Ⅰ 生态系统
1. 生态系统的概念
生态系统(ecosystem)是英国生态学家Tansley于1935年首先提上来的,指在一定的空间内生物成分和非生物成分通过物质循环和能量流动相互作用、相互依存而构成的一个生态学功能单位。它把生物及其非生物环境看成是互相影响、彼此依存的统一整体。生态系统不论是自然的还是人工的,都具下列共同特性:(1)生态系统是生态学上的一个主要结构和功能单位,属于生态学研究的最高层次。(2)生态系统内部具有自我调节能力。其结构越复杂,物种数越多,自我调节能力越强。(3)能量流动、物质循环是生态系统的两大功能。(4)生态系统营养级的数目因生产者固定能值所限及能流过程中能量的损失,一般不超过5~6个。(5)生态系统是一个动态系统,要经历一个从简单到复杂、从不成熟到成熟的发育过程。
生态系统概念的提出为生态学的研究和发展奠定了新的基础,极大地推动了生态学的发展。生态系统生态学是当代生态学研究的前沿。
2. 生态系统的组成成分
生态系统有四个主要的组成成分。即非生物环境、生产者、消费者和分解者。
(1)非生物环境 包括:气候因子,如光、温度、湿度、风、雨雪等;无机物质,如C、H、O、N、CO2及各种无机盐等。有机物质,如蛋白质、碳水化合物、脂类和腐殖质等。
(2)生产者(procers) 主要指绿色植物,也包括蓝绿藻和一些光合细菌,是能利用简单的无机物质制造食物的自养生物。在生态系统中起主导作用。
(3)消费者(consumers) 异养生物,主要指以其他生物为食的各种动物,包括植食动物、肉食动物、杂食动物和寄生动物等。
(4)分解者(decomposers) 异养生物,主要是细菌和真菌,也包括某些原生动物和蚯蚓、白蚁、秃鹫等大型腐食性动物。它们分解动植物的残体、粪便和各种复杂的有机化合物,吸收某些分解产物,最终能将有机物分解为简单的无机物,而这些无机物参与物质循环后可被自养生物重新利用。
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Ⅱ 生态系统的概念是哪年首次提出的
1935年
名人专访
· 顺应生态系统管理
尽管人们对“生态系统管理”这一术语有了新的认识,但对它的内涵还存在一些争论。为了论证这些问题,世界自然保护联盟(IUCN)采访了3位专家。
Dr Kristiina Vogt
Kristiina Vogt博士,美国耶鲁大学林学院森林生态系统生态学教授,《生态系统:使科学与管理均衡》一书的合作编辑。
Gerardo Budowski博士,在哥斯达黎加居住和工作的一位委内瑞拉热带土地利用专家,1969年12月-1976年6月曾任世界自然保护联盟总裁,现任联盟生态系统管理委员会副主席。
Martin Holdgate爵士,一位英国的生态学家,现任联合国政府间林业专家组主席,1988-1994年曾任联盟总裁。
下面是他们与世界自然保护联盟驻美国华盛顿办公室的Ricardo Bayon(RB)的对话。
RB:首先,我想谈谈“生态系统管理”这一术语本身的含义。据我所知人们对它的定义还有一些争论。Vogt博士,我有趣地发现你在你的书中明确地指出,为了实施它,我们不需要给“生态系统管理”下定义。你能详尽阐述一下吗?
Vogt:我觉得人们为了准确地给这一名词下定义已经花了很多很多的时间。假定它是一个广泛的概念,当我们仅着眼于看系统的成分时,它的益处就在于能使我们放弃我们有时所看重的狭隘的焦点。生态系统管理要立足于寻求那些我们对自然系统如何运行的认识还不够完善的很多知识。以狭隘的观点和不足的认识研究生态系统,我们总是采取如我所说的“问题的焦点”,如污染,物种绝灭——一类包罗万象的东西。生态系统的整个涵义是要我们回顾并认识整个系统,以分辨出那些影响特别系统的关键性变化因子和那些并非会影响到所有系统的变化因子。给类似生态系统管理这样的专业名词下定义的难点之一 :其涵义因人而异。然而,这种不确切的涵义不会影响我们进行生态系统管理。这就是为什么在书中我们反对花费太多的时间去给这个专业名词下定义,却反而忘记了它的真正意义和目的。
Dr Gerarao Budowski
Budowski :关于“生态系统管理”这个术语,它是由两个很难下定义的词组成的。“生态系统”是一个老词,1935年首次由Tansley应用,它涉及到动植物本身之间及他们与自然环境的一种动态和复杂的相互作用。以此作为其定义,你会考虑到生产生态系统,岛屿生态系统,森林生态系统,甚至生物一工业生态系统等等。当加上 “管理”这个词时,它就包括社会和经济方面,故而使事情进一步复杂化。两个词合二为一,指社会和生物成分之间的一种复杂的相互作用。如果我们从广义上理解这个专业名词,就不应该浪费太多的时间去寻求更精确的定义。
RB:Martin爵士,首先我想问你是否同意;其次,如果我们不给什么是生态系统下定义,我们怎样才能从事生态系统管理呢?倘若以上所述为定义,生态系统可能会简单地指一棵树上的植物和昆虫相互作用的小巢穴,那么是否也可能指连接10余个国家的一条大江流域呢?因此,我们是否不需要了解动植物长期的相互作用。或者换句话说,我们是否不需要了解我们工作的时空范围呢?
Holdgate:(原来的)概念是相当清楚的。根据Tansley的意思,划定系统界线的东西实质上是相互作用的自然界。有一种假设称,系统中的生物与自然及环境组分之间的相互作用大于组分与系统之外毗连环境之间的相互作用。
当我们在讨论生态系统管理时,是在讨论一种涉及社会、经济及其它非常重要的管理观念和行动方式之截然不同的管理方法,而不是讨论Tansley概念所指的管理生态系统。我喜欢用“基于生态系统的管理”这个术语,尽管还难以给它下定义。
Sir Martin Holdgate
总之,我同意Vogt博士的观点,我们都知道,我们要用我们所掌握的生态学及其它学科的知识来保护和可持续利用地球上的生物资源,使之全方位地造福于不同社会的各个方面。
RB:那么,你是怎样确定工作的最佳范围的呢?
Holdgate:这只能就事论事地开展工作。有时我们的工作适于采取对某种环境之特别区域的管理计划,这个区域可能是一片红树林或一个小湖泊;有时我们的工作适合于采取广阔的视野并考虑到现在称作生物区的一个相当大的区域,其中包括Tansley概念所指的所有多样化的生态系统。我们必须承认生态系统管理需要全社会的力量,管理的目标要有社会来选择,我们的工作范围取决于系统的特征,人类社会的特征,以及你进行管理的目的。
RB:Vogt博士,你是否介意评论这种空间和时间范围的问题?
Vogt:我们需要把每一个系统看作一个独特的系统。我们现在发现的问题之一是过去也出现过的问题,即我们进入一片森林或一块农田,我们就把它定为我们分析的单位。有时候拓宽我们的思路是很重要的。例如,我们正发现的问题之一是所有的生态系统都具有我们所称谓“遗产”,是过去土地利用活动遗留在系统中的痕迹。这就是说我们着手要做的事情之一是鉴定出那些遗产是什么,并如何研究它们。曾经是一片森林的土地,但许多年来一直用作农田,因此现存的土壤条件不允许它再有过去森林的功能。想要管理系统时我们需要考虑这种遗留现象。
再举一个例子:美国的一个自然资源保护组织买下了周围全部是农田的大草原。他们发现仅看中这片大草原是不能管理好这块土地的,因为在这片农田包围的大草原上存在许多的影响——我们有些人称之为“地带影响”。如果你单看大草原,你会完全忽略这个系统里究竟发生了什么事情。
因此,每一种系统必须看作是一个独特的系统。这会使管理变得困难,但这是达到我们目的的唯一途径。
管理的适度范围取决于我们研究的对象,而这正是社会成分的重要性之所在
管理的适度范围取决于我们的研究对象,而这正是社会成分的重要性之所在。通过确定我们的研究对象和我们需从系统中获得什么,我们就可以确定管理的最佳范围。这可能是一段圆木或树上的一个洞,或者更大的东西。Tansley概念的问题之一是试图为生态系统划定明确的界线,把世界看作是一整套彼此连接的生态系统。世界并非那样运行。现在我们知道我们必须了解系统外正发生的事(扩大空间范围),并详细了解过去土地利用活动(扩大时间范围)。
这个范围问题中的一个怪现象是,每次扩大范围,预测该系统中正发生的事所需要的信息实际上越来越少。换言之,你研究的范围越广,每个单个变化因子的重要性越小。在足够的时空范围内,预测一个生态系统的功能真正所需要的就是了解气候。但了解气候,你是否真正了解系统内所发生的事呢?我不认为如此。
当我们仅仅研究一个或两个主要变化因子时,我们切勿认为自己已经了解这些系统的各个方面。
Budowski :这取决于你为什么管理系统。你可以开展全球范围内的管理,这样,整个地球陆地成为一个生态系统。或者你可以在一个非常小的范围内进行管理,比如,你房子周围的家庭花园。两者都是生态系统,但对它们的管理目的的截然不同。
RB:你们都说生态系统管理取决于对被管理的生态系统的目的,但谁来决定生态系统的使用目的?
Holdgate:简单的回答是,属于谁的区域谁就来决定怎么利用那个区域。现实是非常复杂的。通常你也需要考虑对这片土地的未来有特别兴趣的人们。你需要顾及广泛的社会利益并承认系统内发生的事情有时对远离系统的人们的利益和意义。尽管用了很不中听的行话,政府间林业专家组认为:“要考虑到所有的资源托管人”,但要非常仔细而灵活地权衡社会各类人士的利益。
Bodowski:我认为主要的问题不仅是谁来决定,还有作决议的过程。我还认为在尽量吸收有关资源托管人的意见时,我们不仅要考虑到当代资源托管人的意见,而且还要考虑到今后资源托管人的意见。我意识到这是一个非常复杂的过程,但它是必要的。我们需要以长远的观点来协调目前短期的利益。无论如何,我们渴望要从生态系统管理中获得近期效益,即使这样会导致生态系统一定程度的退化。我只希望即使在这种情况下,我们也要考虑长远的前景。
就人类价值而言,生态系统管理是首要的
Vogt:资源托管人的问题使我们考虑到生态系统管理的中心问题。迟早我们有必要认识生物/生态兼顾是不会推迟我们管理决议的。我强烈地感到就人类的价值而言,生态系统管理是首要的。首先我们评价一个特别的系统或资源,然后决定如何利用那些系统和资源。如果我们评价一种木材,我们可以在一个方面管理生态系统;如果我们评价一个濒危物种,我们可能从完全不同的角度管理生态系统。如果你查看任何特定的法律和政策,你会发现生态系统管理不是迫于人民保护物种的愿望,就是迫于人民增强对某种特别资源的愿望。由于这个原因,也许生态系统管理者的最主要任务是给立法者,政策指定者、或者决策者,解释清楚其行为的潜在影响。人们需要认识到他们对生态系统做的一切会对系统今后的功能产生短期、中期,或长期(通常是有害)的影响。人类的大多数行动都会给生态系统带来严重影响,科学可以通过决策通告可能的影响。
Holdgate:我同意,任何特定的生态系统都有一些类群可以给人类带来短期利益,而人们对从系统中获取利益抱有极不现实的愿望。因此,科学的重要作用之一是引起自由使用者的注意,他们对生态系统的自由利用要受到自然过程的限制。你虽然不能告诉他们做什么,但你可以帮助他们,提供他们所必需的信息而使他们选择最适当的管理方式,管理他们自然范围内的生态系统。同时,我们还需要努力平衡许多竞争性的利益。例如,居住在热带林区的许多人从这些森林里得到多重利益。他们利用森林的形式还停留在正规经济系统之外。其它自然资源托管人,包括中央政府,也有兴趣从这些林区中获得硬通币的财政收入。这主要通过征收资产并以原木形式出口到发达国家的市场。这就是说,我们需要裁判或某种解决冲突的制度,一种可提供途径把科学和短期与长期利益相结合的制度,并作为社会结构的一部分为所有有关部门广泛接受的制度。
RB:Brdowski你是否认为对陆地生态系统和水生或海洋生态系统之间的生态系统管理存在区别?
生态系统管理需要社会中资源托管人的加入。
这是尼日尔爾利亚奥斯霍伯河美人庙,表示宗教价值怎样有助于生态系统管理。
Budowski:没有,至少在方法上没有。它们具有不同的环境因子,还有许多运动需要考虑进去,但总的方法是一样的。
Vogt:我同意。海洋的潮流使系统监测和测量非常困难,因为必要的参数变化很快。生态系统管理的问题之一是鉴定有关特殊系统有用物质最关键的变化因子。例如,营养流量或含量的重要性,或我们是否应该了解一些其它的变化因子,如多样性,演替或其它的东西?有了这样一种流动系统,问题是要寻找正确的变化因子,但最终的方法还是一样的。
Holdgate:当你深入考虑Tansley概念的系统与系统之间如何连接时,问题就出来了。在种意义上说,海洋系统是不同的,由于水团流动,在系统中许多海洋物种最终形成具有牢固附着作用的海面幼虫。同时,化学变化非常大,等等。海洋里没有任何办法能设立象陆地上设立的一种地图似的界线。还是运用同样标准的生态学原理。你需要把系统视为一个整体,观察相互作用变化因子网等。原理是一样的,但应用不同。
RB:随着时间的推移,我们的生态系统管理概念在怎样地发生着变化?
世界范围受威胁的红树林.图示菲律宾巴拉湾的卡马沟次生红树林.
Holdgate:一个基本的变化是我们对生态学的理解。当1935年Tansley提出生态系统定义时,较之今天,我们对许多生态系统过程的特征有着完全不同的认识。人们倾向与考虑整个生态系统,可能特别是植被成分。经过有序的和几乎预测的演替序列到所谓的演替顶级。一旦在这种顶级的情况下,我们便认为,生态系统——热带雨林,温带森林,无论什么——都同处于无限定的状况。如果受到干扰,易于回复到那种顶级状态 ,我们不再相信这种说法。我们现在认为系统多处于动态,持续变化,并多以此种形式出现。简言之,我们认为生态系统很难预测。因此,我们曾用于生态系统的相当死板而固定的概念,已愈来愈失去应用意义。换句话说,生态学本身也发生了变化。
RB:一些科学家建议,为了确定哪些生态系统需要重点关注,我们应该比较一下生态系统,以便判定哪种更脆弱,更危险。你们是怎样考虑这一观点的?
Vogt:我认为要比较生态系统是很困难的。我们有倾向要观察两种生态系统并假设它们具有同样的物种成分,大致同样的年龄,这样可以说它们是相同的生态系统。他们看起来可能完全一样,但常常不是。事实上,它们的功能可能完全不同。因为一个先于另一个经历了某种形式的土地利用活动,或者因为物种之间相互作用的不同。
RB:但你是否认为一种生态系统比另一种受到的威胁大一些或小一些?
Holdgate:有些情况可以这么说,因为二者受到威胁的程度很明显,都被破坏得只留下了残迹。巴西大西洋海岸的森林,Mata Atlantic就是一个众所周知的例子。那儿只剩下原来的森林面积的3%,生态系统处于高度威胁之中。同样的例子在许多海洋岛屿上也有发生。另一方面,对其它系统而言。可能就很难这么说了,因为这种威胁不明显,这种威助可微妙地称之为由于扰乱性生物或类似的东西的侵害所致。我认为任何想做比较生态系统的人都已得到一分有意义和挑战性的工作。我不是说这种比较生态系统不能做,或者是不应该做,但我认为这是一项非常困难的工作。
Vogt:且不说比较生态系统,我们要了解生态系统承受威胁的限度是主要的,换言之,在什么样的限度之外一个系统失去功能,或者不能正常或不能按照我们的意志运作。很清楚,不同的系统和系统的不同部分有着不同的承受限度。但一旦我们了解这些限度,就会提高我们预测系统是否回退化的能力,也使人们更好地对系统进行归类和比较。
说比做容易,我们能够了解一部分系统的承受限度?能举些例子吗?
Vogt:我现在谈论的是系统承受威胁的极限,越过这个极限,这个系统就要崩溃。现在,这些限度,物种与物种不同,情况与情况不同,我们需要很好的确定它们。
例如,我们现正陷入关于美国怎样管理生产糖浆的糖槭树林的问题。我们的愿望是扩大生产,我们在糖槭树不能正常生长的生态系统中种植了糖槭树,使该系统之森林拥有糖槭树的数量从不足30%增加到95%。最近,由于旱灾,我们开始发现林地中的糖槭树死亡率很高。显然,这些系统超出了承受威胁的极限而难以承受变化的气候条件。我们需要全面了解这些极限以及怎样解释这些正遭受人类急剧改变的极限。
生态系统管理是一种很古老的职业
RB:有任何总结性的评论吗?
Holdgate:我认为要记住生态系统管理是一种很古老的职业是至关重要的。从人类对其周围环境开始施加影响以来,就一直在从事生态系统管理,他们蓄意按照自己的愿望去干扰和改变动植物群落的结构,使之服务于他们的利益。有时他们做的对,有时做的欠妥。所以,生态系统管理的原则牢固地扎根于人类的文明和世世代代的人民中。因此,从这个角度上讲,几乎从人类历史一开始,人类就一直是生态系统的管理者。
现在我们必须承认今天的挑战。人类对生物圈的主宰较之过去更多。这种挑战赋予我们更大的责任,不是把事情做坏而是要应用生态系统任何运作的生态学知识。这些知识将表明生态系统或镶嵌群落(通常我们是开展对后者的研究)中什么是潜在结构,潜在生产力,潜在利害关系。我们所看见的由于对生物圈全面干扰而引起的变化都有些什么影响,例如,由于气候的变化。我相信,在研究作何选择或这些选择可能对群落的某些特别类型及可能对特别的资源托管人有利时,我认为在狭窄的生态学和社会学科学家之间需要有一个主要的联系方式。
因此,有一件事世界自然保护联盟可能应该牢记,即一群生态学家根据自己的想法提出问题是没有用的,他们不能这样做。IUCN需要发动协作网中不同学科的生态学家与社会学家,经济学家,农学家和林学家,及传统的土地管理者一起工作,以保证谁是资源托管人,谁就可以得到尽可能多的信息。
总之,我们不能光靠生态学来自救,必须靠生态学和其它自然和社会科学相结合。
Vogt:是,在忽视影响这些系统的社会因素的同时,我们现在还很缺少致力于生态系统管理的生态学家。生态系统管理不是仅靠生物信息就提出管理计划。这些远远不够。但我不想把责任完全推给生物学家。和我一起工作的社会学家也认为这纯粹是个社会问题。若你直接排除那些不利于系统运作的生物学束缚,但你不会成功。
Budowski:我们支持这一重要论点。我认为生态系统管理需要有一种交叉学科的方法,其中有社会学家和经济学家与生态学家合作共同研究去寻找解决问题的方法。正如我们以上所提到的,在需要考虑对正在管理的系统有兴趣的所有有关资源托管人的观点。很清楚,这需要某种类型的协商会,只有当我们把社会和生物结合起来才能真正达到生态系统管理的目的。
(傅燕凤译,王思玉校World Conservation 97(3):19-22)
Ⅲ 生态系统研究的新方向
生态系统研究的新方向是进行长期的网络式的研究(孙鸿烈、赵士洞、江洪,1995)。最近10余年来,一些国家、国际组织和国际合作项目纷纷建立了长期生态学观测与研究网络,如美国1979年建立的“长期生态学研究网络(LTER)”,英国1992年建立的“环境变化研究网络(ECN)”,联合国开发计划署(UNDP)建立的“全球环境监测系统(GEMS)”,以及联合国教科文组织和国际科学联合会等组织联合建立的“全球陆地生态系统观测系统(CTOS)”等。中国于1988年开始进行生态系统研究网络(CERN)的研究与设计,从1989年开始进行了中国主要类型森林生态系统的网络化研究。
Ⅳ 中国生态系统的介绍
内容提要本书以总结中国科学院生态系统研究主要成果为目的,以论述生态系统的结构和功能为主线,力求系统整理并分析长期生态系统研究站的科研资料,推进生态系统的综合研究,较全面地反映了广大科技人员长期以来在生态系统分类,生态系统结构,生态系统能量、水分和养分循环,生态系统管理与可持续利用等方面取得的成就。 全书分为上下册共八篇。分别是:总论;森林生态系统;草地生态系统;水体生态系统;农田生态系统;陆地生态系统养分循环;陆地生态系统水分循环;生态系统网络研究的理论与方法。 本书内容丰富,资料翔实。可供从事生态学、环境科学及相关学科研究的科研和管理人员,以及大专院校相关专业的师生阅读和参考。
Ⅳ 生态系统的发展史
1962年,美国海洋生物学家蕾切尔·卡逊(Rachel Carson),发表震惊世界的生态学着作《寂静的春天》,提出了农药DDT造成的生态公害与环境保护问题,唤起了公众对环保事业的关注。 1964年,先驱卡逊去世,化工巨头孟山都化学公司颇有针对性地出版了《荒凉的年代》一书,对环保主义者进行攻击,书中描述了DDT等杀虫剂被禁止使用后,各种昆虫大肆传播疾病,导致大众死伤无数的“惨剧”。1970年4月22日,美国哈佛大学学生丹尼斯·海斯(Dennis Hayes)发起并组织保护环境活动,得到了环保组织的热情响应,全美各地约2000万人参加了这场声势浩大的游行集会,旨在唤起人们对环境的保护意识,促使美国政府采取了一些治理环境污染的措施。后来,这项活动得到了联合国的首肯。至此,每年4月22日便被确定为“世界地球日”。1972年,瑞典斯德哥尔摩召开了“人类环境大会”并于5月5日签订了《斯德哥尔摩人类环境宣言》,这是保护环境的一个划时代的历史文献,是世界上第一个维护和改善环境的纲领性文件,宣言中,各签署国达成了七条基本共识;此外,会议还通过了将每年的6月5日作为“世界环境日”的建议。会议把生物圈的保护列为国际法之中,成为国际谈判的基础,而且,第三世界国家成为保护世界环境的重要力量,使环境保护成为全球的一致行动,并得到各国政府的承认与支持。在会议的建议下,成立了联合国环境规划署,总部设在肯尼亚首都内罗毕。 1982年5月10日至18日,为了纪念联合国人类环境会议10周年,促使世界环境的好转,国际社会成员国在规划署总部内罗毕召开了人类环境特别会议,并通过了《内罗毕宣言》。在充分肯定了《斯德哥尔摩人类环境宣言》的基础上,针对世界环境出现的新问题,提出了一些各国应共同遵守的新的原则。《内罗毕宣言》指出了进行环境管理和评价的必要性,和环境、发展、人口与资源之间紧密而复杂的相互关系。宣言指出:“(原文)只有采取一种综合的并在区域内做到统一的办法,才能使环境无害化和社会经济持续发展。”1987年,以挪威前首相格罗·布莱姆·布伦特兰夫人(Gro Harlem Brundtland)为主席的联合国环境与发展委员会(WCED)在给联合国的报告《我们共同的未来》(Our Common Future)中提出了“可持续发展(Sustainable development)”的设想:
“(原文)Sustainable development is development that meets the needs of the present without compromising the ability of future generations to meet their own needs 。(可持续发展指既满足当代人需求,又不影响后代人的发展能力。)”
1992年6月3日至4日,“联合国环境与发展大会”在巴西里约热内卢举行。183个国家的代表团和联合国及其下属机构70个国际组织的代表出席了会议,其中,102位国家元首或政府首脑亲自与会。这次会议中1987年提出的“可持续发展战略”得到了与会国的普遍赞同。会议通过了《里约环境与发展宣言》(rio declaration)又称《地球宪章》(earth charter),这是一个有关环境与发展方面国家和国际行动的指导性文件。全文纲领27条确定了可持续发展的观点,第一次在承认发展中国家拥有发展权力的同时,制定了环境与发展相结合的方针。然而,条款中“到2000年,生物农药用量要占农药的60% ”这一号召,因为生物农药性价比的问题,至今仍是一纸空文。
这次会议还通过了为各国领导人提供下一世纪在环境问题上战略行动的文件《联合国可持续发展二十一世纪议程》 、《关于森林问题的原则声明》、《气候变化框架公约》与《生物多样性公约》。《联合国气候变化框架公约》计划将大气中温室气体浓度稳定在不对气候系统造成危害的水平。非政府环保组织通过了《消费和生活方式公约》,认为商品生产的日益增多,引起自然资源的迅速枯竭,造成生态体系的破坏、物种的灭绝、水质污染、大气污染、垃圾堆积。因此,新的经济模式应当是大力发展满足居民基本需求的生产,禁止为少数人服务的奢侈品的生产,降低世界消费水平,减少不必要的浪费。
Ⅵ 生态环境研究发展趋势
18世纪以来的现代工业文明在为人类社会创造巨大物质财富的同时,也对自然环境造成了前所未有的破坏,导致了人与自然环境关系的恶化。特别是20世纪50年代以来,随着经济的发展和工业化进程的加快,环境污染与生态破坏日益严重,温室效应、臭氧层破坏、酸雨区扩展、自然资源短缺、水土流失、土地退化、土壤沙化、洪涝灾害、水污染、大气污染等一系列环境问题,以及发达国家不断出现的环境公害事件,使我们生存的地球面临着越来越严峻的生态环境问题的挑战与威胁,成为地球环境与人类社会可持续发展的严重障碍。生态环境已成为新世纪人类最为关注的问题之一。为了解决这些问题,人类开始更深入地理解生态系统结构、功能和过程,并逐步在不同尺度范围内开展生态环境研究。近年来,随着对生态环境问题认识的不断深入和现代信息技术的发展,生态环境研究出现了一些新的发展趋势。
1.研究问题更加复杂化和综合化
生态系统是一个自然-社会-经济的复合系统,它受到多种因素的影响,表现出复杂性和不确定性。随着人口和社会经济的增长,科学技术进步和人类开发资源能力的增强,生态环境系统所承受的压力日益增大,生态环境平衡受到破坏,人们所面临的生态环境危机层出不穷,各种生态环境问题相互交织,生态环境问题更加复杂化和综合化。因此,对生态系统的研究应当是综合研究。只有通过综合研究才能正确理解不同时空尺度、不同类型生态系统之间的相互联系,才能作出准确的评价,从而指导人类作出明智的生态决策(田永中、岳天祥,2003)。
2.生态环境研究对象时空尺度的长期化和区域化
1992年联合国《21世纪议程》发布以来,环境问题与经济社会发展相结合的可持续发展战略被世界各国所普遍接受。面对复杂和综合化的生态环境问题,短时间尺度和针对局部问题或某项计划进行的生态环境研究,已经不足以解释复杂的综合的生态环境问题和现象,不能满足区域经济发展和社会协调的需要(HarropDO,NixonJA,1999.FortlageCA.,1990);要求进行长期的生态环境定位研究和网络研究、演替分析和预警研究,开展在较大空间尺度上,包括全球、国家范围、省级或地区级等空间层面上可持续生态系统的研究(王根绪等,2001)。当前人们所关注的热点问题主要是区域性的生态环境问题(如土壤侵蚀、沙质荒漠化、水资源、水环境和可持续发展等),区域生态环境研究逐渐成为许多学者研究的重点。
3.研究手段趋于定量化和现代化
过去的生态环境研究多以定性描述为主。随着生态研究从系统结构、状态、功能的研究向生态过程的研究发展,研究的问题更加复杂化和综合化,研究对象时空尺度的不断扩展以及信息技术的进步,基于生态系统以及区域的生态环境研究也逐渐趋于定量化。传统的统计手段已无法完成这项工作,迫切需要一些新的技术手段来支撑生态研究(JocelynKaiser,2001)。科研工作者希望借助数学模型来模拟与预测生态环境系统的现状和未来发展趋势;希望利用现代的遥感技术和GIS技术来监测和分析生态环境现象。
4.研究目的转向生态环境系统的管理与决策
过去的生态环境研究,主要是以解释生态环境现象和规律,分析生态环境系统的结构和功能为主要目的。目前,生态环境研究越来越关注生态过程的研究,生态环境系统的价值和生态环境服务功能,生态环境资源的可持续利用与保护。因此,研究目的已经开始从对生态系统的适应,转向对生态环境系统的科学管理与决策。
上述生态环境研究的发展趋势,使现代生态环境研究逐渐进入了一种以网络式长期定位观测为基础、以定量化和现代化信息技术为研究手段、以建立区域可持续生态环境系统为目标的阶段。现代“3S”理论技术———遥感(RS)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS),正在深入和广泛地应用于不同时空尺度的生态环境研究;特别是在大尺度流域(空间尺度大于10000km2甚至整个大陆)建立数字生态监测系统和构建数字流域,已成为重要发展趋势(刘英敏,2006)。
生态环境信息量大、涉及面广,生态问题与地理因素紧密相关,通常带有很强的地理或地理分布特征。因此仅靠常规的调查、监测和资料整理,无法掌握生态环境的全面信息,难以进行系统的动态监测和科学决策。“3S”技术应用于生态环境监测,具有以下几个方面的优越性(谢跟踪,2003):
(1)遥感技术能从宏观到微观,迅速、准确、客观地反映出生态环境的历史与现实变化,获得准确的同步数据,GPS技术可以实现空-地配准和精确定位,克服传统生态环境监测技术与方法的范围小、现势性差、信息不足、定位精度低等缺点,获取全面、丰富的信息,实现对生态环境各要素的综合、动态、实时监测。
(2)GIS技术能够对生态环境信息进行全面管理、综合分析、趋势预测和适时发布,可以克服传统技术分析方法的不足,实现生态环境信息空间与属性信息一体化分析与综合处理,提高生态环境分析与评价的精度,同时还可以实现对生态环境演变的模拟和预测,从而能使我们及时调整管理规划和制定相应的经营措施,扼制生态环境破坏的发展。
(3)“3S”技术对生态环境的监测与分析的效率高、成本低、精度高、用途广,较传统方法在各方面都有较大的优越性。
Ⅶ 物联网已经说了好几年了,现在发展状况如何
物联网技术涉及领域广泛,未来市场应用前景十分广阔,进而同时受到资本追逐与国家政策的重视。目前,我国物联网行业的发展已取得显着成果,但是未来仍存在巨大的发展空间,预计伴随行业发展的日渐壮大,也将对物联网工程技术人员、物联网安装调试员等相关工作人员产生更大的需求。
物联网将是下一个推动世界高速发展的“重要生产力”。目前,从物联网的规划和实施的主要项目来看,我国物联网相关技术将在多个领域进行布局。随着中国生态系统和科技的高速发展,众多公司陆续布局物联网领域,预计将来会在智能建筑、消防、水务、林业、工业自动化、智能化运输、金融等领域的应用,其中消防领域运用物联网相关技术实现应急联动、自动喷淋、火灾现场实时监控、消防救援定位、火情数据实时分析、远程调度等功能,以尽最大程度的减少人、财、物的损失。
我国物联网产业得到了快速发展。中国信息通信研究院发布的《物联网白皮书(2018年)》数据显示,截至到2018年6月,中国物联网产业规模达1.2万亿元、公众网络M2M连接数达5.4亿个、产值超过10亿元的骨干企业已达120家。显然,我国物联网行业的发展已经取得了巨大成效,但是目前距离“十三五”期间的规划目标仍存在一定差距,也就是说,中国物联网行业未来仍存在巨大发展空间。以 图扑软件(Hightopo)近几年来合作的企业 行业 领域来说几乎是做到了各行各业万物可联可视得地步。可以参考下方三张三维可视化监控数据的案例图:
事实上,据《2017-2018年中国物联网发展年度报告》发布的统计数据显示,2017年以来,我国物联网市场进入实质性发展阶段。全年市场规模突破1万亿元,年复合增长率超过25%,其中物联网云平台成为竞争核心领域,预计2021年我国物联网平台支出将位居全球第一,而至2024年,物联网的市场规模将突破22000亿元。
——以上数据及行业分析均来自于前瞻产业研究院《中国物联网行业细分市场需求与投资机会分析报告》。
Ⅷ 1955年中国首届生态研讨会在哪里举行
1955年中国首届生态研讨会在西双版纳举行。
中国生态系统研究网络(CERN)于1988年由中国科学院建立,是国内外最有影响的生态系统研究网络之一。目前已经成为集生态系统“观测、研究和示范”为一体的综合性网络。
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华益瑞参与本次会议,会议有生态系统生源要素及水循环过程;生态系统对全球气候变化的响应与适应;生物多样性保育与生物资源利用;生态系统恢复与可持续性;人类活动对生态系统结构与功能的影响等七个议题。华益瑞在聆听专家们的讲解基础上,深入学习,就参与过的多个生态站仪器安装,进行经验总结,为今后的安装工作,做充足准备。
本次学术活动,目的在于传展示生态站长期监测的研究成果,促进生态站之间的管理和科研交流,探讨生态系统监测的新技术、新方法,推进生态系统长期与联网研究。
Ⅸ 为什么生态系统服务的研究能成为现代生态学研究的热点和前沿
为什么生态系统服务的研究能成为现代生态学研究的热点和前沿
现代生态学具以下特点: 1、从野外转向室内,传统的生态学均以自然界生物系统为对象进行研究,揭示自然状态下生物与环境间的相互关系及其规律。近年来随着科学技术的发展,诸如受控生态系统、微宇宙、人工模拟生态实验室等,均能在不破坏生物体及环境的情况下进行研究分析,以及生物在备理想条件下的生长发育规律相适应对策等研究。进一步揭示生物与自然环境的相互关系,使生态学进入了实验研究时期。 2、从定性走向定量,长期以来生态学被认为是一间描述性科学,只有个体生态可进行定量分析,而群体部分则难于定量。近年来由于电子技术、遥控技术等新技术的引入,以及数学、物理学、化学、系统学、工程学等相互渗透,使群体生态学的研究进大了定量化阶段,如数学生态学、系统生态学等生态学新领域不断涌现。 3、研究重点从个体转移到种群和群落,进而发展到以生态系统研究为中心。早期的生态学主要发展的是自然历史,本世纪初到五十年代的动物生态学则把种群的数量变动问题作为中心,而植物生态学则着重发展群落的结构、演替的植被分析,近10年来多学科的综合性研究迅速发展。 4、自人类产生以来自然生态系统或多或少地受到干扰和破坏,在人口爆炸的时代自然生态系统可以说几乎不存在了,因而对半自然生态系统和人类赖以生存的社会生态系统的研究,已成为现代生态学研究的热门。 5、从理论走向应用,生物多样性研究引起普遍关注。