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退化生态系统的内涵,参照系统及诊断途径
作者:佚名  文章来源:本站原创  点击数  更新时间:2004/5/14 15:26:35  文章录入:pebble  责任编辑:pebble

1.退化生态系统的内涵

   生态系统的动态发展,在于其结构的演替变化,如物种的组成,各种速率过程,复杂程度和随时间推移而变化的组分的变化。相应其结构的物质循环和能量流动等功能动态平衡,正常的生态系统是生物群落与自然环境取得平衡位置作一定范围的波动,从而达到一种动态平衡状态。但是,生态系统的结构和功能若在干扰的作用下发生位移(displacement),位移的结果打破了原有生态系统的平衡状态,使系统的结构和功能发生变化和障碍,形成破坏性波动或恶性循环,这样的生态系统称之为受害生态系统(damaged ecosystem )或退化生态系统(degraded ecosystem).其中所说的平衡状态或许已经是历史时期本地的状态了,现在人们无法获取当时这个系统的信息,那这个受害生态系统该和谁参照呢?参照系统是谁呢?所以说退化生态系统是具有相对的涵义的。关于参照系统的选择以及退化程度的诊断是我们接下来所要阐述的内容。

2.参照系统

 

   在恢复生态学的研究中,人们对生态恢复的目标讨论和关注比较多,然而必须指出的是:恢复的目标不一定等于退化程度诊断的参照系统。退化生态系统是指生态系统在自然或人为干扰下形成的偏离自然状态的系统。与自然系统相比,一般地,退化的生态系统种类组成、群落或系统结构改变,生物多样性减少,生物生产力降低,土壤和微环境恶化,生物问相互关系改变。退化生态系统是相对未退化或退化前的原生态系统而言的。陈灵芝等认为退化生态系统是与顶极生态系统(群落)相对而言,所谓顶极生态系统是指在没有人为干扰时,主要受气候条件的制约而形成的。陈伟烈认为退化生态系统实际上是生态系统演替的一个类型,所谓退化其意思是指它的组成、结构、功能、动态及其对环境改善的效能都与自然的生态系统有着明显的不同,在大多数情况下,均比不上自然生态系统。可见,退化,往往是针对初始生态系统,一般也应以退化前的生态系统作为参照系统。然而由于种种原因(如缺乏对生态系统的长期定位跟踪监测研究),人们往往对退化前生态系统整体状态的各项参数(如组成、结构、功能、动态等)缺乏足够的了解。因而在现今的生态恢复实践中,要以原来生态系统(退化前生态系统)作为参照系统有一定的现实困难;人们可以在本区域或邻近区域内选择未受破坏或破坏程度很轻的自然生态系统作为相应参照系统(当今世界,完全未受干扰的纯自然系统几乎是不存在的),这是个权宜之策,当然若有退化前生态系统的各项指标数值最为理想。这也从一个侧面反映了开展和坚持长期的生态系统定位研究的重要件。

 

3.诊断途径 

 

   理论上讲,生态系统发生了退化,将会在该生态系统组成,结构,功能与服务等方面有所体现。因而诊断途径有生物途径、生境途径、生态系统功能/服务途径、景观途径、生态过程途径等。生态系统退化程度的诊断途径与可能指标(体系)如下

1).  生物途径

      生物途径的指标一般比较直观切容易获得,因而是一类主要的诊断途径。

      生物组成与结构:如植物、动物、微生物、生物多样性(指数)、盖度、密度、分布格局、年龄结构等。   

      生物数量:如生物(占据)面积、总生物数量、各种生物的数量等。   

      生物生产能力:如净初级生产力、生物量等。

2).  生境途径

    生境往往是指气候条件和土壤条件,气候因子的变化一般不大,土壤因子的变化往往较大甚至很大,因而在生境诊断途径中更应重视土壤因子的变化

   气候条件:如降水量、气温、光照、空气湿度、风等级等。   

   土壤理化性质:如土层厚度、土壤母质与成土矿物、土壤质地、土壤有机质、土壤的孔性与结构性、土壤水分、土壤空气和热量状况、土壤胶体及其对离子的吸附交换作用、土壤的化学性质和过程(土壤离子交换作用、土壤酸碱性、土壤的氧化还原作用、土壤缓冲性)、土壤养分(土壤中的氮素、磷素、钾素、硫、钙、镁、微量元素,土壤养分平衡及有效性)等

3).  生态系统功能/服务途径

    生态系统发生退化的最终表现往往是生态系统功能与服务。随着对生态系统服务价值评估研究的深入,生态系统退化程度诊断的生态系统功能/服务途径将更具应用前景。    Constanza等(1997)把生态系统服务(生态系统功能)分为17个项目:气体调节(大气化学成分调节)、气候调节(全球温度、降水及其它以生物为媒介的全球及地区性气候调节)、干扰调节(生态系统对环境波动的容量、衰减和综合反映)、水调节(水文流动调节)、水供应(水的贮存和保持)、控制侵蚀和保持沉积物(生态系统内的土壤保持)、土壤形成(土壤形成过程)、养分循环(养分的贮存、内循环和获取)、废物处理(易流失养分的再获取,过多或外来养分、化合物的去除或降解)、传粉(有花植物配子的运动)、生物防治(生物种群的营养动力学控制)、避难所(为常居和迁徒种群提供生境)、食物生产(总初级生产中可用作食物的部分)、原材料(总初级生产中可用作原材料的部分)、基因资源(独一无二的生物材料和产品的来源)、休闲娱乐(提供休闲旅游活动机会)、文化(提供非商业性用途的机会)。    蔡晓明(2000)把生态系统功能分为生态系统的物种流动、生态系统的能量流动、生态系统的物质循环、生态系统的信息流动、生态系统的价值流、生态系统的生物生产、生态系统中资源的分解作用等,把生态系统服务分为生态系统的生产、生物多样性的维护、传粉、传播种子、生物防治、保护和改善环境质量、土壤形成及其改良、减缓干旱和洪涝灾害、净化空气和调节气候、休闲、娱乐、文化艺术素养——生态美的感受等。

4).  景观途径

   生态系统发生退化一般会在更大的尺度上即景观尺度上有所表现。生态系统退化的景观诊断是应加强的基础理论研究。  

 景观组成:如嵌块体(大小、形状、个数和构型)、廊道(结构、类型)、基质与网络等

 景观结构:如异质性,嵌块体、廊道和基质的构型,景观对比度等

5).  生态过程途径

   生态系统发生了退化,其生态过程特别是关键的生态过程必然有所变化,这就为生态过程途径的诊断奠定了基础。生态过程可以发生在不同的尺度水平上。生态学过程一般包括种群动态、种子或生物体的传播、捕食者和猎物的相互作用、群落演替、干扰扩散、养分循环等;生物的生理生化反应过程(如光合作用、呼吸作用等)的一些指标也可对生态系统退化程度诊断提供信息。

 

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