生态系统健康评价方法与方向

1、生态系统健康评价方法与方向生态系统健康评价方法与方向卢坤卢坤20022002级研究生级研究生B B班班 生态学专业生态学专业TEL:68259594 MobileEL:68259594 Mobile-mail:指导教师：郑钦玉指导教师：郑钦玉1350941953568210423一、生态系统概论v1、生态系统的概念 生态系统（ecosystem）最先由英国植物生态学家A.G. Tansly在1935年提出来。后来前苏联地植物学家V.N. Sucachev又从地植物学的研究出发，提出了生物地理群落（biogeocoenosis）的概念。这两个概

2、念都把生物及其非生物环境看成是互相影响、彼此依存的统一体。 生态系统生态系统主要是指同一地域中的生物成分和非生物成分通过物质的循环和能量的流动互相作用、互相依存而构成的一个生态学功能单位。一、生态系统概论v2、生态系统的特点 生态系统由两个以上的生态要素构成的功能单位 主体明确 人为确定边界 随时间而变化的状态 套叠现象、复合大系统 系统具有垂直分离和水平分离现象二、生态系统健康概述v1、生态系统健康的历史w1788年，苏格兰物理学家和地质学家 James Hutton 提出“地球是一个大的能够自身维持的有机体”。w1916年，Clements FE. 用生命循环来描述生态演替。w1941年，

3、Aldo Leopold 提出“土地健康”的概念。w1979年，Rapport 等人提出了“生态系统医学”的概念。二、生态系统健康概述w1988年，Schaeffer等首次探讨了有关生态系统健康度量的问题,但没有明确定义生态系统健康。 w1989年，Rapport 论述了生态系统健康的内涵。w1990年10月，来自学术界、政府、商业和私人组织的代表，就生态系统健康定义的问题，在美国召开了专题讨论会。w1991年2月，在美国科学促进联合会年会上,国际环境伦理学会召开了“从科学、经济学和伦理学定义生态系统健康”讨论会。二、生态系统健康概述w1994年，“第一届国际生态系统健康与医学研讨会”在加拿大

4、首都渥太华召开。会上成立了“国际生态系统健康学会”（International Society for Ecosystem Health,简称ISEH） 。w目前, 已发行的生态系统健康相关的专业性杂志有：w 生态系统（ Ecosystems ）w 生态系统健康（Ecosystem Health）w 水生生态系统健康杂志（Journal of Aquatic Ecosystem Health），现为水生生态系统胁迫与恢复（Journal of Aquatic Ecosystem Stress and Recovery）。二、生态系统健康概述v2、生态系统健康的定义w生态系统健康，是一个新概念，

5、属于新领域。目前国内外还未对其进行深入研究，更没有形成一套比较完整的体系。wR.Costanza 认为，“如果生态系统是稳定的和可持续的,即踏实活跃的并且随时间的推移能够维持其自身，对外力胁迫具有抵抗力，那么，这样的系统就是健康的。”wMageau 根据活力、组织、和弹性力提出了生态系统健康的可操作的定义。二、生态系统健康概述w生态系统健康生态系统健康(Ecosystem health)(Ecosystem health)是指一个生态系统所具有的稳定性和可持续性,即在时间上具有维持其组织结构、自我调节和对胁迫的恢复能力。生态系统健康可以通过活力、组织结构和恢复力等3个特征进行定义。w活力活力(

6、Vigor)(Vigor) 表示生态系统的功能,可根据新陈代谢或初级生产力等来测度。w组织结构组织结构(Organization)(Organization) 是根据系统组分间相互作用的多样性及数量来评价。w恢复力恢复力(Resilience)(Resilience) 也称弹性力、抵抗力,是指系统在胁迫下维持其结构和功能的能力。二、生态系统健康概述二、生态系统健康概述三、影响生态系统健康的原因各种形式的人类活动是影响生态系统健康的主要原因。如,森林砍伐、过度放牧等。就水生态系统而言,主要包括以下几个方面： 污染物排放 非点源污染 过度捕捞 围湖造田 水土流失 外来种入侵 水资源不合理利用四、生

7、态系统健康评价w 生态系统健康与生物学、生态学、保护生物学、生态监测和景观生态学等学科密切相关。由于生态系统功能的知识是生态系统健康监测和测度的基础,因此,上述学科提供了用于生态系统健康评价的大多数参数,并且主要聚焦于生态学和生物物理的整体性。一般认为,较小尺度生态系统健康的评价更多采用生态学指标,大尺度生态系统健康的评价则注重整体性评价。四、生态系统健康评价w 生态系统健康评价的最佳途径是微观与宏观相结合的综合性研究。根据水生态系统健康研究的现状，可以总结出两种评价方式：即指示物种法和指标体系方法。四、生态系统健康评价v1、指示物种法w 鉴于生态系统的复杂性，人们经常需要采用一些指示类群（I

8、ndicator taxa）来监测生态系统健康。常用的水生态系统健康评价的指示类群包括：w A浮游生物w B底栖无脊椎动物w C营养顶级的鱼类w D不同组织水平生物的综合运用四、生态系统健康评价vA浮游生物t水表层的小生物群落,包括病毒、细菌、自养浮游生物（Picoplankton, nanoplankton）等亚显微结构是水生态系统的重要组分,可以用于监测水生态系统健康。t纤毛原生生物也可以用作水生态系统健康的指示物。四、生态系统健康评价vB底栖无脊椎动物tReice和Wohlenberg采用底栖大型无脊椎动物进行生态系统健康评价。1.有机污染程度2.多样性指标3.生物指标 但采用底栖无脊椎

9、动物的功能特征进行生态系统健康测定还处于初级阶段,应该在将来评价过程中加强应用。四、生态系统健康评价vC营养顶级的鱼类t营养顶级的鱼类反映了整个水生态系统的环境状况。t最简便的方法是跟踪鱼类种群对环境退化的响应。重要指标包括:平均年龄、产卵能力和条件因素。即:捕捞、补充、多种压力、食物限制和生境变化。目前,采用鱼类监测水生态系统健康已经成为一种常用方法。四、生态系统健康评价vD不同组织水平生物的综合运用t综合运用不同的生物组织水平,亚细胞、细胞、生物个体、种群、群落和生态系统的相关信息,进行水生态系统健康评价是比较全面的方法,也是一个很有前途的研究方向。t通过低泥毒性化学分析、组织化学分析、病

10、理分析和群落结构的综合研究,可以提供不同生物组织水平,亚细胞、细胞、生物个体、种群、群落和生态系统的相关信息,通过与对照地点比较,能够对生态系统健康做出客观而全面的评价。四、生态系统健康评价指示类群方法的不足t指示类群方法虽然简便易行,但存在明显的问题 :1)应该选择不同组织水平的类群;2)应该考虑到不同的尺度。因此,必须建立指标体系才能对大量的复杂信息进行综合分析。四、生态系统健康评价v2指标体系方法w A 生态毒理学方法w B 流行病学方法w C 生态系统医学w D 经济学指标与生态指标相结合w E 不同尺度信息的综合运用四、生态系统健康评价vA 生态毒理学方法t依据生态毒理学建立评价指标

11、体系,首先需要考虑一些污染物的特征指标,然后需要考察生物对污染物的反应指标;最后将两者相结合筛选出具有代表性和综合性的指标建成指标体系。四、生态系统健康评价vB 流行病学方法t生态系统健康是与人体健康相似,因此人类流行病学和动物流行病学是最早用于环境健康研究的方法。四、生态系统健康评价vC 生态系统医学t生态系统医学是研究医学与环境之间关系的一门学科。可以从医学概念中获得综合认识受胁迫生态系统行为的途径，比如（1）受胁迫生态系统的症状；（2）生态系统健康诊断；（3）治疗方案；（4）预防性的生态系统药物。四、生态系统健康评价vD 经济学指标与生态指标相结合t人类活动、人与环境的关系是生态系统健康

12、评价的基础。因此,生态系统健康,除了可以采用系统本身的生态毒理学指标进行评价,还可以选择区域的社会、经济、文化方面的指标进行评价。这种外部指标较之生态毒理学指标更加宏观全面,可直接用于实际的生态系统管理。四、生态系统健康评价vE 不同尺度信息的综合运用t综合运用不同尺度的信息能够比较全面地对生态系统健康进行评价。四、生态系统健康评价t综上所述,建立生态系统健康评价指标体系大致可以从两方面选择指标,即生态系统内部指标,包括生态毒理学、流行病学和生态系统医学方面;以及生态系统外部指标,比如社会经济指标。但是,其它指标可能也适于进行生态系统健康评价。总体上,以生态学和生物学为基础,结合社会、经济和文化,综合运用不同尺度信息的指标体系应该是未来生态系统健康评价的发展方向。五、争论与方向v1、对生态系统健康概念的怀疑v2、否认生态系统存在健康标准v3、生态系统健康评价的应用存在问题五、争论与方向v4、发展方向t从生态系统健康研究的现状,大致可以总结出它的两个发展方向：1)传统硬科学的数量化或半数量化的生物学途径；2)通过结合硬科学的定量化和半定量化能力的软科学方向。t总之,发展生态系统健康评价应该以生态学、经济学和人类健康研究为基础,加深理解人类活动、环境变化和生态服务降低,以及由此造成的对人类健康、经济发展和人类生存的威胁之间的相互关联,将人类的文化价值取向与生物生态学过程进行