生態多樣性概念范文

導語：如何才能寫好一篇生態多樣性概念，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

生物學中生物多樣性的概念

生物多樣性這一概念由美國野生生物學家和保育學家雷蒙德(Ramond.F.Dasman)1968年在其通俗讀物《一個不同類型的國度》(A different kind of country)一書中首先使用的，是Biology 和 Diversity 的組合，即Biological diversity。此后的十多年，這個詞并沒有得到廣泛的認可和傳播，直到上世紀80年代，“生物多樣性”(Biodiversity)的縮寫形式由羅森(W.G.Rosen)在1985年第一次使用，并于1986年第一次出現在公開出版物上，由此“生物多樣性”才在科學和環境領域得到廣泛傳播和使用。

根據《生物多樣性公約》的定義，生物多樣性是指“所有來源的活的生物體中的變異性，這些來源包括陸地、海洋和其它水生生態系統及其所構成的生態綜合體;這包括物種內、物種之間和生態系統的多樣性。”

生物多樣性是生物及其與環境形成的生態復合體以及與此相關的各種生態過程的總和，由遺傳(基因 )多樣性，物種多樣性和生態系統多樣性三個層次組成。遺傳(基因)多樣性是指生物體內決定性狀的遺傳因子及其組合的多樣性。物種多樣性是生物多樣性在物種上的表現形式，也是生物多樣性的關鍵，它既體現了生物之間及環境之間的復雜關系，又體現了生物資源的豐富性。生態系統多樣性是指生物圈內生境、生物群落和生態過程的多樣性。

 

篇2

景觀規劃設計在生物多樣性保護中的意義已引起生物學家的高度重視，用W1lson(1992，P317)的話說“作為一個發展中的專業，景觀設計(LandscapeDes1gn)將在(生物多樣性)保護中起著決定性的作用，在環境日益人工化的情況下，仍然可以通過林地、綠帶、水系、水庫和人工池塘及湖泊的巧妙布置來使生物多樣性保持在很高的程度。總體規劃不但考慮經濟效益和美，同時考慮生物種類的保護”。

生物多樣性(B1od4ers1ty)包含三個層次的含意：

(1)遺傳多樣性，即指所有遺傳信息的總和，它包含在動植物和微生物個體的基因內；

(2)物種多樣性，即生命機體的變化和多樣化；

(3)生態系統的多樣性，而棲息地、生物群落和生物圈內生態過程的多樣化。

相應的生物多樣性保護也分別在環環相扣的多個生物空間等級層次(B1ospat1alh1erarchy)上進行，即(1)景觀或生態系統綜合體層次，(2)群落層次，(3)物種層次，(4)種群層次和(5)基因層次。生物多樣性的空間等級層次與空間位置和格局緊密相關，這也正是本文關于生物保護景觀規劃討論的出發點。

總起來講，生物多樣性保護可分為兩種途徑：以物種為中心的途徑和以生態系統為中心的途徑。前者強調瀕危物種本身的保護，而后者則強調景觀系統和自然地的整體保護，力圖通過保護景觀的多樣性來實現生物多樣性的保護。保護戰略上的兩種不同途徑也體現在以生物保護為目的的景觀規劃設計中：以物種為出發點的的規劃途徑和以景觀元素為出發點的的規劃途徑。盡管兩者都考慮物種和生態基礎設施的保護，但前者的規劃過程是從物種到景觀格局，而后者是從景觀元素到景觀格局。

1.1以物種為出發點的景觀規劃途徑

該規劃方法強調，使景觀生態規劃具有意義的充分必要條件是選準保護對象，并對其習性、運動規律和所有相關信息有充分的了解。以此為基礎來設計針對特定物種的景觀保護格局。一個整體優化的生物保護景觀格局是由多個以單一物種保護為對象的景觀最佳格局的疊加與諧調。這一途徑一般可分為下列五個步驟：

(1)根據物種的重要性，選擇目前的或潛在的保護對象。

(2)收集關于保護對象的信息，包括查閱文獻，明確適合于每一保護對象的最佳景觀結構。

(3)匯總和比較所有保護對象對景觀的需要。

(4)修改保護物種清單以取得保護的諧調與一致性。

(5)綜合以單一物種保護為目的的景觀規劃來獲得某一地域的總體生物保護景觀規劃。

如果有足夠詳盡的關于物種及其相關聯系的信息的話，以物種為中心的景觀規劃途徑可以說是，最有效和科學的生物保護途徑。但是，這一途徑一開始就將可能遇到規劃師和生物學家都無法解決的問題，即什么物種應優先保護的問題。人們一般從三個方面的標準來選擇優先保護的物種：

(1)目前的稀有、特有性，受協狀態及其實用性，大型哺乳動物和那些被列入國際瀕危物種名單之列的物種顯然應作為首選的保護對象。往往被作為首選對象。

(2)物種在生態系統及群落中的地位。保護對象應對維護整體生態平衡有關鍵作用。

(3)物種的進化意義。一種雜草可能本身很不起眼，在群落內也表現不出重要意義，但卻有可能對進化史及未來生物多樣性的發展有重要價值。用進化的觀點來進行生物多樣性保護比被動地保護現存的瀕危物種更具有意義。

1.2以景觀元素保護為出發點的途徑

這一途徑并不基于對單一物種的深入研究來作景觀規劃，而是把生物空間等級系統作為一個整體來對待。集中針對景觀的整體特征如景觀的連續性，異質性和景觀的動態變化來進行規劃設計。該途徑認為，現實的生態過程發生在一個時空嵌合體中，包含生物等級系統的各個層次。而批評以物種或群落保護為對象的規劃只是偏面地解決了一個連續的復雜系列的局部和片段。因此，以景觀元素為核心的整體規劃途徑強調以下的步驟：

(1)生態過程和生物多樣性成份包含在一個廣泛的時空尺度上，因此，一個全面的規劃應該以生物等級系統的各個層次的受協成分或節點(Node)作為保護對象。強調節點的多樣性，這些節點小到一棵孤樹或一個森林斑塊，大到國家公園和自然保護區。而對單一物種本身則不作深入考察。

(2)因為景觀的破碎和分割被認為是危脅生物多樣性的一個最重要因素，所以，規劃強調景觀的連結關系和格局設計。規劃的目標是將每一景觀中各種大小的節點連接成為整體的保護網絡，并在區域和大陸尺度上建立景觀保護體系。

(3)景觀及其保護必須從時空系統和動態的、飄移的嵌合體(Sh1ft1ngMosa1c)角度來認識和理解。所以，生物多樣性保護的景觀規劃旨在維護嵌合體的穩定性，綜合考慮保護及發展規劃，以實現景觀的可持續性。

與以物種為核心的規劃不同，以景觀元素為核心的規劃的第一步不是確定單一物種作為保護對象與研究其特性，而是首先分析現存景觀元素及相互間的空間聯系或障礙，然后提出方案來利用和改進現存的格局，建立景觀保護基礎設施(Conser5at1on1nfrastruture)。包括在現有景觀格局基礎上，加寬景觀元素間的聯接廊道、增加景觀的多樣性、引入新的景觀斑塊和調整土地利用格局。

此景觀元素為核心的規劃途徑的理論發表包括島嶼生物地理學(1slandB1ogeography)和景觀生態學。景觀的連續性、異質性、動態和飄移等是規劃著重考慮的景觀特性。

這一規劃途徑的一個典型代表是所謂的景觀群島模式(Arch1pelagoModel)，或稱為綜合利用模式(Mult1ple-useModel，簡稱MUMs)。這一模式包括一個絕對保護的核心區和周圍緩沖區。沿核心區向外人類活動強度逐漸增加。核心區是生物多樣性等級系統中任一層次上的某一節點。

一個關于整體景觀保護的類似的概念是所謂的景觀補償區網絡(NetworkofLandscapeCompensat4eAreas)，這一概念強調景觀規劃和管理的一個最重要原則是景觀的多樣性和最優格局。而這樣一種最優格局表現為地域內多層次的景觀補償系統和生態基礎設施(Mander等1988)。這一理想的景觀格局實際上是一個等邊六角形。在這樣一個六角形中，景觀的生態多樣性和穩定性通過多層次的生態過渡帶和補償區網絡來實現。

以景觀元素為導向的規劃避免了上述的以特定物種為核心的規劃途徑的缺點，而從整體上來設計全面的、包容的景觀格局。對于景觀這一復雜的系統來說，這似乎是合理的。問題是，這種從形式出發的景觀格局設計是否能滿足內容即物種的保護需要？景觀格局是為誰而設計的？

2.多樣性保護的空間戰略

生物多樣性的喪失主要有以下六方面的原因：

(1)棲息地的消失；

(2)棲息地(景觀)的破碎化；

(3)外來種的入侵和疾病的擴散；

(4)過度開發利用；

(5)水、空氣和土壤的污染；

(6)氣候的改變。

其中，棲息地的消失和破碎是生物多樣性消失的最主要原因之一。在中國尤其如此(BCCA，1992)。棲息地的消失直接導致物種的迅速消亡，而棲息地的破碎化則導致棲息地內部環境條件的改變，使物種缺乏足夠大的棲息和運動空間，并有利于外來物種的侵入。適應于在大的整體景觀中生存的物種一般擴散能力都很弱，所以最易受到破碎化的影響。

盡管生物保護的景觀規劃途徑有所不同，一些空間戰略都被普遍認為是有效的。這些戰略對克服上述人為擾有積極作用。包括：

(1)建立絕對保護的棲息地核心區；

(2)建立緩沖區以減少人為活動對核心區的干擾；

(3)在棲息地之間建立廊道；

(4)增加景觀的異質性；

(5)在關鍵性的部位引入或恢復鄉土景觀斑塊。

2.1絕對保護核

這是自然保護中最傳統的戰略，其基本思想是將保護對象(殘遺斑塊或瀕危物種棲息地)盡量完整地保護起來，并將人類活動排斥在核心區周圍的緩沖區以外。

島嶼生物地理學強調自然保護區設計中的面積和臨近關系。這一理論最早由Preston和MacArthur及W1lson(等首先提出并發展。這一理論假設一個島上的物種數目最終將趨于一種動態平衡。導致平衡的兩種過程是物種的遷入和滅絕。達到平衡狀態的物種數主要取決于島嶼的大小和島嶼離種源的距離，即面積效應(AreaEffect)和距離效應(D1stanceEffect)。也就是說，一個小的保護區不但最終將只能允許少數物種的生存，并在一開始就使物種迅速消亡。而遠離種源的保護地，則很難使物種有再遷入來取代消亡的個體。這一假設或多或少在海洋島嶼和孤立的陸地殘遺斑塊的觀察中得到證實。但是，陸地景觀斑塊與海洋島嶼的狀況有很大差異，目前還沒有一個有效的途徑來衡量陸地景觀斑塊隔離狀況。有學者提出用景觀阻力(LandscapeRes1stance)來衡量棲息地斑塊間的隔離程度。影響景觀阻力的因素包括景觀的基相質地和邊界頻率等。Kanaapen等提出用最小累積阻力來衡量隔離程度。

島嶼生物地理學的越大越好和越近越好的基本原則在今天仍被廣為接受，但也有不同的看法，認為幾個小的保護區可能比一個大型保護區有更多的優越性。

一些反映面積和物種及種群關系的門檻為規劃提供了有用的發表。其中之一是種群健康所需要的最小面積(6ableM1n1mumArea)。對此，有兩條法則，即近期法則和長期法則。近期法則主張最小的有效種群數是50；長期法則主張最小種群數為200-500，這樣才能保證生物保護的長期安全。根據這兩個門檻，可以相應地確定最小面積。

根據島嶼生物地理學，物種與面積之間存在著以下的關系

其中S和A分別是物種數和面積(公頃)，C和z是特定物種及環境條件下的參數。盡管C和Z因具體情況變化很大，這一公式指出，當棲息地斑塊很小時保護面積的微小增加會導致物種的大幅度增加，而當棲息地斑塊很大時，其面積的進一步擴大只能增加少量的物種。根據這一特點，一般認為保護區的面積每減少十倍，物種數將損失30%。

另一種門檻變量是破碎度。根據采伐的模擬表明，景觀中至少有50-70%的原有森林生境才能保護物種及生態過程的健康和維持正常秩序。

2.2緩沖區

緩沖區(BufferZones)或過渡帶(Trans1t1onZones)的功能是保護核心區的生態過程和自然演替，減少外界景觀人為干擾帶來的沖擊。通常的方法是在保護核心區周圍劃一輔的保護和管理范圍。但試圖在保護核周圍建立緩沖區的設想往往會落空，原因是緩沖區土地的所有權法律上不屬于保護區管理部門。在有的情況下保護區內部也設緩沖區。但是，國際上關于如何劃分緩沖區的技術問題一直沒有解決。也就是說緩沖區應該劃到什么地方，如何劃才最有利于保護同時不給當地居民帶來過分的經濟損失。顯然，以保護核心為中心同心圓式地劃分緩沖區的做法是不科學的。一個新的劃分緩沖區的途徑是利用阻力面的等阻線來確定其邊界和形狀。阻力面類似與地形表面，其中有緩坡和陡坡，呈現一些門檻特征。據此來劃分緩沖區不但可以有效地利用土地，而且，可以判別緩沖區合理的形狀和格局，減少緩沖區劃分的盲目性。

2.3建立廊道(Corr1dor)

對抗景觀破碎化的一個重要空間戰略是在相對孤立的棲息地斑塊之間建立聯系。其中最主要的是建立廊道。生態學家們普遍認為，通過廊道將孤立的棲息地斑塊與大型的種源棲息地相聯接有利于物種的持續，和增加生物多樣性。這一觀點最近在景觀規劃和設計領域內得到認真的對待。

理論上講，相似的棲息地斑塊之間通過廊道可以增加基因的交換和物種流動，給缺乏空間擴散能力的物種提供一個連續的棲息地網絡，增加物種重新遷入的機會和提供鄉土物種生存的機會。許多實地觀察也證實了廊道的這種功能。

廊道的聯系和輻射功能使他們成為促進未來生物多樣性進化的重要景觀結構(。根據這一功能，廊道的設計應與生物進化的軌跡相適應，聯接重要的物種源以保護不斷的物種交流和輻射。

但是，廊道的意義也不能過分地強調。他們有時并不能起到聯系鄉土棲息地的作用。相反，他們有可能對鄉土物種帶來危害。在大尺度空間上的一個例子是南北美大陸聯接的形成在過去幾百萬年內導致生物多樣性的災難性的損失。在小尺度上的觀察也證明廊道對鄉土物種的危害性。對某些生態過程有促進作用的廊道，恰恰對某些物種的運動有阻礙作用。聯結孤立棲息地之間的廊道往往會引導天敵的進入，或外來物種的侵入而危協到鄉土物種的生存。美國佛羅里達州的開發就有許多這樣的問題。外來物種沿著交通廊道侵入景觀深處，危協鄉土物種的生存。

由于廊道功能的這些矛盾，要求景觀設計師謹慎考慮如何使廊道有利于鄉土生物多樣性的保護。特別應注重以下幾個方面的考慮：

(1)多于一條廊道：多一條廊道就相當于為物種的空間運動多增加一個可選擇的途徑，為其安全增加一份保險。

(2)鄉土特性：構成廊道的植被本身應是鄉土植物。

(3)越寬越好：廊道必須與種源棲息地相聯接，必須有足夠的寬度。否則，廊道不但起不到空間聯系的效用，而且，可能引導外來物種的入侵。至于多寬的廊道較為合適，目前尚無定論，但越寬越好是一條基本原則。至于針對某一種動物運動的廊道，當地的生物和生態專家的經驗往往能提供最可靠的參考。

(4)自然的本底:廊道應是自然的或是對原有自然廊道的恢復。任何人為設計的廊道都必須與自然的景觀格局，如水系格局相適應。

其它聯接破碎斑塊的方式包括建立動物運動的"跳板"(Stepp1ngStones),改造棲息地斑塊之間的質地和減少景觀中的硬性邊界頻度等以減少動物穿越景觀的阻力。

2.4增加景觀的異質性(Heterogene1ty)

實驗觀察和模擬研究都顯示，景觀異質性或時空的嵌斑特性(Patchenes)有利于物種的生存和連續及整體生態系統的穩定。許多物種需要兩種或多種棲息地環境。景觀的空間格局與時間更替一樣可能會顯得雜亂無章。但這種動態和交替抹去了景觀中的劇烈性的變化，使系統保持穩定。所以，保護和有意識地增加景觀的異質性有時是必要的。增加異質性的人為措施包括控制性的火燒或水淹、采伐等。

2.5恢復棲息地

另一種代價很高的生物保護戰略是棲息地的恢復，在關鍵性的部位引進鄉土棲息地斑塊，作為孤立棲息地之間的“跳板”，或增加一個適宜于保護對象的棲息地。這樣可以大大增強生物多樣性保護的效果，同時也可提高景觀的美學價值。

上述多種生物多樣性的保護戰略都在不同程度上有積極作用。關鍵的問題是在什么地方和怎樣來構建上述空間結構和戰略。也就是說在什么地方劃分緩沖區?在什么地方建廊道來聯接棲息地斑塊?在什么地方引入新的斑塊來有效地影響生態過程?這些問題還遠未得到解決。

3.生物保護的景觀規劃途徑討論

3.1普遍的缺陷和應改進的方面

上述關于生物保護的景觀規劃途徑和空間戰略總起來有以下兩個方面的不足：

(1)被動的途徑

除少數例外，目前生物保護多采用被動方式。生物多樣性或鄉土棲息地被作為被動的保護對象，被圈在一定的地區或限制在一定的網絡內運動。如果把生物對景觀的利用作為一個能動的生態過程，一種對景觀的競爭性的控制過程，情景可能會很不一樣。在這種假設下，通過識別關鍵性的景觀局部和空間聯系，而利用物種自身的對空間的探索和侵占能力來保護生物多樣性。這也正是景觀生態安全格局(Ecolog1calSecur1tyPatterns)概念的基本出發點之一。

(2)局限于對“實體”景觀的保護

由于上述關于把物種作為被動對象保護在特定地域和現存景觀元素中的局限性，生物保護中的景觀生態研究和規劃往往注重現有景觀元素及格局與生物運動過程的關系或偏于記載和再現現存的景觀實體元素而對景觀的另一半，即作為景觀實體元素背景的部分研究很少。而恰恰是這部分“虛體”景觀，如作為景觀中森林斑塊背景的農用基質，對物種的空間運動起作很重要的作用。那么，在這種景觀基質、或背景中是否存在著某種隱藏的或是潛在的結構，影響、甚致控制著景觀生態過程呢？

由于上述兩個局限性，生物保護的上述空間戰略的有效性也就值得懷疑了。如傳統的緩沖區的劃分方法，和根據現存的自然結構來建立廊道并相信物種能利用其進行空間運動等都值得進一步討論。

所以，下列三個問題依然存在：

(a)如果要選擇某一棲息地進行保護應如何選擇，包括什么和在什么位置。

(b)如果兩個或多個孤立的棲息之間需要構筑廊道，什么地方設廊道才具有高效性。

(c)如果恢復一個退化的景觀，應在什么地方著手，才可以使恢復過程更有效，包括有效地使鄉土物種得以維持和繁衍，和有效地阻止外來物種的侵入。

對這些問題的回答不但需要考察現存景觀元素及其空間格局，同時還應研究潛在的景觀基礎設施。景觀生態安全格局理論在這方面作了初步的探討。

3.2一些具有啟發意義的概念

針對上述普遍采用的景觀規劃和空間戰略的局限性，有學者提出了一些新的概念和模式。盡管這些新概念仍很大程度上還停留在理論階段。但對未來生物保護的景觀規劃發有重要的啟發意義。

(1)景觀的空間構型概念(Spat1alConf1gurat1on)

這一概念強調景觀的構型，即景觀元素的毗鄰關系。景觀的空間構型可能比籠統意義上的景觀異質性或景觀的嵌合體特性更具有意義但關于這一設想尚沒有進一步的實驗觀察的支持。同樣的設想也包含在森林的群島模式之中，這一模式主要討論破碎化的殘遺森林景觀的空間分布。該模式強調斑塊在聯系整體群島系統中的作用應作為斑塊被選作為保護對象的首要因素。單一斑塊選擇作為保護對象的標準包括：①空間位置，②總的物種豐富性，③對特有區系成分生存和延續的意義，④發生遺傳變異的可能性。而“選擇棲息地島嶼保護地的壓倒一切的保護標準是其在整體景觀生態系統中的作用”(

(2)進化動態世系概念(E5olut1onaryDynam1cL1neage)

這一概念認為，目前生物保護的戰略基本上是保護那些正走向滅絕的稀有物種，而這并不是我們所需的。應該保護的是進化的過程。那些對當代進化過程有重要意義的關鍵地區應作為我們的保護和管理重點。根據物種進化的空間軌跡來設計景觀生態保護格局，才使生物保護更具有意義而應作為我們今后努力的方向。

(3)景觀阻力的概念(LandscapeRer1stance)

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“認識生物的多樣性”是在學生原有的學習基礎上，理性地認識生物多樣性的內涵，包括生物種類的多樣性，基因的多樣性和生態系統的多樣性，是初中生物重要概念之一，它的概念又比較復雜，超出初中生的理解水平，在教學中教師如何利用鄉土特色教學資源幫助學生構建“生物的多樣性”這一重要概念呢？筆者以在尤溪縣開設的一節市級公開課為例，談以下幾方面的做法。

1 開展調查活動，加強小組合作能力

合作學習是新課改倡導的一種學習方式，合作學來主要在課堂教學中廣泛應用，而在課外應用相對比較少。調查法是學生學習生物的方法之一，需要學生利用課外時間完成。上課前兩周，教師根據組內異質、組間同質的分組原則進行分組，指導學生們走訪尤溪縣受保護的特色鄉土資源并布置調查任務：有的小組側重于收集景區全景圖，有的小組側重收集本地具有代表性植物種類的、動物種類的資料，還有的小組收集尤溪雜交水稻方面的資料。

調查活動前，各小組需要制定比較詳細計劃：調查路線以及如何收集本組需要的資料；活動中如何根據成員優劣勢進行分工，還必須與調查相關人士交流協調，當然還可能遭遇許多意想不到的事情，這都需要小組成員共同面對去克服，小組協作比在課堂上的合作面臨著更大的挑戰。通過這項調查活動，學生的團體意識得到更大的加強，較大程度提升了學生的合作能力。

2 精編調查成果，提高信息處理能力

新課標明確指出學生應初步具有收集、鑒別和利用課內外的圖文資料及其他信息的能力。在走訪與調查過程中，學生了解到：尤溪收集鑒定的野生動物有15個綱、286個科、648種。九阜山就有國家一級保護動物蟒蛇、黃腹角雉、白頸長尾雉、金錢豹、云豹和黑麂等6種；國家Ⅱ級保護動物有虎紋蛙、花田雞、褐翅鴉鵑、獼猴、穿山甲、白鷴、蘇門羚等56種。國家保護的有益的或者有重要經濟、科學研究價值的陸生野生動物（簡稱“三有”動物）156種，中國與日本兩國政府協定保護候鳥9種，中國與澳大利亞兩國政府協定保護候鳥5種。福建省重點保護動物有19種等。全縣維管束植物達205科878屬2116種（包括變種或變型），其中蕨類植物35科68屬153種、裸子植物10科24屬49種、被子植物160科786個屬728種。 其中國家Ⅰ級保護植物6種：銀杏、水松、南方紅豆杉；伯樂樹。國家Ⅱ級保護植物15種：金毛狗、粗齒桫欏、禿（臺灣）杉、福建柏、凹葉厚樸、香樟、閩楠、浙江楠、紅豆樹、花櫚木、喜樹等，還有國家Ⅲ級保護植物7種。尤溪縣良種生化研究所選育的雜交水稻有D奇寶優5號；D奇寶優528；D優6號；D奇寶優1號等；Ⅱ優6；Ⅱ優28品種；Ⅱ優29等多種品種； 其中劉文炳選育的Ⅱ優6又被稱為瀑布稻。

這么多的生物種類及科研成果在課堂中一一展示是不可能的，也沒必要。由此，調查之后，教師布置新的任務：各小組將活動過程和收集的資料分組制作成2 min的PPT，分為尤溪美景、尤溪常見或特色動、植物、尤溪改良雜交水稻品種等四個主題進行成果匯報。每個主題只能由一個小組介紹。怎樣才能爭取到小組展示的機會并將最精彩的部分呈現給其他同學們？小組成員通過激烈的討論，從收集的大量信息中篩選出小組成員認為是最好的材料，然后制作成精美的PPT上交接受教師的審閱。學生在收集信息與處理信息的實踐活動中，確實提升了信息處理能力、團隊協作精神、溝通等多種能力。

3 匯報調查成果，優化學習效果

課堂是學生學習的主戰場，初中生有很強的表現欲，教師如何合理整合教學資源，既能滿足學生的表現欲又落實了本節課的知識目標呢？課前，教師先聆聽各小組匯報員的匯報，并給出建議：要求展示內容少而精；對上臺匯報的學生給予一定展示方面的指導：語言以能引起學生興趣為妙。

3.1 美景圖片欣賞，認識生態系統的多樣性

上課伊始，筆者用一張張學生既熟悉又陌生的尤溪的美景圖激發興趣：幽靜的水與紅艷的楓葉下的九阜山、社會實踐曾經登過的雙峽溪山、美妙的銀杏林相應而出；破云而出的太陽光束照射下的閩湖與養魚、放養魚苗圖片等。某學生正放映一張旭日東升下被金色包圍的聯合梯田，與秋收時的美景相結合，很有范地問：“這個圖片大家很熟悉吧！”“對，是聯合梯田，那這是什么生態系統？”其他同學在欣賞家鄉美景圖時，時而發出“哇！這么美”時，而興致盎然的回答“同學小老師”的問題，“森林生態系統”“淡水生態系統”“濕地生態系統”“城市生態系統”等生態系統類型、生態系統的多樣性的概念也輕松地解決了。

3.2 本地特色物種介紹，構建生物種類的多樣性

提高生物科學素養是新課程的另一基本理念，生物學素養包括了理解科學、技術、社會的相互關系等方面，具有保護環境的意識和行為，又是九年義務教育重要培養目標之一。教師從學生的生活實際出發，通過了解本地域的生物與環境的大致情況才談的上保護環境。

課堂上，筆者聆聽學生介紹：龍門場銀杏林，有300多株銀杏，樹齡約800多年，是我們祖先栽種的，銀杏列為國家一級保護樹種，它的種子又稱“白果”，秋天是觀賞銀杏的好季節。紅豆杉因果皮紅而得名的（裸子植物），是Ⅰ級保護植物，尤溪九阜山、梅仙倒排巖、中仙等地均有；在朱熹公園沈郎樟別苑內有朱熹當年親手栽種的，樹齡800多年兩棵老樟樹。另一組學生介紹尤溪動物，用圖片介紹了黑麂，還有云豹與金錢豹主要因花斑的形狀、顏色不同而區別，還有易危的國家I級保護動物，體態優美的長尾雉等特色動物。通過學生的調查與展示，激發了他們的學習熱情，

這時，教師順勢提問：我們縣的物種就如此豐富，那么我國又是什么情況？再讓學生自主閱讀教材，完成資料分析和教師設置基礎掃雷的填空題，了解我國的生物種類特點，自主構建出生物種類的多樣性概念。學生在理解我縣建立了九阜山省級保護區等的必要性和意義的基礎上，同時增加了國家建立自然保護區重要性的認識，情感升華水到渠成。

3.3 科研成果設疑討論，突破“基因多樣性”難點

收集雜交水稻品種改良的小組代表用幽默詼諧的口語介紹八閩之子劉文炳的事跡，介紹有“瀑布稻”美稱的Ⅱ優6號雜交水稻具有產量高，抗倒力強，適應性強等優點。學生一邊被介紹的學生深深吸引，一邊驚奇：原來我們縣居然還有劉文炳這么牛的人，他是怎么辦到的……這時教師抓住時機：請同學們比較“瀑布稻”與“普通水稻”的圖片，討論劉文炳改良的雜交水稻品種，穗大粒多，抗倒力強等特性主要由體內什么物質決定的？劉文炳能改良水稻品種成功的內在原因是什么？請說明你的理由。

學生們通過激烈的討論得出：穗大粒多主要是由體內的遺傳物質（基因）控制的，水稻的不同特性主要是由不同基因控制，雜交水稻培育成功說明了生物的基因是多樣的。這樣呆以突破本節的教學難點，將學生關心事物表面現象的好奇心推向深層次的思考。之后筆者再讓生閱讀教材了解美國從中國引進野生大豆事例以及雜交水稻之父袁隆平，理解基因多樣性為動植物的遺傳提供了寶貴的遺傳資源，利用基因多樣性能夠改良作物品種；這樣就完成基因多樣性概念的學習。

通過地方資源與教材內容有機結合，學生從宏觀到微觀認識生物多樣性的三個層次，自主構建知識與調查展示相結合，讓學生在感性與理性的結合中學習生物多樣性，自主構建出生物多樣性三個層次概念。

事實證明通過學生收集的資料并在課堂中展示，點燃了學生的學習熱情，發展了學生的多種能力，滿足了初中生好表現被認可的心理，在此過程中師生更多地了解本縣生物多樣性，體會家鄉的可愛，并由此升華至愛祖國的情感，產生民族自豪感，不僅如此，此活動能培養學生的綜合探究能力，激發學生的求知欲，優化學習效果，更好地實現課程目標。

參考文獻：

[1] 胡繼飛.生物學課程與教學論[M].廣州：廣東高等教育出版社，2013：293-300.

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生物多樣性面臨的危機一個健全的生態環境意味著使其所有的生態系統、群落和物種，都保持良好的狀態。但目前人口與資源，經濟建設與生態保護的矛盾日益突出。一些地方以犧牲生態和資源為代價，來獲得經濟的暫時發展。人類造成的主要威脅是生境的破壞、破碎和退化（包括污染），以及物種的過度開發、外來物種的引入和疾病的加速傳播。

1.生境破壞和消失。隨著大自然自身的演變，特別是隨著工業化的發展，人類過度地從自然界獲取土地、木材、食物、藥材等，使生態環境遭到嚴重的破壞。生物多樣性的主要威脅是生境的破壞和消失。生境的破壞和消失被確認為是大多數生物和微生物目前正瀕于滅絕所遭受的最直接的威脅。物種大量聚集的熱帶雨林以每年1700萬公頃的速度消失，溫帶森林也在大面積減少。目前，全球森林由76億公頃已減少到34.4億公頃，減少了50%還要多。濕地退化和喪失的速度更是超過了其他的生態系統。現在地球上有20%的珊瑚礁和35%的紅樹林喪失。

2.生境破碎。生境破碎是指由于某種原因，一塊大的、連續的生境不但面積減小，而且被分割成兩個或更多片段的過程。生境破碎使一些中心物種由于不能遷移以覓食、、傳播等而難以生存。生境破碎也可以把一個廣泛分布的種群分割成兩個或更多的亞種群，每一亞種群由于受空間的局限而陷入衰落和滅絕的境地。

3.邊緣效應。森林邊緣對保持森林的結構起著重要的作用。但是，由于生境破碎，森林邊緣的物種構成就會發生改變，使由內部物種占據的區域進一步減少。由于溫度、濕度和光照水平的變化使許多物種從片段化的森林中消除。

4.生境退化和污染。人類活動密集的干擾，會使生境中的群落和物種受到影響，而造成生境的退化。例如：珊瑚礁地區頻繁的行船和潛水會惡化這個群落。人類釋放的殺蟲劑、化學品和污水，工廠和汽車排出的廢氣等對環境造成了嚴重的污染。污染對水質量、空氣質量甚至地區氣候的全面影響，不僅威脅到生物多樣性，而且會引起全球氣候變化，影響人類健康。

5.外來物種的引入。由于在新的生境中缺少外來物種的自然捕食者、有害物和寄生蟲。所以會打破這一生境的生態平衡，而使物種結構遭到破壞，導致某些物種的消失。

6.物種的滅絕。環境破壞最嚴重的一面就是物種的滅絕。一旦某一物種滅絕，其DNA中所蘊藏的特有的遺傳信息和其所擁有的特征組合將永遠丟失，它的種群將不可能存在，它所生活的群落將變得貧乏，且其所具有的對人類的潛在價值將永遠不會被認識。現今由人類引起的物種滅絕速度是物種自然更替速度的幾百倍，甚至是上千倍。例如：20世紀初有野生老虎10萬只，現在僅存野生老虎3200-3500只左右。里海虎1950年滅絕。我國特有的華南虎也已多年不見蹤跡。

二、中國的生物多樣性保護

中國地處東亞，包括寒溫帶、溫帶、亞熱帶和熱帶的范圍，加之地質、地貌和土壤的變化，生物物種的類型十分豐富,也具有許多獨特之處,像濕潤亞熱帶和青藏高原就是其它區域所沒有的。我國的生態區共有19個，其中陸地生態區12個，淡水生態區6個，海洋生態區1個。

（一）中國生物多樣性的一般特點

中國的生物多樣性概括起來有下列特點：

1.物種高度豐富，特有屬、種繁多。目前我國有高等植物3.28萬種，動物10.45萬種，其中許多為我國特有、孑遺種、經濟價值高的種。

2.區系起源古老。由于中生代末中國大部分地區已上升為陸地，第四紀冰期又未遭大陸冰川的影響，所以各地都在不同程度上保存著白堊紀、第三紀的古老殘遺成分。

3.栽培植物、家養動物及其野生親緣的種質資源異常豐富。中國有7000年以上的農業開墾歷史，因而中國的栽培植物、家養動物豐富程度在世界上是無與倫比的。

4.生態系統豐富多彩。就生態系統來說，中國具有陸生生態系統各種類型，且每種陸生生態系統都包含多種氣候型和土壤型。據統計，全國陸地生態系統共27個大類，460個類型。其中：森林16大類，185個類型；草地4大類，56個類型；荒漠7大類，79個類型；濕地、淡水域5個類型；海洋6個大類，30個類型。

5.空間格局繁復多樣。中國地域遼闊，地勢起伏多山，氣候復雜多變。從北到南，由不同氣候帶引起不同的植被類型。從東到西，隨著降水量的減少，發生不少同屬不同種的物種替代。以上特點，說明中國生物多樣性在全球所處的獨特地位。

（二）中國生物多樣性保護成果

1.初步建立了一系列物種及生態環境保護的法律、法規。

2.就地保護成績顯著，遷地保護得到較大的發展。到2012年底，我國已建立森林、濕地、荒漠、野生動物、野生植物等五種類型的自然保護區達2407個（其中林業直管2150個），總面積1.45億公頃。就濕地保護來說，目前全世界有國際重要濕地1886塊,中國有41塊。我國野生動植物遷地保護和種質資源移地保存也得到較快發展，全國已建動物園(動物展區)、野生動物園240多個，植物園(樹木園)234個。

3.重大生態工程的實施。我國先后實施了“天然林保護工程”、“退耕還林工程”、“防止荒漠化工程”和“濕地保護與恢復工程”。這幾大生態工程的實施，極大地促進了我國生態環境的改善。

（三）中國所面臨的生態危機

我國目前面臨著生態危機：森林大面積消失、土地沙漠化擴大、水土嚴重流失、濕地不斷退化、自然災害頻發、物種加速滅絕、嚴重干旱缺水、全球氣候變暖。我國在發展過程中曾經經歷了大面積毀林開荒的過程，致使我國森林面積大幅度下降。雖然近幾年建造了大量的人工林，但是仍面臨著森林資源總量不足、分布不均、結構不合理、質量不高等問題，成、過熟林只占森林面積的14.3%。我國森林覆蓋率為20.36%，比全球平均數低近10個百分點。人均森林面積不足世界的1/4，人均森林蓄積量只有世界的1/7。我國木材對外依存度高達44.8%，而且還有上升的趨勢。目前，我國沙化土地173萬平方公里，占國土面積18.1%。石漠化土地12萬平方公里，鹽漬化土地17.3萬平方公里。由于多重因素的影響，我國90%的天然草原都有不同程度的退化，而且每年還以200萬公頃的速度在擴展，草場沙化嚴重。由于人類的捕殺和生態環境的惡化，加速了物種的滅絕。綜上所述，生物多樣性保護迫在眉睫。而在當今以人為主導的社會文化體系中，只有用法律規范人們的行動和意識，才能更有效地保護生態環境，實現人與自然的和諧統一。因此，建立健全法制對生物多樣性保護，自然資源合理利用、持續發展，具有重要的現實意義和深遠的影響。

三、中國生物多樣性保護的立法現狀及存在的問題

（一）國際條約的加入對我國立法的推進

隨著人類社會的發展，世界各國人民都認識到保護人類賴以生存的地球的重要性，從而形成了地球村的概念。在聯合國框架下制定了多個有關生物多樣性保護的條約和政府間協定。如：《生物多樣性公約》、《濕地公約》、《瀕危野生動植物種國際貿易公約》、《防治荒漠化公約》、《海洋公約》、《國際熱帶木材協定》、《國際捕鯨公約》及《中日候鳥協定》、《中澳候鳥協定》等。諸多的公約和國家間的協定，對保護地球生態系統和人類文明起到了重要的作用，也極大地促進了我國生物多樣性保護立法的進程。

（二）我國物種保護的立法現狀

我國是關于生物多樣性保護立法比較早的國家，1950­年國家就出臺了關于稀有生物保護辦法。我國的《憲法》和《刑法》（1979年《刑法》第130條）中對物種的保護也有描述。但隨后很長的時間立法工作處于停頓的階段。黨的后，我國法制建設取得了長足發展。國家相繼出臺了《森林法》、《野生動物保護法》（1988）、《防沙治沙法》、《草原法》以及《刑法》修正案等法律和《森林法實施條例》、《野生植物保護條例》、《陸生野生動物保護實施條例》（1992）、《自然保護區條例》、《中華人民共和國瀕危野生動植物進出口管理條例》、《森林和野生動物類型自然保護區管理辦法》等行政法規。另外，還有大量的部門規章和地方性法規及地方政府規章。初步形成了生物多樣性保護的法律體系。在立法的同時，1987年我國了《中國自然保護綱要》，1994年在《21世紀議程》中，對生物多樣性保護進行了規范。

（三）我國物種保護立法存在的問題

中國是生物多樣性非常豐富的國家之一，也是名列瀕危物種最多的國家之一,­其生物多樣性的保護和可持續利用問題非常突出。筆者從事多年物種保護的工作，以《野生動物保護法》為例進行探討。

1.立法體系龐雜、立法效力低下、行政管理色彩濃厚。我國立法比較分散,­有專門法律,­如《野生動物保護法》;­同時還有許多“規定”、“辦法”和“通知”,­如《關于懲治捕殺國家重點保護的珍貴、瀕危野生動物犯罪的補充規定》、《關于嚴厲打擊非法捕殺、收購、倒賣、走私野生動物活動的通知》等。立法位階,­有人大常委會、國務院、林業部,­還有最高人民法院、最高人民檢察院、林業部、公安部聯合的法規,­導致這些法律、行政法規、部門規章的法律效力高低不一,­參差不齊。此外,還存在大量的地方性法規。如:《山東省實施<中華人民共和國野生動物保護法>辦法》、《山東省森林和野生動物類型自然保護區管理辦法》。很顯然,­我國關于物種保護的立法體系十分龐雜,­立法效力層次較低。同時，各種“規定”、“辦法”和“通知”的出現也反映出我國濃厚的以行政命令代替法律的行政管理色彩。

2.立法目的滯后。人類對自然資源的過度利用和開發，導致環境不斷惡化，各種自然災害頻發。人類的環境立法理念開始發生了巨大的變化，生態利益優先理念已經體現到立法中。而我國現行的各種法律還受到經濟利益優先理念的制約。如：《野生動物保護法》規定其立法目的是:­為保護、拯救珍貴、瀕危野生動物,­保護、發展和合理利用野生動物資源,­維護生態平衡,­制定本法。第三條第一款：“國家保護依法開發利用野生動物資源的單位和個人的合法權益”。­從而可以看出,­我們保護動物的目的重點落在合理利用而非生物多樣性保護上,­沒有凸顯出物種保護的重要性。

3.物種保護的不堅決性。由于立法目的與經濟利益妥協,­必然導致法律的軟弱性和不徹底性。相關法律的規定使用“應當”、“可以”等比較模糊的詞語，在法律責任追究上，措辭寬泛缺乏可操作性。另外,­現行法律對野生動物資源犯罪的打擊缺乏力度，不足以震懾犯罪分子。

4.物種保護的不全面性。我國《野生動物保護法》將保護的范圍限定于珍貴、瀕危的和有益的或者有重要經濟、科學研究價值的野生動物。這是對經濟發展的一種妥協性立法,­缺乏物種保護的前瞻性思維，體現了人類急功近利的實用主義,不能有效地保護自然生態的完整性和地球上的生物多樣性。

5.對動物棲息地的保護不力。野生動植物的生存環境是個很廣泛的概念,­但是追究法律責任的對生存環境的破壞僅限于自然保護區和禁獵區、重點保護的野生動物的主要生息繁衍場所,­使得受保護的棲息地概念模糊而且范圍有限。

6.執法不力、司法不嚴。“野生無主，誰獵誰有”的傳統思想深植于中國人的心中，且立法本身存在缺陷。傳統思想和立法缺陷相結合,­使執法不力、司法不嚴成為目前物種保護執法存在的突出問題之一。

7.執法后期的處理存在盲點。案件查獲的各種違法品的處理，在法律上看似規定明確，但由于執法部門繁雜，部門利益無法協調，致使一些規定缺乏可操作性。大都是行政權自由裁量之下進行“處理”。因此，完善法律法規，規范行政執法后續行為，對于保護野生動物很有必要。

四、一些認識及建議

（一）對問題產生原因的認識產生以上問題的原因是多方面的,­歸納起來主要有以下幾點:­

1.文化傳統方面的因素。傳統的生產、生活方式在人們的觀念中根深蒂固,­生物多樣性保護觀念淡薄。

2.經濟利益方面的因素。人們在從事生產經營活動時往往把經濟利益放在首位，而忽視了對生物多樣性的保護。

3.體制上的缺陷。我國目前生物多樣性保護牽扯部門繁多，管理分散。另外資金投入缺口大。

4.法制上的因素。目前我國生物多樣性保護的法律體系，還存在許多需要改善的問題。

5.觀念上的原因。與西方發達國家不同,­我國大部分公眾的動物福利觀念啟蒙晚，保護意識相對薄弱。

（二）建議采取的措施

1.定期開展生物多樣性調查，建立保護地建設體系和野生動植物種及生態環境監測體系。

2.制定國家生物多樣性保護綜合發展規劃，劃定生態保護紅線。其中，包括自然保護區、濕地、野生動植物保護、防止沙漠化和荒漠化規劃等。生態紅線是國家生態安全的底線，必須強制性地保護國家生態安全，才能保證國家長治久安。

3.完善和加強我國資源保護和利用的法律體系建設。­生物多樣性問題呼喚新的、卓有成效的法律體系的誕生。必須將經濟利益優先的思想轉變到生態利益優先上。包括對生態安全戰略地位的明確，國家主導責任的定位，以及穩定和持續投入的保證等，以確保我國的資源安全。

4.­加強生物多樣性保護管理體制的建設，增加財政投入。­在保護機構之間要形成監督機制，明確管理權限與責任。

5.加強執法，嚴厲打擊違法犯罪行為。各主管部門要加強協作，加強監管，聯合執法。做到有法可依，執法必嚴。采取高壓態勢，有效打擊違法犯罪活動，確保國家生態安全。

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1 衡水湖濕地屬性

按照國際濕地公約的濕地分類［1］，衡水湖濕地主要為湖泊濕地、沼澤濕地、水體沼澤化濕地、鹽沼濕地、河流濕地和渠道濕地等。其中湖泊濕地、沼澤濕地是濕地的主體，類型與面積占據主要地位。其他類型濕地居次要地位。此外，還有少量人工濕地如溝渠、養魚池等。各種類型濕地關系十分密切，它們相互依存，共同構成衡水湖濕地生態系統。任一類型濕地的退化都將對衡水湖濕地的生態與環境功能產生巨大的影響［2-4］。

1.1 生物多樣性保護層次

衡水湖具有非常重要的濕地生態服務功能，是北溫帶野生動植物聚集地和候鳥南北遷徙不同路線的交匯處，這里有植物370種，鳥類286種，魚類26種，昆蟲194種，兩棲爬行類17種，哺乳類17種，生物多樣性非常豐富。

保護生物多樣性和生態系統功能的完整性與保護珍稀動植物有著同等重要的意義。許多物種雖然未被列入國內外各種動植物保護名錄，但其或為重點保護珍稀鳥類提供棲息地和繁殖地，或直接（間接）為這些珍稀鳥類提供食物，共同構成適宜的鳥類生境。所以保護這些物種，保護生物多樣性對于珍稀鳥類的保護也是至關重要的。同時，保護生物多樣性也就是保護濕地這一天然物種基因庫，以利于我們子孫后代對物種資源的可持續利用，對人類生存和生活也都具有重要的現實和潛在的意義［5］。

1.2 濕地保護類型

濕地是位于陸生生態系統和水生生態系統之間的過渡性地帶，在土壤浸泡在水中的特定環境下，生長著很多濕地的特征植物。濕地廣泛分布于世界各地，擁有眾多野生動植物資源，是重要的生態系統。很多珍稀水禽的繁殖和遷徙離不開濕地，因此濕地被稱為“鳥類的樂園”。濕地強大的生態凈化作用，因而又有“地球之腎”的美名。根據《自然保護區類型與級別劃分原則》(GB/T 14529-93)，衡水湖國家級自然保護區屬于自然生態系統類的濕地類型自然保護區［6］。從生態系統特征上看屬于以華北內陸淡水濕地生態系統為主的平原復合濕地生態系統。

2 濕地生物多樣性功能評價方法

生物多樣性的3個主要層次是物種多樣性、基因多樣性和生態系統多樣性。這是組建生物多樣性的3個基本層次。基因多樣性代表生物種群之內和種群之間的遺傳結構的變異。每一個物種包括由若干個體組成的若干種群。各個種群由于突變、自然選擇或其他原因，往往在遺傳上不同。因此，某些種群具有在另一些種群中沒有的基因突變，或者在一個種群中很稀少的等位基因可能在另一個種群中出現很多。在同一個種群之內也有基因多樣性，在一個種群中某些個體常常具有基因突變。生態系統多樣性既存在于生態系統之間，也存在于一個生態系統之內。總之，物種多樣性是生物多樣性最直觀的體現，是生物多樣性概念的中心。基因多樣性是生物多樣性的內在形式，一個物種就是一個獨特的基因庫，可以說每一個物種就是基因多樣性的載體；生態系統的多樣性是生物多樣性的外在形式，保護生物的多樣性，最有效的形式是保護生態系統的多樣性［7-9］。

作為水陸相兼的生態系統，濕地的獨特生境使它同時兼具豐富的陸生與水生動物植物資源，對于保護物種，維持生物多樣性具有難以替代的生態價值。濕地生物多樣性是所有濕地生物種種內遺傳變異和它們生存環境的總稱，包括所有不同種類的動物、植物、微生物及其所擁有的基因和它們與環境所組成的生態系統［12］。

物種多樣性是群落生物組成結構的重要指標，它不僅可以反映群落組織化水平，而且可以通過結構與功能的關系間接反映群落功能的特征。

在濕地生態系統評價方法的基礎上，結合生物多樣性的理論和實踐，將物種多樣性和生物多樣性作為一級指標，下設二級、三級亞指標，建立可操作性較強的濕地生物多樣性評價指標體系［13］，見表1。

人類威脅程度分值

對資源保護部構成威脅5保護區與未開發生境毗鄰5

資源的有效保護受到一定的威脅3保護區周邊尚有未開發生境3

資源的有效保護受到較大的威脅1保護區被已開發的區域環繞1

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【關鍵詞】：環境；生態學；園林；景觀設計；原則

從地球形成開始，所有生命逐漸形成一個相互作用的、平衡的網絡。這種生命構型或生物圈，產生于土壤、空氣、火和水，包括我們的整個生存環境。

1 引入生態理念

生態學是一門與我們的生活緊密相連的學科，生態學（Ecology） 是研究有機體及其周圍環境相互關系的科學。任何生物的生存都不是孤立的：同種個體之間有互助有競爭；植物、動物、微生物之間也存在復雜的相生相克關系。人類為滿足自身的需要，不斷改造環境，環境反過來又影響人類。生態學主要研究有機體相互之間以及它們與其生物及物理環境之間的關系。美國國會要求聯邦政府所有機構“在資源導向型項目的規劃和開發中，倡導并使用生態信息”。

2生態學理論在園林景觀設計的關注點

2.1 自然生態性的關注

一切自然生態形式都有其自身的合理性，是適應自然發生發展規律的結果。一切景觀建設活動都應從建立正確的人與自然關系出發，尊重自然，保護生態環境，盡可能小的對環境產生影響。自然生態系統二直生生不息地為人類提供各種生活資源與條件，滿足人們各方面需求。而人類也應在充分有效利用自然資源的前提下，尊重其各種生命形式和發生過程。生態學家告訴我們，自然具有很強自我組織、自我協調和自生更新發展的能力，它是能動的。人類在利用它時，應像對待朋友一樣去尊重它，并順應其發生規律，從而保證自然的自我生存與延續。

2.2資源持續利用的關注

人類的經濟和社會的發展不能超越資源供應能力，當代人資源的利用不應當損害后代人的利益，不能超前消費后代人的資源，城市住區景觀生態更新就是將原有的那些不利于資源高效利用的設施進行改善更新。提高設備的效率起到有效降低能耗的效果，照明能耗是住宅能耗中的常規耗能項目，可以在樓梯間內裝置聲控照明燈、采用節能照明燈等可大大降低能耗；建立雨水收集系統 （從屋面、陽臺、露臺、住區內地面）以及二次循環利用生活廢水系統，充分利用中水系統，節約水資源，化害為利，保護環境、緩解水資源不足：將一些對人體和對環境存在危害的設施或建筑改為采用環保的、高效的、節能的、無污無害的建材；提倡開發利用可再生能源，充分利用住區環境提供的可再生自然資源，例如風、太陽、雨、綠地區域、土壤（各種地熱資源）等。

2.3基于經濟性的園林景觀設計考慮

景觀生態設計還必須考慮到“應用程序”的問題。所謂“應用”指的是園林的功能為客戶。“應用程序”的觀點具有一定的永恒的和長壽。景觀設計師的審美要求，根據群眾，活動規則功能需求等方面，創造一個優美、衛生、健康的興趣，舒適和方便的園林空間，以滿足游客的游覽、休息和娛樂健身活動開展的功能要求。作為一個綠色的空間，即使是設計，因為不同的建筑材料，不同規格的苗木，不同的建筑標準，將需要不同的建筑區。當然，設計者應利用有限的投資條件，以達到最佳的設計技術，節約成本，創造最好的工作。

3生態學理論在園林景觀設計的延伸

自然系統保障著人類的幸福和健康，對它的理解和維護是明智的土地和資源合理規劃的基礎。理想的園林景觀營造的環境是自然場址和景觀環境的最佳組合。這一目標的實現程度可作為衡量營造環境的成敗以及感受者適應性、健康程度的標準。

3.1 尊重地形，維持園林的完整性

在園林景觀設計當中，應當尊重基地原有的地形地貌以及各種設施，甚至利用原有的自然地形特點和廢棄設施重塑新的園林景觀，既保留了原有基地的歷史文化，又滿足人們需求。如對于原有的植被、地形、水系應加以保護利用，而不是一味推平重建。在國外設計師中也在遵循著這一原則，海爾布隆市磚瓦廠公園大家應該不陌生，1995年德國巴登符騰堡州重要的工業與商貿城市海爾布隆市在原來的廢棄磚瓦廠上，建成了一座磚瓦廠公園。景觀設計師鮑爾決定建立一個混合式公園包括為市民提供運動與體育鍛煉的部分，保護原有磚瓦廠歷史痕跡的區域，以及野草與其他植物自生自滅的區域等。

3.2 對自然環境資源的保護和利用

自然環境資源包括當地的氣候、土壤、植被及水文等。氣候的差異是形成各地地域差別的重要原因。它造成人們生活方式的差異，從而極大影響到地域園林風格的形成。例如，在古典園林中的南方園林建筑占地面積大，往往連成片的建筑，它是為了適應炎熱的天氣并獲得遮蔭面積，并且起到緩解雨季交通和國防臺風的。

符合生態的設計是在尊重自然、順應自然的前提下，有效利用自然環境資源，減少對自然環境的不利影響.這要求設計者以有效利用自然資源保護自然生態的角度出發進行設計，而不僅從美觀、形象出發進行設計，是符合可持續發展的設計觀。

3.3 可持續發展

可持續發展已經成為當前社會的熱門主題之一。在自然科學和社會科學的各個領域進行了熱烈和廣泛的討論，城市設計也不例。從城市規劃到建筑設計、從景觀設計到室內設計，幾乎所有研究會談談可持續發展。那么什么是可持續發展？它在園林景觀設計中的含義是什么？

3.1.1 可持續發展概念

可持續發展最初于1972年提出，指既滿足當代人的需求，又不損害后代人滿足其需求的發展，是科學發展觀的基本要求之一。1987 年世界環境與發展委員會在《我們共同的未來》報告中第一次提出了可持續發展的概念：“滿足當代人需要又不損害后代人需要的發展”。它以社會的發展進步與環境資源的和諧共處為主調，旨在能夠確保自然環境的安全。它以社會的發展進步與環境資源的和諧共處為主調，旨在能夠確保自然環境的安全。

3.1.2基于可持續發展理念的園林景觀設計原則探析

生態園林景觀設計的重點，設計者應明白，如生態系統結構和功能，物質循環，能量流動等，對生態的基本概念，制定可持續發展和生態理論和方法，從設計到尋找影響的決策，在設計過程中的內容。吳良鋪先生指出，這項研究的設計應該是“連貫性的綜合研究”。如果園林設計師準備的工作環境和環境責任的承諾，關系到設計的態度，就需要采取的生態思想的全面角度，在景觀設計的綜合研究。

一般來說，生物多樣性可以從3個層次上去描述，即遺傳多樣性、物種多樣性、生態系統與景觀多樣性）而后者與園林設計有著密切的關系.遺傳多樣性是物種多樣性的基礎，物種多樣性又是構成景觀多樣性的最重要條件，如在外地植物的引種馴化過程中，長期的近親繁殖必將使物種的遺傳多樣性大大降低.不少引進植物在當地繁衍幾代后，其枝形美觀度和抗病能力也下降；但是，如果能將這些引進植物與當地的一些近緣種進行雜交，則可以提高它們的遺傳多樣性，甚至還可能培育出優異的新品種.品種的多樣化常使葉色和花色多樣化，如不同葉色的變葉木和不同花色的三角梅，從而使植物造成景更豐富多彩.生境的多樣性也直接影響著物種的多樣性，所以在設計時要營造成多種生境，為更多的生物提供棲息地，如密植的森林、疏林草地、駁岸少加處理的水系等.把濕地引入郊區或城市也是一種嘗試，因為濕地是物種多樣性最豐富的類型之一.另外，在設計時，建議少用大量草坪，因為草坪是一種非常單一的生態系統，只能為極少數的生物提供生境，所以，設計時要有一定量的喬木、灌木地被這種生態群落才有利于生物物種多樣性的維持.

生態思維是整個研究中最重要的特點之一。由于在不同的生態系統有相互關系、相互作用的網絡模型，每個系統的變化會影響到整個系統操作的一部分。生態景觀設計的重點方面，應借鑒生態學的角度看的總體思路。屬于更廣泛的景觀生態系統的子系統，該子系統應該關注景觀材料，能源和物質投入和產出人為的，即在生產精煉各級投入，航運，使用和最終處置等造成的資源消耗；輸出廢水，廢物和循環再用的物料，例如對環境的影響。

小結

現代園林生態設計是要把人與自然、環境更緊密聯系在一起。它表達了人類渴望與自然親近、并與自然融合共生的愿望。隨著公眾生態意識的增強和生態科學技術的發展，人們對園林生態設計手法的探索也在持續進行。無論過程或結果，無論表象或本質，它們都體現了設計師對人與自然之間一生態關系的思索與探究。

【參考文獻】 ：

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1. 農業文化遺產的概念

關于農業文化遺產（或更為寬泛的“農業遺產”的概念），我國著名農業歷史學家石聲漢先生從廣義和狹義兩個方面進行了闡述。廣義的農業文化遺產包括來自于現代農業的農藥、化肥、機械等以外的有關農業的所有要素；狹義的農業文化遺產指已經逐漸淡出農業生產過程的農業要素。

我們的理解是：廣義的農業文化遺產指人類在歷史時期農業生產活動中所創造的以物質或非物質形態存在的各種技術與知識集成，主要包括農業遺址、農業工具、農業文獻、農業民俗、農業技術、農業物種、農業工程、農業景觀、農業品牌、農業村落等10種類型。狹義的農業文化遺產指歷史時期創造并延續至今、人與自然協調、包括技術與知識體系在內的農業生產系統，特指聯合國糧農組織（FAO）推進的全球重要農業文化遺產（GIAHS）與農業部推進的中國重要農業文化遺產（China-NIAHS）。

全球重要農業文化遺產是聯合國糧農組織在全球環境基金的支持下，于2002年發起的一個大型項目，旨在建立全球重要農業文化遺產及其有關的景觀、生物多樣性、知識和文化保護體系，并在世界范圍內得到認可與保護，使之成為可持續管理的基礎。該項目將努力促進地區和全球范圍內對當地農民和少數民族關于自然和環境的傳統知識和管理經驗更好地認識，并運用這些知識和經驗來應對當展所面臨的挑戰，特別是促進可持續農業的振興和農村發展目標的實現。

按照FAO的定義，全球重要農業文化遺產是農村與其所處環境長期協同進化和動態適應下所形成的獨特的土地利用系統和農業景觀，這些系統與景觀具有豐富的生物多樣性，而且可以滿足當地社會經濟與文化發展的需要，有利于促進區域可持續發展。進一步表述，這些農業生產系統是農、林、牧、漁復合系統，是植物、動物、人類與景觀在特殊環境下共同適應與共同進化的系統，是通過高度適應的社會與文化實踐和機制進行管理的系統，是能夠為當地提供食物與生計安全和社會、文化、生態系統服務功能的系統，是在地區、國家和國際水平具有重要意義的系統，同時也是面臨著威脅的系統。

我國是最早響應和積極參與全球重要農業文化遺產保護的國家之一。2004年以來，我國農業部、中國科學院積極支持，有關地方政府積極配合，不同學科的專家和遺產地人民積極參與，在示范點選擇與推薦、保護利用探索與經驗推廣、科學研究與科學普及等方面開展了卓有成效的工作，獲得了良好的社會效益、生態效益與經濟效益，成為其他國家學習的榜樣。

2012年3月，農業部正式啟動中國重要農業文化遺產挖掘與保護工作。中國重要農業文化遺產是指人類與其所處環境長期協同發展中，創造并傳承至今的獨特的農業生產系統，這些系統具有豐富的農業生物多樣性、傳統知識與技術體系、獨特的生態與文化景觀等，對我國農業文化傳承、農業可持續發展和農業功能拓展具有重要的科學價值和實踐意義。根據這一定義，主要包括小規模庭院經濟型、特殊遺傳資源保護型、多個物種互利共生型、景觀生態結構優化型、水土資源持續利用型等不同類型。

2. 農業文化遺產的特點

（1）活態性：這類農業文化遺產是有人參與、至今仍在使用、具有較強的生產與生態功能的農業生產系統，系統地直接生產產品和間接生態與文化服務依然是農民生計保障和鄉村和諧發展的重要基礎。

（2）動態性：指隨著社會經濟發展與技術進步，以及滿足人類不斷增長的生存與發展需要，所表現出的系統穩定基礎上的結構與功能的調整。

（3）適應性：指隨著自然條件的變化所表現出的系統穩定基礎上的協同進化，充分體現出人與自然和諧的生存智慧。

（4）復合性：這類遺產不僅包括一般意義上的傳統農業知識和技術，還包括那些歷史悠久、結構合理的傳統農業景觀，以及獨特的農業生物資源與豐富的生物多樣性，體現了自然遺產、文化遺產、文化景觀遺產、非物質文化遺產的復合特點。

（5）戰略性：這類農業文化遺產對于應對全球化和全球變化帶來的影響，保護生物多樣性，保障生態安全與糧食安全，有效緩解貧困，促進農業可持續發展和農村生態文明建設具有重要的戰略意義。

（6）多功能性：這類遺產具有多樣化的農產品和巨大的生態與文化價值，充分體現出食品保障、原料供給、就業增收、生態保護、觀光休閑、文化傳承、科學研究等多種功能。

（7）可持續性：主要體現在這些農業文化遺產對于極端自然條件的適應、居民生計安全的維持和社區和諧發展的促進作用。

（8）瀕危性：指由于政策與技術原因和社會經濟發展階段性特征所造成的系統不可逆變化，表現為農業生物多樣性的減少和喪失、傳統農業技術和知識體系的消失、農業生態系統的破壞。

二、農業文化遺產的價值

農業文化遺產具有突出的生態價值、社會價值、文化價值、科研價值和示范價值等， 這些價值從不同方面體現了農業文化遺產價值的多樣性。充分挖掘農業文化遺產的多種價值， 可為農業文化遺產保護和合理開發利用提供依據。

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關鍵詞：鄉土植物;植物多樣性;應用

目前我國城市綠化植物選用的突出問題有植物種類普遍偏少,缺乏多樣性;地域性特征不明顯,城市之間景觀雷同;引進外來物種缺乏前期試驗,存在盲目性;對外來物種入侵問題尚未足夠重視等。因此,了解鄉土植物與植物多樣性的關系有利于植物多樣性的建立與保護,有利于建立穩定的生態系統。

1鄉土植物的概念

廣義的鄉土植物是指經過長期的物種選擇與物種演替后,對某一特定地區有高度生態適應性的自然植物區系的總稱。而人們通常把當地土生土長的,經過長期種植,能很好地適應當地土壤、氣候等自然條件,自然分布,自然演替,已經融入當地的自然系統中的植物統稱為鄉土植物[1]。

2植物多樣性的意義

多樣的生態系統及物種構成使城市的園林綠地有可持續發展潛力,而單調的生態系統及物種構成使城市園林顯得相對脆弱,一旦發生具有不可抗拒的自然災害,園林可能失去它應有的形態及功能。據悉,近年我國北方某城市由于發生大規模植物病蟲害,使該市的主要樹種楊樹受到嚴重影響,城市幾乎失去綠色。

植物的多樣性可以塑造景觀的多樣性,不同的植物其形態、質地、色彩均有差異,多樣的植物可以營造更加豐富的景觀,從而滿足人們不同的審美需求,滿足城市不同的環境要求。園林植物在某種意義上可以塑造城市的特色,進而顯示城市的風貌和特征,選擇適合當地氣候及土壤條件的地域性植物種類,從長遠來看可以彰顯地域文化。我國已有以植物簡稱的城市,如榕城、蒲鄉等[2]。

3鄉土植物與植物多樣性的關系

3.1鄉土植物的廣泛應用有利于植物多樣性的建立及保護

植物群落的相對穩定是建立在植物多樣性基礎上的,缺乏植物多樣性會導致病蟲害的發生和蔓延,甚至會造成毀滅性災害。而鄉土苗木的發展在群落穩定性、生態系統多樣性、景觀多樣性和適地適樹中發揮著重要作用。鄉土植物在千萬年的進化中,非常適應當地的土壤條件、氣候環境,便于栽種、易于成活、成本低廉;并且鄉土植物與周圍的環境構成了穩定的生態系統,對病蟲害有很強的抵御能力,共同維護著當地的生態安全,是植物多樣性的重要組成部分。因此,廣泛的挖掘鄉土植物資源,加大其在城市景觀中的應用力度,將會大大有利于城市植物多樣性體系的建立,可保護和延續許多在自然界面臨生存威脅的植物種。

3.2植物多樣性與園林地方特色的關系

園林是一地域性很強的藝術門類。我國地域遼闊,氣候差異懸殊,土壤變化也十分明顯。就植物生存的生態類型來看,有荒漠、草原、寒溫帶針葉林區、溫帶針闊混交林區、常綠闊葉林及熱帶季雨林、雨林等各種不同類型,在這些區域里,既要大力發展地方特色種苗,又要努力提高植物種類多樣性。首先,城市園林綠化的骨干樹種和基調樹種應是當地的特色樹種。鄉土樹種苗源多、易成活,能夠降低綠化成本。采用不同種類的鄉土植物有機組合搭配,不僅起到了綠化、美化作用,還能改善當地生態環境,較好地反映該城市所在地域的植被特征,使城市形成鮮明的個性特征。其次,在城市綠化的灌木及草坪地被植物選擇中也應充分體現地方特色,開發利用地方物種,不應一味地從外地引進。再者,在引進異地植物時要注意把握好度。雖然外來植物在豐富綠化材料中可以起到一定作用,尤其在植物材料比較缺乏的地區,其作用更為顯著,但是過分引進外來植物會造成本地物種的減少,常此以往,民族特色及地方特色將消失殆盡。此外,在植物配置時要充分體現當地植被群落特征。園林設計師應充分了解當地植物群落的結構特征和演替規律,在園林中選取典型的群落進行藝術再現,從而在整體上反映地方風貌。這樣,每個城市,至少每個地域的城市在園林植物的總體選擇上形成明顯的地方特色,并且通過城市綠地的多種生態條件和城市小氣候對當地物種進行廣泛的栽植,從而保護了生物多樣性。另一方面,從全國范圍內來看,不同地域的城市綠化植物則形成一個相當豐富的物種群體。

多樣的園林為多樣的植物在城市中提供了生長繁衍的場所,園林事業主觀上的利用植物在客觀上對植物起到了保護作用。植物在城市中既能發揮其美化功能,又能保存下來,實現了園林建設與植物多樣性保護的和諧統一。

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此外，基于恢復力的管理常被看作應對氣候變化對生態系統負面影響的重要途徑[9]；比如，英國的未來森林倡議(FFEI)的核心主題就是根據氣候變化而調整森林管理框架以維持或提供生態系統恢復力[6]。恢復力的概念提供了理解生態系統如何響應局地或區域干擾和大尺度氣候變化擾動的理論框架，已被應用于引導受人類活動影響而退化的生態系統的恢復；維持和提高生態系統恢復力的管理日益被看做一種實現生態、社會和經濟可持續目標的方式[6]。

恢復力在政策和管理等中的價值已廣為接受和認可，但其研究仍停留在概念研究層面上，鮮有學者提供可操作的量化方法[2]；經過30多年的爭論，生態學家對如何量化恢復力甚至如何定義這一概念仍未達成共識。生態系統恢復力的概念起源于生態學領域，之后不同領域的研究者根據應用需要對其做出不同解釋，甚至出現對恢復力這一概念的濫用，使恢復力逐漸變成一個空洞時髦術語[10]。雖然生態學家已經認識到理解生態系統恢復力的機制和生態過程對生態系統管理的重要性[6,11-14]，但對恢復力的結構化理解的研究遠未企及[15]。

另外，恢復力診斷提出了將社會系統與自然系統耦合作為一個復雜的、不斷適應的整體系統來理解的思路[16-17]，只有通過對恢復力定量評估，才能遴選出恢復力變化的主要驅動因子，開展生態系統恢復力變化驅動機理研究從而為生態系統管理提供科學依據，而如何界定以及量化生態系統恢復力已成為相關研究領域的重要步驟和切入點[18]。本文回顧了恢復力概念的發展，對其屬性和內涵進行了總結，并論述了恢復力研究的理論基礎和目前的量化方法；在此基礎上，本文對目前研究中已經發現的恢復力影響因素進行了總結，最后對恢復力研究的可能研究方向進行了展望。

1 恢復力概念及分類

恢復力(Resilience)源自拉丁文Resilio，即跳回的動作，20世紀70年代后引申為承受壓力的系統恢復和回到初始狀態的能力。Holling首次把“恢復力”的概念引入到生態學領域，以幫助理解可觀測的生態系統中的非線性動態[19]。在其經典著作中Holling將恢復力定義為系統吸收狀態變量、驅動變量和參數的變化并繼續存在的能力[19]；在這一定義中，恢復力是系統的屬性，而系統繼續存在或滅絕是結果。到80年代，Pimm提出不同的觀點，將恢復力定義為系統在遭受擾動后恢復到原有穩定態的速度[20]。之后生態學界圍繞生態系統恢復力展開了激烈討論，提出大量不同的觀點和多個與生態恢復力相關的概念，如生態系統的穩定性、持續性、抵抗力和適應力等[21]。目前，恢復力這一概念已被廣泛應用于多學科中，其概念和內涵得到了不斷地豐富和完善。但生態學家經過了30多年的爭論依然沒有對如何定義恢復力達成共識[22-24]。在生態學文獻中能夠找到很多不同的恢復力定義，例如，恢復力是指一個系統經歷干擾并依然保持其原有狀態的功能和控制能力[25]；恢復力是系統吸收周期性干擾(如颶風或洪水)的能力[26]。對恢復力的不同解釋容易導致對這一概念的混淆，所以界定清晰和可測定的恢復力定義已成當務之急。

雖然不同學者提出的恢復力概念不同，但多數基于適應性理論，基于生態系統受到干擾后將恢復到原來穩定狀態的假設[27]。一個有恢復活力的生態系統能夠承受沖擊，能夠自我重建。目前，國際上比較認同的生態系統恢復力概念為：恢復力是生態系統受到擾動后恢復到穩定狀態的能力，包括維持其重要特征，如生物組成、結構、生態系統功能和過程速率的能力[1,19]。根據對穩定狀態的不同界定，目前恢復力的定義可歸納為工程恢復力(engineering resilience)和生態恢復力(ecological resilience)兩種觀點[19,28-34]。

工程恢復力基于單一穩定狀態假設，假設系統僅有一個“最優”的平衡穩態，當系統出現其他非穩定狀態時，就應采取措施使系統恢復到平衡穩定狀態。工程恢復力強調效率、恒定，強調預見性和功能有效性的維護，是把安全保障的工程性要求作為研究對象所有特性的核心。工程恢復力借鑒了演繹模式的數理思維及工程學原理。這一觀點較為傳統，是目前恢復力研究的主流觀點。

生態恢復力基于存在多個穩定狀態的假設，生態恢復力關注的不是恢復到單一穩定狀態的時間或能力，而是諸多穩定狀態間的轉換。生態恢復力參考了歸納法的思想，注重系統的持久性及其功能的延續性，關注系統狀態變量發生相互關系轉化的臨界點，其定義是指一個系統在達到狀態轉換閾值之前吸收或抵抗干擾的能力[28]，即系統在保持自身結構不變的前提下，通過調整系統的行為控制參數及程序，能夠吸納或抵抗的擾動量[19,30]。這一觀 點與Grimm等以及Carpenter等人的定義的抵抗力或恢復力的概念相近[31,32]。之后研究者開始嘗試描述多種生態系統的多重穩定狀態及其轉換，越來越多的文獻記錄了一系列生態系統的穩定狀態之間的轉換，以系統穩定域的邊界特性為主要研究內容的生態恢復力開始得到更廣泛的關注。

此外，工程恢復力和生態恢復力的差異源于其看待系統穩定性的視角不同[10]，兩類觀點都有一定程度的合理性與適用領域；生態恢復力基于多種穩定狀態，工程恢復力注重某個單一穩態，所以兩者是相關聯的；過去40多年的研究已經解決了生態系統是否存在多種穩定狀態，以及如果存在多種穩定狀態什么因素影響不同穩定狀態之間的轉化的問題[28,35]，但如何將適用于單一穩定狀態的工程恢復力和強調多種穩定狀態的生態恢復力結合起來，進一步加強對恢復力的整體認識與科學量測仍依然有待深入。

2 恢復力屬性與特征

20世紀70年代以來，相關領域學者在探討生態系統恢復力概念的同時，也有部分學者開始關注恢復力的屬性和特征。Klein等以沿海大城市中與氣候相關的氣象災害為例探索了沿海大城市針對自然災害的恢復力特征，將海岸帶的復雜系統恢復力分為自然恢復力、生態恢復力和社會經濟恢復力3個部分。

3 恢復力的理論基礎

恢復力是生態系統從各種環境脅迫和干擾中恢復的絕對能力的一個功能，但恢復力是有限度的，不是所有的生態系統受到干擾之后都能恢復到原有的狀態。從物質系統演化的角度來看，在嚴格意義上生態系統狀態轉化是不可逆的，恢復力很強的生態系統在受到外界干擾后也會發生改變，無法完全恢復到受干擾前的狀態[39]。在受到干擾后，生態系統具有自組織的能力，通過自組織恢復到原來的狀態或進入其他狀態。受到干擾的生態系統在很多情況下可能表現出工程恢復力或動態穩定[43]，但是如果外來干擾超過某一閾值，任何生態系統的相對穩定狀態都會遭到破壞而進入另一不同的狀態；另外，生態系統原有狀態下恢復力的喪失導致生態系統狀態的轉化，常轉入不理想和不可逆的狀態。生態系統轉入其他狀態后其恢復力可能增強也可能減弱，但往往不能提供其原有水平的生態系統產品和服務，所以生態系統恢復力并不一定是越高越好[1,39]；而研究恢復力的目標就是希望使生態系統朝著對人類有利的方向運行[39]，所以在研究中必須注意恢復力估計是基于綜合的恢復力分析之上，包括對具體的干擾域的識別和對需要的生態系統服務的社會選擇[23]，即恢復力應該是生態系統在某一狀態下的恢復力。

3.1“杯球”模型

生態系統狀態變化的“杯球”模型經常被用于描述恢復力概念和強調不同類型恢復力區別[28]。該模型描述生態系統怎樣轉入不同的狀態或“引力域”，其中“杯”代表生態系統“引力域”，“球”代表生態系統狀態，“球”在“杯”中的一系列可能位置分別代表生態系統結構的變異性程度(比如森林生態系統林分年齡結構變化，森林斑塊大小)，單向箭頭表示外界對系統的擾動(圖1)。較小的干擾會讓“球”被迫離開“杯”底移動到“杯”內某一位置，但最終“球”會回到杯底。根據“杯球”模型理論，工程恢復力可以認為是“杯”的形狀特征，即杯子邊緣的坡度。工程恢復力被定義為“球”回到“杯”底的速度，也被稱為生態系統彈性或恢復時間，其測量指標是系統再次回復到平衡穩態(“杯”底)所需的時間[44]。生態恢復力假設存在多個引力域，在引力域形狀發生變化的情況下，或外來干擾導致系統變化超過某一閾值的情況下，系統將發生引力域改變，從而進入新的生態系統狀態；比如，重復出現的火災、干旱等外來干擾會引起森林生態系統轉變為草原生態系統[45]。生態恢復力被定義為引力域的寬度，即系統在進入另一個引力域的臨界狀態前所能承受的擾動總量。這兩種恢復力概念，假設恢復力是體系的靜態屬性，即一旦定義，杯子的形狀在時間上是固定不變的。但近期也有研究表明引力域是動態和多變的[28]。

3.2 適應性循環模型

生態系統動態適應性循環模型是另一個描述生態系統恢復力的概念模型[27]。以Holling為首的“恢復力聯盟”主張運用適應性循環理論解釋和分析社會生態領域的恢復力[19,46]。適應性循環理論認為生態系統按照如下4個特征階段演替：崩潰或釋放階段(Ω)、更新與重組階段(α)、快速生長及開發階段(r)、保護階段(K)(圖2)。崩潰或釋放階段(Ω)是系統快速崩潰的動態時期，受巨大且不可預料的干擾的影響，某些重要的生態系統屬性如組成、結構、功能在這一階段發生改 變甚至喪失，并且資源變得較易獲得。資源的突然出現幫助系統進入了重組階段(α)，也為大量新生事物的出現創造了條件，這些新的種群和物種的出現是高度不確定的，如果它們能侵入并適應干擾之后的環境，就能最終定居下來并成為重組系統的組成部分。釋放階段和重組階段的持續時間較短，但是系統的重大變化往往發生于這兩個階段，之后其組成、結構等趨于相對穩定，進入另一引力域的新軌道，從而轉入生長階段(r)，進入另一輪適應性循環。經過長時間的資源累積和轉變，系統由生長階段進入保護階段(K)，生態系統沿著相對緩慢和可預測的路徑演替[6]，該階段出現新生事物的概率急劇下降，但是系統變得更為復雜和穩定。在整個適應性循環中恢復力變化始終貫穿其中，恢復力隨著各階段的替換表現出不同的水平[27,39]。新的適應性循環代表了生態系統恢復力的喪失和生態系統向另一引力域的移動，即生態系統狀態的轉化。初始狀態的細微差別可能導致生態系統發展方向的巨大差異，導致多種從快速生長及開發階段(r)到保護階段(K)的演替路徑[47]，導致生態系統發展的不同步進而產生一系列的生態系統結構的時空差異性。而結構上的多樣性對恢復力亦有重要影響，影響到生態系統應對后期干擾的恢復或重組能力[6,8]。

圖1 “杯球”模型

Fig.1 “Cup and ball”model

圖2 適應性循環

Fig.2 Adaptive cycle

目前這兩種模型已被廣泛應用于恢復力的解釋，但兩者仍然存在一些不足。根據“杯球”模型，可以看出生態恢復力實際上就是生態系統發生狀態轉化的閾值條件，而生態系統狀態轉化存在很多閾值條件，對其逐一研究顯然是不可能的。適應性循環理論在一定程度上闡明了恢復力的形成機制，但借助這一理論對恢復力進行定量測量依然非常困難。在這一模型中生態系統狀態由一系列穩定域的界限分開，與“杯球”模型中的生態恢復力類似，但確定這些穩定域邊界閾值是非常困難的；此外，根據適應性循環理論，測量恢復力需要測定系統目前狀態與閾值(或界限)的距離，前者相對容易一些，而后者目前還幾乎不可能完成。

4 恢復力的測量

由于生態系統的多穩態機制，任何外部干擾都可能導致系統狀態發生突變而進入管理者不希望的狀態，只有通過定量評估才能提取出恢復力的主要影響因子從而為生態系統管理提供依據[49]，所以目前急需對恢復力進行定量研究。國內外的生態學家、經濟學家和災害學家都在嘗試將恢復力進行量化研究，目前國內外學者已經使用的生態系統恢復力研究方法主要包括閾值方法，替代指標法和實驗方法。其中，閾值方法在相關文獻中應用最為廣泛，一般是用系統面臨壓力時維持結構和功能的能力來測量恢復力[32,50]。閾值方法一般要求助于計算機模型的幫助，如CENTURY模型和GAP模型[51]，通過這些模型可以估算出生態系統某些關鍵指標從脅迫狀態恢復到穩定狀態的時間，即恢復時間(Tr)，以及生態系統能夠承受的最大脅迫(MS)，即生態系統從一種狀態到另一狀態的臨界值，恢復力可表示為MS，Tr或MS/Tr[52]。其中，工程恢復力測量指標是系統遠離穩定狀態的距離或恢復的速率[53]，按照工程恢復力的定義，生態系統的恢復力越大，其在干擾之后恢復到穩定狀態的時間越短，所以工程恢復力可用1/Tr測量[54]。生態恢復力則是用生態系統在發生狀態轉化之前能吸收的最大干擾的強度MS測量[28]。Bennett等對這種早期的閾值途徑進行了進一步發展，把時間以及生態閾值是動態或固定的這一考量引入了閾值量測[13]。

閾值方法必須滿足2個假設條件，即生態系統必須表現出替代性穩定狀態和能識別關鍵的控制變量，但這兩個假設本身都有缺陷。①假設是生態系統能在被生態閾值分開的不同穩定狀態之間非線性地轉化，這對多數類型生態系統是成立的[40,46]，但并不是所有生態系統都如此[55]，閾值方法僅適用于被不利環境控制的生態系統，不考慮系統內部或外部的競爭導致的生態系統變化；②假設可以通過分析少數關鍵變量來理解生態系統動態。并根據關鍵變量在時間和空間上的周轉速率，劃分為快變量和慢變量[17]。但這一方法因為依賴模型中的變量和參數的假設而受限制[56]，這里的一個重要而矛盾的假設就是慢變量被認為控制著整個系統，決定著系統在穩定域中的位置[46]，慢變量值被認為是與恢復力最相關的因子[57]。另外，該方法忽略了有機體的個體變異性[31]。

由于生態系統恢復力受諸多因素的影響，需要測定生態系統每個穩定狀態的閾值，對其進行直接測量是比較困難的，但可以間接推斷[32]。推斷方法之一是在系統中找出與恢復力相關并且可以測定的屬性，從中選取恢復力的替代因子作為替代物(surrogate)[17,23]。恢復力替代物的甄選涉及恢復力機理的概念[23]，例如生態冗余、響應多樣性或生態存儲[58]。選取替代物應首先建立模型，然后參照模型和具體系統屬性逐一篩選。Bennett等[13]展示了一種利用簡單系統模型在案例研究中識別恢復力替代物的方法，通過發展系統模型，建立了識別恢復力替代物的4個步驟：問題界定、反饋過程辨識、系統模型設計、恢復力替代物識別；該研究為恢復力的定量測度提供了經驗。此外，高江波等在明確生態系統恢復力基本定義及其影響因子性質的基礎上，選擇物種多樣性、群落覆蓋度以及群落生物量對青藏鐵路穿越區生態系統恢復力進行定量評估[5]。

實驗方法主要通過人為控制生態系統的外界干擾條件，分析生態系統的恢復過程從而研究恢復力。例如，Whiford等在新墨西哥西南半干旱草原地區進行了野外實驗以驗證受脅迫的生態系統的恢復力較低這一假說。他們在一口深井附近，通過控制放牧和牲畜踐踏等干擾，設計了不同壓力梯度，分析了幾次干旱情景下，草原恢復狀況與距井距離之間呈正相關關系，距井遠的草原受干擾小，恢復速度快[59]。Slocum等在一個鹽沼中嘗試利用實驗性干擾來評估恢復力[60]。他們通過控制已知脅迫的沉淀物沉積的梯度，施加不同強度的干擾，發現植被的恢復力與沉淀物沉積呈強正相關影響。在毀滅性干擾之后，沒有沉積物沉淀的樣地的植被不能恢復過來；而在有中等或大量沉積物沉淀的樣地，其植被得到迅速恢復；在非毀滅性干擾之后，所有樣地的植被都能夠恢復原狀，其植被恢復速率和沉積物沉淀程度之間亦呈相關關系。他們的研究表明生態系統恢復能 力可以作為描述生態系統狀態的生物指標，幫助進一步加深對生態系統結構和功能的理解。

綜上所述，目前的不同恢復力測量方法均存在著諸多限制。閾值方法受限于其前提假設以及對計算機模型的依賴，適用范圍有限，使該方法沒有得到進一步發展。替代指標法提出時間不長，目前還處于探索階段，其可行性和替代指標甄選的合理性都依然有待探討，但這一方法確實為定量測量恢復力提供了新思路。實驗方法受實際條件限制很難推廣，而且生態系統組成與過程復雜多樣，其可重復性不高。

5 恢復力影響因素

20世紀末以來，大量學者探究了生態系統恢復力的影響因素，并積累了較多的區域案例。但整體而言，目前對生態系統恢復力影響因素的理解依然有限，缺少一致的觀點和表征生態系統恢復力的指標體系[61]，而已有文獻中的恢復力指標沒得到充分利用[32]。目前文獻中已有的生態恢復力的影響因素及其影響恢復力的機制可歸納如下。

5.1 生物多樣性

恢復力是基因多樣性、物種多樣性、群落或生態系統多樣性在不同尺度賦予生態系統自然屬性，而生物多樣性則是生態系統存在和發展基礎[28]。生態系統停留在穩定范圍之內的能力與使系統轉入另一狀態的緩慢變化有關。Folke等研究表明生物多樣性是導致這些緩慢變化的變量之一，主要通過具有主導優勢的生物起作用[40]。目前的共識是生物多樣性能夠擴散風險并使生態系統在受到干擾后重組成為可能，在生態系統恢復穩定狀態的過程中起到至關重要的作用[62]。但生物多樣性在生態系統恢復過程中的作用方向依然存在大量的持續爭議[6]。隨著生物多樣性的增加，一些研究表明恢復力增長呈正相關關系[63]，其他研究表明隨著生物多樣性的提高，恢復力的增長逐漸趨緩，其增長曲線逐漸逼近某條漸進線[64]，而也有研究表明隨著生物多樣性的增加，恢復力并沒有增長[65]。

盡管如此，目前多數學者已經認可了生物多樣性對生態系統恢復力的影響，并認為生物多樣性通過生物的功能冗余和響應多樣性來影響生態系統的恢復能力[66,67]。但生物的功能冗余或響應多樣性不能獨立地影響生態系統恢復力，進行恢復力評價時必須分析兩者的綜合影響。

生態系統內部存在多種物種組合，具有類似功能(比如授粉，生產或分解)的物種的組合即為一個功能群，功能群能夠為生態系統提供一定水平的冗余，亦即生物的功能冗余[68-69]。生態系統對干擾的反應依賴于干擾的特征以及生態系統本身的功能冗余，多組分的復雜生態系統中，不同組分對于同一類干擾的反應是不同的，同一組分對于不同干擾的反應也是不同的[20]。生態系統在面臨環境變化時保持恢復力的能力與物種內個體應對挑戰的能力和同一功能群內其他物種在變化的條件下增加其功能的可能性有關。功能群的存在對生態系統功能和恢復力至關重要，這些物種的喪失對生態系統恢復力有明顯的消極影響[67]。生態系統內存在多種形式的功能冗余[68]，功能冗余的作用有以下3個特點：①在面臨物種喪失時，功能冗余通過維持生產力的方式提供恢復力；②功能冗余能賦予系統對疾病和害蟲影響的恢復力或抵抗力[70]；③功能冗余能賦予系統對物種喪失，疾病和害蟲反應的恢復力，但這并不能彌補其他生態系統服務和產品損失。在沒有功能冗余存在的情況下，功能群物種喪失對生態系統的消極影響能達到使生態系統崩潰的程度[71]。

功能群的多樣性有助于維持生態系統結構和功能的恢復力。

5.2 生態存儲

生物多樣性意味著可持續的生態系統包含著多種功能群，每個功能群都有許多可替代的同功能物種，功能組內物種、物種間及其與環境之間的動態作用、受到干擾后可能進行重組的結構組合被稱為系統的“生態存儲”(ecological memory)[28]。生態存儲是生態恢復力的關鍵成分，其存在意味著生態系統的歷史遺產將影響其現在和未來狀態[6]；生態系統應對環境變化的恢復力是由其生物和生態資源決定的[1]，不論是自然生態系統還是人工生態系統，保持生態存儲是至關重要的。生態存儲可分為內部存儲和外部存儲兩部分，隨著干擾強度和生態系統結構的不同，兩者的相對重要性也不同[74]，但生態系統進行重組既需要出現在目標區內的內部存儲也需要出現在干擾區外的外部存儲[28]。

內部存儲由可以作為更新中心并允許各物種定居的各種生物學結構(如過火跡地和枯立木)組成，其中的一個重要組成部分就是“生態遺產”，即在干擾事件中幸存的有機體和有機結構[75]；外部存儲為受干擾斑塊提供物種來源和支持，包括先鋒物種在內的有機體能夠從很遠的距離傳播到受干擾地區并定居下來[75]。生態系統在受到干擾之后，多數都有有機體幸存，雖然并不是所有的幸存者都能夠持續存在，但很多確實繼續存在。

要評價生態系統恢復能力，首先需要了解其內部存儲與外部存儲的種類、數量、分布以及它們可能起到的作用。生態系統面積對生態系統恢復力有很大影響。比如，森林生態系統恢復力受到森林生態系統的空間大小和周邊景觀的狀況和特征等影響，一般而言，森林生態系統越大，破碎度越小，其恢復力越大[1]。Pickett等認為自然保護區設計應基于“最小動態面積”，即具有應對干擾，能夠自我恢復，維持其內部重新趨于穩定功能最小面積[76]。隨著空間面積的逐漸縮小，快速重組的內部存儲會變得滯后與不足，它們會逐漸依賴于周圍景觀的斑塊，即外部存儲。在破碎化程度高和集約經營的景觀中，外部存儲更少，使重組的時間變得更長，說明恢復力下 降，生態系統發生突變的可能性增加。

內部存儲和外部存儲所關注的分別是斑塊內和斑塊間不同的動態生態過程[74]。在斑塊內，主要生態過程可以被看做是“集結規則”[77]，如促進更新，競爭和營養相互作用，它們決定了哪些物種在干擾過后快速繁衍。斑塊間，主要生態過程是定居物種在景觀斑塊間的散播；Loreau等注意到地區物種豐度的重要性，外來物種遷入能提高生態系統對變化的適應性[78]，導致生態系統發生基型和表現型的反應，適應性的累積使系統的恢復力提高成為可能。在后一種情況下那些影響物種遷入的因素，如到種源的距離、物種的生活史策略等對于一個斑塊的重組方式是至關重要[74]。例如，早期演替階段與晚期演替階段的物種有截然不同的擴散方法；而且有研究表明部分植物的種子是受限散播的[79]，系統連接度(內部物種直接的連接)的提高能增加系統的抵抗力，但會降低系統的恢復力[80]。

5.3 生境條件

生態演替受當地生境條件和景觀背景的強烈影響[81]。例如，受干擾區具有空間異質性，在很多存活有機體聚集或微觀生境特別好(比如水熱條件適宜的地區)的地方恢復最快[75]。另外，局地水平上的恢復力依靠整個區域維持水分存儲和養分循環的能力，所有這些屬性受到土壤流失和生態系統結構變化的威脅，所以對變化有物理抵抗力的土壤對提高恢復力具有重要作用[82]。此外，恢復力的喪失可能是由功能群的喪失和環境變化引起的，一般認為受脅迫生態系統比不受脅迫生態系統恢復力更小。干擾能改變局地的物種組成和豐富度[83]，而多重干擾的復合效應更加需要加以關注[6]。如果生態系統不能在干擾發生之間得到恢復，恢復力將會因為生態存儲(如種子庫)的喪失而削弱[50]。干擾對生態系統恢復力的影響主要受干擾頻率和干擾范圍兩方面影響[20]。如果干擾頻度小于恢復時間，并且干擾發生在小范圍內，則生態系統容易恢復；如果干擾頻度大于恢復時間，而且干擾范圍較大，則生態系統不容易恢復[84]。

5.4 氣候

氣候主要是通過中長期的溫度、輻射和濕度影響光合作用和呼吸作用速率以及其他植物生理過程[85]。在熱量和輻射狀況足夠支持植物生長的條件下，光合作用速率與水分可獲得性成比例。而保持濕度恒定，呼吸分解速率和溫度成比例，一般地溫度每上升一攝氏度，生物化學過程速率將增加一倍。氣候和天氣狀態也直接影響著生態系統的短期過程，比物種遷徙[27]。

另外水分還是生態系統類型的主要決定因素之一。多數證據表明熱帶森林生態系統對氣候變化沒有很強的恢復活力，尤其是應對降水減少和干旱增加的恢復能力相對較弱[86]。而全球氣候變化導致氣溫升高，改變太陽輻射和降水條件，當氣候條件變化超出生物所能夠承受的范圍時，將導致生態系統發生劇烈變化[87]。

5.5 人類活動

人類是生態系統的自然組成部分這一說法一直存在爭議[88]，但是人類活動確實改變了生態系統恢復力，人類干擾的累積效應對生態系統結構和動態具有深遠影響。人類活動引起的生態系統急劇變化的例子包括半干旱牧草地的木本植物入侵[89]，湖泊富營養化[31]等。Strickland等借鑒由恢復力聯盟提出的恢復力評價方法調查研究了保護區旅游對當地群落的影響[90]。人類活動對森林生態系統的主要影響包括森林面積的減少、生境破碎化、土壤退化、生物量和相關的碳匯耗竭、物種喪失、物種引入及其級聯效應，比如火災風險增加等[91]。一般地原生森林比次生森林相比更富有恢復力，比如Sakai等研究表明過火和森林管理通過生境破碎化、退化和水分情況變化等降低了森林抵抗入侵的能力和恢復力[92]。

5.6 生產力

生產力對恢復力影響目前依然存在爭論[64]。一些研究者試圖用數學分析的方法定義恢復力和初級生產力之間的關系[33]。Moore等的模型分析發現生態系統恢復力與生產力呈正相關關系，這一結論被稱為“恢復力-生產力假說”，假說表明在一定的干擾下，高生產力的系統比低生產力的系統恢復的好，即生產力越高的生態系統，越富有恢復活力，在擾動中恢復的更快[93]。而Stone等的研究結果表明恢復力與生產力的關系并不是簡單的線性關系，很大程度上依賴于生態系統的內在非線性和非穩定狀態特征[64]。此外，其他文獻中已經報道的數值模型[33]都沒顯示出任何穩定性(恢復力)與生產力之間的一般性關系，未發現任何“恢復力-生產力假說”的證據。

總之，目前對影響恢復力的因素的理解非常有限而且充滿爭議。對哪些因素影響恢復力以及這些因素如何影響恢復力目前都沒有公認的結論，雖然生物多樣性的重要性得到了認同，但其對恢復力的影響也充滿爭議。冗余理論為解釋生物多樣性對恢復力的影響提供了可能，不同生物在生態系統中的功能作用和重要性等是不同的，而傳統的生物多樣性指數的研究方法在這些方面已不適用。生態存儲為解釋恢復力的產生機制提供了可能，但生態存儲的具體組成部分以及如何對其定量計算依然有待深入研究；對生態存儲與生物多樣性的關系、兩者作用的尺度等研究也相對較少。對于生境條件、氣候和人類活動等的作用，目前依然很少對其進行定量研究；而對生產力與恢復力的關系，“恢復力—生產力假說”并未得到廣泛認為，實際上生產力和恢復力都是生態系統的屬性，兩者都受到某些相同的生態系統屬性(如生物多樣性)的影響，兩者之間應該存在比線性關系更為復雜的聯系。

6 討論與展望

恢復力這一概念在經濟政策和環境管理方面的價值已為大家所接受和認可，但恢復力研究仍滯留于概念的爭議及案例分析的層面，生態系統恢復力研究尚缺乏科學統一和可操作的定義，且多為理論性分析，定量測度相對較少，有很多問題依然待深入研究，比如尺度問題，生態系統狀態界定問題以及恢復力評價的定量問題等。

6.1 尺度問題

尺度是復雜系統科學和恢復力理論的重要貢獻之一，跨尺度的生態過程交互作用對生態系統恢復力的維持非常重要。目前恢復力定量測量中對尺度的考慮依然不足，極少體現出生態過程的尺度性。不同生態過程發生在不同尺度上，比如微觀尺度，林分尺度，流域尺度和景觀尺度；此外，生態系統所遭受的干擾也具有明顯的尺度性，作為生態系統對干擾的一種響應能力，恢復力也具有尺度性。恢復力研究中必須選擇合適的時空尺度，以便于數據收集和結果分析；在未來的恢復力研究中可以選 擇林分尺度等屬性比較一致的單元作為大范圍內恢復力研究的基本單元，但針對不同類型的生態系統如何選擇合適的研究尺度依然有待探討。

6.2 狀態界定

恢復力研究應該基于綜合分析之上，包括對人類社會需要的生態系統服務的選擇和生態系統在某一狀態下所受干擾的分析。生態系統恢復力研究必須考慮生態系統所受到的干擾，因為生態系統如果遭遇毀滅性打擊而完全崩潰，在理論上就沒有恢復的可能性；對這種毀滅性打擊的定量化是探討恢復力的前提條件，但目前缺乏相關研究。此外，多數生態系統存在不同的潛在狀態，不同狀態下生態系統提供服務的能力不同，其恢復力也相應不同；而研究恢復力的最終目標是為生態系統管理提供參考信息，以期使生態系統朝著能夠提供人類所需生態系統服務的方向發展，所以未來的恢復力研究需要考慮生態系統狀態以及不同狀態下提供的生態系統服務，以便更好地為生態系統管理服務。

篇10

1草地生態質量、研究內容及其評價指標

1.1草地生態質量概念目前,國內外關于草地生態質量的研究比較少,還沒形成統一的概念和原理,但可以肯定,草地生態質量應該反映草地生態系統的生態因子之間、生態因子與環境之間是否適應和協調發展,生態結構是否合理,生態功能是否正常運轉等草地的生態學和系統學特性。另外,草地生態系統是一個開放的復雜巨大系統,包括非生物環境、生產者、消費者和分解者4個基本組分,各個組分之間通過能量流動與物質循環聯結在一起的,其間的物流、能流、信息流及價值流應是暢通無阻、正常和高效運轉,以保證系統各組分之間的相互促進、相互協調和整體最優。因此,草地生態質量應該是草地在維持生態系統能量循環和物質平衡時所具有的本質屬性,它隨著草地生態系統的組成、結構、功能和環境的演變而變化。

1.2草地生態質量研究的內容及評價指標草地生態系統是以各種多年生草本占優勢的生物群落與其環境構成的功能綜合體,即在一定空間內,由草地生物成分和非生物成分通過物質的循環和能量的流動而相互作用、相互依存而構成的一個生態學功能單位。因此,草地生態質量研究的內容應涉及草地生態系統的各個方面;應全面系統地反映草地系統的健康狀況和運行過程。草地生態質量研究應涵蓋以下方面的內容。

1.2.1草地生態系統的生物成分:研究對象主要包括生產者、消費者和分解者,即草地植被、草地動物和草地微生物。主要研究各系統的生物多樣性,它是反映物種多度和種群豐度的一個重要指標。可分為3個層次:物種多樣性、群落多樣性和生境多樣性。生物多樣性的指數高,表明生態系統的結構完善,穩定性強。生物多樣性降低,則表明生態系統的結構不同程度地遭受到破壞,功能缺損,穩定性、協調性降低。對于自然性物種匱乏地帶,則可以用物種相對豐度來衡量,即物種相對其所在生物地理區或行政省內物種總數的比例。在實際評價工作中,多樣性的定量化方法大多采用比較粗略的等級法,如較低、較高、極高等[1~3]。分析天然草地物種的多樣性,通常采用辛普森(species)指數,即從無限總體中取樣的無偏估計量(!^)和Hill的非常豐富種數的多樣性數!^的倒數來表示[4],其計算公式為:!^≈si=1!ni(ni-1)Ni(Ni-1)式中!^為無偏估計量;ni為樣地中第i個種的蓋度;Ni為樣地中所有植物的總蓋度,S為樣地中植物種的種數,也可稱為物種豐富度指數。在生態系統中人作為雜食動物,其活動對草地生態質量影響很大,在后面單獨討論。

1.2.2草地生態系統的非生物成分:非生物成分可能是導致或影響草地生態質量變化的原因。同時,非生物成分也是草地生態質量變化的量度。非生物成分主要是指有關草地生態系統的氣、水、土壤、氣候、地貌等環境因子。這與草地生態環境質量研究中提出的草地自然環境要素相一致[5]。衡量草地生態質量所采用的相應指標為:平均年降水量、蒸發量和氣溫,月平均降水量、蒸發量和氣溫。土壤有機質含量,氮、磷、鉀含量,土壤結構、土壤生物種類和數量、土壤酶活性、土壤污染程度。大氣中二氧化硫、二氧化氮的濃度、顆粒物濃度、與季節有關的空氣污染事件、氣象災害、輻射暴露等。河流的年徑流量、水質等[6]。

1.2.3草地生態系統功能:草地生態系統功能是草地生態系統的能量流動和物質循環。結構和功能相互適應、相互完善,使生態系統在一定的時間內各組分通過制約、轉化、補償、反饋等處于最優化的協調狀態,表現出高的生產力,能量和物質的輸出接近相等,能量和信息流動暢通無阻,使系統處于相對穩定、平衡狀態。草地生態功能在草地生態質量研究中占據很重要的地位,其研究內容十分廣泛和復雜,評價指標十分龐大且相互重疊[7]。因此,評價指標及其權重的確定就顯得十分困難,要建立一個系統、合理、完備的評價指標體系,還需進一步研究。本文僅從以下幾方面進行分析。生物生產:草地生態系統生物生產包括初級生產和次級生產。初級生產的生產者主要是綠色植物,初級生產是反映生態系統生產力的重要指標。其相應的衡量指標有:總生產量、凈生產量、生物量、現存量、生產力、總生產力、凈生產力[8]。在生態學上常用草地覆蓋度來反映初級生產。傳統的測定草地蓋度的方法是樣方法,即樣方內用插釬垂直插下所觸及植物和植物種的次數,求得所占百分比率可分為分蓋度和總蓋度:分蓋度(%)≈BL×100%總蓋度(%)≈∑BL×100%其中,B為草種在樣方中觸釬次數,L為樣方中插釬次數,∑B為樣方中各種草總觸釬次數[4]。在范圍比較的草地生態系統中,常常把樣方法和遙感技術結合起來計算生物生產[1]。次級生產實質上是動物性生產,其衡量指標為第二性生產力(secondryproduction),可概括表示為:Ps≈C-F-U-RPs為第二性生產量,C為消費量(在特定時間被一樣生物所采食的食物量),F為排泄物或糞便(沒有被吸進有機體身體的食物),U為分泌物(被吸收,但以后又從身體移出的物質,包括尿在內),R為呼吸量(用以維持生命的那部分能量)。生態服務功能:生態系統的服務功能反映生態系統能量流中的凈化、循環和再生功能,根據生態系統的服務功能進行草地生態質量評價,是可持續發展的目的所在。由于各國所處的地理位置、社會、經濟發展水平的影響,對于生態系統服務功能的評價及評價指標的確定存在差異。根據美國科學家Costanza等的研究成果,結合我國的實際情況選用保持水土、涵養水源、凈化空氣、營養元素循環、美學等18種功能進行分析。維持系統平衡能力:主要包括抵抗力和自組織力兩個方面,其相應的衡量指標為自然度、穩定性、完整性、恢復力、組織成熟度、能量耗散的有效性、進化或演替的有序性等[9,10]。#p#分頁標題#e#

1.2.4草地生態系統中的社會經濟因子:由于人類活動的影響,草地生態系統在具有自然屬性的同時也具有社會屬性。草地生態質量評價著重于整體性評價,因此,在草地生態質量評價指標確定和選擇時,必須考慮社會經濟指標。選取的社會經濟指標必須滿足草地經濟可持續發展的要求。這些指標主要包括:人均國民生產總值、人均純收入等,同時還包括草地管理水平、草地生態工程建設等。

1.2.5草地生態系統中的人文因子:人具有生物和社會雙重屬性,在草地生態質量研究中把它作為特殊因子進行研究。人是高等動物,可以以文化為媒介達到對自然的適應,也可以借助科學技術的創造力有意無意地建設和破壞草地[11]。人文因子相應的評價指標有系統中人口數量及文化素質。草地生態質量評價指標是度量草地生態質量優劣的指標體系,由于草地生態系統結構復雜、層次眾多,子系統之間既有相互作用又有相互間的輸入和輸出,某些元素及某些子系統的改變可能導致整個系統由優到劣或由劣到優的變化。要在眾多的指標中選擇那些最靈敏的、便于度量且內涵豐富的主導性指標作為評價指標比較困難。景觀生態學理論與方法、空間異質性理論、空間尺度理論、“壓力—狀態—反饋”理論及可持續發展理論是對草地生態系統結構、功能與過程規律性的概括和總結,因此,以這些理論作為草地生態質量評價的基礎理論,有利于人們對于草地生態系統自身規律的認識和深化[9,10,12]。

1.3草地生態質量與草地環境質量長期以來,人們往往以“草地生態環境質量”一詞籠統地代替草地生態質量。實際上,草地生態質量與草地生態環境質量是兩個不完全相同的概念。它們在概念、研究范圍、衡量的標準和評價指標上存在很大差異。草地生態環境是指以草地植被為主體的,對草地植物正常生長、發育、繁殖、分布等有直接或間接影響的生態環境要素的總和。這些要素主要包括氣候、氣象、水文、地形、地貌、土壤、植被、生態景觀等自然地理要素,以及人口、家畜、政策和第一、第二、第三產業發展狀況等社會經濟要素[4]。其衡量的標準是:在某一具體環境內,環境總體或環境某些要素對人類或畜群的生產、生活的適宜程度。草地生態環境質量的優劣往往是根據人類或畜群的要求而定的。這里的環境質量包括自然環境質量和社會環境質量兩個方面。因此,草地生態質量和草地生態環境質量是包含與被包含的關系。

2草地生態質量與草地可持續利用

自然生態系統是相對穩定的、具備自我組織、自我維持、自我調節、自我恢復的能力的生態系統。在人類的改造過程中,自然生態系統的內在的可持續性機制會發生明顯的變化,而草地生態質量正是草地生態系統特性和這種變化的綜合反映。當草地生態質量處于良性發展時,草地生態系統處于健康狀態,其抵御外界干擾能力和綜合生產力提高,系統的穩定性增強,可持續性機制得以運行;相反,當草地生態質量處于不良發展時,草地生態系統處于不健康或亞健康狀態,其抵御外界干擾能力和綜合生產力降低,系統的可持續性難以維持。FAO于1993年發表的《持續土地管理評價大綱》中,可持續土地利用評價必須符合的五大原則即生產性、穩定性、保護性、可行性、可接受性。劉黎明、謝花林等從草地資源可持續利用的涵義出發,對我國草地資源可持續利用的主要制約因素和存在問題進行分析,在此基礎上建立了我國草地資源可持續利用評價指標體系的層次結構、基本框架和初步的分類結果[13]。從他們的研究可以理解草地可持續發展的核心就是要通過維持與保護生態系統,保護人類的生存環境,保護地球生命支持系統,維持一個可持續的生物圈;草地生態質量是草地可持續利用研究的核心,維持草地生態系統的平衡,提高草地生態質量,也就實現了草地生態系統的可持續利用。不同的草地生態質量,其生態系統結構與功能各不相同,系統內物質、能量及信息的交流方向、交流途徑、交流量、交流比例以及交流速率等各具特色,對外界干預的緩沖機制、自我恢復能力、代謝功能特征存在很大差異。因此,在一定條件下,只有遵循草地生態系統的演替以及物質循環與能流過程等基本規律,確切地了解草地生態質量,才能科學合理地進行生態區劃和生態規劃,提出合理的利用方式,在時間尺度和空間尺度上實現資源的合理分配,保證區域內和區域間、當代人和代際之間的公平性,建立完善的草地持續利用評價指標體系,提出草地持續利用的戰略和措施,最終實現草地生態系統的可持續利用。由此可見,草地生態質量研究是草地可持續利用評價的前提。

3草地生態質量、系統健康、可持續利用

生態系統健康就是其組份、結構和功能三者的完整存在和正常運轉。評價生態系統是否健康可以從活力(vigor)、組織結構(organization)和恢復力(resiliense)等3個主要特征來定義[14]。活力表示生態系統功能,可根據新陳代謝或初級生產力等來測量;組織結構根據系統組份間相互作用的多樣性及數量來評價;恢復力也稱抵抗能力,根據系統在脅迫出現時維持系統結構和功能的能力來評價,當系統變化超過它的恢復力時,系統立即“跳躍”到另一個狀態[15]。草地生態質量是草地生態系統的本質屬性,是草地生態健康和草地持續利用的物質前提,草地生態質量的好壞決定草地生態系統是否健康、草地是否持續利用。草地生態健康是草地生態質量狀況的反映,只有健康的生態系統,生態質量才是好的,其功能得以正常發揮,否則系統會患“危機綜合癥”,也就無從談可持續利用。可持續利用作為新理論在人地關系發展到一定階段提出,它始終與人類活動聯系在一起。人類活動中的不經意和粗心以及無所顧忌所造成的對自然生態系統的影響力已大大超過了其自我調節的能力,生態系統的健康狀況日益惡化,這一狀況的出現不僅嚴重影響到草地生態質量,同時也嚴重影響到了人類自身的生存和社會的發展。因此,從一定意義上說,草地可持續利用是以草地生態質量和生態健康為基礎和前提,但其又反作用于草地生態質量和生態健康。只有生態質量好、服務功能完善的生態系統才是健康的生態系統,而一個健康的生態系統才是穩定的、可持續的,是人類可持續發展的前提。