重要生态功能保护区，就是针对一般的生态功能区划存在的不足，确定 生态区域内一系列生态环境阈限和安全层次，提出维护与控制生态过程的关键性 主导生态功能，并将具备这些主导生态功能的区域划分出来，采取一系列保护和 重构措施，保护和恢复生物多样性，维持生态系统结构和过程的完整性，实现对 区域生态环境问题的有效控制和持续改善。重要生态功能保护区，是生态系统管 理方法的重要实践，它体现了从单要素管理向多要素、多个子系统综合管理的转 变，强化对区域、流域生态系统结构与功能的保护与调控。重要生态功能保护区 的保护主要是针对主导生态功能加以保护，而主导生态功能的保护不必全面限制 与禁止其所在地的一切人为资源开发利用和活动，符合我国目前自然资源保护与 利用矛盾十分突出的现实特点，在环境管理实践中具有较强的可行性。 1 1 3 重要生态功能保护区区划的理论与实践意义 生态安全是目前生态学、环境科学、社会学等相关学科的前沿和热点研究领 域，但至今尚未形成公认的和成熟的理论体系和技术方法，有待于不断的探索和 完善。目前，国内外一些研究机构开展了相关研究工作，如美国环境保护署( e p a ) 的e m p a 项目，完成了多个区域生态环境评估的案例，开创了区域生态系统评估 的先河并处于该领域研究的前列。1 9 9 8 年以来，区域生态安全研究受到了我国 政府和科研机构的重视，开展了相关基础研究工作。国家自然科学基金项目与国 家重点基础研究发展规划都将生态安全保护列入研究计划。与国外相比，国内的 生态安全研究高度关注人类自身的安全，以及区域自然社会经济复合生态系统 的安全问题。近年来的研究主要是以区域生态安全评价为主流，对如何确保区域 生态安全的理念研究较少，特别是缺乏在区域水平上能指导划分重要生态功能保 2 一 护区的技术及指标体系。同时，已有的区域生态安全研究中，其评价目标多局限 于现状，缺乏动态分析和预测研究；评价单元多为行政区域，缺乏空问格局的分 析和研究。 目前我国经济发展与生态保护的矛盾十分突出，区域生态安全的形势依然严 峻。一些地区未能抑制住资源衰竭、环境恶化的势头，生存压力驱动下的掠夺性 开发，继续造成森林草原退化、水土流失加剧。一方面，落后的发展理念和开发 技术造成资源的低效利用和生态环境的破坏。另一方面，人们生活水平的不断提 高意味着对资源环境造成更大的压力。强大的利益驱动在缺乏制度、法律和道德 的有力制约下，破坏生态环境的行为难以得到有效遏制。为合理利用和保护自然 资源，实现经济社会可持续发展，前国家环保总局在中科院的技术支持下，近年 来开展了全国生态功能区划。但由于其区划尺度大，在每个区域范围内包含的生 态系统类型多样、生态功能多样，影响经济社会发展的人类活动因素多样，在实 际环境管理工作中难以应用，导致区域内的各种生态系统功能难以得到有效保 护。 江苏省是我国东部最发达的省份之一，总面积lo 2 6 万k m 2 ，人口7 4 7 4 5 万， 人口密度为每平方千米7 2 7 人，居全国各省区之首。改革开放以来，江苏经济社 会发展取得了显著成就。“十五”期间，全省地区生产总值年均增长12 9 ，2 0 0 7 年地区生产总值突破2 5 万亿元，人均g d p 超过了4 4 0 0 美元。江苏以全国1 的国土面积、3 8 的耕地面积，生产了5 8 6 的粮食、5 6 6 的棉花、7 的油料， 养活了占全国5 7 的人口，创造了全国10 的g d p 。江苏人多地少，资源相对 匮乏，环境比较脆弱，人口密度全国最大、人均环境容量全国最小、单位国土面 积工业负荷全国最高，经济社会在高位运行，环境支持能力、区域生存禀赋指数、 区域生态环境水平均较低。而且，现阶段江苏的经济社会发展仍处于快速发展阶 段，经济社会发展与资源环境制约的矛盾十分突出，如何在经济社会高速发展的 状况下保障生态安全，是江苏人必须要面对和解决的一个问题。 本文研究通过对江苏省生态系统及生态服务功能空间分异规律的研究，提出 针对主导生态功能的保护，在保证主导生态功能不受干扰和破坏的前提下，对人 类活动采取有限禁止的策略，符合江苏资源供求矛盾十分突出的特点，具有较强 的可操作性。而且，重要生态功能保护区地理空间尺度较小，边界明确，每个类 型的保护区的保护措施要求针对性强，在实际管理工作中易于执行。目前，重要 生态功能保护区的划分在全国尚无先例，本研究可以为同类研究和其他省份开展 重要生态功能保护区区划工作提供借鉴和指导，在实践上具有重要的现实意义。 1 2 研究目标和研究内容 1 2 1 研究目标 针对江苏省生态环境现状、生态系统特征以及经济社会发展现状及趋势，以 一3 一 系统生态学和可持续发展理论为指导，通过生态环境状况、生态环境敏感性和生 态系统服务功能重要性评价，提出符合江苏自然生态环境特征和经济社会发展需 要的重要生态功能保护区评价指标体系及分类类型，并在江苏省重要生态功能保 护区区划工作中应用，提出全省重要重要生态功能保护区名录及范围，建立基于 地理信息系统技术的环境决策支持系统。 1 2 2 研究内容 1 、江苏省生态环境状况评价 对江苏省生态环境现状、生态环境敏感性和生态系统服务功能进行评价分 析。 2 、构建江苏重要生态功能保护区分类评价指标体系 根据江苏生态环境状况、生态环境敏感性和生态系统服务功能重要性评价的 结果，结合历史研究成果和专家咨询，初步提出江苏重要生态功能保护区的备选 类型，并运用层次分析法对各备选类型进行筛选，确定江苏重要生态功能保护区 的分类类型。根据生态系统结构、过程与生态服务功能的关系，分析生态服务功 能特征，提出各类重要生态功能保护区的主导生态功能。 3 、江苏重要生态功能保护区划分 根据江苏省自然环境、生态系统特征和全省重要生态功能保护区的分类类 型，研究提出需要建立的重要生态功能保护区名录及范围，为江苏省生态环境保 护与建设、自然资源有序开发和利用、产业结构合理布局提供依据。 4 、江苏重要生态功能保护区管理措施 依据各类重要生态功能保护区的主导生态功能，分别提出保护与管理措施， 作为重要生态功能保护区管理的重要依据。 5 、江苏重要生态功能保护区地理信息管理系统 采用地理信息技术，在基础地理信息空间数据的基础上，实现重要生态功能 保护区空间地理位置的标定，并以g i s 、w e b g i s 、网络、数据库技术为支撑， 开发地理信息管理系统。 1 3 研究方法和技术路线 1 3 1 材料收集 本文研究的主要课题包括江苏省环保厅资助的“江苏省生态环境现状调查 ( 2 0 0 2 2 0 0 5 ) ”、“江苏省自然保护区发展规划( 2 0 0 4 2 0 0 6 ) ”、“江苏省物种资 源调查( 2 0 0 5 2 0 0 7 ) ”、“江苏省土壤环境调查( 2 0 0 7 ) ”，本文作者作为上述项 目的主要组织者和参与者之一，在课题研究过程中，收集了大量的数据资料，分 析了江苏省生态环境现状及存在的主要问题，为本项目的顺利完成奠定了较好的 基础。 4 1 3 2 研究方法 ( 1 ) 重要生态功能保护区研究关注区域尺度的生态环境问题、格局与过程 的关系，它强调主导生态功能、生态多样性、生态系统恢复以及社会经济发展水 平等因素的综合作用。重要生态功能保护区充分关注人类活动的影响，把人和人 类活动看作是生态系统的有机组成，综合考虑区域生态环境问题的生态经济和社 会影响机制，提出有效的管理措施与对策。 ( 2 ) 研究确定重要生态功能保护区分类原则。分析江苏省生态环境现状和 生态系统结构、功能及分布特征，对生态环境质量现状进行评价，充分考虑到江 苏区域社会经济发展现状和未来的发展方向，以及生态系统结构与功能演变的趋 势，提出江苏重要生态功能保护区类型划分原则。 ( 3 ) 研究建立重要生态功能保护区分类评价指标体系。参考和借鉴自然地 域系统划分的一些方法，通过专家综合评价、统计分析以及运用层次分析法建立 重要生态功能保护区分类评价指标体系。 ( 4 ) 研究确定江苏省重要生态功能保护区类型。根据分类原则与分类方法， 在生态环境状况评价和生态环境敏感性、生态系统服务功能重要性评价的基础 上，提出江苏省重要生态功能保护区分类类型。 ( 5 ) 划分江苏重要生态功能保护区。根据江苏省重要生态功能保护区分类 方法，结合全省生态环境状况调查和生态环境敏感性、生态系统服务功能重要性 评价结果，以及所在区域经济社会发展现状及趋势，提出全省重要生态功能保护 区名录及范围。 ( 6 ) 研究江苏重要生态功能保护区管理对策措施。依据各类重要生态功能 保护区的主导生态功能，分别提出各类保护区的保护对策和管理措施。 ( 7 ) 开发地理信息管理系统。对全省重要生态功能保护区数字化，绘制电 子地图并建立数据库，并对属性数据进行整理，建立相应的编码体系，关联生态 功能保护区的空间、属性信息，然后进行功能分析、开发工作。 一5 一 1 3 3 技术路线 l 前人研究成果 i 和数据收集分析 1r i 划分江苏重要生态功能保护区 图1 1 技术路线框图 第二章生态安全与生态区划研究进展 2 1 生态安全研究概述 2 1 1 生态安全的概念、内涵和研究尺度 2 1 1 1 生态安全的概念 生态安全研究是从生态风险分析发展而来的。在2 0 世纪7 0 年代，各工业 化国家的环境管理政策目标是力图完全消除所有的环境危害，或将危害降到当时 技术手段所能达到的最低水平。这种“零风险”的环境管理逐渐暴露出其弱点，进 入8 0 年代后，产生了风险管理这一全新的环境政策。风险管理观念着重权衡风 险级别与减少风险的成本，解决风险级别与一般被社会所能接受的风险之间的关 系。生态安全的产生是适应于2 0 世纪8 0 年代出现的环境管理目标和环境管理 观念的转变。 生态安全的概念最早出现在19 8 9 年，是从早期资源安全、环境安全等概念 的基础上发展而来。经过10 多年的发展，形成了一个包括广义和狭义的概念体 系。 ， 19 8 9 年国际应用系统分析研究所( i a s a ，l9 8 9 ) 首先从广义的角度提出了 生态安全的概念，认为生态安全是指在人的生活、健康、安乐、基本权、生活保 障来源、必要资源、社会秩序和人类适应环境变化的能力等方面不受威胁的状态， 包括自然生态安全、经济生态安全和社会生态安全，组成一个复合人工生态安全 系统。 e n v i r o n m e n t a lc h a n g ea n ds e c u r i t yp r o g r a m ( e c s p ) 发表的第一份报告第一 篇论文e n v i r o n m e n t a ls e c u r i t y ：i s s u eo fc o n n c ta n dr e d e f i n i t i o n ( g e o f r e yd a n d d a v i dd d a b e l k o ，19 9 4 ) 中也提出了生态安全的概念。广义的生态安全包括生物 细胞、组织、个体、种群、群落、生态系统、生态景观、生态区( 生物地理区) 、 陆( 地) 海( 洋) 生态及人类生态。只要其中的某一生态层次出现损害、退化、 胁迫，都可以说是其生态安全处于危险状态，即生态不安全。狭义的生态安全专 指人类生态系统的安全，即以人类赖以生存的环境( 或生态条件) 的安全为对象。 这种生态安全的概念是在生态问题直接且较普遍、较大规模威胁到人类自身的生 存与安全基础上提出的。生态安全是人类生存环境处于健康可持续发展的状态。 肖笃宁等( 2 0 0 2 ) 也提出了生态安全基本概念，认为狭义的生态安全是指自 然和半自然生态系统的安全，即生态系统完整性和健康的整体水平反映【8 引。 生态安全是从环境安全发展而来的，基于两个重要背景：环境问题的严重 性已从早期的污染危害深化为生态破坏的危害，己从区域问题发展为全球问题。 环境问题已经走出国界，成为新的国际安全问题和国际外交问题。在国内，则 更牵涉到环境问题严重化和区域差异发展这样两个特殊背景。前者直接导致人们 对生态环境破坏危及人身( 健康) 安全乃至社会安定的担忧。后者直接导致人们 一7 一 从东部环境破坏严重后果引发的对西部开发环境安全问题的担忧。这种中国地域 特色直接导致了中国的生态安全研究从一开始就带上了与国际生态安全研究不 同的两个特色：中国的生态安全研究内涵高度关注人类自身的安全，即肖笃宁 ( 2 0 0 2 ) 所说的广义生态安全和g e o f f r e ya n dd a v i d ( 1 9 9 4 ) 所说的狭义生态安全定 义；中国的生态安全研究高度关注区域生态安全问题，近年来更以区域生态安 全评价为发展的主流。 2 1 1 2 生态安全的内涵 不同的生态安全定义所界定的内涵有不同的范畴和侧重面。从包含自然社 会经济复合生态系统的广义生态安全出发加以考察，可以将生态安全的基本内 涵划归为资源环境安全、自然生态安全和人类社会安全三个方面。 ( 1 ) 资源环境安全 国外一些学者最先从资源环境安全的角度出发，认为生态安全主要是指资源 的安全问题、环境安全问题。19 9 2 年联合国召开环境与发展高峰会议，专题商 讨危害全球生态安全的环境问题，并通过了会议宣言和相关的公约。围绕生态环 境与安全的相互关系，美国、英国、德国和加拿大等国以及北约、欧洲安全与合 作组织、欧盟、联合国等国际组织开展了大量研究讨论，出现了一批代表性研究 报告和著述。如北约的国际背景下的环境与安全( e n v i r o n m e n t a l & s e c u “t yi n ai n t e r n a t i o n a lc o n t e x t ，19 9 9 ) ：加拿大的环境，短缺和暴力( e n v i r o n m e n t s c a r c i t va n dv i o l e n c e ，19 9 9 ) ；德国外交部、环境部、经济合作部的环境和安 全：通过合作预防危机( e n v i r o n m e n t a l & s e c u r i t y ：c r i s i sp r e v e n t i o nt h r o u g h c o o p e r t i o n ，2 0 0 0 ) ；美国的环境变化和安全：项目报告( e n v i r o n m e n t a lc h a n g e & s e c u r i t yr e p o r t ： t h e b o d r o ww i l s o nc e r t e r ，2 0 0 0 ) 。 这方面美国的研究尤其引人关注。美国国防部19 9 3 年成立了“环境安全办公 室”，并自1 9 9 5 年起每年向总统和国会提交关于环境安全的年度报告。美国白宫 1 9 9 6 年发表的国家安全科学和技术战略指出：“环境压力加剧所造成的地区 性冲突或者国家内部冲突，都可能使美国卷入代价高昂而且危险的军事干预、维 护和平或者人道主义活动。”美国环保局l9 9 9 年9 月提交了题为环境安全：通 过环境保护加强国家安全的报告( 曲格平，2 0 0 2 ) 。美国前国务卿克里斯托弗 19 9 6 年2 月在环境政策和国家利益一文中提出了美国介入其他国家或地区 环境冲突的逻辑：“世界范围的环境退化，威胁到美国的国家繁荣。在2 0 0 0 年4 月4 日举行的美国中央军区环境安全研讨会上，美国中央军区总司令辛尼提出了 一系列“影响国际关系稳定的环境因素”，主要包括对水资源的使用权、水的 质量和对水资源的控制：跨越国界的自然资源竞争；跨越国界的工业污染；环境 退化特别是荒漠化；因环境问题引发的难民迁徙和土地之争：生态恐怖主义等等。 国内也有不少学者认为环境安全与生态安全是一致的，认为生态安全主要是 指人类赖以生存的生态环境与资源安全。陈柳钦( 2 0 0 2 ) 指出，所谓生态安全， 一8 一 系指关系到全人类、某一国家、地区或城市居民的生存安全的环境容量( 城市空 气环境容量、江河湖海的地面水环境容量、大气臭氧层破坏的最大极限等) 最低 值是否具备、战略性自然资源( 如水资源、土地资源、森林和草地资源、海洋资 源、矿产资源等)存量的最低人均占有量是否有保障、重大生态灾害( 如重大 沙尘暴灾害等)是否得到抑制等一系列要素的综称【4 1 1 。蒋信福( 2 0 0 0 ) 认为生 态安全是指一定区域内的人类赖以生存和持续发展的以环境资源为物质基础、以 环保产业为救济手段的生态系统的综合平衡h7 。 综合起来可以看出，从环境资源的角度考虑生态安全的学者，认为生态安全 是在一定的空间内，包括群落、聚区、区域、国家乃至全球，不受生态条件、状 态、资源及其变化的胁迫、威胁、危害、损害乃至毁灭，能处于正常的生存和发 展状态。或者说，生态安全是这么一种状态：自然生态环境能满足人类和群落的 持续生存与发展需求，而不损害自然生态环境的潜力，使人类生存环境处于健康 可持续发展的状态( r o g e r sks ，l9 9 7 ) 。反之生态不安全则是指生态破坏、生态 压迫、生态灾难，是生态环境与资源存在的状态或变化偏离人类生存和发展必备 条件或容忍阈值，对区域、国家的发展造成障碍、威胁，甚至招致生态系统和社 会经济系统的严重破坏甚至崩溃。 ( 2 ) 自然生态安全 一些学者从生物安全的角度出发，认为生态安全最主要的内容是指生物的生 态安全，并认为生物的各个层次均有生态安全问题，包括生物细胞、组织、个体、 种群、群落、生态系统、景观生态、生态区( 生物地理区)、陆( 地) 海( 洋) 生态，及人类生态。只要其中的某一生态层次出现损害、退化、胁迫，都可以 说是其生态安全处于危险状态，即生态不安全。 不少学者认为外来种的入侵是生态安全非常重要的问题( 汤泽生等，2 0 0 2 ； 多兹，19 8 9 ；熊治延，2 0 0 0 ；贾士荣，19 9 9 ) 。汤泽生等( 2 0 0 2 ) 指出，生态安 全问题，是指在一个特定的时空范围内，由于自然和人类活动改造生物性状而成 为新类型、新物种和外来物种迁入，并由此对当地其它物种和生态系统造成的改 变和危害，人为造成环境的剧烈变化而对生物的多样性产生的影响和威胁，在科 学研究和开发、生产和应用中造成对人类健康、生存环境和社会生活等方面有害 的影响，都属于生态安全的内容和范围【m j 。 生物安全的另一个重要的内容是由于生物技术发展形成基因物种所造成的 安全问题。从生物安全研究的文献上看，基因工程生物的生态( 环境) 风险与生 态( 环境) 安全、化学物质的施用，及其对农业生态系统健康与生态( 环境) 安 全的影响等方面是当前研究的热点。人类疾病控制，尤其是传染病的控制也是生 物安全关注的内容之一。 郭中伟( 2 0 0 3 ) 从生态系统的角度，指出所谓“生态安全”，是指一个生态系 统的结构是否受到破坏，其生态功能是否受到损害。“生态安全”的显性特征是生 态系统所提供的服务的质量或( 和)数量的状态。当一个生态系统所提供的服 务的质量或数量出现异常时，则表明该系统的生态安全受到了威胁，即处于“生 卜 态不安全”状态p 。 从总体上来看，这些学者提出的“生态安全”包含两方面的含义，其一是指生 物或是生态系统自身是否安全，即其自身结构是否受到破坏；其二是指生物或生 态系统对于人类是否安全，包括生态系统所提供的服务是否满足人类的生存需 要。 ( 3 ) 人类社会安全 贾士荣等人认为生态安全应该从人类社会的视角来定义，认为生态安全是指 社会、政治、经济性的安全，该安全问题不仅是对当代人群健康和后代人健康成 长的危害，主要是指因环境污染与生态破坏所引起的对全世界的和平与发展，对 国家安全、经济安全、甚至以对整个人类的生存与发展的有害影响【4 6 。 更多的学者认为生态安全是自然与人类社会两者的安全。许为义( 2 0 0 3 ) 指 出，生态安全诞生只有十多年的历史，传统生态学理论认为，生态安全是指自然 或人工生态系统处于健康的、自组织和自我调节有序循环的状态。随着对生态安 全理解的深化，“生态安全问题已经不是生态学理论称之为纯粹生态系统安全问 题，而是一个涉及环境安全、健康安全、经济安全、社会安全和国家安全等的公 共安全问题。”【9 4 】郑万生等( 2 0 0 3 )指出，所谓生态安全，应该理解为能够保 证自然系统、技术系统和社会系统协调地相互作用，从而形成一个具备自然系统 的自然资源与生态潜力、生物圈整体自我调节能力，满足地球各个地区人口物质、 美学和人为灾难所带来的危险性的防御状况，是生态安全的重要组成部分l l0 3 j 。 张桥英等( 2 0 0 3 ) 认为，生态安全是指自然生态和人类生态意义上的生存和发展 的风险大小，包括环境、生物、资源、食品、人类和社会的安全【1 0 0 】。关文彬( 2 0 0 3 ) 认为，生态安全是生态风险的反函数，是指在人的生活、健康、安乐、基本权利、 生活保障来源、必要资源、社会次序和人类适应环境变化的能力等方面不受威胁 的状态，包括自然生态安全、经济生态安全和社会生态安全，组成的一个复合人 工生态安全系统【44 。这些论述表明了生态安全是自然与人类社会两者的安全。 2 1 1 3 生态安全研究的尺度 生态安全研究的尺度可以从空间尺度和生物尺度两个角度来划分。 生态安全的空间尺度概念，必须考虑空间尺度的边界。生态安全具有全球性、 跨国性的特征，亦可从一定地域空间来观察；一国生态安全包括一国范围内的环 境安全、资源安全、生物安全、食物安全、人类健康乃至产业企业、人文生态系 统的安全。可以说，生态安全有自然体系的生态安全和人类社会体系的生态安全 两方面。自然体系的生态安全的空间大小是以自然生态系统为边界的。生态系统 是一个复杂的概念，一般可以从特定生态系统一复合生态系统一区域、流域生态 系统一生态区( 生物地理区) 一全球生态系统等不同的层次来研究生态安全。人 类社会体系的生态安全的空间大小更多是以行政区域为边界的。从村一镇一县一 市一国家一跨国一全球，形成不同的空问尺度范围。不同行政区域尺度的环境安 一l 伊一 全、资源安全、生物安全、食物安全、人类健康乃至产业企业、人文生态系统的 安全都有不同的特征。与自然体系的生态安全一样，人类社会体系的不同生态安 全尺度也是相互影响的( 彭少麟等，2 0 0 4 ) 。 2 1 2 生态安全研究的主要内容 生态安全研究的基本内容包括生态系统健康诊断，生态系统服务功能的可持 续性研究，区域生态安全分析，生态安全预警和生态安全的维护与管理( 肖笃宁， 2 0 0 2 ) 。 2 1 2 1 生态系统健康诊断 w a l t e rr e i d 组织的全球生态系统健康调查结果显示，人类活动对地球生态 系统构成了威胁( u n e p ，2 0 0 2 ) 。s c h n e i d e rj ，k a yj j 等( 19 9 4 ) ，运用系统自 组织理论研究了生态系统自组织和生态系统完整性( w e r n e rl ，k u t s c h 等，2 0 0 1 ； s c h n e i d e rj 等，1 9 9 4 ：u l a n o w i c zr e ，1 9 9 5 ；k a yjj ，1 9 9 1 ；k a yjj ，2 0 0 0 ) ； w e r n e rl k u l s c h ，e ta l ( 2 0 0 1 ) ，研究了生态系统自组织指标。 j o r g e n s e n 等( 19 9 5 ) 应用能量原理提出使用活化能( e n e r g y ) 、结构活化能 ( s t r u c t u r a le n e r g y ) 和生态缓冲量( e c o l o g i c a lb u f f e rc a p a c i t y ) 来评价生态系统 健康。研究表明，体现生态系统组织水平的活化能、结构活化能与生态缓冲量随 生态系统的发展和稳定而升高，它们能从能量角度从整体上对系统状态进行衡 量。s c h a e f f e r 和c o x ( 19 9 2 ) 提出了生态系统的阈值，认为人类对环境资源的开 发利用和社会经济的发展不能超过此阈值。 关于森林生态系统健康问题。2 0 世纪7 0 年代以来，对森林覆被的变化已经 做了大量的评价研究( f a o 、u n e p1 9 8 2 ，f a o1 9 9 5 ，f a o1 9 9 7 ，f a o2 0 0 l b ， u n e p2 0 0 1 ，w r i19 9 7 ) 。在过去，如果森林没有病虫害，生长旺盛就认为是健 康的( n r cl9 9 9 ) 。近2 0 年，森林健康的概念有所发展：森林生态系统的长期 可持续能力成为衡量森林健康与否的一项基本指标( u n e c e 、f a o2 0 0 0 ) ，如果 森林能够保持生物多样性、有自我恢复的能力、能为野生动植物提供栖息地、能 够提供生态服务、有美学价值、能持续提供木材和非木材资源，就可以认为是健 康的( n r c1 9 9 9 ) 。 2 1 2 2 生态系统服务功能的可持续性研究 r o b e r tc o s t a n z ae ta 1 ( 19 9 7 ) 在n a t u r e 上发表全球生态服务和自然资本 的价值研究报告( r o b e r tc o s t a n z a 等，1 9 9 7 ) ，引起了全球学术界、经济界和 政界的关注，同时引起了各国开展生态服务价值评估的热潮和关于生态服务价值 评估的争论。m a r t i ns c h e f f e r ，w i l l i a mb r o c ka n df r a n c e sw e