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干旱荒漠绿洲生态安全的科学内涵
作者:潘存德  文章来源:本站收集  点击数  更新时间:2006/6/5 15:53:57  文章录入:anny  责任编辑:anny

 

2.2  绿洲生物生态安全

生物安全包括狭义的生物安全和广义的生物安全。狭义生物安全是指防范由现代生物技术的开发和应用(主要指转基因技术)所产生的负面影响即对生物多样性、生态环境及人体健康可能构成的危险或潜在风险。广义生物安全不止针对现代生物技术的开发和应用,它涵盖了狭义生物安全的概念并且包括了更广泛的内容。大致分为三个方面:一是指人类的健康安全;二是指人类赖以生存的农业生物安全;三是指与人类生存有关的环境生物安全。本研究在这里所说的生物生态安全是指广义的生物安全,尤其是环境生物安全,涉及到环境保护、植物保护、野生动物保护、生态、农药、林业等。

按广义生物安全的概念,检疫是其作为保障生物安全的重要组成部分。我国的出入境检验检疫机构的主要职责就是保护我国的生物安全,拒绝来自境外的威胁。一般来说,生物安全所受到的外来威胁主要来自以下几个方面。首先是人和动植物的各种致病有害生物。除了疯牛病、口蹄疫,古今中外由于有害生物危害人类健康和农业生物的安全,给人类带来的灾难是十分沉痛的。其次是外来生物入侵。虽然历史上有不少外来生物曾经为人类造过福,但是也有许多外来生物导致了农作物和牲畜的死亡以及生物多样性的下降甚至丧失,严重危害环境生物安全,这种现象称之为生物入侵,也有人称之为生物污染。第三,随着现代科学技术的发展,世界上出现了越来越多的转基因生物,转基因生物是通过现代生物重组DNA技术导入外源基因的生物,因此从某种意义上说转基因生物也是外来生物。正如核技术一样,转基因技术既可以造福人类也可以危害人类,转基因生物存在着一定风险,一些科学家认为,转基因生物有可能对人类健康、农业生物和环境生物构成极大的威胁。

干旱区生物多样性相对较低,尤其是人工建立的绿洲生态系统,易受外来有害生物的危害。外来物种入侵有两层意思,第一,物种必须是外来、非本土的;第二,该外来物种能在当地的自然或人为生态系统中定居、自行繁殖和扩散,最终明显影响当地生态环境,损害当地生物多样性。入侵的外来物种会破坏景观的自然性和完整性,摧毁生态系统,危害动植物多样性,影响遗传多样性。此外,有害生物的防治不当,也会引发生物生态安全问题。对有害生物,尽量使用生物防治法。生物防治法有:(1)微生物防治法。通过菌类和病毒本身或提取物,使有害生物致病,从而达到对有害生物的防治。苏云金杆菌是目前世界上研究最多,产量最大的微生物杀虫剂,广泛用于农、林、卫生等害虫的防治。杆状病毒,主要感染鳞翅目昆虫,被认为是重要而安全的杀虫剂。(2)激素防治法。生产出一些具有和天然动植物激素相类似的物质,用于病虫害的防治,其特点是高效、针对性强、毒性低、无污染。(3)复合生物防治法。将一些具有生物活性的物质有机结合起来,以达到防治面广、高效的目的,如G-P,为菌类物质提取物复合生物杀虫剂,由灰绿拟青霉素U-2菌发酵浓缩液和白蔓陀罗、花椒提取物配制而成,在防治大豆蚜虫中取得理想防效,也可有效控制菜蚜的危害。(4)自然防治法。通过对害虫天敌的研究、引进、释放和保护,发挥天敌的控制作用,将害虫控制在经济损害水平以下。利用不同植物之间相克的特性,可以套种某些作物来防治一些杂草,如高粱能抑制马齿大须芒草、垂穗草、柳枝稷等野草的生长;在农作物地里或苗园里套种芝麻,可抑制禾木科杂草的生长。这种防治方法非常有利于生态系统的协调发展。(5)基因控制技术。病原物的致病性通常是由基因控制的,通过这些基因的调控,使病原物的形状发生改变,从而使其不产生致病的作用。另一个方向是将一些抗性基因导入作物中,使作物产生抗虫性和抗病性。

新疆人工绿洲生态系统组成结构成分单一、物种简单,在农业活动中为满足作物生长和提高产量的需要,加上对极端环境的改造,如排水与灌溉过程、施肥和土壤的改良等,导致生境普遍中生化,或使土壤反应趋于中性,肥力明显提高。大量使用肥料、杀虫剂和除草剂等,使多样化的生境趋于消失或破碎化,对生境多样性造成了严重负面影响。因此,农业土地利用的重要结果首先是生境多性降低,其二是生境在很大程度上偏离区域原生自然生态系统,对赖依生存的物种具有明显的选择性,造成生物多样性下降,绿洲生物制衡机制消失,生物灾害成为危及绿洲生态安全的重要问题。如何提高绿洲生态系统生物多样性,加强绿洲的生物生态安全,已成为绿洲生态安全保障建设的重要内容。

2.3  绿洲水土生态安全

绿洲生态系统由天然绿洲生态系统和人工绿洲生态系统两大系统所构成。天然绿洲生态系统分布在人工绿洲的外部,以自然水过程或天然降水为基础而生存,其生物物种、群落结构、生态系统的外部形态都是由自然过程所规定。该系统的生态功能表现为维系干早荒漠区的生物多样性,并以规模性生物系统有效排解或化解风沙、干热风等对人工绿洲的侵扰。天然绿洲生态系统的最大危机来源于人工绿洲对水资源的掠夺和天然绿洲的人工化。荒漠生态系统上人工绿洲的建立,改变了水资源的空间分配,打乱了自然生态过程,使依赖于自然水过程而传播种子和繁衍后代的物种,如胡杨、柽柳等荒漠建群种失去了推动生命过程的自然干扰体制,出现了生态系统的退化。与此同时,由于天然绿洲具有长期的自然水土组合优势,随着生态规模的扩大,为了需要经济上的需求,大片天然绿洲演变为人工绿洲所替代。因此,随着人工绿洲的发展,干旱区人类对荒漠绿洲开始了长期强度的开发活动,已将原始荒漠植被中最优质的资源区开发为人工绿洲区,消弱了荒漠生态系统的功能。

绿洲的人工化过程已使现有绿洲的格局与原始自然绿洲的格局大相径庭,特别是人工对水过程干扰能力的不断增强,往往使人们忽视了绿洲发展的自然基础,依靠人工调节的绿洲面积越来越大,绿洲经营的社会成本和自然风险加大。因此,绿洲生态安全的首要问题是水土的生态安全,包括流域水过程完整性的保持和依托于流域水过程而存在的天然绿洲生态系统生命过程的维系。

包括土壤次生盐碱化在内的土壤盐碱化问题是绿洲水土生态安全的重点。绿洲内部的盐渍化问题是威胁绿洲安全和持续发展的重要因素。盐碱化是荒漠化的重要特征之一,普遍发生在干旱、半干旱地区,尤其是地下水位较高的地段表现更为典型,是绿洲生态安全不可忽视的重大问题。盐碱化是一种因土壤含有过多地可溶性盐类或代换性Na+ 而导致土壤性质恶化的过程,它使土壤肥力减退,土地退化,生产力降低。以土壤次生盐碱化问题为核心的绿洲水土生态安全是提高绿洲土地生产潜力和实现持续发展的关键。次生盐渍化是绿洲灌区主要的危害之一。

在广阔的流域地貌上,也同样体现出水土生态安全的需要。流域生态学的着眼点是水-陆的相互作用、相互结合,所关注的是流域内不同生态系统之间信息、能量、物质的变动规律,流域内不同景观(高地、沿岸带、水体)间的上述关系是重要的研究内容。流域生态系统的自然部分,可划分为水体、河岸带及高地部分,进一步可分为各种生态系统类型,具体到每一个自然生态系统,其结构和功能与一般生态系统相同,而把流域作为一个复合的自然生态系统时,结构和功能则要复杂得多。

河岸带是介于河溪和高地植被之间典型的生态过渡带,是最典型的开放型系统。河岸带在功能上将上游和下游连为一体,在结构上是高地植被和河溪之间的桥梁。尽管河岸植被复杂多变,常呈斑块状分布,但其组成和结构在整个河流连续统中的状况有一定的规律。河岸植被在多数情况下呈斑块状分布,但植物群落一般随年季水的升降,垂直地改变了河岸带的生长立地,由河边向两侧,大致形成了一个演替系列,植物种数呈抛物线状分布。

河岸植被是景观中重要的廊道,动植物可以沿河道上下运动,是新疆山地冷湿气流向平原区沉降的主要通道,常常引起带状或局域降雨。河岸生态系统狭长和网状特性明显地提高了它们在景观中的连接性地位,河岸带不仅自身具有对各种景观过程连接的功能,而且在很大程度上对其它景观因子,如斑块、基质等起着连接作用,这一特性也是干旱区水土生态安全在更广阔空间上的体现。

生态需水,也是水土生态安全的一个重要方面,尤其是在干旱区。生态需水是指维持生态系统中具有生命的生物物体水分平衡所需要的水量。主要包括了维护天然植被所需要的水量,水土保持及水保范围之外的林草植被建设所需要的水量,保护水生生物所需要的水量。

生态需水还存在时间保证和量质保证问题。对于不同类型的生态系统,其季节和年际变化不尽相同。对于河道而言,一定时间段内既要有低流量的保证。对于湖泊而言,在一定时间段内,特别是植物生长季节、动物繁殖季节需要特别的关注。

 

参考文献

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2〕 潘建明. 国家生态安全与外来物种入侵. 生物学通报,2003,38(4):14~15.

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5〕 潘存德. 新疆绿色生态安全保障体系建设的目标与任务. 优化配置西部资源坚持高效持续发展学术研讨会论文集,2001:182~186.

6〕 陈国阶. 论生态安全. 重庆环境科,2002,24(3):1~3,18.

作者简介  潘存德,男,40岁,教授,新疆农业大学林学院。主要从事生态恢复、森林生态与经营方面的教学与研究工作。地址:新疆乌鲁木齐市南昌路42号,830052。电话:0991-8763728,e-mail:pancunde@163.com

 

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