1、生态系统管理的主要途径与技术引 言长期以来，人类为了生存而改造周围的自然环境，使其向着符合人类需求的方向变化。传统的资源利用和环境管理方式中，人类片面追求经济利益,对自然形成的物质循环和能量转换过程造成了干扰和破坏，影响到生物圈及生态系统正常的物质代谢，危害生态系统的功能。面对全球变暖、土地退化、森林资源破坏和生物多样性丧失等一系列全球性环境问题,人们越来越认识到保护生态环境、恢复生态系统结构和功能是人类生存与开展的根底,人类必须改变传统的开展模式,综合考虑自然资源的合理利用、生态环境的保护和社会经济的可持续开展。生态系统管理是在探索人类与自然和谐开展过程中逐渐形成和开展的一种新的管理思想 ,
2、它基于对生态系统组成、结构和功能的理解,将人类的经济活动和文化多样性看作重要的生态过程，融合到一定时空尺度的生态系统经营中,以恢复或维持生态系统的完整性和可持续性。可持续开展是当今全球人类共同面临的宏大命题。人类社会是一类以自然生态系统为根底，人类行为为主导，物质、能量、信息、资金等经济流为命脉的社会 经济 生态复合系统。生态系统管理科学就是要运用系统工程的手段和人类生态学原理去探讨这类复合生态系统的动力学机制和控制论方法，协调人与自然、经济与环境、局部与整体间在时间、空间、数量、结构、序理上复杂的系统耦合关系，促进物质、能量、信息的高效利用，技术和自然的充分融合，人的创造力和生产力得到最大限
3、度的发挥。人类社会的可持续开展归根结底是一个生态系统管理问题， 即如何利用生态学、经济学、社会学和管理学的有关原理，对各种资源进行合理管理，实现可持续开展。包括科学研究和行政管理。生态系统管理已成合理利用自然资源和保持生态系统健康最有效的途径。生态系统管理是生态学的一个分支学科， 进一步说是应用生态学的一个分支。目前关于生态系统管理的研究主要集中在国外，国内主要进行的都是引进和介绍工作，几乎没有提出什么有影响的属于自己的学术观点。本文主要对有关生态系统管理主要途径与技术的几个重要核心问题进行综述，包括：生态风险评估;适度干扰与恢复重建；清洁生产;废物资源化管理与5R方法；生态工业园区EIP;实
4、施标准化环境管理系列标准；大力开展生态工程和生态建设加强自然保护的管理和研究，建立各种类型自然保护区；推广3S技术；环境管理信息系统等方面。1 生态系统管理的内涵1.1 学科形成简介1864年，Mash在人与自然一书中提出“英国合理利用森林资源，可使土壤侵蚀和水土流失减少。这被认为是生态系统管理的萌芽。1969年以后，生态学进入新的开展阶段，自然资源开始注重多用途和持续产量问题。1970年，Likens提出森林管理方法可能影响生态系统的功能。1972年，Abrahamsen提出人类活动导致生态系统的退化，开始注意到传统的资源管理方法并没有起到预期的效果。20世纪80年代后，关于生态系统和管理方
5、面的论文大量出现，生态学开始注重长期定位、大尺度和网络研究， 生态系统管理与保护生态学、生态系统健康、生态整体性与恢复生态学相互促进和开展。1988年，Agee和Johnson出版了生态系统管理的第一本专著，之后又有数本关于生态系统管理的专著问世Slocomb，1993；Gordon，1994；Vogt等，1997。这些专著中都说明了资源开发与环境保护关系问题，以此来获得社会、经济、生态效益的统一。自此，生态系统的根本框架形成。1.2 生态系统管理定义对生态系统管理的定义,不同群体或个人根据不同的出发点有不同的看法,目前较有影响的定义有：1)Agee 和Johnson (1988) ：生态系统
6、管理涉及到调控生态系统内部结构和功能,输入和输出，并获得社会渴望的条件1。2) Overbay (1992) :利用生态学、经济学、社会学和管理学原理仔细地和专业地管理生态系统的生产、恢复,或长期维持生态系统的整体性和理想的条件、利用、产品、价值和效劳19。 3) 美国林学会(1992)：生态系统管理强调生态系统诸方面的状态,主要目标是维持土壤生产力、遗传特性、生物多样性、景观格局和生态过程2 ,21 . 4) Goldstein (1992) ：生态系统管理强调生态系统的自然流(如能流、物流等) 、结构和循环,在这一过程中要摒弃传统的保护单一元素(如某一种群或某一类生态系统) 的方法11 。
7、 5) 美国林业署(19921994) :生态系统管理是一种基于生态系统知识的管理和评价方法,这种方法将生态系统结构、功能和过程,社会和经济目标的可持续性融合在一起24 。6) 美国内务部和土地管理局(1993) :生态系统管理要求考虑总体环境过程,利用生态学、社会学和管理学原理来管理生态系统的生产、恢复或维持生态系统整体性和长期的功益和价值. 它将人类、社会需求、经济需求整合到生态系统中25 。7美国东部森林健康评估研究组:对生态系统的社会价值、期望值、生态潜力和经济的最正确整合性管理10 。8Wood (1994) :综合利用生态学、经济学和社会学原理管理生物学和物理学系统,以保证生态系统
8、的可持续性、自然界多样性和景观的生产力28 。9) Grumbine (1994) ：保护当地(顶极) 生态系统长期的整体性。这种管理以顶极生态系统为主,要维持生态系统结构、功能的长期稳定性12 。10) 美国环保局(1995) ：生态系统管理是指恢复和维持生态系统的健康、可持续性和生物多样性,同时支撑可持续的经济和社会15。11国生态学会(1996) :生态系统管理有明确的管理目标,并执行一定的政策和规划，于实践和研究并根据实际情况作调整,基于对生态系统作用和过程的最正确理解，理过程必须维持生态系统组成、结构和功能的可持续性6 。12) Christensen (1996) ：中在根本功能复
9、杂性和多重相互作用的管理,强调诸如集水区等大尺度的管理单位,熟悉生态系统过程动态的重要性或认识生态过程的尺度和土地管理价值取向间的不相称性6 。3) Boyce & Haney (1997) : 对生态系统合理经营管理以确保其持续性，态持续性是指维持生态系统的长期开展趋势或过程,并防止损害或衰退3 。4)Dale 等(1999) :生态系统管理是考虑了组成生态系统的所有生物体及生态过程、并基于对生态系统的最正确理解的土地利用决策和土地管理实践过程。生态系统管理包括维持生态系统结构、功能的可持续性,认识生态系统的时空动态，态系统功能依赖于生态系统的结构和多样性,土地利用决策必须考虑整个生态系统。
10、此可见，述多个定义在许多方面有重复,大多数定义强调在生态系统与社会经济系统间的可持续性的平衡,局部定义强调生态系统的功能特征。些定义就象6 个盲人摸象得出的结论一样. 我们认为所有这些定义并没有矛盾，态系统管理要求我们越过生态系统中什么是有价值的和什么是没价值的问题，主要集中在自然系统与社会经济系统重叠区的问题. 这些问题包括：态系统管理要求融合生态学的知识和社会科学的技术,并把人类、社会价值整合进生态系统;系统管理的对象包括自然和人类干扰的系统;生态系统功能可用生物多样性和生产力潜力来衡量；态系统管理要求科学家与管理者定义生态系统退化的阈值；系统管理要求人类利用和对生态系统的影响方面的系统的
11、科学研究结果作指导；利用生态系统某一方面的功能会损害其它的功能,因而生态系统管理要求我们理解和接受生态系统功能的局部损失,并利用科学知识作出最小损害生态系统整体性的管理选择；态系统管理的时空尺度应与管理目标相适应;生态系统管理要求发现生态系统退化的根源，其退化前采取措施. 与生态系统管理相近或相联系。2 生态系统管理的内容及途径2.1 生态系统管理的数据根底对生态系统进行管理必须搜集一些数据或知识,由于生态系统的复杂性,这些数据或知识可能是个体2种群、群落2生态系统、景观、生物圈等空间尺度的,同时这些空间尺度还与时间尺度问题相互交错. 这些应收集的数据或知识如下3 ,7 ,26 :1) 在植物
12、个体及种群尺度上：候与微气候、地形与微地形、土壤的理化特征、消费者的层次、植物的生理生态特征、植物固定碳的格局、植物遗传、共生、营养和水分条件. 这些数据的时间尺度是小时、天或年. 值得指出的是,不能把幼苗的数据当作成年植株的数据用,在小样方内测定的数据不能当作大样方的用. 2) 在群落及生态系统尺度上：候与微气候、地形与微地形、种类组成与多度、土壤的理化特征、消费者的层次、植物组织的流通率及分解、活与死有机质的空间分布、植物对水分和营养利用的形态适应、共生、营养和水分条件. 这些数据的时间尺度是年或几年。收集这一尺度的数据时,气候因素被当作常量,样地太小时应收集更多的数据，更多的变量来研究生
13、态过程的控制和反响,确定均质样方单位比拟困难，难从本层次的样方数据推测景观层次的数据,在研究物质循环和水分关系时尺度非常重要,不能用生态系统尺度研究大动物和鸟类(因其活动范围较大)。3景观尺度上：候、地形、群落与生态系统类型、土壤物理特征、生态系统类型的空间分布。数据的时间尺度是几年至几十年。研究景观尺度推绎时,局部的叠加可当作整体的性质,主要研究方法有GIS 和模型研究,景观尺度是评价动物生境的最正确尺度。4) 在生物圈尺度上:气候、地形和植被类型。于空间尺度太大，些生态学过程的速率较慢. 气候是植被分布的决定因子，间尺度不重要，拔对种类分布的影响可忽略. 当然,并不是所有的生态系统管理都要
14、收集上述数据，际管理时只需收集核心层次的数据。2.2 生态系统管理的要素生态系统管理的要素包括：据管理对象确定生态系统管理的定义,该定义必须把人类及其价值取向作为生态系统的一个成分；定明确的、可操作的目标;确定生态系统管理边界和单位，其是确定等级系统结构,以核心层次为主,适当考虑相邻层次内容；集适量的数据,理解生态系统的复杂性和相互作用,提出合理的生态模式及生态学理解；测并识别生态系统内部的动态特征,确定生态学限制因子；意幅度和尺度，悉可忽略性和不确定性，进行适应性管理；定影响管理活动的政策、法律和法规；细选择和利用生态系统管理的工具和技术；择、分析和整合生态、经济和社会信息，强调部门与个人间
15、的合作；现生态系统的可持续性. 此外，生态系统管理时必须考虑时间、根底设施、样方大小和经费等问题20 。态系统管理要求生态学家、社会经济学家和政府官员通力合作,但在现实中并不容易4 ,14 ,17 ,18 ,22 。生态学家强调政府部门和个人应该用生态学知识更深刻地理解资源问题，解生态系统结构、功能和动态的整体性,强调要收集生物资源和生态系统过程的科学数据，调一定时空尺度上的生态整体性与可恢复性，调生态系统的不稳定性和不确定性，他们往往不愿把社会价值等问题融入到科学领域内. 社会经济学家更注重区域的长期社会目标，调制订经济稳定和多样化的策略,喜欢多种政策选择，其是希望少一些科学。研究者期望生态
16、系统的稳定性和确定性。而政府官员那么考虑如何把多样性保护与生态系统整体性纳入法制体系，如何有效促进公共部门和私人协作的整体管理，如何用法律和政策促进生态经济的可持续开展，当然他们更希望在把被管理的生态系统放入景观背景中考虑时费用较少。2.3 生态系统管理的主要途径与技术目前，生态系统管理途径正处于探索阶段，人们试图从以下几个方面实现生态系统管理：2.3.1生态风险评估生态风险评估是利用生态学、环境化学及毒理学知识，定量确定环境危害对人类负效应的概率及其强度的过程。目的：为生态环境和生态系统的保护和管理提供决策依据。风险管理：是指对生态风险评估的结果采取的对策与行动，是一个决策过程，又称为风险控制。2.3.2适度干扰与恢复重建适度干扰理论是由T.W. Connell等提出来的，它是指中等的程度的干扰水平能维持较多的生物多样性。理由是：在一次干扰后少数先锋种入侵缺口，如果干扰频繁，那