生态系统健康评价研究方法与进展
生态系统健康评价研究进展
环境保护与循环经济生态系统健康评价研究进展惠婷婷(辽宁省生态环境监测中心.辽宁沈阳110161)摘要:简要介绍了生态系统健康评价的研究现状,对4类主流的评价指标体系存在的问题进行了系统的梳理,并提出生态系统健康评价未来的发展趋势。
关键词:生态系统健康;指标体系;评价方法Abstract:This article briefly introduces the research status of ecosystem health assessment,sorts out the problems of the four evaluation index systems,and then proposes the future development trend of ecosystem health assessment.Key words:ecosystem health;index system;evaluation method中图分类号:X171文献标识码:A文章编号:1674-1021(2020)02-0052-031引言人类的生存环境及维持生存所需资源需要健康的生态系统来提供,随着社会经济的不断发展、人口不断增加,给生态系统带来巨大的压力,不断出现的水危机和环境问题逐渐引起公众的关注Q 完善生态系统健康评价方法能够客观评价生态系统的状态,引导人类合理利用自然资源,促进水环境管理模式的不断改进和完善,实现人与自然和谐共生。
2生态系统健康的起源和演进20世纪40年代,Aldo leopold首次明确提出"Land health"的生态系统健康概念,之后虽有较多相关理论研究,但至今仍没有对生态系统健康进行统一的定义⑵。
本文选取几个较有代表性的概念,见表1。
表1生态系统健康概念时间学者姓名1986年Karr J R 1989年Rapport 1992年Haskell 1994年NEC 1999年Costanza 2005年赵广琦2006年高桂芹生态系统健康的概念描述健康的生态系统能够持续保持稳定,血对自然灾害或人类活动的影响时,系统能够进行自我恢复和调节健康的生态系统在吋间上能够保持系统组织结构稳定,具有自我调节和恢复能力健康的生态系统在面对外界影响时能够维持系统自身的活性健康的生态系统能够满足人类活动的需求,并能持续为生产、生活提供自然资源健康的生态系统在时间和空间上均较为稳定.并能为人类活动持续提供资源健康的生态系统相对稳定并有一定的自愈能力,受到外界影响时能够自我修复健康的生态系统中物质、能量循环相对稳定,面对突发的自然灾害和人类活动能够自我调节.生态系统内物种多样、能量流动和物质循环复杂收稿日期:2019-04-04;修订日期:2020-01-10。
河流-流域生态系统健康评价研究进展
( C o l l e g e o f Wa t e r C o n s e r v a n c y a n d C i v i l E n g i n e e i r n g ,S h a n d o n g A g r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y ,T a i a n
河 流
一流 域 生 态 系 统 健 康 评 价 研 究 进 展
李 浩宇 , 颜 宏亮 , 孟令超 , 郭亚萍
( 山东农 业大学 水 利土木工程学 院, 山东 泰安 2 7 1 0 1 8 )
[ 摘 要] 河 流与 流域 生 态健 康研 究是 目前 生 态 系统健 康 研 究领 域 的研 究 热 点之 一 。 首先 介 绍 生 态 系统健 康 、 河 流健 康和 流域 生态 系统健 康相 关概 念 的产 生 与发展 及 各 自不 同的 内涵 , 分
h e lt a h r e s e a r c h e x i s t e d p r o b l e ms a n d r e s e a r c h t r e n ds . Ke y wo r d s: r iv e r;wa t e r s h e d;e c o s y s t e m h e a l t h;a s s e s s me n t ;r e s e a r c h pr o g r e s s
[ 中图分类号 ] X 8 2 6 [ 文献标识码 ] A [ 文章编 号】 1 0 0 6— 7 1 7 5 ( 2 0 1 3 ) 0 9— 0 0 0 1— 0 4
生态风险评价及研究进展
生态风险评价及研究进展*阳文锐 王如松**黄锦楼 李 锋 陈 展(中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室,北京100085)摘 要 生态风险是当前环境管理研究领域中的一个热点问题,其研究着重关注化学、物理和生物的胁迫因子可能对生态系统或其组分的有害影响.生态风险评价对科学制定环境管理决策有着重要的意义.要对生态系统进行有效地管理,必须预测不利生态影响发生的可能性及后果,减小其对于生态系统或某些组分的损害程度.本文对生态风险评价的研究方法、工具以及研究趋势进行了综述,指出了目前生态风险评价中还需要进一步加强的研究领域,认为在当前城市化水平不断提高的情况下要关注城市生态风险,并针对存在的一些问题提出了今后的研究展望.关键词 生态风险 风险评价 环境管理文章编号 1001-9332(2007)08-1869-08 中图分类号 F205;X862 文献标识码 A E cologica l r isk a ssess m e n t and its resear ch pr ogr ess .YANG W en 2r u,i WANG Ru 2song ,HUANG Ji n 2lou,LI Feng ,C HEN Zhan (Sta teK e y L a bora tory of Urba n and Re giona lE cology,Re 2se a rc h Ce nte r for Eco 2Environmenta l Sciences ,Chinese Ac ade my of Scie nces ,Beiji n g 100085,Chi 2na ).2Chin.J.A ppl .E c ol .,2007,18(8):1869-1876.A bstra ct :E col o gical risk is a hotspot in the presen t envir onmenta lmanage ment study ,which m ai n 2ly f ocuses on the che m ica,l physica,l and b i o logica l stressors that may da mage ecosyste m or its co mponents .E col o gical r i s k assess ment (ERA )has a great si g nificance f or m aking scientific envi 2ronmenta lmanage m ent strategi e s .I n order to lessen the da mage of ecosyste m or its parts ,and to manage t h e ecosyste m eff ective ly ,it is necessary to predict the probability the adverse ecologica l ef fects would occur and the consequences .This paper summarized the research m et h ods ,tools and trends of ERA ,and poi n ted out t h e areas that need to be f urther stud ied .Itwas suggested that un 2der the background of urban ization ,urban ecol o gica l risk shou l d be given more attenti o ns .The prospects of f urther study were d i s cussed ,based on the issues existed in current researches .K ey words :ecological risk;risk assess men;t environment manage m en.t*国家自然科学基金重点资助项目(70433001).**通讯作者.E 2m ai:l wangrs @rcees .ac .cn 2006207213收稿,2007205204接受.1 引 言生态风险评价是伴随着环境管理目标和环境观念的转变而逐渐兴起并得到发展的一个新的研究领域[19].20世纪70年代,各工业化国家/零风险0的环境管理逐渐暴露出弱点,进入80年代后,便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成本,着重解决风险级别与一般社会所能接受的风险之间的关系.生态风险评价正是为风险管理提供科学依据和技术支持的,因而得到了迅速发展[6],其已成为健康环境管理必不可少的一部分[10].近年来,我国连续发生的环境事故,标志我国已经进入一个环境事故高发期.为减轻或消除由于这些环境事故带来的生态风险后果,需要进行有效的风险管理.本文阐述了生态风险评价的方法,对国内外生态风险评价的研究进行了综述和总结,以期能促进我国生态风险评价的研究工作.2 生态风险评价的基本内涵211 风险美国传统词典给风险的定义是:遭受损失、危险的可能性;有不确定危险、危害的因子、组分或过程[39].陆雍森[32]和胡二邦[25]认为,风险是由不幸事件发生的可能性及其发生后将要造成的损害所组成的概念,它由风险度(不幸事件发生的可能性)和风应用生态学报 2007年8月 第18卷 第8期 Ch i nese Jo urna l of App lied E colo gy ,Aug .2007,18(8):1869-1876险后果(不幸事件所造成的损害)两者的乘积来表示.212生态风险和生态风险评价生态风险是生态系统及其组分所承受的风险,指一个种群、生态系统或整个景观的正常功能受外界胁迫,从而在目前和将来减少该系统内部某些要素或其本身的健康、生产力、遗传结构、经济价值和美学价值的可能性[31].美国环保局在1992年颁布的生态风险评价框架中对生态风险评价进行了定义:评价负生态效应可能发生或正在发生的可能性,而这种可能性是归结于受体暴露在单个或多个胁迫因子下的结果[57].其目的就是用于支持环境决策[48].213生态风险评价的方法目前,不同国家对于生态风险评价的方法有所不同.美国环保局将生态风险评价分为4个过程[59]:1)提出问题;2)分析(暴露和效应表征);3)风险表征;4)风险管理和交流.加拿大和欧盟则将生态风险评价分为4个步骤[7-9]:1)危害识别;2)剂量2反应评价;3)暴露评价;4)风险表征.H ayes[24]认为生态风险评价的方法和类型太多,没有一个标准的框架.他认为每一个评价应该包括5个方面: 1)严格的、系统的危害分析;2)数据、理论和模型的准备、分析.强调不确定性,在第一步中要考虑到潜在危害的可能性和导致的后果;3)基于事件的可能性和后果的风险估计,它反映在评价过程中的不确定性水平.每一个评价终点做单体风险估计,单一的风险评价可能要进行多个终点的评价,因此可能要做多重风险估计;4)在项目的整个阶段,以有效的统计方式检验评价假设和推断的一个监测系统;5)风险的社会评价,包括重要性、持续时间、可控性、地理范围、社会的分布、背景风险和可逆性.1992年,美国环保局颁布了生态风险评价框架,随后其他的一些部门和组织也建立了与此类似的方法或原则[5,17,41].在此基础上,1998年美国环保局颁布了生态风险评价导则,对原有框架的内容进行了修改和延伸,替代了原有的框架.其生态风险评价方法被多数学者采用.该方法的主体部分概括如下.21311问题表述问题表述是确定评价范围和制定计划的过程.评价者描述目标污染物特性和有风险的生态系统,进行终点选择和有关评价中假设的提出.这个阶段包括3个步骤(数据的收集、分析和风险识别)和3个方面(评价终点、概念模型和一个分析方案).21312分析(暴露和效应表征)分析是检验风险、暴露和影响以及它们之间相互关系和生态系统特性的过程,是生态风险评价的关键部分.目标是确定和预测组分在暴露条件下对胁迫因子的生态反应.不确定性的评价贯通于整个分析阶段,其目标是尽可能地描述和量化系统中一些已知的和未知的暴露和影响.不确定性的分析使得评价更可靠,为收集有效数据或应用精确方法提供了基础.不确定性主要来自于:可变性参数值的估算;数量的真实值,包括数量、位置或出现的次数;数据差异;模型的开发和应用,包括过程模型结构和经验模型中变量之间的关系.21313风险表征风险表征是风险评价的最后一步,是计划编制、问题阐述以及分析预测或观测到的有害生态效应和评价终点之间联系的总结,其包括风险估算、风险描述和风险报告3个主要部分[16].风险估算是整合暴露和效应的数据以及评估其中不确定性的一个过程.估算方法包括实地观测;直接分级;单一点的暴露和效应的比较;比较综合整个胁迫2响应的关系;比较综合暴露和效应的可变性;过程模拟.3国外生态风险评价研究进展311从人体健康风险评价与生态风险评价到综合的风险评价人体健康风险评价大部分是源于美国国家研究委员会1983年提出的框架[50].在此基础上,美国环保局制定和颁布了有关风险评价的一系列技术性文件、准则或指南以及危害和风险评价的草案,用于保护人体健康[13].例如,1986年发布了致癌风险评价、致畸风险评价、化学混合物健康风险评价、发育毒物健康风险评价、暴露评价、超级基金场地危害评价和风险评价等指南.1988年又发布了内吸毒物和男女繁殖性能毒物等评价指南.1992年美国环保局颁布了生态风险评价框架,1998年又对该框架内容进行了修改和扩充,形成了迄今风险评价的基本导则.生态风险评价与人体健康风险评价的区别在于:生态风险评价的对象是一个复杂系统,需要综合物理、化学和生态过程以及它们之间的相互关系,评价对象不是单一物种(如人类)所遭受的风险,而更多的关注于多个物种所遭受的风险.它强调种群和生态系统的过程和功能[8].人体健康风险评价的对象单一,主要评价环境污染物对人体健康的危害.1870应用生态学报18卷Noss[39]认为,从历史的观点来看,当生态变化直接威胁到人类生命和财富的时候,生态风险评价大部分是评价人类的风险,并力图减轻或减少这类风险;当所遭受风险的主要对象为非人类的生物或它们的栖息地时,又或者人类所遭受的风险为间接的或分散的情况时,生态风险评价就很少涉及到.但这种情况正在逐渐改变,原因是社会对生物多样性和生态完整性的关注,要求风险评价者和管理者对于环境、非人类物种和生态系统给予更多的考虑. Troyer和Brody[53]在对美国环保局的风险评价纲要的评论中认为,美国环保局过多地专注于保护人类健康,相比之下,对生态系统的关注较少.但是,美国环保局正在努力调整这种不平衡.许多学者已经在生态系统的风险评价方面开展了研究工作,并提出了各自生态系统生态风险评价的研究方法[29,39,52].为了提高风险评价的有效性和效率,世界卫生组织(WH O)国际化学安全计划、美国环保局(U S EPA)、欧洲委员会(EC)、世界经济合作组织(OECD)进行了合作,提出要综合评价人体健康和生态风险,将两者合二为一,并且已经初步形成一个框架,认为两者的综合为评价结果提供了共同的表达方式,将人类和环境融为一体,提高了人体健康和生态风险评价的效率和质量以及预测能力[37,49-50].将人体和野生生物的毒理动力学和动态作对比研究,综合风险评价就能判断出环境污染是如何以及在多大程度上对人体健康和野生生物造成风险的.综合的风险评价从健康和环境保护的观点出发,有利于我们更有效地进行环境风险管理[44].312从单因子到多因子的生态风险评价在人体健康风险评价和生态风险评价中往往运用生态毒理学进行单一污染物的风险分析,在既定的实验条件下判断生物对某一化合物的反应.但在实际情况中造成风险的并非单一的化学污染物,即使是单一的化合物污染也可能有代谢物或转化为其副产物,结果可能低估环境的风险[35],并且单一的化学污染物质暴露的途径也并非单一的.在实验室条件下,测定生物对化学物的反应往往假定生物为单一暴露途径.单一物种的测试,例如慢性或急性反应测试就没有考虑到群落中生物之间的相互作用[47]以及化合物之间的相互作用.从风险产生的因子看,风险也有可能是由物理因子(由于人类活动导致的生物栖息地丧失或减少等)、生物因子(物种入侵等)和化学因子共同作用造成的,因此在实际情况中,风险可能是由多因子共同造成的.所以传统的风险评价从单因子的风险评价开始向多因子的生态风险评价转移.1986年美国环保局发布了化学复合物的健康风险评价导则,表明了对多种化学物暴露所导致的健康风险的关注[54],1989年美国环保局发布了危险废弃物超基金纲要导则,对从事化学复合物风险评价给出了可行的步骤[55],1990年美国环保局发布了一个技术支持文件,提供了关于整体复合物毒性以及两种化合物之间毒性作用的更为详细的信息[56],同时也讨论了毒性相似的概念.国家环境评价中心依此发布了化学复合物健康风险评价技术支持文件.1994年美国国家科学研究委员会呼吁要从单一的化合物评价转移[12].1997年美国环保局科学政策委员会颁布了关于累积风险评价的一条政策,该政策对综合评价过程中的第一个步骤进行了说明[58].2000年美国环保局的研究策略十分强调了对化学复合物的研究,发布了复合化学物健康风险评价的补充导则[60].一些研究者已经认识到需要更加全面和综合的方法进行模拟,能同时评价生态系统中若干个组分的风险[51].Zandbergen[64]选取多个评价指标利用G I S对城市流域进行了生态风险评价.Fernandez等[18]用多物种的土壤系统MS2 3作为实验工具,对有机和无机复合污染的场地进行了生态风险评价.Skaare等[46]对北极的持久性有机污染物有机氯杀虫剂进行了生态风险评价,认为有机氯杀虫剂对北极熊的种群状况和健康存在较大的风险.313评价工具更加模型化生态风险评价由单纯依靠生态毒理学实验工具向毒理学和模型模拟相结合转化.E fr oy mson等[15]用TR I M1FaT E模型对多介质的有害空气污染物进行生态风险评价,评价空气中多种媒体污染物暴露和效应.Kar m an等[27]利用化学物危害评价和风险管理(C HAR M)模型对石油天然气生产平台的废水排放进行了动态的风险评价,该模型基于对废水中化合物归宿的真实计算,考虑到化合物浓度的动态变化,对生产废水进行了动态可能性风险评估,用于选择最经济的风险减少措施方案.N aito等[38]利用综合水生系统模型(CAS M2S U MA)评价了水生生态系统的化合物生态风险评价.该模型对于确定水生生态系统中化合物生态防护水平提供了很好的基础,同时还给水生生态系统中化合物风险管理的决策过程提供了额外的信息.Sydelko等[51]对动态信息结构系统(D I A S)在综合风险评价中的应用进行了介绍,该框架将生态系统中的真实实体作为软件18718期阳文锐等:生态风险评价及研究进展中的/实体目标物0,用于复杂的模拟.D I A S可用于预测生态风险的范围和大小,评价在时间和经济上进行生态修复的有效性,并对基于DI A S的/目标导向的综合动态景观分析和模拟系统O O2I DL A MS0模型进行了说明.Q WASI模型用于模拟湖泊中污染物的运移和归宿[33].威斯康星海格兰特鱼生物能Ò模型用于评估鱼类的污染物生物富集[23].314风险评价定性和定量相结合定性评价涉及到如何用自然语言表述定性概念,并反映出自然语言中概念的模糊性和随机性.通常,定性评价可以用例如低、中等、高或者有、无来说明风险级别,这在某种程度上避免了定量评价对于风险的精确估算.对于不同的种群,风险的大小可能存在差别,采用与其他风险种群对比的方法,可以从定性的角度对存在的风险进行评价.在数据和信息有限的条件下,定性评价可能不失为一种好的选择.因为在数据量小的条件下,定量的风险评价方法难以估算低水平暴露的污染物.Zandbergen[64]在城市流域的生态风险评价中采用了定性的标准,用无量纲表达各种评价指标的优良,以此作为风险管理者作出决策的基础依据.Cra wf or d[14]运用定性的风险评价方法成功地对由于贝壳养殖造成的Tas man ian 海洋生态环境恶化进行了评价,并且指出了其他人类活动可能造成海洋生态恶化的风险级别,提出了为保护Tas mania海洋生态环境的海洋养殖管理计划.针对渔业养殖造成的生态系统风险,A stles等[2]运用他们自己开发的一个定性风险矩阵对该风险进行了评价,认为在数据量有限以及对于渔业知识了解不多的情况下,定性风险评价方法对于渔业管理者和科学家在制定良好的管理方法上发挥了很大作用.但是,定性评价对于多重风险表达不足,不能用数学运算(如相加求和)来表达.而且定性的风险评价目前至少不能满足两个重要的科学原则)透明性和可重复性.这样,不同的分析者使用同样的风险评价方法和数据就可能得到不同的结论[24].当数据、信息资料充足的时候,就可以采用定量的方法来评价风险.定量风险评价有很多优点:允许对可变性进行适当的、可能性的表达;能迅速地确定什么是未知的,分析者能将复杂的系统分解成若干个功能组分,从数据中获取更加准确的推断;并且十分适合于反复的评价,即风险计算)收集数据)基于事实的假设)提炼模型)再计算风险,如此反复,为如何收集数据提供了更好的思路;能通过风险2收益分析,比较可替代性的管理策略.当前定量或半定量的化学风险评价一般都用商值法,通过暴露和效应的比值来表达,即:可能的暴露浓度(PEC)B可能的无效应浓度(PNEC).比值大于1,说明有风险,比值越大风险越大;比值小于1则安全.此时各种化学物的参考剂量和基准毒理值被广泛应用[22,40,43].但是,定量的风险评价存在不/客观0的问题,即所有的可能性推断都依靠统计模型,而统计模型的选择本身就是十分主观的.即使最简单的假设检验都在试验设计和过程中存在基本的主观选择[3],另外,定量评价对于评价中的不确定性表达也不清晰.由于种群或剂量的易变性以及毒物数据的有限,使得采用定量评价遇到很大困难,必须寻求不确定性分析.针对定性和定量评价的优缺点,在不同使用条件下,两种方法通常被采用.目前常用的定性和定量的转换方法有:层次分析法、量化加权法、专家打分法,或者是定性分析中夹杂着一些数学模型和定量计算.4国内生态风险评价研究进展我国在20世纪80年代开始了对事故风险的重视和研究工作.国家环保局1990年下发057号文件,要求对重大环境污染事故隐患进行环境风险评价,尤其是世界银行和亚洲开发银行贷款项目的环境影响报告中必须包含有环境风险评价的章节[4].但是迄今为止,我国尚没有生态风险评价的技术指南或指导性文件[35].1993年国家环保局颁布的中华人民共和国环境保护行业标准5环境影响评价技术导则(总则)6(H J/T211)93)规定:对于风险事故,在有必要也有条件时,应进行建设项目的环境风险评价或环境风险分析.同时,该导则也指出/目前环境风险评价的方法尚不成熟,资料的收集及参数的确定尚存在诸多困难0.1999年国家环保总局制定了5工业企业土壤环境质量风险评价基准6(H J/ T25)1999),该评价基准的宗旨是为了保护在工业企业中工作或工业企业附近生活的人群以及工业企业界区内的土壤和地下水,对工业企业生产活动造成的土壤污染危害进行风险评价,而且/该基准仅仅适用于工业企业选址阶段以及工业企业生产活动发生后界区内土壤的环境质量风险评价,不适用于采矿、农田和居住用地0.为贯彻5中华人民共和国环境影响评价法6、5建设项目环境管理条例6以及5环境影响评价技术导则6,2004年国家环保总局发1872应用生态学报18卷布5建设项目环境风险评价技术导则6(H J/T169) 2004),将建设项目环境风险评价纳入环境影响评价管理范畴.2005年陆续发生重大环境污染事故,标志着我国已进入环境污染事故高发期,说明生态风险将成为我国发展的一大障碍.目前,生态风险评价的研究工作在我国已经陆续开展,主要体现在以下几方面.411生态风险评价方法的探讨生态风险评价在我国刚刚处于发展阶段,在方法和技术上还不成熟,对此,基于国外的生态风险评价研究和实践,我国学者对于生态风险评价的方法进行了探讨.殷浩文[63]对水环境的生态风险评价程序作了研究介绍,认为生态风险评价可分为5个部分:源项分析、受体评价、暴露评价、危害评价和风险表征.付在毅等[19]对区域生态风险评价的特点和方法进行了讨论,对评价方法和步骤进行了探讨,他们将区域生态风险评价步骤概括为6个部分:研究区的界定与分析、受体分析、风险识别与源项分析、暴露与危害分析及风险综合评价.412建立区域生态风险评价指标目前,我国开展的生态风险评价研究均以区域为研究范围,通过建立相应的指标来评价区域生态风险.付在毅等[20]对辽河三角洲湿地区域进行了评价,以物种重要性指数、生物多样性指数、干扰强度和自然度作为测量生境的生态指数,以不同的生境类型划分级别作为脆弱性指数,以G IS为工具对湿地区域进行了综合评价;卢宏玮等[31]对洞庭湖流域区域进行了生态风险评价,对各种污染物的毒性污染指数、自然灾害指数和系统本身的生态指数、生物指数、生物多样性指数、物种重要性指数和脆弱性指数进行了综合评价;肖风劲等[61]将我国的森林资源区分为7个区域,以森林火灾、病虫害和酸雨为生态风险源,运用生态风险评价的方法,分析了这些风险源对森林健康的主要危害,对我国森林健康的风险进行了综合评价,并提出了森林风险区的管理策略.马德毅等[34]采用单因子指数法和H akanson生态风险指数法,对中国主要河口沉积物污染的潜在生态风险进行了评价.413生物生态风险、人类活动聚居区生态风险引起关注生态风险在我国发展的近几年,很多研究者对转基因生物工程引发的生态风险进行了论证和分析[11,26-28].同时,人类活动聚居区的生态风险已经引起学者们的关注.周启星等[65-66]通过对城市人口疾病发病率和城镇化水平的分析,对城镇化过程的生态风险评价进行了尝试,对乡村城镇化过程中所引起的水污染和城镇人口密度进行了相关性分析,结果表明,地表水污染和城镇化水平呈正相关,反映了城市化过程中所遭受的生态代价与风险.石璇和杨宇等[45,62]分析了天津地区土壤、水体中持久性有机污染物的生态风险;郭平等[21]对长春市城市土壤重金属污染的特征进行了研究,并对其潜在生态风险进行了评价;刘小琴等[30]将风险分为突发性风险和非突发性风险,对城市化进程中的环境风险评价问题进行了探讨.5讨论和展望国内外关于生态风险评价已经有了一定的研究,但是也存在一些不足.1)从研究角度而言,化学污染物的生态风险评价较多,对于人类聚居地的风险评价研究也多集中于化学污染物引起的人类健康风险.城市是一个社会2经济2自然复合生态系统[36],以后应该考虑以人类活动为主导的城市生态系统的综合风险评价,主要是土地利用和生物入侵所产生的生态风险.2)从研究方法而言,对于化学物品的生态风险多采用生态毒理学的方法,生物和物理生态风险的研究方法还未形成具体的评价方法,正处于摸索阶段.尽管很多学者建议评价生态系统的生态风险采用生态完整性这一指标,但这一指标本身就含糊不清[1],在实际操作中几乎很少被采用.3)从研究手段而言,采用实验和创建模型的手段不能很好地处理各组分不确定性的问题,尽管在不确定性处理上,蒙特卡洛模型、模糊数学和贝叶斯方法都能起到一定作用,但都具有局限性,研究手段有待更新和完善.另外,风险评价中的风险标准,即风险可接受水平,由于涉及不同人群的利益,而且不同区域的自然条件和社会经济水平也存在差异,评价标准存在很大不确定性.如何解决这些不确定性问题,并实现定量表达,是今后风险评价的主要研究方向之一.4)在评价的指标体系方面,生态风险评价的各种指标体系还没有建立起来,各种环境化合物的基准值和参考剂量数据库以及事故风险概率还有待进一步补充.尽管国内已经开展区域范围的生态风险评价,建立了相应的评价指标,但各种评价指标繁杂,没有统一的指标体系.虽然有些国家已经建立了诸如有毒化学品毒性数据库,但由于已知的化学物18738期阳文锐等:生态风险评价及研究进展。
生态系统健康的概念及其评价方法
生态系统健康的概念及其评价方法一、引言生态系统健康是一个重要的概念,它涉及到生物多样性、生态平衡和可持续发展等方面。
评价生态系统健康的方法也是多样的,包括定量指标和定性指标等。
本文将从简到繁地探讨生态系统健康的概念及其评价方法,以帮助读者更好地理解这一主题。
二、生态系统健康的概念生态系统健康是指一个生态系统内部各种生物种群之间的相互关系处于稳定状态,而且能够对外部压力做出自我调节和适应的能力。
生态系统健康不仅包括生物多样性的丰富性,还包括能源流动、物质循环和生态系统功能的稳定性。
一个健康的生态系统能够提供适宜的生存环境,维持生物种群的稳定和繁荣,同时能够对外界环境的干扰做出自我调节,保持生态平衡。
三、评价生态系统健康的方法1. 定量指标(1)生物多样性指数:生物多样性是衡量生态系统健康的重要指标,可以通过物种丰富度、物种均匀度和物种多样性指数等进行测量。
(2)生态系统功能指标:包括生物量、净初级生产力和能量流动等指标,可以通过样地调查和实地监测进行测量。
(3)环境质量指标:包括水质、空气质量和土壤质量等指标,可以通过环境监测和化验分析进行测量。
2. 定性指标(1)物种丰富度和分布情况:对某一地区内不同物种的分布情况进行调查和观测,以了解生态系统中各种生物种群的状况。
(2)生境质量评价:通过对生态系统中各种生物的生存环境质量进行评价,了解生态系统的健康状况。
(3)生态系统服务价值评估:通过对生态系统所提供的各种服务(如水资源调节、土壤保护和生物多样性保护等)进行价值评估,来综合评价生态系统的健康程度。
四、总结与展望生态系统健康的概念涉及到广泛的领域,评价方法也是多种多样的。
通过本文的介绍,希望读者能够对生态系统健康有更清晰的认识,同时能够选择合适的评价方法来进行深入研究。
未来,我们还可以通过引入新的技术手段和研究方法,来更好地评价和维护生态系统的健康。
生态系统健康不仅关乎自然界的平衡,同时也关系到人类的生存和发展,因此这一主题具有重要的现实意义。
河流生态系统健康的研究方向、评价方法与存在的问题
呆笨朝夕
生态系统健康
生态系统健康是指生态系统所具有的稳定性和可持续性,即在时间上 具有维持其组织机构、自我调节和对胁迫的恢复能力(Rapport,1989)
国际生态系统健康学会将生态系统健康定义为“研究生态系统管理的 预防性、诊断性和预兆性特征,以及生态系统健康与人类健康之间关系的 一门综合的学科”
需要解决的问题
2、仍需进一步探讨河流健康的理论基础研究及方法 尽管利用水文特征、水质理化参数、河岸带状况、河流形态结构以及 生物群落指标等进行综合的河流健康评价已经基本达成共识,但有关于水 质参数、水文特征、形态结构等生境因子与生物群落结构之间复杂的关联 机制、河流健康表征因子对人类活动干扰程度的响应和反馈等,目前仍处 于初步探讨阶段,仍缺乏系统和综合的研究
河流健康评价趋势
1、评价指标 结合水质理化、水文指标、生物指标、及河岸带状况等开展综合河流 健康评估
2、评价尺度 河流健康评价从定点的集中评估开始转向多点的区域评估,特别是流域 尺度的河流健康评估逐渐引起人们的重视
河流健康评价趋势
3、评价对象 从原来关注自然状况较好的山区河流,向受人为千扰较为严重的城市河 流转变
生态系统健康研究关注的主要方向
1、生态系统健康度量标准和评价方法的研究 2、生态系统健康与人类健康、社会经济等关系的研究 3、结合RS、GPS、GIS等定量化技术以及计算机模拟等方法的大尺度生 态系统健康研究 4、面向生态系统健康的生态系统管理方法的研究
河流生态系统健康
河流健康是考虑到人类社会、经济需求等,河流与其组织结构相对应的 维持其生态功能(活力和抵抗力
1、预测模型法 将假设河流在无人为干扰条件下理论上应该存在的物种组成与河流实 际的生物组成进行比较,从而评价河流的健康状况
生态系统功能评价指标与方法
生态系统功能评价指标与方法生态系统是指由生物和非生物环境相互作用形成的一个整体系统,包含气候、土地、水体、生物多样性等多个方面。
生态系统的功能评价是对生态系统进行科学评价和管理的重要手段,它可以帮助我们了解生态系统现状、识别系统内部的生态过程,为生态管理和保护提供科学依据。
本文将介绍生态系统功能评价的指标和方法。
一、生态系统功能评价的指标1. 生态系统结构指标生态系统结构指标主要评价生态系统内生物多样性、栖息地质量、底物性质等因素。
其中,生物多样性指数(BI)是生态系统结构指标的核心指标之一,它可以反映生态系统内物种的种类和数量。
BI的计算方法包括Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou指数等。
其他的生态系统结构指标还包括多样性焦点指数(FD)、生境丰富度指数(H’)、Fitzhugh-Schneider指标(FSI)等。
2. 生态系统功能指标生态系统功能指标主要涉及生态系统内部能量流动和物质循环过程,包括生产力、分解能力、物质流量等。
生产力指数(NP)可以反映生态系统内部生物活动的紧密程度和生产能力。
生产力的评估方法包括能量积累、植物生物量和生产力测定法等。
分解能力指数(D)可以反映生态系统内有机物分解降解的能力和速度。
物质循环指数(MCI)可以反映生态系统物质的累积和分布状况。
其他的生态系统功能指标还包括净初级生产力指数(NPP)、生态效率指数(EEI)、物种互作水平指数(SI)等。
二、生态系统功能评价的方法1. 传统野外调查法传统野外调查法主要通过采样和统计分析的方法来了解生态系统现状和特点。
这种方法需要收集大量的样本数据,然后进行统计和分析,以得出具有代表性的数据。
野外调查法能够提供直观的数据和信息,但需要投入大量的时间和人力物力,且成本较高。
2. 无人机遥感法无人机遥感法是一种近年来比较流行的生态系统功能评价方法,它可以针对大面积的生态系统进行高效的遥感监测。
生态系统服务价值评估方法的比较研究
生态系统服务价值评估方法的比较研究人类活动对自然环境造成了极大的影响,导致了自然生态系统的破坏和生态系统服务的丧失。
为了评价生态系统的服务价值并优化生态系统管理,生态系统服务价值评估方法应运而生。
本文将对几种常见的生态系统服务价值评估方法进行比较研究,以期为生态系统服务价值评估提供更好的方法和技术支持。
一、生态系统服务价值的概念和种类生态系统服务是指人类利用和享受生态系统所提供的能源、物质和生态过程的价值。
生态系统的服务价值包括以下几个方面:1. 供给性服务:包括食物、水、木材、药品、能源等物质和能源的提供。
2. 调节性服务:包括水循环、气候调节、防洪、土壤保持等环境调节作用。
3. 文化服务:包括景观、休闲、教育、文化等非物质文化遗产的供给。
4. 支持性服务:包括土壤形成、植物光合作用、蜜蜂授粉、漁業资源等生态过程和生态系统的支持。
二、生态系统服务价值评估的方法生态系统服务价值评估方法可以分为生态系统价值评估法、市场价值评估法、替代成本法、折现法和生态系统健康指数法等。
1. 生态系统价值评估法生态系统价值评估法是通过评估人类利用生态系统服务时所获得的效益来确定生态系统的服务价值。
这种方法通过对生态系统的服务进行量化和评估,可以提供决策者所需的信息,以在管理和保护生态系统时平衡开发和保护要求。
常见的生态系统价值评估法有生境面积法、生态生产函数法、综合评估法等。
2. 市场价值评估法市场价值评估法是基于市场交易价格评估生态系统服务的非市场价值。
通过研究市场环境和市场机制,推导出非市场价值的市场性价值,从而对生态系统服务的价值进行评估。
这种方法可以直观地表现非市场价值,但是在某些情况下容易受到市场交易的影响而失去评估真实价值的能力。
3. 替代成本法替代成本法主要是通过测算替代方案下的费用,来评估对生态系统服务的价值。
这种方法通常被视为是生态系统服务的比较校准法,它的主要优点在于能够为生态系统的评估提供一个相对客观的评价框架。
生态系统健康评价的研究进展
析 了生态 系统健康 的几种评价方法 , 以及讨论 了生态 系统健康研究 中存在的 问题 和发展趋 势。 关键词 : 生态系统健康 ; 指标体 系; 结构功能指标 ; 评价 方法;发展 趋势
中 图分 类 号 : 1 11 X 7 . 文献标识码 : A
’
Ad a c si s s me to o y tm at v n e n Ase s n fEc s se He l h
Yi a ig,Xi i n Linqn eL
( col f ni n n l cec n n ier g N r hn l tcPw rU iesy adn 7 0 3 hn ) S ho v omet inea dE g ei , ot C iaEe r o e nvr t,B oig0 10 ,C ia oE r aS n n h ci i
生态 系统 健康 ( 见表 2 。 )
2 水 生态 系统健康评价的指标体 系
要使 生态 系统 健康 的概 念 具有 现 实 意 义 , 有 惟 通 过对生 态环境 进行有 效可靠 的 、 可操 作 的 、 广泛 可
环境生命支持系统功能递减等所表现出来的各种各 样的病害。2 世 纪 8 0 0年代生态 系统健康 ( css eoy— t hah 应 运 而生 。生态 系统 健康 从 理 论 与实 践 e el ) n t 两方 面研究 了生态 系 统 结 构 与功 能 的现 状 、 变 规 演 律 、 复对 策 等 , 解决 人 类 生态 环 境 问题 、 态 系 恢 为 生 统管理 和实 现可 持 续发 展提 供 了理 论 与 法 , 被认 为是在传统的 自然科学、 社会科学和健康科学相互 交叉和综合的基础上发展起来的一门新学科 。
Ab t a t , l ril e i w e c n e t n fe o y t m e l 。ea o a e h e n i ao y t ms o s e s n fwa e sr c : 1i a t e r v e s t o c p o s o c s se h at I S c h i h lb r t st r e i d c t rs se a s s me t t r f o e o y tm e l : c s se h at h e i d c t rs s e o sr ci e s e i s h e i d c t rs se o t cu e a d f n t n,t e i d c t r y tm n i a o y tm i t t p c e .t n a o y tm f r t r u c o h i a o se f n u v i su n i n s
基于底栖生物指数评价生态系统健康状况的研究进展
栖无脊椎动物、高营养级鱼类等[1]。
AMBI=[(0×%GⅠ)+(1.5×%GⅡ)+(3×%GⅢ)+
IP = ∑无污污染染指指示示物物种种优优势势度度
(1)
(4.5×%GⅣ)+(6×%GⅤ)]/100
(2)
表 1 AMBI 指数评价标准值
正常 0~1.2 0~1.2
轻度污染 中度污染 高度污染 严重污染
摘 要:生态系统健康是指生态系统所具有的稳定性与可持续性,即时间上可保持其组织结构、自我调节能
力、胁迫恢复能力。该文阐述了应用广泛的底栖生物指数对生态系统健康状况评价的研究进展,介绍了底栖
生物指数(指示物种、AMBI 指数、BENTIX 指数、群落多样性指数、M-AMBI 指数)的原理以及适用的生态环境
遵循指示物种的方法,学者将注意力集中于存在或 不存在指示物种制定了生物学指数,如Bellan指数和Bel⁃ lan-Santini指数,分析污染指示物种优势度和无污染指示 物种优势度间的关系 。 [22-23] Bellan指数和Bellan-Santini 指 数 具 有 相 同 的 公 式 与 解 释 ,只 是 指 示 物 种 类 群 不 同 (Bellan指数指示物种为多毛类,Bellan-Santini指数指示
Ⅴ[32]。计算公式见式(3),评价标准值见表2。
BENTIX=(6×%GS+2×%GT)/100
(3)
表 2 BENTIX 指数评价标准值
底质分类 正常 轻度污染 中度污染 高度污染 严重污染 参考文献
砂质 6~4.5 4.5~3.5 3.5~2.5 2.5~20Fra bibliotek[33]
泥质 6~4 4~3 3~2.5 2.5~2
生态系统健康研究新进展与趋向_刘焱序_彭建_汪安_谢盼_韩忆楠
网络出版时间:2014-11-19 16:52网络出版地址:/kcms/doi/10.5846/stxb201401060032.html第35卷第18期生态学报Vol.35 , No.18 2015年9月ACTA ECOLOGICA SINICA Sep. ,2015DOI:10.5846/stxb201401060032生态系统健康研究新进展与趋向刘焱序1 , 彭建1,2, , 汪安2 , 谢盼1 , 韩忆楠11 北京大学城市与环境学院, 地表过程分析与模拟教育部重点实验室, 北京 1008712 北京大学深圳研究生院城市规划与设计学院, 城市人居环境科学与技术重点实验室, 深圳 518055摘要:健康的生态系统一般被视为环境管理的终极目标,进行生态系统健康研究对探索区域与生态系统可持续发展具有重要意义。
随着国际生态与健康学会(International Association for Ecology and Health)的解体,生态系统健康研究视角出现转型。
本文系统梳理了近年来国际上有关生态系统健康概念及其评估方法、指标的新进展,通过文献统计和重要文献引用揭示了国际生态系统健康研究的发展历程,提出了从生态系统健康到生态健康再到生态文化健康的三大核心框架发展阶段,生态系统健康的研究对象和范围正在不断扩充。
资源环境研究领域是国内研究者应用生态系统健康概念与方法的优势领域,在区域尺度上评价生态系统的健康更贴近资源环境和社会文化交互作用的复合表征理念。
因此,我国生态系统健康研究的趋向不仅应包括在生态系统尺度上研究的继续深化,也应包含对生态文化健康概念的完善与应用,并发挥地理-生态视角的区域集成研究优势,从而有效指导区域生态与环境政策制定与实施。
关键词:生态系统健康; 生态健康; 生态文化健康; 生态系统服务; 环境管理; 区域集成The new research progress and trends of ecosystem healthLIU Yanxu1, PENG Jian1,2,﹡, WANG An2, XIE Pan1, HAN Yinan11 Key Laboratory for Earth Surface Processes, Ministry of Education, College of Urban and Environmental Sciences, PekingUniversity, Beijing 100871, China2 Key Laboratory for Environmental and Urban Sciences, School of Urban Planning and Design, Shenzhen Graduate School, PekingUniversity, Shenzhen 518055, ChinaAbstract: Over the past century, with the rapid development of society and the improvement of human life, global ecological destruction and environmental pollution problems greatly affects the integrity and stability of the biosphere. And the topic of sustainable development has become a widespread attention. Ecosystem health is the comprehensive characteristics of ecosystem. It is an ability to maintain the integrity of ecosystem structure and function. As a measurement for the sustainable development of ecosystem, healthy ecosystem is generally regarded as the ultimate goal of environmental management which is of great importance in the sustainable development of region and ecological system. In 1991,the international Association for Ecology and Health (ISEH) was established to explore the basic theories and approaches in ecosystem health assessment. However with its disintegration in 2002, the research perspectives of ecosystem health in the domestic and foreign have been divided. This paper reviews the latest development in the conceptual framework, quantitative evaluation method and index system of ecosystem health. Through mathematical statistics and document comparison the development of ecosystem health has been revealed, where there is a development framework transition from ecosystem health to ecological health and to ecological culture health. Ecosystem health and ecosystem culture healthy is a new research perspective which aims at maintaining a healthy ecosystem as well as meeting the needs基金项目:国家自然科学基金项目(41271195)* 通讯作者Correspondingauthor.E-mail:******************of mankind such as cultural value, belief and the faith of knowledge. Ecosystem health on a regional scale is the new research direction, for it is the most suitable scale in ecosystem management and practice. The field of resources and environment is the advantage research field for Chinese researchers where the ecosystem health concepts and methods are well applied on regional scale. The ecosystem health assessment on regional scale is especially close to the composite characterization of holistic theory, such as the interaction of resources environment and social culture. So it is found that Chinese scholars have an international leading role in the ecosystem health evaluation method on regional level. The research trend for Chinese scholars on the ecological system should at first focus on the scale of ecosystem, where ecosystem management and restoration can be taken as important subjects learning from the foreign experience. The improvement and application of the conceptual framework is also of great importance in leading China on the path of sustainable development. Taking the advantage of regional integration research in a geographical ecological perspective is an effective way to use the ecosystem health research results to guide the establishment and implementation of the regional ecological and environmental policy.Key Words: ecological health; eco-health; eco-cultural health; ecosystem service; environmental management; regional integration 近百年来,随着社会的快速发展和人类生活水平的提高,全球出现了大量生态破坏与环境污染问题,影响着整个生物圈的完整与稳定。
社会生态系统健康评价与治理研究
社会生态系统健康评价与治理研究社会生态系统是人类与自然界相互作用、相互依存的系统,是人类生活、生产活动的重要支撑和生态环境的保障。
随着社会经济的不断发展,人类对自然资源的依赖与需求不断增大,环境问题日益突出,社会生态系统遭受到越来越大的压力和威胁,出现了许多深层次的社会矛盾和环境问题。
要想促进可持续发展,实现社会经济的协调、稳定与健康发展,必须重视社会生态系统评价与治理研究。
社会生态系统健康评价是了解社会生态系统健康状况、发现问题和制定治理措施的过程。
社会生态系统健康评价主要包括两个方面:第一,评价社会经济活动的对生态环境的影响,即环境影响评价;第二,评价社会生态系统的总体健康状况,即社会生态系统综合评价。
社会生态系统的综合评价包括:生态环境评价、资源评价、区域发展评价和社会经济评价等方面,它能够揭示社会生态系统的结构演化、功能变化和动态发展趋势,为社会生态系统整体治理提供有力支撑。
社会生态系统治理是指针对社会生态系统的问题和存在的危机进行有效的治理和管理。
社会生态系统治理应当采取科学有效的措施,包括:环境法律法规的建立和完善、环境标准的制定、环境检测和监察体系的完善、生态环境的修复与重建、社会生态系统的综合治理与管理等,以实现人与自然和谐相处、实现可持续发展。
社会生态系统评价与治理是一个系统性、复杂性、可持续性的过程,它具有多学科交叉、多部门参与、耗时耗费、高成本等特征。
具体而言,社会生态系统评价和治理过程中涉及到环境、地理、经济、社会等多个学科领域,需要政府、企业、社会组织和个人等多个部门的参与和支持,需要大量的人力、物力和财力的投入,需要多种手段的有效结合,以解决社会生态系统面临的问题和挑战。
为了加强社会生态系统健康评价与治理研究,需要加强科研力量的整合和协同,加强政策制定和落实力度,强化社会参与和监督,推动社会生态系统的全面治理,实现经济社会可持续发展目标。
总之,社会生态系统健康评价与治理研究是面对环境挑战和经济社会可持续发展的重要举措,是实现人与自然和谐共生的必然选择。
中国流域生态系统健康评价研究进展
义 。选 取较 有 代表性 的概 念如表 1 。
表 1 生态 系统 健 康 概 念
T b 1 C n e t fe o y t m e l a . o c p so c s se h a t h
然 灾 害在全球 范 围内频发 ,人们 对 生态 系统 健康 的 关 注程 度倍增 ,生态 系统健 康评 价 研究 成 为 了研 究 热 点 ;流域 生态系统健 康表 现为一 种 “ 动态 平衡 ” ,
生态 系统健 康评 价 与生态 安 全评 价 、生 态 系统 服务 功能评 价 和可持 续 发展有 着 密切 的联 系 ,其 关 系 如图 1 。
hah 的生 态 系统 健 康 概 念 ,之 后 虽 有 较 多 相 关 el ” t 理 论研 究 ,但 至 今 仍 没 有 统 一 的 健 康 生 态 系 统 定
有 着更 为合适 的时 间与空 间尺 度 。从 流域 巨系统 出 发 ,综 合考 虑流域 内部不 同生态 系统 (自然 生态 系
统 、社 会生 态系统 和经济生 态 系统 ) 之 间及 每一 生 态 系统 内部 的健康作 用机制 ,探 讨 流域 生态 系统 健 康 的评 价方 法 ,对认 识 流域 生 态 系 统 的健 康 程 度 , 监 测其 演变规 律 ,优 化系统 的结 构与 功 能 ,以及 对
流 域综合 开 发与管理 及流域 可 持续 发 展具 有 重要 的
理 论意 义和 指导意义 。
1 概 念 识别
1 1 生 态 系统健 康 .
1 2 生态 系统 健康 与相关 概念 关 系 .
2 0世 纪 4 ・ 0年代 ,A d o od首先 提 出 “ a d lol p l e Ln
河湖生态系统健康评价研究现状与展望
引言水是生物进化和生态演替过程中无可替代的自然资源。
河湖水域是自然淡水资源,为人类创造能源、能量,但由于工业化发展,流域水体污染日益严重,水质越来越差、水功能衰减越来越严重。
面对全球水资源危机和水环境污染,采取有效的指标和科学的方法进行水环境生态系统健康性评价成为研究热点[1]。
Rapport等人[2]于1993年提出,生态系统健康是一个生态系统环境的征象,容易受火灾、干旱、物种灭绝、外来物种入侵、气候变化、矿业、农业等因素影响。
对于水生态系统健康性评价,目前还未形成一套成熟的系统健康评价标准。
Costanza等人[3]通过研究,将健康的生态系统定义为具有一定自净能力,在受到外界干扰的情况下,具有一定的抵抗力和修复能力,以维持系统的稳定性和可持续性。
河湖生态系统健康性评价主要是从科学、系统的角度去判定河湖系统的系统运作和恢复能力。
1河湖生态系统健康性评价研究现状19世纪末,欧洲为了解决河湖污染问题,通过水质评价初步判定河湖健康,由水质指标浓度高低来判定水体污染严重程度,此方法已逐步并成熟推向各个国家。
20世纪70-80年代,为了更全面反映河流生态健康状况,河湖“健康”的研究逐渐由水质延伸到包含多种环境因素的评价,包含水文水利、水生生物等因素[4]。
湖生态健康评价研究始于英国,通过应用Trem生物指数法和Chanddler指数法进行水体有机物的分析。
至20世纪80年代,河湖生物预测模型法和生态多指标评价法得到越来越多的研究[5]。
1981年,美国Karr提出以生态完整性直属的评价方法,通过运用河湖物种的多样性进行12项指标分析河湖生物群落和功能,此方法得到普遍应用。
后续中国也逐渐开展河湖生态系统健康评价,于1992年杨莲芳等人[6]开展底栖动物完整性指数评价研究,将大型底栖动物生物学、生态学和生理学特征反应作为水生态系统质量的重要指标,基于群落结构特征而构建的底栖生物完整性指数B-IBI。
于2005年,赵彦伟、吴阿娜、谢锋、张光生等人陆续深入研究河湖生态系统,于宁波甬江、巢湖、青海湖、滇池等流域进行了健康评估,在评价指标体系构建上做了大量工作,涵盖水资源开发利用率、水流量变异程度、湖岸带稳定性、湖库连通指数、富营养化状况等方面进行研究,同时根据不同河流的形态功能差异,充分研究河流防洪灌溉、开发利用作用和生态效能[7-8]。
生态系统功能与稳定性的研究方法和进展
生态系统功能与稳定性的研究方法和进展生态系统是由各种生物和非生物组成的动态复杂系统,其功能和稳定性一直是生态学研究的重点。
随着人类活动的不断扩大和加剧,生态系统的功能和稳定性面临着前所未有的威胁。
因此,开展生态系统功能和稳定性研究,揭示其内部机制和外部驱动因素,具有重要的理论和应用价值。
一、功能与稳定性的概念生态系统功能是指生态系统内各种生态过程和物质循环等基本功能,包括光合作用、有机物分解、营养元素循环、能源流动、生物多样性维持等。
生态系统服务是指人类从自然界中获取的各种利用价值,如食物、水资源、药物材料,以及文化和精神等价值。
生态系统功能是生态系统服务的基石,保持生态系统功能的完好性和稳定性,能够确保人类社会的可持续发展。
生态系统稳定性是指生态系统对环境变化和干扰的响应能力和恢复力。
生态系统的稳定性受生态系统的复杂性、生物多样性、物质循环和能量流动等因素的影响。
生态系统的失稳可能导致生态系统功能的丧失和生态系统服务的中断,对生态环境和人类福利造成严重影响。
二、生态系统功能和稳定性的研究方法生态系统功能和稳定性是综合性的问题,在研究中需要多种方法和技术的协同支撑。
常用的方法有以下几种:1.野外调查和实验研究野外调查是生态系统研究的基本方法之一,通过对野外现象进行观察和分析,获取生态系统的信息和数据。
实验研究则是通过人为操作来模拟生态系统内的过程和变化,以测试生态系统的响应和稳定性。
野外调查和实验研究结合可以提高生态系统研究的有效性和可靠性。
2.模型模拟和系统分析模型模拟和系统分析是现代生态学领域中广泛运用的技术,其利用现代计算机技术和数学方法对生态系统进行模拟和分析。
通过建立生态系统模型和过程模拟模型,对各种因素和变化进行分析和预测,以及揭示生态系统内部机制和动力学过程。
3.分子生态学和生态遥感分子生态学是利用分子生物学技术,通过分析生态系统内基因、基因组、蛋白质等分子水平的变化,了解生态系统物质循环、生物多样性、群落演替等生态过程的变化。
海洋生态系统健康评价研究
【 键 词 】 海洋生态; 关 健康评价 【 中图分类号】 84 X 2 【 文献标识码 】 A
【 文章编号】 0426 (07 1—000 10— 7820 )005— 2
海岸带 生态 系统是 人类最主要 的 自然资源提供者 , 每年 提 也就是各个影 响 因素 因子是 在较稳定 的情 况下的 , 对那些可能 供 财富的价值约为 1. 26万亿美元 。全球 海岸带 的面积仅 占陆 会有的 突发 影响 因素 因子 暂不考虑 , 这样 的评价 主要 目的在于 地 面 积 的 1% ,但 生活 在该 区域 的人 口却 占世 界 总人 口的 反映海洋生态健康程度可能性 的实质状 况。 0 6 %。随着人 口的增长与经济 的发展 , 0 人类不断加 大对海洋 资 3差异 性原则 。在众 多生态 环境评价 因子 中, . 有些 因子对 源的开发强度 , 同时又大量 向海洋排放污染物 。全球范 围内的 海 洋生态健康程 度的影响是非 常重要 的, 但它们分 布相对 比较 海岸带生态 系统正遭受着 前所 未有的强烈扰 动( 养殖 、 捕捞 、 排 均一 , 影响几乎 没有 什么差异 。 本次评价 中, 在 对这类因子指标 污 、 口、 港 航运 、 浚等 )并 且 已经 呈现出生产 力下降 、 物 多 不 予 选 用 。 疏 , 生 样性减少 以及水质 富营养化 等严重 的生态 和环境问题 。《 千年 4可操 作性原 则。 取的因素因子数据应 当较容易获取 ; . 选 指 含意 明确 , 并不失科学性 。 生态环 境评估报 告》 出, 指 过去五 十年 中, 由于人 口急 剧增长 , 标数值要 简单 明了 , ( ) 二 评价 因素 因子的选择 人类过度开发和使用地球 资源 , 些生态 系统所遭受 的破坏 已 一 经无法得 到逆转 , 在评 估 的二 十 四个生态 系统 中有十 五个 ( 包 根 据评价 指标确 定 的原 则及 前人 的研 究成果 , 海洋 生 以“ 括海岸带生态系统 ) 正在持续恶化 。海岸带生态系统健 康是海 态 系统健康指数 ” 评价为例 , 对其 因素 因子进行综合分 析。 洋环境管理与生态系统管理 的 目标 之一 。 生态系统服务功能是 1 洋生态 系统组 织结构 因素 。在海洋 生态 系统组织结 构 、 海 人类生存和发展 的基础 。同时 , 态系统只有保持 了结 构和功 因素 中 , 生 主要考虑 了系统 的结构 因素。包括以下七个 因子 : 解 溶 能 的完 整性 , 并具有抵 抗干扰 和恢 复能力 , 才能长期 为人类 社 氧 、 无机磷 、 无机氮 、 化学耗氧量 、 底栖 生物物种多样性指 数 、 浮 会提供服务 。 健康 的生态 系统是 国家发展 和社 会稳定 的一个重 游动物物种 多样性指 数 、 浮游植物 物种 多样性指数 。 2海洋生 态 系统活 力。在 海洋生 态 系统 活力因素 中 , . 主要 要组成部分 , 是可持续发展的根本保证 。 考虑 三个 因子 : 级生产力 、 初 单位养 殖容量 、 单位渔 获量 , 目的 评 价 因子 的选 取 是判断 系统 的活力特性 。 海洋生态健康评价信息 系统 的研究 目标 , 以影 响海洋生 是 3海 洋生 态 系统恢复 力。在海洋 生态系统恢 复力 因素中 , . 态健康 的因素为研究 对象 , 综合 运用各种 手段 , 实现 海洋 生态 主要考虑一 下三个 因子 :无机磷环境容 量 、无机氮环境 容量 、 健康的影响 因子评价 。因此 , 首先需要 依据正确 的原则 选取恰
生态系统健康评价研究
生态系统健康评价研究
生态系统是人类生存的基础,但是由于人类的不断破坏,生态系统的健康状况
正变得越来越不稳定。
为了保护生态系统,我们需要对其健康状况进行评价。
本文将介绍生态系统健康评价研究的相关内容。
一、生态系统健康评价的定义
生态系统健康评价是指对一个生态系统内在稳定性和动态平衡状态的评价,以
确定生态系统当前状态与过去和未来状态的比较,并为保护生态系统提供决策依据。
二、生态系统健康评价的指标
生态系统健康评价的指标包括物种多样性、生境健康、生态过程、生态系统评价、病毒负载、种群密度等。
各指标的重要性取决于评估的环境、生态系统类型和评价目的。
三、生态系统健康评价的方法
生态系统健康评价的方法包括生态风险评估、蒙特卡罗模拟、生态系统服务评估、食品链分析等。
这些方法可以使评估者得出合理的结论,采取有效而非破坏性的保护措施。
四、生态系统健康评价的应用
生态系统健康评价的应用包括对生态系统保护区域的评估、对人类活动的影响
的评估、对污染物的影响的评估、对管理规划的评估等。
生态系统健康评价可以为生态系统保护提供定量而非主观的指导。
五、生态系统健康评价的展望
生态系统健康评价需要加强对不同生物类群的研究和对环境变异的了解,更好地理解为何某些生态系统对一个因素的健康反应与其他生态系统存在差异。
此外,还需要提高公众对生态问题的关注和理解,以便更好地保护生态系统。
综上所述,生态系统健康评价是理解生态系统健康情况的关键,可以为我们保护和管理生态系统提供有意义的指导。
通过加强生态系统健康评价的研究,我们可以更好地保护身边的环境。
生态系统健康评价研究方法与技术
生态系统健康评价研究方法与技术一、前言生态系统健康评价是当前环保领域的研究热点之一,其重要性在于通过评价生态系统健康情况,为控制生态环境污染提供科学依据。
本文将探讨生态系统健康评价的研究方法与技术,并为生态环境保护提供参考。
二、生态系统健康评价指标生态系统健康评价指标是通过综合考虑生态系统各方面特征来衡量生态系统健康状况的指标。
主要包括:1. 结构指标。
结构指标主要关注生态系统的组成部分,包括生物多样性、生境质量、生态系统结构等,以评估生态系统的结构稳定性和完整性。
2. 功能指标。
功能指标主要关注生态系统的生态功能,包括能量流动、物质循环、自净功能等,以评估生态系统的自然恢复和再生能力。
3. 动态指标。
动态指标主要关注生态系统的变化情况,包括环境胁迫、景观破碎化等,以评估生态系统环境承载能力和可持续性发展能力。
4. 经济指标。
经济指标主要关注生态系统的经济利用价值,包括可持续利用、非经济价值等,以评估生态系统在经济、社会和环境方面的综合价值。
三、生态系统健康评价方法1. 地理信息系统(GIS)GIS是一种基于空间数据的信息系统,可以将不同类型的空间数据进行整合,并进行综合分析和评估。
GIS在生态系统健康评价中主要应用于生态系统功能和流程分析,以及相关空间数据可视化和地图制作。
2. 现场调查现场调查是生态系统健康评价的基本方法之一,通过现场观察与测量,收集和分析生态系统的各种资料。
现场调查主要应用于收集生态系统变量数据,如环境温度、湿度、pH值等。
3. 模型模拟模型模拟是通过建立生态系统的数学模型,对生态系统进行模拟和预测。
模型模拟主要应用于预测生态系统未来可能出现的情况,如水循环、物质交换等生态过程。
4. 系统分析系统分析是生态系统健康评价的又一种方法,主要是通过系统性分析生态系统的各种变量关系,以及其对生态环境的影响。
系统分析常应用于大规模生态系统健康评价和管理。
四、生态系统健康评价技术1. 遥感技术遥感技术是借助于高分辨率卫星、航空摄影、无人机等遥感设备感知地球的物理量和信息的技术。
生物地理学模型与生态系统健康评价的相关研究
生物地理学模型与生态系统健康评价的相关研究随着全球生态环境的不断恶化,生态系统健康评价已成为生态学界的一个重要研究领域。
评价生态系统健康的方法包括生物多样性评价、生态系统功能评价、生态系统服务评价等多种方法。
近年来,生物地理学模型也逐渐成为评价生态系统健康的一种重要工具。
本文将就生物地理学模型与生态系统健康评价的相关研究进行讨论。
一、生物地理学模型生物地理学模型是指模拟物种或生态系统在空间和时间上的分布、面积、多样性等特征的模型。
生物地理学模型包括物种分布模型、物种多样性模型和生态系统模型等。
物种分布模型是通过分析物种在不同环境条件下的分布情况来预测该物种在其他未观测区域的分布情况。
物种分布模型主要利用地理信息系统(GIS)等技术,结合物种的生态特征和环境因素,预测物种的分布范围和分布概率。
物种多样性模型是通过分析不同环境条件下所支持的物种多样性水平的变化来预测生物多样性的变化。
物种多样性模型主要是基于物种多样性与环境因素之间的关系,包括气候、土地覆盖、海拔、地形等因素,了解物种多样性分布与环境的相关性,以预测未来物种多样性的变化趋势。
生态系统模型是模拟生态系统的形态、结构和功能,并探究生态系统发展的趋势。
生态系统模型主要是以生态系统元素关系为基础,研究生态系统结构和功能的变化,从而为生态系统健康评价提供依据。
二、生物地理学模型在生态系统健康评价中的应用生物地理学模型与生态系统健康评价之间的联系在于,通过物种的分布变化、物种多样性变化和生态系统功能变化等指标来评价生态系统的健康状况。
因此,生物地理学模型在生态系统健康评价中具有重要的应用价值。
首先,生物地理学模型可以用来预测生态系统的变化趋势。
通过建立生态系统模型,可以对生态系统未来状态进行预测,进而对生态系统的健康状况进行评价。
例如,在非洲草原生态系统中,通过建立物种分布模型和生态系统模型,预测未来由于人类活动导致的植被变化和气候变化对草原生态系统的影响,以便采取保护措施。
生态系统健康评价及指示物种评价法研究进展
作者: 王敏;谭娟;沙晨燕;王卿;阮俊杰;黄沈发
作者机构: 上海市环境科学研究院;东华大学环境科学与工程学院
出版物刊名: 中国人口资源与环境
页码: 69-72页
年卷期: 2012年 第S1期
主题词: 生态系统健康;评价;指示物种法
摘要:生态系统健康是人类可持续发展的根本保证,健康的生态系统既要满足自身可持续发展,又要保证其服务功能。
本文综述了生态系统健康的发展过程,对其概念进行了阐述。
生态系统健康评价、服务功能评价和风险评价作为三类常用的生态系统评价方法,本文对其间的区别与联系进行了分析。
指示物种评价法是生态系统健康评价的常用基本方法,在结合国内外生态系统健康评价典型案例的基础上,归纳总结了该评价方法的优缺点,指示物种评价方法简便易行但不够准确全面。
根据生态系统健康研究领域的新动态,指出了生态系统健康评价存在的问题及今后的发展趋势,包括评价标准严格化、胁迫分析与病变症状的对应关系、定性评价与定量评价相结合以及充分利用现代科学技术作为评价手段。
生态系统健康评价指标研究
生态系统健康评价指标研究随着环境污染问题的日益严重,人们越来越关注生态系统的健康状况。
而对于生态系统的健康评价,一项重要的任务就是选取科学、客观的指标来进行评估。
本文将探讨一些常用的生态系统健康评价指标,并提出一些改进的方向。
一、物种多样性物种多样性是衡量生态系统健康程度的重要指标。
一个良好的生态系统应该包含相对丰富的物种多样性,因为不同物种间相互独立、依存和共存,相互之间形成了复杂的生态关系。
同时,物种多样性又能够反映出环境的稳定性和复杂性。
因此,通过调查和统计物种多样性,可以初步评估生态系统的健康程度。
二、生态环境质量生态环境质量是生态系统健康评价中的重要衡量指标。
生态环境的状况直接影响着存在于其中的各种生物的寿命、繁殖等行为。
因此,我们可以通过测定水、空气、土壤等生态环境的质量指标,来评估生态系统健康的程度。
三、生态系统生产力生态系统生产力是指生态系统所能提供的各种生态服务的总量。
生态系统生产力可以视为生态系统的“经济生产力”,衡量生态系统的可持续发展能力和生态系统给人类社会带来的价值。
例如,林业、畜牧业的生态系统可以提供木材、牛奶、肉类等各种产品。
而生态系统的水循环、大气循环等系统也可以为人类社会带来生产力,如提供水源、土地、气候等。
因此,通过量化生态系统生产力,我们可以更好地评估生态系统的健康。
四、生态系统稳定性生态系统的稳定性是指生态系统中物种数量、分布、功能等多种因素变化所表现出来的各种稳定状态。
例如,物种之间存在着食物链、能量流、物质循环等生态环节,这些环节彼此互动,相互均衡,使得生态系统能够保持稳定。
同时,生态系统健康与否也与环境变化是否能够使系统迅速适应有关。
生态系统的稳定性评价可以通过确定各种稳定性指标、评估生态系统中各种元素之间的相互作用关系,推断生态系统是否处于稳定状态。
五、其它指标除了上述指标,还有很多其他因素也会影响到生态系统的健康,例如能源利用、入侵物种等。
因此,在进行生态系统健康评价时,需要综合考虑各种因素,进行多项指标的综合分析。
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文章编号: 1001-4675(2003)04-0330-06生态系统健康评价研究方法与进展Ξ张宏锋, 李卫红, 陈亚鹏(中国科学院新疆生态与地理研究所,乌鲁木齐 830011)摘 要:生态系统是人类生存的依托条件,生态系统是否健康直接影响到人类的生产、生活。
由于生产力的不断发展及资源利用水平的不断提高,人类对生态系统的影响越来越大,其直接后果就是生态系统发生病变,导致生态系统服务功能丧失。
在阅读国内外有关生态系统健康文献的基础上,综述了生态系统健康的发展过程、概念、范畴、指标、评价方法及存在的问题,旨在反映当前生态系统健康研究的状况,同时能为环境保护和生态系统恢复提供一些建议和方法。
关键词:生态系统;健康;评价方法中图分类号:Q146 文献标识码:A 生态系统是一定空间内由生物群落及其环境组成的具有一定格局,借助于功能流(物种流、能量流、物质流、信息流和价值流)而形成的稳态系统〔1〕。
人类作为生态系统的一个组分,与生态系统中环境的关系密切,表现为人类社会与经济活动愈强烈,对生态系统的干扰就愈大。
尤其近50a来,随着对自然资源利用水平的不断提高,各种工业活动排放的三废(废液、废物、废气)大量排入生态系统,超过了生态系统的自净能力〔2〕;盲目的毁林开荒破坏了森林生态系统健康,使森林自然生态系统失去平衡,失去了涵养水分、防风固沙的能力;对草地的过度利用,使草地退化;植被覆盖度降低,加剧了土地荒漠化过程和沙尘天气的发生〔3~6〕。
鉴于此,科学家们提出了生态系统健康(Ecosystem health)概念,希望尽早制止生态系统的恶化,强调应用保护人类健康的范例来保护生态系统健康。
1 生态系统健康的提出和发展过程生态系统健康的提法可追溯到20世纪40年代。
1941年美国生态学家、土地伦理学家Aldo. Leopold首先定义了土地健康(Land health)〔7〕;60-70年代,生态学得到迅速发展,Woodwell和Barrett 提出胁迫生态学〔8,9〕;进入80年代,Rapport等研究了生态系统在胁迫状态下的行为,认为它在逆境下的反应不具有自主性〔10〕。
Costanza和Rapport等科学家认为,现在世界上的生态系统在胁迫下发生问题,不能像过去一样为人类服务。
他们认为,生态系统健康的概念可引起公众对环境退化问题的关注〔1,11〕;1988年Schaeffer〔12,13〕等首次提出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;1989年,Rapport〔12,14〕论述了生态系统健康的内涵。
1989年国际“水生生态系统健康与管理学会”在加拿大成立,这是国际上首次成立的有关生态系统健康的学术团体,其宗旨是促进与发展整体的、系统的和综合的方法保护与管理全球水生资源。
1990年10月,学术界、政府、商业和私人组织等各界代表在美国召开了关于生态系统健康定义专题讨论会。
1991年2月,在美国科学促进联合年会上,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。
1994年,31个国家的900名科学家聚集在加拿大渥太华,召开了“国际生态系统健康与医学研讨会”,会议集中在生态系统健康评价、人与生态系统相互作用的检验、基于生态系统健康的政策3个方面,并希望组织区域、国家和全球水平的管理,评价和恢复生态系统健康的研究。
同时宣告“国际生态系统健康学会(ISEH)”成立。
1996年,ISEH召开了“第二届国际生态系统健康学研讨第20卷 第4期2003年12月 干旱区研究ARID ZON E RESEARCHVol.20 No.4Dec. 2003Ξ收稿日期:2002-12-16; 修订日期:2003-06-10基金项目:国家自然科学基金(90102007)和中国科学院知识创新项目(KZCX1-08-03).作者简介:张宏锋(1978-),男,硕士研究生,研究领域为环境科学.E-mail:zhanghf77925@.会”,本次大会与“96生态最高级会议”联合在丹麦哥本哈根召开。
这次“生态最高级会议”由国际生态模拟学会、国际生态工程学会和国际生态经济学会共同组织。
大会明确了要解决复杂的全球性的生态环境问题,需要综合自然科学和社会科学。
1999年8月,“国际生态系统健康大会———生态系统健康的管理”在美国加州召开。
这次大会的3个主题是“生态系统健康评价的科学与技术”,“影响生态系统健康的政治、文化和经济问题”以及“案例研究与生态系统管理对策”。
迄今为止,关于生态系统健康的杂志有1995年创刊的《Ecosystem Health》,1992年发行的《Journal of Aquatic Ecosystem Health》(1997年更名为Jour2 nal of Aquatic Ecosystem stress and Recovery)。
Costanza、Rapport等主编的关于生态系统健康的专著,对生态系统健康进行了全面的论述〔7,15,16〕。
这些杂志的发行和专著的出版,有力地推动了生态系统健康的研究,使生态系统健康从一个最初源自医学的概念,形成一个将生态—社会经济—人类健康3个领域整合在一起的综合性定义〔17〕。
2 生态系统健康概念对于生态系统健康概念的定义,各家均有不同之言〔1〕。
Woodley从生态系统所处的状态提出:“生态系统健康是生态系统发展的一种状态,在此状态中,地理位置、光照水平、可利用的水分、营养及再生资源量都处在适宜或十分乐观的水平,或者说,处在可维持该生态系统生存的水平”。
Karr等从生物群落结构和功能的完整性出发,指出生态系统健康是指“生态系统有能力供养并维持一个平衡、完整、适应的生物群落。
此群落由若干物种组成并且构成一个有功能的组织”。
美国国家研究委员会从生态系统提供的服务方面提出:“如果一个生态系统有能力满足我们的需求并且在可持续方式下,产生所需要的产品,这个系统就是健康的”。
大多数生态学家认为健康的生态系统是指生态系统的结构和功能都没有受到损害,生态系统中的各种功能流(物种流、能量流、物质流、信息流和价值流)都能正常进行,并能够提供各种满足人类需要的服务。
健康的生态系统能满足人类的各种需求,并且具有可持续性。
Rap2 port等在1998年将生态系统健康的概念总结为“以符合适宜的目标为标准来定义的一个生态系统的状态条件或表现”。
即生态系统健康应包含两方面的内涵:一为满足人类社会合理要求的能力,二为生态系统本身自我维持与更新的能力,前者是后者的目标,而后者是前者的基础〔17~20〕。
3 生态系统健康的评价范畴生态系统是一个复杂的系统,具有复杂的结构和功能,是人类和各种生物的生命支持系统,与人类的社会、经济活动有密切的关系。
因此,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方面;(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。
由于生态系统退化导致环境恶化,例如CO2的大量排放,改变了生态环境,使人类和生物的生存环境发生变化;海平面升高,土地荒漠化,迫使人类和各种生物迁离原来的居住环境〔21,22〕,食物链中有毒物质的富集积聚危害着人类的身体健康。
4 生态系统健康评价指标与方法生态系统健康是生态系统管理学和环境管理追求的目标〔23〕,健康的生态系统能满足人类社会的合理要求和实现生态系统本身自我维持与更新,并且具有可持续性。
生态系统的健康评价作为一门交叉科学的实践,不仅包括系统综合水平、群落水平、种群及个体水平等多尺度的生态指标来体现生态系统的复杂性;还兼收了物理、化学方面的指标,以及社会经济、人类健康指标,反映生态系统为人类社会提供生态系统服务的质量与可持续性〔18〕。
由于生态系统是一个极其复杂的系统,与人类的社会、经济活动及自然生态过程都有着密切的关系。
因此,对生态系统健康的评价应该综合生态学、地理学、社会经1334期 张宏锋等:生态系统健康评价研究方法与进展 济、人类健康及社会公共政策方面的原则和原理进行评价。
评价指标要反映事物本身特征的真实性,它的数值变化能够真实地反映生态系统健康状况;要有明确的涵义和可度量性,即标准与指标的明确性和可应用性;要有方便性,即尽可能采用已有的、为公众所熟悉的度量技术等;要成一个体系,即各项指标构成一个标准,几个标准构成一个整体衡量的体系;要有一定的灵活性,因为任何标准和指标,都有一定的时效性和变化趋势,即任何标准和指标都是在一定条件下、一定目标下采用的〔24〕。
这就要求我们在必要时作为趋势来估量(历史的、现实的),不要根据一时静态值来衡量。
另外,选用什么指标也不是一成不变的,在这个地区可能用这一指标,在另一个地区可能不用;在这个时期可能采用某一指标,而在另一个时期也可能不采用。
生态系统健康指标的选择要综合以上几个方面的内容,既要考虑它的可靠性、真实性,又要兼顾它的可行性,而且能够反映不同时空尺度生态系统健康状况。
4.1 评价指标生态系统健康评价指标包括生态指标、物理化学指标、人类健康与社会经济指标3个方面。
生态指标从不同的层次可以分为生态系统水平综合指标、群落水平指标、种群及个体水平指标。
生态系统水平综合指标包括活力、组织、恢复力3个指标,其中,活力可由生态系统的生产力、新陈代谢等获得;组织则由多样性指数、网络分析获得的参数表示;而恢复力可由模拟模型计算出来〔19,23〕;最常使用的群落结构指标有分类群组成、物种多样性和生物量等,种群或个体水平指标主要运用能够反映环境变化和衡量其他同域物种种群变化的指示种来监测生态系统健康;物理化学指标是对生态系统的非生物环境进行检测的指标,由大气污染指数、紫外线辐射强度、土壤重金属含量、水体富营养化程度、水体矿化度、p H值等各项指示环境质量的指标组成;人类健康与社会经济指标从生态系统提供的服务方面反映了生态系统要满足人类生存与社会经济可持续发展对环境的要求,它要满足以下条件:(1)维护人类健康;(2)提供人类生产生活所需的各种资源;(3)提供适宜的生存环境条件〔24〕,它们从生态和社会方面综合反映生态系统的健康状况。
人类健康与社会经济指标包括重大流行疾病发生率、社会稳定性、工资收入、物价指数等方面(图1)〔17〕。