生态系统健康：理论/概念与评价方法

生态系统健康研究是目前生态与环境领域兴起的研究热点之一。在阅读和分析大量国内外文献的基础上,系统总结了健康和生态系统健康的概念,指出引入生态系统健康概念的目的是要得到一个重要生态指标清单,以此开展生态系统健康评价。然后,总结出生态系统健康评价的3种主要方法：指示物种法、指标体系法和指示区域法,并以代表实例阐述了此3种方...     

评价生态系统健康的指标

随着世界主要生态系统的急剧恶化, 迫切需要开发出可操作的生态系统健康指标, 科学掌握生态系统健康状况的变化, 以便及时改善生态系统状况, 实现自然与人类的可持续发展. 综述了生态系统健康定义的历史沿革, 回顾了评价生态系统健康的各类指标, 并以Costanza的定义为例, 指出要评价健康必须从多个尺度对系统的活力、组织和恢复力进行综合测量, 进一步介绍了如何根据该定义构建指标体系. 最后, 以Ulanowicz的信息指标为例, 说明如何从系统层面评价生态系统健康, 提出了用信息指标评价生态系统健康的潜力.     

矿区生态系统健康的可拓评价

建立了多层次多指标的矿区生态系统健康综合评价体系,并给出矿区生态系统健康等级标准以及相应评价指标的量值。应用物元概念和可拓集合关联函数,并采用层次分析法确定各评价指标的权重,构建矿区生态系统健康的可拓评价模型。将该模型应用于大同矿区的生态系统健康评价。通过关联度计算,得出该矿区生态系统健康的综合关联度为-0.023,健康等级为Ⅲ级,属于合格水平。该可拓学评价方法能够准确、科学地区分矿区生态系统健康的等级,为矿区生态系统保护措施的制定提供依据,具有实用性。     

神府矿区生态系统健康水平评价

煤矿区生态系统健康对矿区可持续发展有着重要影响。在对神府矿区调查分析的基础上,利用模糊综合评价模型研究了2000-2006年神府矿区生态系统健康水平的变化轨迹。结果表明：神府矿区的生态系统健康整体状况基本呈现逐年改善趋势,健康状况从疾病上升到一般疾病。对5个要素变化过程分析得出,矿区生态系统对人类健康的影响、活力和恢复力3个因素均具有较大的提升空间,并呈现出较快的发展速度。     

城市河流生态系统健康评价初探

健康的河流生态系统已经成为公认的河流管理目标,采用河流生态系统健康理论来研究城市河流问题,具有较强的理论与现实意义。在城市河流生态系统健康概念内涵剖析的基础上,提出了包含水量、水质、水生生物、物理结构与河岸带5大要素的指标体系及其"很健康、健康、亚健康、不健康、病态"5级评价标准,建立了模糊层次综合评价程序与模型。并以宁波市河流为例进行实证研究,明确各河流的健康状况及限制因子,为其保护、维育与修复提供了决策依据。     

流域生态系统健康评价研究进展

流域生态系统评价体系是评价研究流域是否健康的基本依据,其评价结果为流域生态系统保护措施和政策制定提供基础。在介绍流域生态系统健康状态的前提下,总结了国内外流域生态系统评价理论和评价指标的发展历史及现状,整合出目前较为流行的评价体系,并着重阐述了五类实用模型,分别为:水基系统评价模型、改进物元分析、生物完整性指数法、压力-状态-响应模型(PSR)及景观格局分析法。针对不同的流域环境选择合适的评价体系是准确评价流域生态系统健康状况的根本。总结得到综合指标评价体系,主要包括物理、生物、社会环境、生态功能及社会功能等五种指标,在明确指标后按评价流程对流域进行系统评价。对现存的问题进行了分析与展望。     

水土流失地区生态系统健康评价——以五华县为例

生态系统健康是一门研究人类活动、自然生态系统、社会经济组织和人类健康的跨学科综合性学科。由于生态系统健康研究是一个新领域,有关它的概念、评价等方面还存在各种争论,在综合分析国内外生态系统健康和水土流失研究进展的基础上,联系对五华县的实地调查,提出水土流失地区生态系统健康的概念,运用“压力状态-响应”模型对其生态系统健康进行分析评价,表明五华县的生态系统处于不健康的状态,进而提出水土流失地区新的修复方法,以优化水土流失地区的生态系统健康。     

生态系统与人类健康

简要介绍了千年生态系统评估（MA）项目针对生态系统与人类健康编写的《生态系统与人类福祉：健康综合报告》的核心内容。报告表明：① 生态系统及其服务是人类生存和维持健康的根基,但生态系统与人类健康之间的关系多是间接性的,可能出现时空移位,而且还会受到许多动态因素的影响,因而对其认知难度较大;② 在过去的50年中,主要由人类活动造成的生态系统变化,一方面显著改善了人类的健康状况,另一方面人类也为此付出了日益昂贵的代价,并对未来的人类健康构成了新的威胁;③ 对于未来50年(2000—2050年)的生态系统变化与人类健康状况,虽然MA的4种情景的模拟结果不尽相同,但是,它们一致认为人类对食物和水资源等生态系统服务的需求将大幅增长,人类活动对生态系统的快速转化将会持续,而且难以实现食物安全及消除儿童营养不良等目标;④ 长远来看,生态系统的可持续管理与人类健康状况的改善具有相互促进作用。但是,为了实现改善人类健康和保育生态系统的双赢目标,必需对现行的管理、制度、法规和政策等进行一系列的全面改革。     

基于PSR-熵权综合健康指数法的城市湖泊生态系统健康评价

本文结合城市湖泊生态系统的特点,利用OECD(联合国经济合作开发署)建立的压力-状态-响应(PSR)框架模型建立指标体系,将信息熵(IE)理论引入指标权重的确定,建立了城市湖泊生态系统健康评价模型,选用综合健康指数法(CHIM)进行城市湖泊生态系统健康评价,并应用山东省聊城市东昌湖的实测资料,对其生态系统健康状况进行了评价,评价结果与实际情况基本相符.     

黄河内蒙古段生态系统健康状况评价

河流生态系统健康评价研究是目前生态学研究的一个新概念、新问题,生态系统健康是人类与环境间的相互关系协调及实现生态可持续发展的重要基础。基于水文学和生态学原理,对河流生态系统健康的概念进行了界定,建立了河流生态系统健康评价指标体系及其评价方法,将评价结果分为优、中和差3个等级。以黄河内蒙古段为例,对其生态系统健康状况进行了评价。结果表明:黄河内蒙古段2006年生态系统健康评价最终得分为0.558,处于中等健康状态。提出了改善黄河内蒙古段健康状况的对策和建议,评价成果为黄河内蒙古段的生态环境的改善与管理提供重要的理论依据。     

区域尺度生态系统水分利用效率的时空变异特征研究进展

水分利用效率(WUE)是深入理解生态系统水—碳循环耦合关系的重要指标,揭示区域尺度生态系统WUE的时空变异特征及其控制机制,有助于评价和预测全球变化对生态系统水、碳过程的影响。综述了目前区域尺度生态系统WUE的研究进展,结果表明:①目前关于生态系统WUE影响因素的研究多基于站点尺度,区域尺度的研究相对缺乏;②关于不同生态系统WUE的大小及时间变化特征已有较明确的结论,而基于生态模型方法获取的生态系统WUE的空间分布格局尚需进一步验证;③已有研究表明气候变化和土地利用/覆被变化(LUCC)均会显著改变生态系统生产力或蒸散,然而,较少研究关注两者导致的生态系统WUE的改变。因此,区域尺度生态系统WUE时空变异的控制因子及其对气候变化和LUCC的响应可能是未来全球变化研究的热点问题之一。     

Township ecosystem health assessment based on fuzzy synthesis evaluation method: a case study of Tongzhou District, Beijing, China

With the quick development of urbanization, the urban environmental problem has broken out in rural towns. In this study, a reasonable review of the research progress in the field of urban ecosystem health was addressed. Based on the analysis of the structure-function characteristics of the compound ecosystem, the connotation of the township ecosystem health was determined. Then ecosystem health of eleven towns of Tongzhou District was evaluated. This was accomplished by first constructing an index system including three layers which were criterion, factor and index. The criterion layer contained five elements including vigor, organization structure, resilience, ecosystem service function and population health. The indicators amounted in the aggregate to twenty-two. Then the health assessment of the study area was carried out using the fuzzy synthesis evaluation method. The evaluation results were analyzed by GIS techniques. Comprehensive analysis for integral health has shown that eight towns are in sub-healthy conditions, and the other three towns of Songzhuang, Xiji and Yongledian are healthy.     

Ecological effects analysis of land use change in coal mining area based on ecosystem service valuing: a case study in Jiawang

Land use change is one of the uppermost driving forces of regional ecosystem change, and has a huge impact on the environmental balance. Mining areas with intensive resources exploitation and utilization have undergone different kinds of environmental influences, such as water pollution and land use cover change. The extensive coal mining in China has led to significant regional land use change resulting in major ecological damage. The objective of this study was to form a clearer picture of the regional ecological environmental situation for promoting ecological protection and improvement by ecosystem service valuing. The case study area was selected at Jiawang town, which has undergone extensive coal mine exploitation for many decades. The study investigated the relationship between land use change and ecological environment, and described the ecosystem service value variations in Jiawang, based on remote sensing and GIS technology. After modification of regional ecosystem service value coefficients, the method was used to evaluate the conditions in the study area from 1990 to 2005 based on the land use/cover information interpreted from TM/ETM+ images. The characters and changes of ecosystem service values were then analyzed both quantitatively and spatially.     

基于InVEST模型的辽宁省海岸带碳储量时空变化研究

陆地生态系统碳储量与全球气候变化密切相关,研究海岸带地区土地利用变化对生态系统服务碳储量的影响,对于区域生态系统保护及社会经济可持续发展具有重要意义.以辽宁省海岸带地区为例,分析了1995—2018年海岸带地区的土地利用变化特征,运用InVEST模型碳储量模块估算了1995—2018年区域生态系统的碳储量,结果表明:(...     

北京延庆世界地质公园生态系统服务价值评价和生态地质调查工作建议

保护区域生态环境是世界地质公园主要功能之一。建立世界地质公园有利于促进区域生态环境保护,促进人与自然和谐共生。研究世界地质公园的生态系统服务价值可为提升世界地质公园的生态功能提供技术支撑。基于Costanza等的全球生态系统服务价值单价模型,建立了中国生态系统服务价值单价,并以延庆世界地质公园为例,运用GlobeLand30数据和ArcGIS软件对2000—2020年间延庆世界地质公园及邻区的生态系统服务价值进行评估。近20年间延庆世界地质公园的生态系统服务总价值基本保持稳定, 2000年、2010年和2020年延庆世界地质公园园区生态系统服务价值分别为3040百万元人民币、3103百万元人民币和3086百万元人民币;在园区各类生态系统服务价值中以森林、草原和农田生态系统服务价值为主,占生态系统服务总价值的96%以上。针对园区生态系统特点,提出生态地质调查和生态保护建议：一是加强园区林分组成、林分结构、林分质量和林地土壤调查,提高森林生态系统质量;二是开展湿地地下水和水土流失监测,防止湿地进一步萎缩;三是连通妫水河流域和官厅水库水系,维护河流生态流量;四是基于系统观开展园区生态地质调查,协调开展园区山、水、林、田、湖、草等不同自然要素综合调查,提高生态系统服务总价值。五是建立跨部门、跨区域生态保护协调推进机制。     

陆地生态系统水—碳耦合循环与过程管理研究

陆地生态系统的水循环与碳循环是地球表层系统物质循环与能量交换的核心，也是最基本的耦合的两个生态学过程。区域或全球尺度生态系统的水管理与碳管理是全球变化科学与可持续发展研究的两大主题，是人类维持全球生态系统的物质与能量循环、自然资源循环再生的重要生态学途径。我们在综合评述现代应用生态学研究的发展趋势，陆地生态系统水和碳循环与生态系统管理关系的基础上，提出了陆地生态系统水循环与碳循环过程管理的内容与思路，阐述了生态系统水和碳耦合循环机制与模拟综合研究的新设想。     

基于组合赋权的改进集对模型在流域生态健康评价中的应用

流域生态健康评价是流域管理、水资源开发利用、生态保护的重要决策依据,也是促进流域社会经济可持续发展的重要措施。在确定石羊河流域生态健康评价指标体系和等级标准的基础上,采用组合赋权法确定评价指标的权重,建立了改进集对模型评价方法。定量评价结果表明,石羊河流域上游、中游、下游生态健康分别为基本健康、亚健康、病态等状态。     

Research Progress and Prospect of Ecosystem Services

Ecosystem services refer to the benefits that humans obtain from natural ecosystems. Landscape pattern is closely related to ecosystem processes/functions. Understanding the quantitative relationship between landscape pattern and ecosystem services in the context of climate change is an important way to improve the ability of a region/landscape to provide ecosystem services. This article reviewed the progress and existing problems in the research field of ecosystem service measurement, mutual relationship and optimal management. This article emphasized that the accurate measurement of the amount of ecosystem services is the basis of valuing it, and the constraint line approach has great potential in portraying the nonlinear relationship and threshold characteristics of ecosystem services. It is necessary to start from the integrity of human-environment coupling system to develop a new generation of earth system models and optimize regional ecosystem services on this basis, which is a landscape sustainability science approach to achieve the goal of regional sustainable development.