海洋生态系统的特征范文

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导语:如何才能写好一篇海洋生态系统的特征,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

海洋生态系统的特征

篇1

近海是全球海洋中最为敏感也最受关注的区域,为人类社会的存在和发展提供了重要的物质资源支撑和空间环境保障。随着对近海生态系统功能、服务和价值的认识不断深入,以及近期人类活动与气候变化等多重因素胁迫下近海生态系统的显著变化,近海生态系统健康和生态安全问题开始受到高度关注。但是,目前对近海生态安全问题的认识仍不够充分,也缺少系统的评估工作,需要着手发展海洋生态系统的长期观测与信息获取能力,开展近海生态系统健康评估与变化预测,为推进基于海洋生态系统的管理提供科学支撑。

关键词

近海,生态安全,海洋生态系统评估,管理

海洋为人类社会的存在和发展提供了极为重要的物质资源支撑和空间环境保障。目前,全球一半以上的人口生活在沿海地区,近海资源、环境和空间已成为支撑人类社会持续发展的重要物质基础。同时,近海又是地球表面不同圈层的交汇区,具有生产力高、生物和生境多样性丰富等特征,但也承受着人类活动和气候变化等诸多因素影响,生态系统相对脆弱,是全球海洋中最为敏感、最受关注的区域[1]。近年来,近海生态系统出现显著变化,造成生态系统结构改变和功能退化,危及近海生态安全,也损害了近海生态系统所提供的服务及其对人类的福祉。中国是一个海洋大国,拥有18000多公里海岸线和300多万平方公里管辖海域,有世界上最为典型的宽阔陆架海区和具有巨大输水输沙量的大河河口海域。中国政府重视海洋资源开发、海洋环境保护和海洋权益维护,大力开发海岸线资源、海岛资源、港口资源、滨海湿地资源、海洋生物资源、浅海油气资源等,在沿海一线和近海海域建设了核电站,港口、人工岛、海上石油平台、海上风力发电站等大型海洋工程项目以及“海洋牧场”“人工鱼礁”等各类渔业工程项目。沿海社会经济的快速发展对于海岸带有限的空间资源提出了更高的要求,而高强度的人类活动也给近海生态系统带来了更大的压力,出现了近海环境恶化、生态灾害多发、渔业资源衰退等问题,严重影响社会经济的可持续发展,生态安全堪忧,需要采取适宜的管理对策[2]。

1近海生态安全

生态安全是近期形成的新认识,与可持续发展紧密相关,是对可持续发展概念的补充和完善。广义上的生态安全是指生态系统在保障人类生活、健康、福祉、基本权利、生活保障来源、必要资源、社会秩序和人类适应环境变化的能力等方面不受威胁的状态;狭义上的生态安全则是指生态系统自身的完整性和健康状况[3]。在我国,近20年来生态安全方面的研究受到密切关注,许多学者对生态安全概念进行了解析和发展[4,5],并围绕生态安全理论、生态安全评估和预警方法,以及区域生态安全等问题开展了系统研究。近海生态安全是生态安全的重要组成部分,对近海生态安全的关注首先源于对近海生态系统功能、服务和价值的深入认识[6]。近海海域拥有多样化的生境和丰富的生物多样性,通过不同生物种类之间以及生物与环境之间复杂的相互作用,使近海生态系统具有重要的功能(如碳、氮、磷等生源要素的物质循环、有机质合成和能量传递等),并为人类社会发展提供了供给、支持、调节和文化等多样化的生态系统服务。基于对大量相关文献的分析,Liquete等人[7]将近海生态系统提供的服务梳理为三大类14种,涵盖了食物生产、水体调控、生物材料、水质净化、大气质量调控、海岸带保护、气候与天气调节、营养物质循环、生物调控、旅游景观等诸多方面,这些服务高度依赖近海生态系统结构和功能的稳定性。然而,近海生态系统面临陆源污染、气候变化、富营养化、过度捕捞、生境丧失、无序养殖和物种入侵等多重胁迫,而且许多影响因素的作用仍在不断加强。过去100年里,全球人口数量、工农业生产和渔业捕捞活动的快速增长对近海生态系统稳定性造成了巨大压力,其影响前所未有。以碳、氮、磷等生源要素的生物地球化学循环过程的改变为例,大量化石燃料燃烧造成了大气CO2浓度的快速上升,不仅导致海水温度上升,还加剧了海洋酸化问题,并引起了海平面上升、海流改变、水体层化加强和溶解氧浓度下降等间接效应。1980—2011年,大气中CO2含量平均每年上升1.7ppm,从2001年开始,这一速率开始上升到每年2.0ppm[8]。可以预期,大气CO2含量上升对海水温度和海洋酸化的影响短期内仍会持续加剧。出于化肥生产需求,从19世纪末至今,进入地球生态系统中的活性氮增加了约20倍。20世纪90年代,通过化肥施用和化石燃料燃烧等过程进入环境中的氮达到1.6亿吨,远远超过陆地生物固氮量(1.1亿吨)和海洋生物固氮量(1.4亿吨)[9]。据估算,从19世纪末至今,全球活性氮入海通量增幅接近80%;到2030年,全球近海生态系统的氮通量还会再增加10%—20%。磷的生物地球化学过程也受到化肥施用、污水排放等人类生产生活活动的影响,每年经由河流从陆地输入海洋中的溶解态磷约有400万—600万吨,是自然状态下的2倍[10]。过量输入的氮、磷营养物质加剧了近海富营养化问题,也对海洋生态系统造成了巨大的压力。在人类活动和气候变化等因素影响下,近百年来近海生态系统发生了许多显著变化,许多重要生境丧失,海水温度上升,缺氧、酸化等问题开始显现。目前,全球50%的盐沼湿地、35%的红树林、30%的珊瑚礁和29%的海草床因破坏而丧失。受全球变暖影响,海水表层水温持续上升,加剧了水体层化现象,这会减弱营养物质交换,又可能导致中、低纬度海域初级生产力水平的下降。在近海许多海域,因富营养化导致的底层水体缺氧现象已非常普遍,对许多海洋生物,尤其是底栖经济动物造成巨大的胁迫,甚至影响到渔业资源。海洋酸化问题则会影响到颗石藻等初级生产者以及珊瑚礁和牡蛎礁等重要生境,甚至导致食物网结构的改变。除上述变化外,更令人关注的是近海生态系统发生突发性生态灾害事件的风险也在不断增加。通常情况下,生态系统是逐渐变化的,但一旦环境因素的影响超越生态系统的承受能力,生态系统可能会突发变化,有时甚至会出现生态格局的更替现象(regimeshift),危及生态安全。在近海,与富营养化密切相关的有害藻华问题、缺氧问题,以及渔业资源的崩溃,都是生态系统的异常变化。这种大幅度、非线性的生态系统变化,一方面会造成巨大的经济损失,另一方面也使得生态恢复的难度增加,甚至无法恢复。在我国,近海生态安全的形势十分严峻[11]。大部分近海河口和海湾区域面临着严重的富营养化问题,在渤海、南黄海、长江口邻近海域、东南沿海、北部湾等海域,不同类型的有害藻华问题突出;长江口邻近海域和黄、渤海部分近岸海区底层水体缺氧问题逐渐显现;近海亚健康和不健康海域面积不断增加,天然岸线不断缩减,珊瑚礁、红树林以及河口区等重要资源生物的生存生境丧失。这些问题对沿海地区社会经济发展和近海生态系统健康构成了严重威胁。但是,目前对近海生态安全问题的认识仍不够充分,也缺少系统的评估工作,需要着手发展海洋生态系统的长期观测与信息获取能力,开展近海生态系统健康评估与变化预测,推进基于海洋生态系统的管理。

2未来海洋生态系统管理

2.1加强近海生态系统长期观测与信息获取能力

对近海生态系统的长期观测和信息获取是开展近海生态系统管理的基石。当前,我国在近海生态系统的观测与能力建设方面已初具规模,海洋信息化水平也得到显著提升。然而,与其他国家相比还存在相当大的提升空间。要加强近海生态系统长期观测与信息获取能力,需要系统部署,提升对重点海域的长期观测、原位观测和实时观测能力,同时在机制与体制上解决海洋观测数据共享共用的问题。近海生态安全及生态灾害问题的出现是海洋生态系统结构与功能变动的体现。生态系统中的因果关系常具有滞后效应,短期研究难以揭示数年或几十年的变化趋势,也不能解释这些变化的因果关系[12]。因此,获得近海生态系统长期变化的信息对于揭示近海生态灾害成因、解决近海生态安全问题极为重要。其中,甄别气候变化与人类活动、甄别长期压力与短期波动、甄别可调控因素与不可调控因素非常关键,这也属于长期生态学的研究范畴。目前国际上知名的长期观测网络,如国际长期生态研究网络(ILTER)、美国长期生态研究网络(US-LTER)、英国环境变化监测网络(ECN)、中国生态系统研究网络(CERN)等,在生态系统长期变化与示范服务方面取得很多重要成果[13-15]。但是,长期生态研究网络中与海洋相关的部分难以满足国家解决海洋问题的需求,需要在此基础上进一步设立国家长期观测断面,并开展相应的长期研究工作,这一方面日本的国家断面、欧洲的大西洋观测断面、英国哈迪基金会的浮游生物连续记录仪长期观测等都提供了很好的先例。我国在中国生态系统研究网络中只设有胶州湾、大亚湾、三亚湾3个海洋长期观测站。虽然不同的部门与项目也设立有近海观测系统,但远不能满足近海生态系统长期观测和研究的需求。随着近海生态问题的日益突出,需要基于已有观测系统,针对近海生态安全、生态灾害、近海生态系统评估等问题设立我国的国家级长期科学观测断面与观测网,优选观测指标和分析方法,并进行数据质控标准化。通过长期观测揭示影响我国近海生态系统变动的关键过程,构建近海生态系统评估方法体系,提出近海生态灾害防控、退化生态系统修复的措施与对策。近海生态安全问题的预警、预报具有时效性,需要在部署长期科学观测网的基础上,从科学和技术2个方面着力提升针对近海生态系统的实时、原位观测能力,包括针对海洋生态系统的不同要素进行原位传感器的研发,提升观测精度和实时数据传输能力,以及对实时观测数据的分析能力。目前针对物理海洋学要素的传感器技术相对来说较为成熟,但是化学海洋学,特别是生物海洋学传感器仍然存在技术瓶颈,无法满足对海洋生态安全预警预报的需求。如何突破这些技术瓶颈,构建和完善多学科耦合的近海观测网,对于我国近海生态安全与生态系统的管理至关重要。数据获取和数据共享是所有学科领域共同面临和关心的问题。由于海洋观测的特殊性,数据的共享显得尤为重要。美国的长期生态研究网络采取开放的数据政策,明确地提出了如何、获取和使用长期观测数据,以及对数据用户和数据提供者的要求。对于我国的海洋观测,如何进一步优化数据管理,并提供体制与机制上的保障,确保海洋观测数据共享共用,是需要从国家和各部门层面重点考虑的问题。综上所述,在我国近海信息获取方面,需要开展全局性、战略性顶层设计,统一海洋数据标准,建立有效的海洋数据共享机制;加强立体观测手段,开展重点区域加密观测,传感器网格化系统集成;建立海洋环境实时在线监测体系,实施典型生态系统的实时监测与灾害预警。

2.2开展近海生态系统健康评估与预测研究

近海生态系统健康评估是海洋管理和开发利用的重要途径。它以“生态系统途径”为指导原则,通过科学认知,了解和掌握海洋环境的健康状况,分析人类活动等压力给海洋环境造成的影响,为海洋管理和决策者提供科学依据,为平衡海洋生态系统保护和海洋经济发展之间的关系,实现对海洋环境的保护和恢复、促进海洋经济的可持续发展提供量化的科学标准。生态系统健康研究始于20世纪70年代,近年来在河口、海湾等近海生态系统的评估中也得到了广泛应用。围绕近海生态系统健康评估的核心问题,如近海生态系统健康概念的定义、评估方法、评估指标以及标准等[16,17],各国政府和学者进行了理论和方法上的探索,开展了大量研究工作。相比其他生态系统,海洋生态系统边界具有开放性,结构功能也更为复杂,不同海域的生态系统又具有特异性,加之对生态系统健康的认知差异,海洋生态系统健康定义以及评估面临着种种困难与挑战。近年来,近海生态系统健康研究已从单一的生态系统自身结构和功能特征[18],逐步发展成为涵盖生态、社会、经济、人类健康等诸多方面,以及强调海洋生态系统服务功能的多学科综合研究[19,20]。目前,在海洋生态系统健康的评估研究和应用中,最为常用的方法有2种:指示物种法和指标体系法。指示物种法通过对海洋生态系统中一个或多个指示物种及其生理生态指标和结构功能指标的监测,对物种健康状况进行分析,进而对整个海洋生态系统的健康状况进行监测和评估[21]。指示物种法相对简单,对数据量需求较低,因此在生态系统健康评估研究中较早得到应用。常用指标有生物完整性指数(IndexofBiologicalIntegrity,IBI)、Shannon-Wean-er多样性指数、海洋生物性指数(AMarineBioticIndex,AMBI)和底栖生物指数等。但是,指示物种法也存在指示物种筛选标准不统一、对生态系统变化的指示作用不明确等问题,难以对复杂的近海生态系统健康状态进行全面、综合的评估。指标体系法通过对海洋生态系统不同组织水平、层面、尺度的指标进行筛选和提取,建立评估指标体系,能够综合反映海洋生态系统的整体健康状况。随着海洋生态系统健康研究的不断深入,社会经济、人类活动、人类健康等指标也被纳入指标体系,结合海洋生态系统自身的指标,从生态系统的结构、功能、服务等不同角度出发,对海洋生态系统的健康水平和演变趋势进行全面、综合的评估。指标体系法在物理学、化学、生物学、生态学和毒理学等方法基础上,利用计算机数学模拟等新技术,已成为目前海洋生态系统健康研究工作中最常用的评估方法。目前,广泛应用于指标体系建立的主要模型方法有海洋健康指数(OceanHealthIndex,OHI),压力-状态-响应(Pres-sure-State-Response,PSR)概念框架及其改进框架,以及赫尔辛基委员会生态系统健康评估方法(HELCOMEco-systemHealthAssessmentTool,HOLAS)等[22-25]。近海生态系统健康评估研究在国外已有一系列成功的项目和计划,特别是在北美、欧洲和澳大利亚有许多成功的应用案例:加拿大自20世纪90年代以来,对五大湖区生态系统健康开展了系列评估研究[26];美国环境保护署《全国近岸状况报告》[27],对其近岸水体状况进行评估;澳大利亚自建立河口与海洋生态环境质量评估指标系统后,又开展了“生态健康监测计划”[28],并对大堡礁海域水质和生态系统健康进行了评估研究。欧盟的《水框架指令》提出了较完整的海洋环境评估技术指标[29],并进一步制定了《海洋战略框架指令》,将定期海洋环境监测及评估纳入动态管理进程。国内对于海洋生态系统健康评估也给予了越来越多的关注,相继开展了一些相关的研究,并在近海多个河口、海湾等开展了生态系统健康状况评估工作。然而国内目前近海生态系统健康评估研究中所使用的指标体系,大多是对国外已有指标体系的借鉴和引用,以及针对应用对象的适应性改造。针对我国近海生态系统特征的本土化指标体系的建设仍在探索阶段,海洋生态系统健康评估的理论、方法和验证研究仍需要进一步完善和发展。近海生态系统健康研究需要进一步深入地了解人类压力、全球变化与海洋生态系统结构与功能演变之间的关系,建立更综合、全面的海洋生态系统健康评估体制,利用更有效的生态系统评估、预测模型来支持更有效的管理决策,了解恢复生态结构功能的重建机制和方法,并通过有效的保护政策来保证海洋生态系统的服务功能。

2.3推行基于生态系统的海洋管理

基于生态系统的管理(EBM)最早于20世纪60年代提出,其基本理念是从生态、系统和平衡的角度思考解决环境资源问题。这一理念的提出是科学家对全球规模的生态、环境和资源危机的一种响应,作为生态学、环境科学和资源科学的复合领域,自然科学、人文科学和技术科学的新型交叉学科,不仅具有丰富的科学内涵,更具有迫切的社会需求和广阔的应用前景[12]。20世纪80年代,基于生态系统的管理在基础理论和应用实践方面都得到了一定发展,逐渐形成了完整的理论-方法-模式体系[30,31]。在此基础上,1992年的里约热内卢联合国环境与发展大会(UNCED)提出要从整个生态系统来管理海洋资源和人类的海洋开发活动,促进沿岸和近海环境综合管理及持续利用,形成了基于生态系统的海洋管理理念。Long等人[32]对基于生态系统的海洋管理的发展简史予以了概括,并提出了基于生态系统的海洋管理的15个原则。综合上述理念,基于生态系统的海洋管理的基本内涵是充分考虑海洋生态系统的整体性与内在关联性,在科学认知海洋生态系统结构与功能的基础上,对海洋开发活动、海域使用进行全面管理,以保护海洋健康和维持其生态系统服务功能,实现海洋资源的可持续利用和海洋经济的可持续发展。20余年来,基于生态系统的海洋管理逐渐被世界各国普遍接受并得以迅速发展。国际上已有不少成功案例可以借鉴。澳大利亚于1998年出台了《澳大利亚海洋政策》,成为基于生态系统的海洋管理的典范[33]。美国的一系列国家海洋政策报告都高度重视基于生态系统的海洋管理,相关的政策文件如《21世纪海洋蓝图》《美国海洋行动计划》等[34]。与此同时,一系列的基于生态系统的海洋管理研究得以开展,这些研究涵盖了不同的国家、海域、学科领域,在海洋生态系统健康评估、模式的研发、政策的制定方面给予了重要支撑。其中,基于生态系统的渔业管理[35-38]、基于生态系统的海岸带管理[39,40]、海洋空间规划[41-43]等方面研究进展尤为突出,为我国实施基于生态系统的海洋管理提供了很好的借鉴。生态系统的结构与功能相互依存、相互制约。任何特定生态系统的管理都要与特定的生态系统特点相一致,全球性的评估并不能满足国家和亚区域尺度决策者的需要[12],一个国家的评估结果也无法用于其他国家的政府决策。因此,要综合管控我国近海生态系统,必须发展基于我国近海的生态系统管理策略。我国已经高度认识加强海洋生态系统的保护和修复对于维持海洋资源的可持续开发利用的重要性。在国务院的《全国海洋主体功能区规划》中,针对我国海域资源开发利用存在的五大问题,明确提出要尊重自然,树立敬畏海洋、保护海洋的理念,把开发活动严格限制在海洋资源环境承载能力的范围之内,坚持点上开发、面上保护,确保海洋生态系统健康状况得到改善,海洋生态服务功能得到增强,沿海岸线受损生态得到修复与整治[44]。与此相适应,我国学者近年来对基于生态系统的海洋管理也开展了理念的推广与科学研究。研究海域涉及到天津近海、胶州湾、莱州湾、江苏近海、黄海、东海等区域[45-48],主要侧重于围垦和渔业的影响以及基于上述问题的海洋生态系统管理。这表明我国对于基于生态系统的海洋管理开始得到重视,但总体上看,我国尚未建立基于生态系统的海洋管理体系。

鉴于此,针对当前我国近海迫切需要解决的生态安全与生态灾害问题,需要在观测、研究、评估的基础上,选取典型海域,构建近海生物(渔业)资源可持续发展与管理示范工程,沿岸重大工程设施的海洋安全示范工程,近海生态灾害预测、预报与防控示范工程,提高重大海洋事务决策的科学性、精准性和时效性。在示范工程的基础上,进一步推进整个近海生态系统风险评估智能专家系统的构建与应用,基于海洋大数据服务基础平台的建设,建立一套适用于中国近海生态系统健康评估的模式,针对生物资源以及有害藻华、低氧、水母暴发等生态灾害,形成高效、智能的观测、预警系统,与沿海地区政府部门和大型企业密切合作,推进观测资料和模拟结果的实时共享,支撑高效、智能的海洋生态安全管理系统,提升我国近海资源开发利用、近海生态环境保护、基于海洋生态系统管理的综合能力。

作者:孙晓霞 于仁成 胡仔园 单位:中国科学院海洋研究所 中国科学院大学

参考文献

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4余谋昌.论生态安全的概念及其主要特点.清华大学学报(哲学社会科学版),2004,19(2):29-35.

5马克明,傅伯杰,黎晓亚,等.区域生态安全格局:概念与理论基础.生态学报,2004,24(4):761-767.

11中国海洋可持续发展的生态环境问题与政策研究课题组.中国海洋可持续发展的生态环境问题与政策研究.北京:中国环境出版社,2013.

12傅伯杰,刘世梁.长期生态研究中的若干重要问题及趋势.应用生态学报,2002,13(4):476-480.

13牛栋,杨萍,何洪林.美国长期生态学研究网络(LTER)信息化基础设施现状、挑战与未来发展趋势——LTER信息化基础设施战略规划介绍(I).地球科学进展,2008,23(2):201-205.

14于秀波,付超.美国长期生态学研究网络的战略规划——走向综合科学的未来.地球科学进展,2007,22(10):1087-1093.

15李文华,张彪,谢高地.中国生态系统服务研究的回顾与展望.自然资源学报,2009,24(1):1-10.

20张朝晖,石洪华,姜振波,等.海洋生态系统的服务功能来源与实现.生态学杂志,2006,25(12):1574-1579.

30褚晓琳.基于生态系统的东海渔业管理研究.资源科学,2010,32(4):606-611.

篇2

生态系统健康的概念与评价方法概述

生态系统健康的概念目前已经得到公众、学者和管理者的广泛关注,并成为生态系统管理的重要依据。虽然生态系统健康目前尚没有统一和明确的概念,但它所包涵的意义已被逐渐认识:(1)生态系统的健康就是指某个生态系统结构稳定、功能健全,对外界环境压力具有抵抗力和恢复力,不发生生态灾害;(2)生态系统健康不是仅指生态系统的自然状态,还取决于人的价值观;(3)需要用整体性和系统性的观点看待生态系统的现状和问题,才能准确认识生态系统的健康。生态系统健康的概念提法很多,目前一般认为,如果一个生态系统是稳定、持续和活跃的,能够维持其组织结构,受到干扰后能够在一段时间内自动恢复过来,则这个生态系统是健康的。

目前,生态系统健康评价方法主要有8种,适用于海洋生态系统的有4种,分别为指示物种法、营养级分析法、生态过程速率法和指标体系法,但最常用的为指示物种法和指标体系法。前者主要依据生态系统的关键物种、特有物种等的数量、生产力、多样性及一些生理生态指标描述生态系统的健康状况;后者则充分考虑了生态系统的复杂性,将多种指标与信息集成在一起,全面地反映生态系统的健康状况。由于指示物种法具有筛选标准不明确、难以选择合适的生物类群等缺点,近年来指标体系法在海洋生态系统健康评价中得到了更为广泛的应用,例如缅因湾、Chesapeak湾、芬迪湾、香港的Tolo港、长江口、黄河口以及浙江近海等采用不同的指标体系进行了环境质量与生态系统的评价。

不同的海洋生态系统具有独特的生物群落结构和生态系统功能,因此建立广泛应用的评价指标体系是十分困难的,需要对不同的生态系统制定具有针对性的评价方法。海水养殖生态系统的演变与退化包括一般生态系统演变的几个环节,即:在养殖活动和污染等环境压力下,反映生态系统的结构和功能现状的状态指标发生了变化,并进一步导致了一系列的环境与生态问题。因此本文以压力-状态-响应这3个步步承接又相对独立的层次为主线,采用指标体系法和层次分析法建立了海水养殖生态系统综合评价方法,以阐明生态系统健康存在的问题、引发的原因和导致的后果等。

海水养殖生态系统健康评价目标与原则

海洋生态系统健康评价的目的不仅在于能给出一个生态系统健康的分数或级别,更在于在海洋生态系统调查和研究与海洋的管理方案、保护措施以及民众知情之间建立一个沟通的桥梁,把晦涩难懂的科学语言和符号经过分析、提炼、综合,以容易理解的方式向管理者或公众解释目标海域生态系统的基本特点、面临的主要环境压力和存在的主要环境问题,以指导有关该海域的开发、利用、保护等各种行为。生态系统本身的模糊性、波动性等特点决定了不可能对其健康程度给出非常精确的数量化描述;但为了体现生态系统的历史演化趋势和不同生态系统间的差别,应该给出生态系统健康的可量化指标。为了协调这二者之间的矛盾,以等级划分这种半定量的方式对生态系统进行健康评价是适宜的。海水养殖生态系统健康评价的主体是海水养殖生态系统,因此需要从生态系统的整体性、稳定性和可持续性等出发,全面综合地反映生态系统的健康状况和存在问题,为优化管理方案提供依据,以实现海水养殖产业的健康持续发展。海水养殖生态系统评价应遵循以下原则:(1)系统性原则评价应系统反映海水养殖生态系统的结构、功能、主要胁迫因子等多个方面,防止以少数几个指标以偏概全。(2)动态性原则动态性原则包括两个含义,一是海水养殖生态系统健康程度是随着各种自然和人为活动的变化而动态变化的;另一含义是不同评价指标的权重在不同生态系统之间是变化的。(3)模块化原则直接评价养殖生态系统由于设计参数多难以入手,仅一个综合评价指标也难以全面反映生态系统的现状和问题。因此有必要采取模块化的评价方法,将养殖压力、污染压力、生态系统结构、生态系统功能等分别评价,最后通过系统的原理与方法将它们结合起来,得到综合全面的评价结果。(4)生态、经济和社会相结合的原则海水养殖生态系统除了其自然属性,还具有显著的社会和经济属性,其主要经济和社会功能是提供高产优质的海产品,要在评价过程中予以综合考虑。

评价模块和指标体系

1评价模块与指标体系

本文以压力-状态-响应(P-S-R)为主线,基于指标体系法和层次分析法,对海水养殖生态系统分为3个层次10个模块并筛选了25类指标对其健康状况进行评价,评价框架图详见图1。

2评价指标权重

采用专家咨询法来确定各指标的初始权重。通过问卷调查,咨询了有关研究领域的专家50余人次,得到有效问卷24份。以生态系统健康的总评价指标为100分计,各评价指标的权重值见表1,括号内的数值为某一指标或模块在其上一级层次中所占的归一化权重。通过专家咨询法得到的权重是主观权重,反映了各评价指标在一般情况下重要程度的差异。但在实际的评价过程中,往往不同的养殖生态系统由于本身自然环境以及养殖活动的特殊性,所产生的生态问题的性质和程度也会有所不同。所以对于某一给定的养殖生态系统,各个指标在生态系统健康评价中的权重应该是具有特殊性。因此有必要采取动态权重的方法,既反映一般海水养殖生态系统的共性,又反映不同养殖生态系统的具体情况,以得到更合理的评价结果。

确定动态权重的原则一般是指标的差异程度。一般认为差异程度越大的指标越重要,因为从统计学的角度看,偏差大的指标更能反映各系统之间的差异。但很多时候指标的差异程度与其重要性并不一致。对海水养殖生态系统来说,超标程度较大或评价得分较低的指标对生态系统的影响程度较明显,应该给予更大关注或赋以更大权重,所以指标权重应该与指标的评价得分具有负相关关系。综合考虑专家的主观权重和指标值的客观权重,某一指标的动态权重可以计算为:式中,Dij为i模块中j指标的动态权重;Wij为i模块中j指标的专家权重;Pij为i模块中j指标的评价得分。

评价标准与方法

海水养殖生态系统的评价标准,主要参考了我国现行的《海水水质标准》、《渔业水质标准》、《海洋沉积物质量标准》、《海洋生物质量标准》、《海水增养殖区监测技术规程》、《海洋调查规范:海洋生态调查指南》、《近岸海洋生态健康评价指南》等的相关标准与方法[25-31]。对于标准中不包含的指标,则根据文献报道中关于海洋养殖区以及自然海区相关参数的历史研究结果来设定评价标准,具体评价标准分别见表1—表3。

1压力层次

1.1外源污染压力模块

对于养殖海区的外源污染压力采用污染压力指数法进行评价(参考海洋调查规范第9部分:海洋生态调查指南,并进行了适当修改):某一污染物的污染压力指数等于该污染物每年入海通量除以评价海区中该污染物总量。式中,Pi为i污染物的污染压力指数;Fi为i污染物每年进入评价海区的通量,单位为kg;Ci为i污染物在评价海区中的平均浓度,单位为kg/m3;Vi为评价海区的水体体积,单位为m3。外源污染物中主要考虑营养盐、重金属和石油类。对于营养盐污染物主要考虑氮和磷,在评价中氮的优先顺序为总氮(TN)、总无机氮(TIN)、氨氮(NH4-N)和硝态氮(NO3-N),磷的优先顺序为总磷(TP)、活性磷酸盐(PO4-P)。营养盐的外源污染压力,选择氮和磷中压力较大的。重金属的污染压力分别计算Hg、Cd、As、Pb、Cu等几种我国近海主要金属污染物的污染压力,并取其中的最大值。评价标准见表1。

1.2养殖压力模块

(1)养殖密度/规模采用养殖面积占海湾面积的比例进行计算,见表1。(2)养殖自身污染压力对于养殖自身污染压力也采用污染压力指数法进行评价:某一污染物的污染压力指数等于该污染物通过养殖生物的入海通量除以评价海区中该污染物总量。养殖污染考虑的污染物是氨氮和磷酸盐。如果养殖活动增加了沉积物向水体释放营养盐的速率,应把增加的释放通量计算在内。式中,Qj为评价海区中j养殖生物每年的养殖产量,单位为kg;Eij为在一个养殖周期中j养殖生物向水体中输出的i污染物的量,单位为kg/kg。污染压力指数Pi的计算方法与评价标准同4.1.1外源污染压力部分。(3)养殖品种多样性/互补性采用专家评判法。通过对了解目标海水养殖生态系统的专家、养殖户或管理人员进行问卷调查得到评价得分。

2状态层次

2.1水文环境模块

海水养殖生态系统的水文环境模块评价主要考虑海湾的水交换能力,可采用海水的半交换周期进行评价。这里的半交换周期是指物质浓度降低为原始浓度一半时所经历的时间长度。评价标准通过参考与对比我国近海不同海湾海水半交换周期的数值模拟研究结果进行确定。

2.2水体环境质量模块

水体环境质量模块包括营养盐、重金属、溶氧/化学耗氧量、悬浮颗粒物/透明度、油类污染物5类评价指标。海水养殖海域水质环境评价标准,适用于中华人民共和国海水水质标准(GB3097-82)第二类海水水质标准。首先对每一类评价指标单独进行评价。(1)营养盐采用邹景忠等提出的海湾富营养化评价指数和《近岸海域环境监测技术规范》:(2)重金属采用单项污染指数评价法和Hakanson[40]提出的潜在生态风险指数法对多种重金属的污染情况进行综合评价。式中,RI为多种金属潜在生态风险指数;Ti为第i种重金属的毒性系数,用于反映重金属的毒性水平和生物对重金属污染的敏感程度;Ci为第i种重金属的实测浓度,Si为第i种重金属的标准浓度。毒性系数Ti[41]和标准浓度的取值见表3,其中标准浓度S采用《海水水质标准》(GB3097—1997)中的Ⅱ类海水中的重金属标准值。多种金属潜在生态风险指数RI的评分标准见表2,借鉴了Hakanson的划分标准,并参考蒋增杰等的相关研究进行了适当调整。(3)溶解氧对溶解氧的评价指数采取萘墨罗(N.L.Nemerow)指数公式进行计算:式中,Cmax为监测期间(如枯水、平水、丰水期)饱和溶解氧的最大值;Ci为底层溶氧的实测浓度,Si为海水溶氧的标准浓度,取值为5.0mg/L。Cmax采用Weiss提出的综合考虑温度和盐度的饱和溶解氧计算公式(Weiss方程)进行计算:式中,C是氧气的溶解度,单位为mL/L(1mg/L=1.428mL/L);T是热力学温度,单位为K;S为海水盐度。(4)悬浮颗粒物/透明度(5)油类污染物采用单项污染指数评价法,评价标准参考《海水水质标准》GB3097—1997并进行了适当调整。

2.3底质环境质量模块

底质环境质量模块包括四类评价指标,分别为1)有机物/总氮总磷含量;2)氧化还原电位/硫化物含量(如果两项指标均有评价结果,则以硫化物含量的评价结果为准);3)油类污染物和4)重金属。前三类指标均采用单项污染指数评价法,评价标准的制定是在参考《海洋沉积物质量》GB18668—2002以及不同海区特别是养殖海区沉积物相关参数实测值的基础上制定的[43-58]。沉积物重金属评价方法同4.2.2水体重金属污染评价方法,只是金属背景值取值采用海洋沉积物质量标准(GB18668—2002)中的一类沉积物质量标准值(而不是工业化前沉积物中污染物背景值,在多数海湾这一背景值难以获得)。

2.4生物群落质量模块

(1)浮游植物、浮游动物和底栖动物浮游植物、浮游动物和底栖动物是海洋生态系统中最重要的几个生物类群。生物多样性是其群落质量的最佳评价指标,指示生物多样性变化最常用的是Shannon-Weaver指数,其计算公式如下:式中,S为样品中的种类总数;N为样品中的总个体数;ni为样品中第i种的个体数。评价标准的确定参考陈清潮提出的生物多样性阈值评价标准以及《海水增养殖区监测技术规程》[30]中底栖生物多样性的评价标准,并进行了适当的调整,见表2。(2)微生物对微生物的评价采用单项指数法,对水体和底质中的粪大肠菌群分别进行评价,评价结果选择评价得分较低者,见表2。(3)养殖对海区生境和野生生物的影响采用专家评判法。通过对了解目标海水养殖生态系统的专家、养殖户或管理人员进行问卷调查得到评价得分,见表2。

3响应层次

对于海水养殖生态系统的生态问题和响应采用专家评判法。通过对了解目标海水养殖生态系统的专家、养殖户或管理人员进行问卷调查得到评价得分。

综合评价模式

1对各模块和层次的评价结果计算

对于某一个评价因子,其评价依据主要来自调查资料。但由于调查数据在生态系统中的空间和时间跨度是有限的,很难全面反映生态系统的特征。一些短期的生态现象,如赤潮问题,由于其时间跨度一般只有数天到数周,在很多以季度为周期的调查中可能完全体现不出来。因此为了保证评价结果的真实和科学性,应深入调查目标海域的管理者和用海民众,以了解其生态系统的真正问题所在。尤其在生态问题/响应层次,应主要根据当地调访的结果。对某一项指标进行评价,应对各个站位的调查数据分别计算其评价得分后,取平均值,在无法获得详细的调查数据时也可用平均数据进行评价。对一项指标中包含数项评价因子,如外源污染压力中包括多项污染物,应取因子中的最低评价得分作为指标的得分。在一个评价模块中包括数项指标的,则根据指标的评价得分和权重因子计算其模块的评价得分:式中,Pi是第i项评价模块的评价得分;m是该模块中评价指标的数量;Pij是第j项指标的评价得分;Dij是第j项指标的动态权重;Di是第i项评价模块的评价权重,等于m项评价指标的权重之和。在一个评价层次(压力、状态和响应层次分别计算)中包括数项模块的,首先计算各模块的动态权重Di,然后根据评价模块的评价得分和动态权重计算其评价结果:式中,Pk是海水养殖生态系统健康的k层次的评价得分;Pi是第i项评价模块的评价得分;Wi是第i项评价模块的评价权重,Di是第i项评价模块的评价动态权重。

篇3

[关键词]雷切尔・卡森;《海风下》;生态整体主义

1941年,雷切尔・卡森(Rachel Carson)的第一部作品《海风下》(Under the Sea Wind)问世,这是一部兼具知性之丰盈与诗意之美的叙述体散文作品。然而,除了个别论文,我国学者鲜有对《海风下》展开过专门论述。本文借鉴了我国学者对卡森的一些研究,其中,吴琳的《解读“海洋三部曲”的生态女性主义思想》①指出,“海洋三部曲”②体现了卡森反对人类中心主义、主张以平等身份面对自然的生态理念;王诺、封惠子的《从表现到介入:生态文学创始人卡森的启示》③认为,《海风下》艺术地传达了作者反人类中心主义的生态思想。这些研究对于本文分析卡森对待人类与非人类自然的态度具有借鉴意义。钟燕的《生态批评视野中的〈海风下〉:一个“蓝色批评”个案分析》④和《瑞秋・卡森:海洋环境主义的先锋――读瑞秋・卡森的生态著作》⑤对大海生命共同体的阐发,与本文关注的生态整体观有一定联系。夏承伯、包庆德的《蕾切尔・卡逊“海洋三部曲”生态哲学思想之解读》⑥关于《海风下》所体现的万物循环观等论述对本文也有所启发。在生态危机依然严峻的今天,重新认识《海风下》的价值,解读作品中蕴含的生态思想,仍然极有意义。本文以卡森对大海的整体观照为切入点,具体分析《海风下》这一文本如何在生态整体理念下展现海洋生态系统,如何看待和描写生态整体中的非人类生命,以及如何用生态整体的视野反观人与自然的关系。

《海风下》全书分为三部分,依次展现了海滨、浅海、深海的生态场景,描写的地理范围囊括极地、温带、热带。卡森用文字再现了上百种生物的生存面貌。伴随着对各种生物活动的描写,这部作品空间上的广度、高度、深度也在延展:三趾鹬从南美洲南端到北极苔原地带作长途迁徙,追逐太阳,南北奔驰,一春一夏便飞上八千里;鱼鹰和海雕倏而飞到几百上千尺的高空,倏而猛冲到滩岸,展开空中恶斗;雌鳗从大西洋沿岸的溪河下溯,游到水下一千尺的海底深渊,回到它们十年前的出生地产卵……海风过处,皆成卡森的描写对象,一幅宽广辽阔的生态画卷在读者面前徐徐展开。卡森的眼光是一种整体性的眼光,她所展现的是整个海洋生态系统。

以整体的视野来观照海洋,卡森描绘了一个充满活力的生命系统。她写道:“大海以深度分层,每一层住着不同的生物……每一层水域都像一个社区。”在最上层的阳光世界有植物生长,小鱼在阳光下闪耀着鳞片的光泽,蓝色透明的水母在水面移动;接下来是微光区,区内的鱼都闪着磷光或银光,出现了有发光器官的动物;再往下是第一层黑暗区,这里的生物全都像它们居住的水域一般晦暗,以便隐藏在周围的环境里,减少葬身敌人利齿的可能;再下面是海沟,这里的黑暗无始无终,亦无程度可言,而其中的一些海沟正是鳗鱼交会产卵的地方①。深邃的海底世界因水压、光照、水温等的差异有了不同的生态面貌,也孕育了不同的海洋生物。海中生物分层而居,具有不同的体态特征、生活习性。不同的部分又交融成一个浑然一体的系统,汇聚成海洋生命共同体,共同组成海洋生命的奇观。

对于海洋生物来说,大海是它们生活的处所,它们的出生、成长、死亡都在这里轮番上演。生命最初诞生于海洋,海洋至今仍孕育着无数生命。无数生物从大海中获取食物、繁育后代,海洋也因此生生不息。卡森写道,每年春天,鲭鱼群会在沿岸海域排下卵和精,之后便转而游向外海,留下精卵在大海表层自行结合、孵育,“大海会照顾鲭鱼的下一代,就像照顾所有的鱼、蚌、蟹、海星、水母、藤壶的下一代一样”②。海就像一个巨大的子宫,海洋生物遵循着生态系统的特定规则,在其中得以孕育、滋长、循环和流转。生命的脆弱和坚强、伟大与渺小合而为一,在大自然中往往呈现出无比神奇与壮美的姿态:

(鱼群)有时宽达一英里,长达数英里。白天,海鸟注视着它们向大陆的方向流动,仿佛乌云飘过绿海;夜里,它们搅起无数会发光的浮游生物,好似滚滚铁水注入大洋……长途奔袭的鲭鱼群终于按时赶到了沿岸海域,卸下了它们负担已久的卵和精。于是,鱼群的尾流变成了由无数透明小球组成的宽阔且不断延伸的生命之河,其壮美唯有万点星光组成的银河堪与相比。③

海中流拥纳命之河与空中星星点点的银河遥遥相对,每平方英里的水域中估计有上亿鱼卵,一艘渔船一小时内行进的水域中有十亿鱼卵,而整个产卵区的鱼卵数量则以百万亿计。如此数量巨大的生命是自然的奇观,而大自然本身又以严格的规则对生命进行调节与制衡。根据自然铁律,每条成熟雌鱼产下的至少十万枚卵中,“可能只有一两条孵化出的小鱼能够在河流大海的重重危险中幸存下来,及时回到此处产卵。唯有经过如此严酷的拣选,物种才能保持克制平衡”④。生态系统得以稳定和谐有赖于自然规律的调节机制,在进化过程中,生物渐渐学会了适应和服从于整个大系统,处于某一生态位的物种总会保持一定的数量,生态系统因此才能呈现出健康、有序的状态。在作品的第十五章“归返”(Return)中,卡森写道:“就在那深海的黑暗中,仔鱼诞生,老鳗则死去,再化为海的一部分。”⑤生与死的游戏规则就这样世世代代得以延续。在这样一个有生有灭的生态系统中,生命能量的总数基本保持恒定,这是大自然最为寻常、同时也最为神奇的奥义。

生态系统中物质循环更为显见的表现形式是食物链。“大鱼吃小鱼”的猎杀法则看似残忍,实则是维持生态系统稳定运转的不二法门。《海风下》中有大量对于自然界捕杀情境的详细描写,卡森用冷静客观的笔调再现了这些场面。大自然以其特有的方式维持着天地万物的秩序,在这一过程中,能量在传递,从某种意义上说,生命也得以传承。食物链是各种生命形式转换的纽带,不同的生物由于食物网的联结而变得休戚与共。生物在海中获取各自所需的食物,也有可能变成别种生物的食物,“海中没有糟蹋掉的东西。一个生命死了,必有另一个生命继起;珍贵的生命质素在永无止境的循环链中传递”①。如同书中所举的例子:渔人捕鱼后,将太小的鱼直接抖落在沙滩上,此后,先有沙鸥自外滩飞来,享用被抛弃的鱼;接着,专门在水边捡食死蟹、死虾等大海遗物的鱼鸦也加入其中;鬼蟹在日落后也来清理掉这些鱼的尸骨残迹;最后,沙蚤把鱼尸上剩余的物质转化成自己的生命元素。每一种生物都能在自然系统中各取所需、各得其所,生物与系统间、生物与生物间有着十分密切的联系。大海作为容纳所有海洋生物的处所,是一个巨大的生命场,它本身就是一个生气盎然、力量无穷的生命共同体。正因为海洋是一个统一的整体,生命资源才得以持续且稳定地传承和循环。

卡森在《海风下》第一版的序言里写道:“构思这本书时,我起初为谁是主角而犹豫不决,但很快就明白:没有任何一种动物――鸟、鱼、哺乳动物或其他的海洋生物――能生活在我试图描绘的浩瀚海洋的所有空间。当我意识到无论希望与否,海洋本身就是主角时,问题迎刃而解了。因为海洋执掌着游弋其中的大大小小所有生命的生死大权。”②为了将大海本身作为表现对象,卡森选取了多种生物,通过它们的视角来观察自然现象,来认知世界,从而从不同的角度、不同的侧面展现海洋生态系统的全貌。早在1938年2月,此书的思路在她脑海中初具雏形时,卡森就决定:“整本书必须用叙述的方式写,鱼和其他生物必须是中心形象。它们的世界必须写得栩栩如生、可摸可触。”③卡森因自己采用了这种写法而兴奋不已:“我成功地变成了矶鹞、螃蟹、鲭鱼、美洲鳗和另外好几种海洋动物!”④卡森超越了人类中心的自然观,她是从生态整体的立场来审视和表现自然的。正因为如此,环境批评家布伊尔(Lawrence Buell)才指出,在卡森的作品里,没有主人公、没有人物性格,有的只是在生态整体观影响下所展现的一个共同体⑤。卡森对于这一生命共同体中的每一个组成部分,都怀有同等的尊重与热爱。

在《海风下》一书中,不论是描写某个生物种群还是某一个体生命,卡森始终能将其置于整个大的生态系统中,以整个生态系统的利益作为评判尺度。书中有一段关于未孵化出的幼枭在雪夜被冻死的描写,其意蕴深刻:

雪继续落在余温犹存的枭蛋上,夜晚的严寒攥紧了它们,小小胚胎中的生命之火渐渐微弱了。在负责将养分传输到胚胎的血管中,那深红色血液的流动减缓了。过了一会儿,原本不断分裂组合、忙着形成幼枭的骨骼、肌肉、筋腱的细胞活动,减慢并最终停止了。那些不成比例的大脑袋下,脉动的红色细胞囊迟疑着、痉挛地跳动了几下,停滞了。六只未出生的小雪枭在这场大雪中死去,而它们的死可能使千百只待出生的旅鼠、松鸡、北极兔有更大的存活机会,免遭有羽毛的敌人来自空中的袭击。①

大风雪的夜晚,六只未孵出的小雪枭难逃被冻死于壳中的厄运。前半部分细腻具体的描写让人不禁生出悲悯之心,可就在读者还为小雪枭扼腕叹息之际,卡森却突然笔锋一转告诉我们,幼枭之死对于有可能成为它们猎物的其他动物而言,意味着来年更大的生存机率。这一起一伏之间,大自然的生存法则被展现得淋漓尽致。卡森尊重整个自然系统及其内在规律,因此,她能够突破单一物种的利益视角,以整个生态系统为判断标尺来看问题。生态整体主义的基本前提就是非中心化(decentralization),它的核心特征是对整体及整体内部联系的强调,绝不把整体内部的任何一个部分看作整体的中心②。生物间并无高低贵贱之分,每种生物都有它存在的理由,不能以体态大小、构造繁简来划分生物的等级。唯有突破中心主义的窠臼,才能走向生态主义的核心判断标准,即是否符合生态系统的整体利益,是否有利于整个生态系统的稳定、持续发展。

在大自然这个严密的系统中,任何一种生物都与其他某些特定的生物、与其生存的环境有着密切的、不可人为阻断的关系。生物之间的联系除了竞争、捕杀,还有合作与和平共处。比如,在浅海活动的幼鲑捕杀其他鱼类时常常与空中的鸥鸟通力合作:幼鲑在水下左冲右突,鸥鸟在上方围捕干扰、海空夹击,最后都能大有所获,形成双赢的局面。再如,中写到的鱼鹰潘东,有一个“基部直径六尺,顶部宽三尺有余”的大巢,“很多小些的鸟儿在这庞然大物的下层旧结构里另开门户”。一年之中,就有三家麻雀、四户椋鸟、一窝鹪鹩、一只猫头鹰和一只绿苍鹭在这大巢借住,“潘东对这些房客都好颜以待”③。这恰恰体现了生态主义者所倡导的“差异性与共生性原则”,正如奈斯(Arne Naess)指出的:“差异性增加了幸存的可能,增加了形成新的生命模式的机会,增加了生命形态的丰富性。所谓的生存斗争或适者生存,应理解为在复杂关系里共生与合作的能力,不应简单地视为杀戮、掠夺和压迫的能力。‘活着并让他者活着’比‘你死我活’是更强有力的原则。”④无论是幼鲑和鸥鸟的合作捕猎,还是鱼鹰与借住者的和平相处,都有利于在生态整体中实现“共生性的最大化”和“多样性的最大化”,并促进“所有存在的自我实现”,从而达成生态系统的稳定、和谐与持续存在。

人类也只不过是整个生态系统的一个组成部分。在《海风下》一书中,卡森突破了人类中心主义的局限,人类仅仅作为生物的一个种群被放置在广阔大海的生态画卷里⑤。人类的身份不再是自我标榜的“万物灵长”,人类的利益权衡不再充当判断价值的标准,就连人类的计时仪器也被潮汐的韵律、阳光的冷暖和海风的徐急所取代。不尊崇自然规律,对自然进行无度索取、实施破坏的人,则以“从鱼儿们的视点观察到的那些掠夺者和毁灭者”⑥的形象,在卡森笔下得以呈现:

在一片陡峭的岩壁前,它们(鲭鱼群――引者按)遇见了一种陌生的东西,在水中摇摆。浅滩附近的潮水有很大的力量,这东西随着潮水的运动漂移,却没有自己的行动能力,尽管它散入水中的气味像鱼一样……铁钩上方,一根细黑线牵向更长的一根线,自一英里外的浅滩水平延展过来……幼鲭逃离这怪异的场景,单线鳕则被缓缓向上拉,拉向水面之上的一个模糊的影子,好像水面上有一条可怕的怪鱼。渔人在收线,划着船一个一个地收。如果钩子上有鱼,他们便用一根短棒一打,把那可上市卖钱的鱼打落到船底,不能卖的鱼则丢进海中。①

人类的捕鱼行为,在鱼儿看来十分怪异、可怕。那些被刻意伪装的钓饵在鱼儿眼中是“陌生的东西”,人类模拟自然物的背后,实则潜藏着反自然的目的。不论这种伪装多么巧妙,与自然实际上都是格格不入的。鱼儿上钩后,渔人即残暴地用短棒将鱼一打,以能否上市卖钱为区分,将鱼打落船底或丢进海中。在这里,人的判断标尺完全出于自身利益和欲望的考量,罔顾大自然的法度。为了获得最大的收益,人类发明了各种工具来实施捕杀,光是在书中写到的就有拖网、围网、刺网、栅网等。大面积铺撒的捕鱼设备形成了大规模的破坏力,在海底漫游的鱼儿时时刻刻面临人类的威胁。“一个巨大、黑沉、活像巨型怪鱼的东西出现在海中,整个前端是一个张开的大口……拖网拖过马蹄滩,网住几千磅可吃的鱼,也网住好多海星、明虾、螃蟹、蛤贝、海参、白沙蚕”②。作为生态系统中的一个物种,人类当然有权利为了维生而攫取自然资源,包括捕获海产品。卡森并不一概地反对人类对自然的掠夺,她所反对的是人类凭借其科技力量,生产出大量非自然、反自然的异化物(包括杀虫剂和拖网),逾越海洋和整个地球的生态承载限度,给海洋生物乃至地球所有生物造成无法修复的巨大伤害,彻底搅乱了生态平衡。人类若不对自己永不满足的欲望加以控制,继续野蛮地屠戮大自然,其他生物都将面临被赶尽杀绝的厄运,而人类自己也将因此面临无法挽回的生态灾难。

卡森曾说:“我们总是狂妄地大谈特谈征服自然。我们还没有成熟到懂得我们只是巨大的宇宙中的一个小小的部分。人类对自然的态度在今天显得尤为关键,这是因为现代人已经具有了能够彻底改变和完全摧毁自然的、决定着整个星球之命运的能力。”她清醒地意识到,人类能力的急剧膨胀“是我们的不幸,而且很可能是我们的悲剧。因为这种巨大的能力不仅没有受到理性和智慧的约束,而且还以不负责任为其标志。征服自然的最终代价就是埋葬自己”③。对于只顾自己利益,甚或完全为了取乐而无限度猎杀其他生物的人类,卡森无疑是语含针砭的,她终生痛恨打猎,特别是痛恨以体育活动或休闲为名义的狩猎,她将打猎视为现代人的耻辱:“在以屠杀生灵为乐的人类中我们不会有和平。任何赞美和宽容杀戮这种低级趣味的行为,我们都视之为人类历史的倒退。”④那些罔顾法令的猎鸟人是卡森批判的对象,因为他们竟然“以扼杀那全力以赴、勇敢而热烈的生命为乐”⑤,将迁徙的a鸟打得七零八落。在卡森看来,人类仅从自身利益和自我之乐出发而对自然实施无限度的掠夺与破坏是极其不负责任的。人类中心主义使人沉溺于狂妄自大、短视无知的深渊,这是十分可悲的。

其实,同大自然整体相比,人类显得无比渺小。海上的狂风暴雨、暗礁逆流就能使渔船瞬时倾覆。作品第十四章写到一艘名为“玛丽号”的沉船,这艘船在海底沙洲上搁浅,它的残骸渐渐变成海中生物的庇护所。长条海带从帆桅上长出来,在水中招展;右舷以下长出了厚厚一片水草;船舱的窗户被波浪打碎,变成以船骸为家的小鱼们的通道;大些的海中猛兽也在此栖身①。“玛丽号”残骸这一意象深刻地象征着人与自然的力量对比。人类文明看似强大,但如若无视自然规律,终将付出沉重的代价。

突破人类中心主义的局限,转变对待非人类自然的态度,以平等的身份接近自然、体验自然、融入自然②,才能使人[脱被物质欲望控制的异化处境,复返一种“生态的人”的状态。《海风下》第十二章中写到了一个自然之心未泯的年轻渔人:

撒网艇上有个渔人,出海才两年,入行之初的心情他记忆犹新――或许永难忘怀。那是一种好奇,无穷无尽的好奇,想知道水底下究竟有些什么东西。有时候他在甲板上或冰柜里看见鱼,会想:鲭鱼眼中的世界是怎样的?鲭鱼看见的一定是他永远不得见的;鲭鱼去到的一定是他永远去不了的。他很少把这些想法说出来,可是他总觉得,这样一个终生在海中度过,历经艰险逃脱各种各样冷酷敌人之手的东西,不该最终死于捕鲭船的甲板上。③

篇4

【关键词】生态修复;港口工程;应用

1975年,美国召开“受损生态系统修复”国际会议,专门讨论了受损生态系统的修复与重建等诸多重要生态问题。自此开始,学术界将生态系统的修复提上生态学的研究日程,并逐渐成为生态学研究领域的一个分支[1]。近年来,生态系统的修复与重建方面的研究已经将林地、草原等多种系统纳入研究范畴。20世纪50~70年代,美国、加拿大等国在生态修复与重建技术的研究领域开始向海岸带扩展。在美国路易斯安娜萨宾自然保护区和德克萨斯海岸带地区,利用“梯状湿地技术”(marsh terracing technique),在浅海区域修建缓坡状湿地,即可以减弱海浪冲击、促使泥沙沉积、保护海滩,同时也可以为其他生物提供栖息地[2]。我国在近海海域生态修复和重建的研究和实践集中于对海域现状的生态调查以及对历史数据的评价,在生境修复和重建技术的研究尚处于起步阶段[3-5]。鲜见相关的系统报道。

1 生态修复工程介绍

东疆港区位于天津港港区陆域的东北部,北临永定新河口南治导线,东临渤海湾海域。系浅海滩涂人工造陆形成的半岛式港区,其中在人工沙滩中选取部分岸线,建设东疆生态修复示范区工程。沙滩修复是当前防护海岸与海滩侵蚀最自然而简单有效的保护手段[5]。人工沙滩作为软护岸措施被认为回归自然且有效的海岸防护措施。防波堤工程作业将作业段内的底栖生物完全破坏。采取生态修复技术,可将海洋生态的负面影响降至最低。

2 增殖放流方法和过程

2.1 选择先锋物种

根据生态系统的结构理论、生物群落演替理论、生态适宜性原理、生态位理论、生物多样性原理和自我设计与人为设计等生态修复原理,选择本地常见、生长迅速且对于生态系统意义重要的几个物种作为先锋物种[6]。选择了毛蚶、菲律宾蛤仔、缢蛏、青蛤等常见底栖生物。

2.2 重建生态系统

人工沙滩基本上属于无生命区。在该沙滩处底播菲律宾帘蛤500kg,平均个体大小2.38g/个;毛蚶300kg,平均个体大小0.61g/个。人工沙滩外侧由于围海造陆疏浚工程的实施几乎成为无生命区。增殖适合沙滩生活的底栖贝类,底播菲律宾帘蛤500kg,平均个体大小2.38g/个;毛蚶700kg,平均个体大小0.61g/个;底播青蛤150kg,平均个体大小1.25 g/个;缢蛏75kg,平均个体大小1.04g/个。

3 修复效果分析

表1 2011年4月8日采样站位表

3.1 修复前生态环境调查

2011年4月8日在东疆湾半圆形防波堤外侧潮间带布设3个站位采集底栖生物样品,每个采样点采集4个样方;防波堤内人工沙滩布设1个站点。采样结果表明,东疆湾半圆形防波堤外侧潮间带仅采集到1个双齿围沙蚕(Perinereis aibuhitensis)和1个沙鸡子(Phyllophrous ordinatus),没有任何底栖生物。

3.2 修复后生态状况调查

2011年8月14日在东疆湾半圆形防波堤外侧潮间带布设3个站位采集底栖生物样品,每个采样点采集4个样方;防波堤内人工沙滩采集一个样点。调查共获得底栖生物标本7种,其中,门1种,软体动物3种,节肢动物3种。调查区域底栖动物各类群密度、生物量及不同站位的分布见表3~5。调查区域底栖生物总平均密度为84 ind./m2,变动范围在0~120 ind./m2;总平均生物量为279.49g/m2,变动范围在0~127.35 g/m2。

根据《近岸海域环境监测技术规范》(HJ 442-2008)中提供的生物多样性指数评价标准,本次调查大多数测站底栖生物的多样性指数、丰度值和均匀度很低,优势度高,表明调查海域底栖生物群落处于非健康环境。底栖动物的Shannon-weaver生物多样性指数平均为1.50,与2011年4月份增殖放流之前相比,已初步建立起新的生态系统。

表2 2011年8月14日底栖动物群落特征参数统计表

4 结论

天津港港口海域因为人类活动频繁,海洋生态系统脆弱。天津港东疆港区人工沙滩将人工岸线修复成沙滩海岸,辅以增殖放流方式,可明显的回复生态环境。通过投放青蛤、缢蛏、菲律宾蛤仔和毛蚶等先锋物种,使得东疆湾示范区的大型底栖动物生境得以修复,生物量增加了103.1%;重建了防波堤周围的岩石质海岸生态系统-牡蛎-藤壶生态系统、人工沙滩菲律宾帘蛤-四角蛤蜊-毛蚶生态系统和防波堤外潮间带滩涂青蛤-缢蛏-四角蛤蜊-毛蚶生态系统,区域环境状况开始得到改善。

【参考文献】

[1]Margaret Seluk Race. Critique of present wetlands mitigation policies in the united states based on an analysis of past restoration projects in San Francisco Bay [J]. Environmental Management,1985 (01).

[2]D. Moreno-Mateos, F. A. Comin. Integrating objectives and scales for planning and implementing wetland restoration and creation in agricultural landscapes. Journal of Environmental Management,2010.

[3]马春,张光玉,张晓春,李洪远,鞠美庭,周斌,张.天津滨海新区湿地生态恢复模式[J].南水北调与水利科技,2012(04).(下转第122页)

(上接第68页)[4]崔丽娟,张曼胤,张岩,赵欣胜,王义飞,李伟,李胜男.湿地恢复研究现状及前瞻[J].世界林业研究,2011(02).

篇5

关键词:海草床 大叶藻 恢复 生产力

中图分类号:P73 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)06(a)-0206-03

Abstract:Seagrass bed has the high primary productivity,as an important part of marine ecosystems.in recent years,due to human activities,seagrass bed is serious degradation.During 1993-2003,approximately 15% of the seagrass ecological zones disappeared,the acreage is reached 26000 km2,zostera marina.L is one of the typical representative.This paper summarizes the ecology research of zostera marina.L,including seagrass restoration,productivity studies,and summarizes the problems of domestic seagress ecology research.

Key Words:Seagrass bed;Zostera marina.L;Lecovery;Productivity

海草是一类水生高等单子叶草本植物,并能够在海水中完成开花、结果和萌发这一过程,一般生长于温带、热带沿海的潮间带及潮下带。大叶藻(Zostera marina L)是多年生海草,属被子植物门(Liliopsidal),单子叶植物纲(Monocotyledoneae),沼生目(Helobiae),大叶藻科(Zosteraceae),大叶藻属(Zostera)。大叶藻生长于潮间带和潮下带的浅海中,通常形成广大的群落—— 海草床,与珊瑚礁生态系统、红树林生态系统共同形成三大最重要滨海生态系统[1]。我国的大叶藻主要分布于辽宁的大连、兴城和绥中;河北的北戴河;山东的长岛、荣成、石岛、乳山、青岛等沿海水域[2]。

海草床是海洋生态系统初级生产力的重要组成部分,作为三大滨海生态系统之一,储碳量可以与热带雨林媲美[3];海草可以通过其组织吸收营养盐,并过滤沉积物来改善海水的透明度[4]。海草床改变了海草场内动力过程[5],可以降低海浪和海流对海岸的侵蚀程度,起到加固底质[6],稳定海岸的作用;海草床可以作为海洋生物的栖息地和食物来源地,海草场作为一个群落生境,可以为鱼、虾、贝类等海洋动物提供的庇护所、栖息地和育幼场所,为其他捕食性的动物如海胆、水鸟、蟹、海牛等提供觅食场所[7]。研究表明,温带海域大叶藻碳的年生产力为1500 g/m2,美国麻省海岸的大叶藻年生产力为812 g/m2,山东沿海地区大叶藻的年生产能力为564 g/m2,虾形藻的生产力为696 g/m2[8]。

近年来,由于人类活动的影响导致海草床退化严重,联合国环境署于2003年的调查报告显示,全球有15%的海草生态区在过去十年内消失,面积大约有26000 km2[9],大叶藻就是一个典型代表。

大叶藻作为海草床中的重要代表,近些年来引起了国内外学者的广泛关注,目前国内外对大叶藻的研究主要集中在生态作用、初级生产力、生态修复等方面[10-11]。其中大叶藻的生态修复已经成为研究热点,这方面,国外学者研究的比较深入。

1 大叶藻的恢复研究

Phillips(1990)、Meehan A(2002)介绍了大叶藻场恢复的主要方法:生境恢复法、种子法和移植法[12]。

Gallegos(1993)、Meehan(2000)研究表明,由于海草自然恢复的速度比不上其衰退速度,因此生境修复的可行性不大[13];

种子法适合在成年海草植株缺少的区域进行[14]。Orth等利用播种机将大叶藻的种子均匀种在深度为2cm左右的底质处,这种方法不仅效率高,而且不必破坏原有的海草床,但是成活率不高[15]。利用种子来恢复海草床,可以提高海草床的遗传多样性[16],但是如何收集种子和选择播种的时机是难点[17]。葡萄牙科学家探讨了移植罗氏大叶藻(Z.noltii)的最佳季节,Park等采用了不同的移植方法来恢复大叶藻海草床[18],美国针对大叶藻场的恢复做的研究工作最多,最早的移植成功实验是Addy在美国Massachusetts进行的大叶藻移植[19]。

国内大叶藻的移植工作也取得了初步的进展,马欣荣(2005)对大叶藻进行了移植和组织培养的研究,得出了10℃~20℃是大叶藻的最适生长温度,地下茎是组织培养最好的材料[20]。

郭栋(2010)对山东荣成俚岛海域的大叶藻采用沉子法、枚钉法、直插法、夹苗法和整理箱法进行移植试验[21],研究显示,5种移植方法大叶藻的平均成活率为沉子法(100%)>枚钉法(86.7%)>直插法(66.7%)>夹苗法(20%)>整理箱法(0%),沉子法的平均绝对生长速率最高,达到了0.358cm·d-1,其次为直插法(0.242cm·d-1);移植成活率与海区水流、光照、底质等环境因子相关。

李文涛等(2010)对韩国移植大叶藻进行了追踪调查[22],水温对移植大叶藻的生长状况产生决定性影响,夏季水温过高,导致大叶藻呼吸消耗过大,严重抑制了大叶藻的生长。

刘旭佳(2011)采用直接移植法和棉线绑石法对青岛汇泉湾海域的大叶藻进行了移植试验[23],并监测移植后一年的大叶藻生存状况,结果显示,采用棉线法移植的大叶藻增值率较高,增值率可以达到117.78%,移植海区的水深、底质等环境因子是影响移植大叶藻成活率的主要原因;利用棉线绑石法对荣成天鹅湖大叶藻进行移植试验,移植大叶藻平均成活率达到88%,最佳移植时期为7、8月份;对大叶藻进行实验室条件下的种子培育,研究显示,只有4℃海水保存的种子可以发芽,发芽率可以达到80%,但是成活率很低,只有9.7%。

刘炳舰(2012)利用直接移植法、棉线法、泥筒法,以及海草移植装置对大叶藻进行了移植试验[24],并研究了大叶藻与水深的关系,结果显示,这三种方法的平均成活率达到85%以上,显示了很好的效果;适宜大叶藻移植的最大净水深为4 m,加上潮差4 m,潮间带大叶藻合适的移植水深为满潮时8 m。

2007年威海市环翠区水产研究所成功将双岛湾野生大叶藻移植到人工增殖区,目前移植的海草已经形成了草场,平均株高达到了41cm,移植面积达到50亩。

2 大叶藻生产力研究进展

国内外对大叶藻的生态学研究还集中在生物量和生产力方面,国外学者在这方面研究的比较早。

Zieman(1974)采用标记法研究海黾草的生产力[25],根据标记前后海草叶片的生长量和间隔时间来计算叶片的生产力,方法较为简单;Terrados等(1992)改进了Zieman的标记法[26],研究了西班牙地中海沿岸的海草的生产力,表明不同底质类型的海草生产力差异较大。

McRoy(1974)研究了美国麻省沿岸大叶藻的生产力,得出夏季每天的碳生产力为4.8 g/m2,Mann(1975)得出麻省沿岸大叶藻整个生长周期的生产力是812 g/m2。

Masahiro Nakaoka,Naoko Kouchi(2003)对日本东北部的Funakoshi Bay的具茎大叶藻(Z.caulescens)生态特征做了调查[27],调查显示具茎大叶藻的生殖枝数目和生物量随季节显示出显著性差异,生殖枝数目在春季到夏季达到最高(>30 枝/m2),冬季最少(3 枝/m2)。生物量夏季最高,冬季最低,春季到秋季,生殖枝包含的生物量占据了具茎大叶藻(Z.caulescens)生物量的70%。具茎大叶藻(Z.caulescens)总的生产力达到了每年473 g/m2。

Sang Yong Lee,Jae Hyuk Oh等(2005)对韩国西海岸的不同水深的日本大叶藻的叶生产力作了研究[28],随着水深的增加,日本大叶藻叶片的沉积物及附生物增多,植株的枝条长度、宽度都在增加,地下茎的长度在减小,但是枝条密度和生物量却没有明显差异,只表现出季节性变化。叶生产力利用标记后收割的方法来测量,研究表明,叶生产力在9月份最高,2月份最低。季节变化和气温是影响日本大叶藻也生产力的重要因素。

国内对大叶藻生产力研究始于50年代,杨宗岱和吴宝铃(1981)采用50×50 cm的样方对我国沿海的海草进行生产力、覆盖度等的调查[8],结果显示,海黾草的年生产力为500~1500 g/m2,山东沿海的虾形藻、大叶藻、丛生大叶藻的平均生物量分别为1851 g/m2、1500 g/m2、1150 g/m2。

郭栋,张沛东等(2010)对荣成俚岛近岸海域大叶藻的大叶藻的分布、生物量、形态特征、花及栖息环境进行了调查[29],研究表明俚岛海域大叶藻平均分布密度1650 株/m2;大叶藻平均生物量为809 g/m2。

明奕(2011)对青岛汇泉湾大叶藻的生物量做了调查[30],结果表明,大叶藻的株高、密度、生物量都呈现明显的月动态变化特征,水温是影响大叶藻生长的主要因素,夏季随着气温升高,大叶藻的呼吸消耗会增多,导致株高、密度、生物量下降,大叶藻进入冬季会萌发出侧生苗,因此生物量会有小幅增加。

刘旭佳(2011)对青岛汇泉湾和青岛湾大叶藻进行了生态调查[23],调查结果显示,青岛湾大叶藻面积约为3500 m2,大叶藻海草场的年平均生物量为276 g/m2,碳固定量为104 g/m2,有机元素含量呈季节性变化。

李森、范航清(2012)研究了广西珍珠港交东海草床不同潮区矮大叶藻株冠高度、覆盖度和生物量的动态变化[31],结果显示,矮大叶藻年平均株高为6.8 cm,平均覆盖度46.1%,地上、地下部分平均生物量分别为27.8 g/m2,30.9 g/m2,低潮区的株高、密度、生物量均大于中潮区和区。

刘炳舰(2012)对天鹅湖、桑沟湾和青岛湾大叶藻进行了生态调查[24],调查显示,大叶藻的周年生物量变化和高度变化与水温密切相关;地上部分的有机元素含量均高于地下部分。

3 存在的问题

国内的海草生态学是一门未成熟的学科,缺乏对大叶藻的长期监测项目。大叶藻恢复方法单一,种子法恢复失败,导致高效的大叶藻草场恢复不多。国内对大叶藻生产力的研究还处于从描述性阶段向定量研究阶段过渡的时期,没有形成完整的体系,表现就是研究方法和内容上的不足。因此建议开展以下工作。

(1)建立大叶藻草场的长期监测项目,密切关注大叶藻的生长趋势及生长状态。

(2)加强对大叶藻种子修复的研究,寻找高效的种子收集方法,提高种子的成活率。

(3)寻找操作简便、准确测量大叶藻生产力的方法。

参考文献

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[2] 范航清,石雅君,邱广龙.中国海草植物[M].北京:海洋出版社,2009:6.

[3] 杨宗岱.中国海草的生态学研究[J].海洋科学,1982(2):34-37.

[4] Fonseca M S,Fisher J S.A comparison of canopy friction and sediment movement between four species of seagrass with reference to their ecology and restoration[J]. Marine Ecology Progress Series,1986,29:15-22.

[5] Gambi M C,Nowell A R M,Jumars P A. Flume observations on flow dynamics in Zostera marina (eelgrass) beds[J].Marine Ecology Progress Series,1990,61:159-169.

[6] Gacia E,Granata T C,Duarte C M. An approach to measurement of particle flux and sediment retention within seagrass(Posidonia oceanica) meadows[J]. Aquatic Botany,1999,65:255-268.

[7] Duarte C.,Cebri J.The fate of marine autotrophic production. Limnology and Oceanography,1996,41(8):1758-1766.

[8] 杨宗岱,吴宝玲.中国海草场的分布、生产力及其结构与功能的初步探讨[J].生态学报,1981,1(1):84-88.

[9] World Center for Ecological Protection. The World Atlas of Seagrasses.UNEP,2003.

[10] 叶春江,赵可夫.高等植物大叶藻研究进展及其对海洋沉水生活的适应[J].植物学通报,2002,19(2):184-193.

[11] 许战洲,黄良民,黄小平,等.海草生物量和初级生产力研究进展[J].生态学报,2007(6).

[12] Phillips R C,Peter M C.Seagrass Research Methods.Paris:United National Educational Scientific and Culture Organization,1990:51-54.

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[14] Marba N,Duarte CM,CebriaJ,Gallegos ME,OlesenB,Sand-JensenK.Growth and population dynamics of Posidonia oceanica on the Spanish Mediterranean coast:elucidating seagrass decline. Marine Ecology Progress Series,1996,137:203-213.

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[16] Hootsmans MJM,Vermaat JE,Van Vierssen W.Seed-bank development,germination and early seedling survival of two seagrass species from The Netherlands:Zoster amarina L.and Zostera noltii Hornem. Aquatic Botany,1987(28):275-285.

[17] Moore KA,Orth RJ,Nowak JF. Environmental regulation of seed germination in Zostera marinaL.(eelgrass) in Chesapeake Bay:Effects of light,oxygen and sediment burial Aquatic Botany,1993(45):79-91.

[18] Park J I,LeeKS,Site-specific success of three transplanting methods and the effect.Marine Pollution Bulletin,2007:1-11.

[19] Phillips RC,Peter MC.Seagrass Research Methods.Paris:United National Educational Scientific and Culture Organization,1990:51-54.

[20] 马欣荣.大叶藻组织培养及其Na-/H+逆向转运蛋白基因的初步研究.青岛:中国海洋大学,2002.

[21] 郭栋.大叶藻增殖生态学的实验研究.中国海洋大学,2010.

[22] 李文涛,张秀梅.移植大叶藻的形态、生长和繁殖的季节性变化[J].中国水产科学,2010,17(5):976-986.

[23] 刘旭佳.山东近岸海域大叶藻的生态学初步研究[D].中国海洋大学,2011.

[24] 刘炳舰.山东典型海湾大叶藻资源调查与生态恢复的基础研究[D].中国科学院海洋研究所,2012.

[25] Zieman JC.Methods for the study of the growth and production of the turtle grass,Thalassia testudinum[J].Aquaculture,1974,4:139-143.

[26] Terrados J,ROS JD.Growth and primary production of Cymodocea nodosa (Ucria)A scherson in a Mediterranean coastal lagoon:The Mar Menor (SE Spain)[J].Aquatic Botany,1992,43(1):63-74.

[27] NAKAOKAM,KOUCHI N,AIOI K. Seasonal dynamics of Zostera caulescens: Relative importance of flowering shoots to net production[J].Aquatic Botany,2003(77):277-293.

[28] Sang Yong Lee,Jae Hyuk Oh,Chung Il Choi,Youngbae Suh,Hiroshi Mukai.Leaf growth and population dynamics of intertidal Zostera japonica on the western coast of Korea.Aquatic Botany,2005,83:263-280.

[29] 郭栋,张沛东,张秀梅,等.荣成俚岛近岸海域大叶藻的生态学研究.中国海洋大学学报,2010,40(9):51-55.

篇6

题号123456789101112131415

答案

1.下列除哪项外,都是生命特征的表现( )

A.蜻蜓点水 B.种子萌发 C.森林着火 D.人的呼吸

2.下列哪个区域不属于生物圈的范围( )

A.大气圈的上部 B.大气圈的底部 C.整个水圈 D.岩石圈的上层

3.地球上的生态系统是( )

A.海洋生态系统 B.生物圈 C.陆地生态系统D.湿地生态系统

4.在下列影响兔子生存的环境因素中,哪种不属于非生物因素( )

A.阳光 B.温度 C.狼 D.水

5.“螳螂捕蝉,黄雀在后。”这句描述的是生物与生物之间的什么关系( )

A.捕食 B.竞争 C.合作 D.追逐

6.发现DNA双螺旋结构的科学家是( )

A.达尔文 B.哈维 C.林奈 D.沃森和克里克

7.现代生物学研究的重要方法是( )

A.调查法 B.实验法 C.比较法 D.观察法

8.下列哪项是探究“光对鼠妇生活的影响”实验中的一组对照实验条件( )

A.阴暗、明亮 B.潮湿、干燥 C.温暖、寒冷 D.食物多、食物少

9.苹果、梨等果树不能在热带地区栽种,主要受下列哪项因素的限制( )

A.温度 B.湿度 C.阳光 D.水分

10.骆驼刺的地下根比地上部分长很多,因此适于生活在( )

A.极地 B.水中 C.荒漠中 D.高山上

11.下列生态因素中,属于生物因素的是( )

A.适宜的温度 B.土壤中的微生物 C.水分 D.阳光

12.在下列生态系统中,自动调节能力的是( )

A.温带草原 B.热带雨林 C.北方针叶林 D.南方阔叶林

13.玉米和水稻不能间作套种,起限制作用的生态因素是( )

A.阳光 B.空气 C.水分 D.温度

14.影响小麦产量的生态因素不包括( )

A.阳光和温度

B.植物高度和开花时间

C.水分和土壤肥力

D.害虫和田间杂草

15.骆驼背上的驼峰是骆驼的一个重要标志,其驼峰的形成说明( )

A.环境对生物的适应

B.环境对生物的改造

C.生物对环境的适应

D.生物的结构与环境没有关系

二、填空题(每空2分,共58分)

16.生物的共同特征是多方面的,如绝大多数生物的生活需要吸人氧气,呼出_________;生物能对来自环境中的各种_________作出反应;除病毒外,生物都是由_________构成的。

17.生物有别于非生物,即它们都是“活的”,是有生命的。生物的主要特征表现在_________、_________、_________、_________等方面。

18.科学探究常用的方法有观察、_________、_________和实验等。

19.科学探究的一般过程包括:发现并提出_________、作出_________、制定并实施_________、得出_________和表达交流等重要步骤。

20.蚯蚓生活在阴暗、潮湿、富有有机质的土壤中,能从土壤中获得生命活动所需的营养,这说明生物能_________。同时蚯蚓的生命活动过程又使土壤空隙增多,土壤肥力提高,这说明生物能_________________________。

21.人们在沙漠中植树时,必须选用耐干旱的树种,否则难以成活;当沙漠上的树木达到一定规模时,就会使一定区域内的气候有所改善。请分析回答:

(1)影响树成活的主要生态因素是_________;该事实说明,自然界中的生物必须__________________,才能正常生存。

(2)生物与环境之间的关系是_________。

22.生物学是一门_________。19世纪初,法国学者__________________认为动物和植物都是有_________的物体.首次提出“生物学”。

23.环境中影响生物_________、_________、_________的因素,叫生态因素。生态因素包括_________和_________两类。

24.我们把_________________、_________________和_________________统称为生物多样性。

三、连线题(6分)

25.将生物现象与其所表现出来的关系用线连起来。

狮子捕食斑马

田里的水稻与杂草 合作关系

猫捉老鼠 竞争关系

蚂蚁搬家 捕食关系

雄梅花鹿争夺配偶 共生关系

海葵与蟹互惠互利

四、实验题(6分)

26.如果你翻动花园、庭院中的花盆或石块,常常会看到一些身体略扁、长椭圆形、灰褐色或黑色的小动物在爬行,这就是鼠妇,又叫潮虫。当你搬开花盆或石块,鼠妇很快就爬走了。这是为什么呢?是因为环境变明亮了吗?某同学对此进行了探究,请你将他探究活动的过程写完整。

(1)提出问题:鼠妇会选择阴暗的环境吗?

(2)作出假设:_____________________________________________________。

(3)制订实施探究方案:在铁盘内放上一层湿土,一侧盖上不透光的纸板,另一侧盖上透明的玻璃板,在铁盘两侧中央处各放5只鼠妇,观察鼠妇的行为。该实验的变量是_____________。如果在铁盘两侧中央各放1只鼠妇是否可以得出准确的结论?为什么?

(4)分析结果,得出结论:该同学对上述实验重复了5次,结果如下表。

环境第一次第二次第三次第四次第五次

明亮0只1只2只0只2只

阴暗10只9只8只10只8只

为了使实验结论更准确,应对上述数据作怎样的处理?从中得出的实验结论是什么?

七年级生物(上)第一单元测试题(二)参考答案

一、选择题

1.C 2.A 3.B 4.C 5.A 6.D 7.B 8.A

9.A 10.C 11.B  12.B 13.C 14.B 15.C

二、填空题

16.二氧化碳 刺激 细胞

17.应激性   生长 繁殖 新陈代谢

18.调查 分类

19.问题 假设 计划 结论

20.适应环境 影响环境

21.(1)水分 适应环境

(2)生物适应环境并影响环境

22.自然科学 拉马克 生命

23.形态 生理 分布 生物因素 非生物因素

24.物种多样性 遗传多样性 生态系统多样性

三、连线题

25.狮子捕食斑马

田里的水稻与杂草 合作关系

猫捉老鼠 竞争关系

蚂蚁搬家 捕食关系

雄梅花鹿争夺配偶 共生关系

海葵与蟹互惠互利

四、实验题

26.(2)鼠妇会选择阴暗的环境(或光影响鼠妇的分布)

篇7

关键词:生态学、生态监测、环境监测、地理信息系统

Abstract: this paper discusses the state environmental monitoring of the basic concepts and principles, task, and the ecological environment, ecological monitoring index of technology and methods are introduced, with China's in ecological environment monitoring research work put forward the idea of work.

Keywords: ecology and ecological monitoring, environment monitoring, geographic information system

中图分类号: X83 文献标识码: A 文章编号:

一、前言

随着人们对环境问题及其规律认识的不断深化,环境问题不再局限于排放污染物引起的健康问题,而且包括自然环境的保护、生态平衡和可持续发展的资源问题。人们开始认识到,为了保护生态环境,必须对环境生态的演化趋势、特点及存在的问题建立一套行之有效的动态监测与控制体系,这就是生态环境监测。生态环境监测是环境监测发展的必然趋势。

二、国内生态监测现状

近年来,我国提出的“地球动态观测信息网络”、“我国代表类型区生态状况和变迁规律的大尺度时空观测研究以及发展趋势预测”,“中国资源生态环境预警研究”等方案及计划,均侧重生态监测的内容。在此基础上,中科院的“我国生态系统研究站网”研究计划(CERN)已经实施,生态定位站进行了大量的生态研究工作,成果已引起世界各国的关注。新疆、内蒙、洞庭湖、舟山等生态站的建立,为生态监测提供了广大的应用前景。国内在生态监测指标及生态质量评价指标体系方面也做了一些工作。中山大学与华南环科所在海南岛生态质量评价指标体系研究中,提出生物量、多样性、稳定性和清洁度四原则和20个指标参数,并将每个参数按生态学特征及影响划分为5个等级。吉林环科所对东北自然保护区生态指标体系研究中,将生态指标体系划分为三个层次五个指标。从国内已有工作来看,许多现代化的技术和手段,还没有在生态监测中发挥作用。

三、生态监测的重要性

生态监测是采用生态学的各种方法和手段,从不同尺度上对各类生态系统结构和功能的时空格局的度量,主要通过监测生态系统条件、条件变化、对环境压力的反映及其趋势而获得。生态监测,又称生态环境监测。在监测对象上,生态监测既不同于城市环境质量监测,也不同于工业污染源监测。从环境监测发展历程来看,目前所指的生态监测主要侧重于宏观的、大区域的生态破坏问题,它具有反映人类活动对我们所处的生态环境的全貌、有机综合影响的优点。

四、宏观意义上的生态监测

监测对象的地域等级至少应在区域生态范围之内,最大可扩展到全球。宏观生态监测以原有的自然本底图和专业数据为基础,采用遥感技术和生态图技术,建立地理信息系统(GIS)。其次也采取区域生态调查和生态统计的手段。

五、微观上的生态监测

监测对象的地域等级最大可包括由几个生态系统组成的景观生态区,最小也应代表单一的生态类型。微观生态监测以大量的生态监测站为工作基础,以物理、化学或生物学的方法对生态系统各个组分提取属性信息。根据监测的具体内容,微观生态监测又可分为干扰性生态监测、污染性生态监测和治理性生态监测以及环境质量现状评价生态监测。宏观生态监测必须以微观生态监测为基础,微观生态监测又必须以宏观生态监测为主导,二者相互独立,又相辅相成,一个完整的生态监测应包括宏观和微观监测两种尺度所形成的生态监测网。 六、生态监测的特点与任务

(一)、生态监测的任务

加强对生态系统现状以及因人类活动所引起的重要生态问题进行动态监测;对破坏的生态系统在人类的治理过程中生态平衡恢复过程的监测;通过监测数据的集积,研究上述各种生态问题的变化规律及发展趋势,建立数学模型,为预测预报和影响评价打下基础;支持国际上一些重要的生态研究及监测计划,如GEMS(全球环境监测系统),MAB(人与生物圈)等,加入国际生态监测网络。

(二)、生态监测的特点

生态监测的特点综合性主要是三个方面:一是:生态监测是一门涉及多学科的交叉领域,涉及到农、林、牧、副、渔、工等各个生产行业。二是:长期性,自然界中生态过程的变化十分缓慢,而且生态系统具有自我调控功能,短期监测往往不能说明问题。长期监测可能导致一些重要的和意想不到的发现。 三是:复杂性,生态系统本身是一个庞大的复杂的动态系统,生态监测中要区分自然因素(如洪水、干旱和水灾)和人为干扰(污染物质的排放、资源的开发利用等)这两种因素的作用有时十分困难,加之人类目前对生态过程的认识是逐步积累和深入的,这就使得生态监测不可能是一项简单的工作。

七、生态监测体系与优先监测项目

生态监测指标的选择首先要考虑生态类型及系统的完整性,一般说来,陆地生态站(农田生态系统、森林生态系统和草原生态系统等)指标体系分为气象、水文、土壤、植物、动物和微生物六个要素:水文生态站(淡水生态系统和海洋生态系统)指标体系分为:水文、气象、水质、底质、浮游植物、浮游动物、游泳动物、底栖生物和微生物八个要素。除上述自然指标外,指标体系的选择要根据生态站各自的特点,生态系统类型及生态干扰方式同时兼顾以下三方面,即人为指标、一般监测指标和应急监测指标。态指标是生态系统中受外来环境压力下,能满足生态系统中层次生物正常生活和循环的各种物理、化学和生物状况的指标;压力指标是关于自然力和人为因素影响生态系统发生变化的指标。应当看到,复杂的生态环境决定了生态监测指标体系的多样性、可变性,生态监测内容涉及面之广,远远超过了环境质量监测和工业污染源监测。目前的生态监测指标体系对监测部门显得太多,监测方法不规范,微观和宏观生态监测尚未有机结合,特别是一些指标和方法路线应当有一个统一的规划。

八、结语

生态监测是复杂的系统工程,对环境监测工作者提出了很高的要求。环境监测的最终结果是对环境质量进行评价从而提出污染治理方案。生态监测将为环境管理和决策部门服务,提出生态环境规划、生态设计方案,目的是建立天地人和的生态环境。随着经济的发展,人口、资源、环境问题的日益严峻,单纯从理化、生物指标监测来了解环境质量已不能满足要求,生态监测是环境监测发展的必然趋势。

参考文献:

[1]庞永师.建设工程监理[M].广东科技出版社,2004.

[2]尹常庆.对环境监测工作定位的探讨[J].中国环境监测,1998.

篇8

【关键词】象山港 地方政府 合作机制

一、象山港区域可利用资源和生态环境现状

党的十七大首次提出了生态文明的概念,在今后的 发展 中要做到“主要污染物排放得到有效控制,生态环境质量明显改善”。总书记在报告中还指出:“发展环保产业。加大节能环保投入,重点加强水、大气、土壤等污染防治,改善城乡人居环境。”为此,我们通过对宁波市象山港区域的考察,就如何构建象山港区域沿港各县市区及其所属乡镇的合作机制,从而推进保护象山港海洋资源的保护和利用做一些分析。

象山港是宁波东部沿海沿西南方向楔入内陆的一个半封闭式狭长型港湾,海域总面积563平方公里,岸线总长270公里,有大小岛屿59个。象山港作为一个完整的 自然 地理单元,是海洋生态系统与陆地生态系统的有机综合体。象山港区域内环境优美、资源丰富,集“港、渔、涂、岛、景”五大优势资源于一身,是浙江省乃至全国重要的海水增养殖基地和多种 经济 鱼类洄游、索饵和繁育场所,因其独特的地理区位、资源优势,和海洋开发利用功能多层重叠,在宁波市发展海洋经济、建设“海洋经济强市”中具有重要的地位。

为此,宁波市对象山港区域的发展利用进行了宏观规划,范围包括北仑区、鄞州区、奉化市、宁海县和象山县的20个乡镇街道。依据国家、省对象山港海域的定位和《象山港保护与利用规划》等宏观规划,确定象山港区域的战略目标是:我国著名的生态型港湾和国家级海洋产业基地。具体发展目标是:国家级生态型港湾; 现代 海洋产业基地;长三角南翼特色海洋 旅游 基地;生态居住与休闲度假基地;现代国际港口物流基地。

但是,由于沿港各县市区及其所属乡镇街道追求gdp的需要,近年来对象山港区域开发活动的迅猛发展,象山港大桥、国华(强蛟)电厂、大唐(乌沙山)电厂、春晓油气田等一批大型能源和基础设施以及沿港一些 工业 园区相继开工建设投产或者规划中。由于象山港是半封闭狭长形海湾,水动力条件较弱,港内与外海的水体交换周期很长(约3个月),港内的海洋自净能力弱,环境容量小,生态脆弱,沿港高强度的建设开发,将对象山港区的生态环境造成极大的压力。虽然沿港各工程开工前均进行了环境评价,但都是局部和零星的,缺乏从整体上和各工程叠加效应上进行精确评价,这严重威胁着象山港的海洋环境和海洋生态系统。具体表现在:

一是工业排放的威胁。从我们考察情况来看,临象山港区域各乡镇街道基本上都有工业区,有的是县市区工业园区,也有的是乡镇自身的工业集聚区,面积从几百亩到上万亩不等。大量的临港工业集聚,并且直接向港内排放废水废料,尤其是小化工、印染、电镀等工厂 企业 ,势必给象山港水质造成极大的威胁。我们和一些负责工业的乡镇领导交流过,他们坦言存在着这方面的问题。

二是热电温水的威胁。象山港沿岸大型的宁海强蛟国华电厂和象山乌沙山大唐电厂已经相继建成投产,鹰龙山和松岙电厂也在规划之中,还有个别小电厂。热电厂采用直流冷却方法,直接吸取象山港海水,使用后温水排回象山港,排水量大。而象山港是伸入内陆的半封闭海湾,海域水动力条件弱,生态环境十分敏感,长期向象山港排放温排水肯定将对海域生态环境存在着潜在的影响和不确定性,极易引起象山港局部水域环境物理、化学参数的改变,进而引起海洋生态系统的变化,最终将导致港湾生态系统与经济系统的连锁反应。

三是滩涂围垦的威胁。象山港围涂堵港及浅海滩涂养殖等人为活动,直接影响到海湾的纳潮量,改变流速,并可能因此加速海湾滩槽的淤积。1950年以来,在象山西周、宁海团结塘、大佳何等围涂,并完成了淡港、西周港和下沈港等堵港。奉化红胜塘60年代开始围涂,虽至今大坝尚未合拢,但目前正准备完成该工程。一些大的临港工业项目也涉及围垦工程,例如国华宁海电厂在强蛟附近的围垦面积为0.86km2。考虑到今后耕地动态平衡的需要,规划围涂面积19.3km2。过去,我们往往对围垦工程进行单个评价,通常得出影响很小的结论。但从总体上看,同一地区所有围垦工程的总效应是相对明显的。

四是养殖废料的威胁。象山港内网箱和滩涂养殖非常发达,养殖废料污染严重,加上农业生产过程中农药和化肥向港内流失。环境监测结果表明,港内氮、磷营养盐已超过三类海水标准,富营养化程度逐年升高,赤潮发生频率上升,持续时间延长,范围越来越大,已成为该海域的重大生态环境问题。国家海洋环境监测中心2007年9月1日的赤潮监控区养殖环境质量报告表明,从辽宁东港到海南陵水新村全国18个监控区中,象山港和浙江洞头质量最差,是不适宜养殖的区域。

二、保护象山港生态环境亟待地方政府合作机制

鉴于象山港在宁波市海洋经济中的重要地位以及目前该海域生态环境构成的巨大压力,有必要从整体上对象山港海洋生态环境的损害进行评价,采取一系列措施,以保障象山港的可持续利用。其中,建立地方政府合作机制是其中主要的一方面。

地方政府也是理性经济人,在决策过程中并不必然代表区域公共利益,因此存在为了谋求私利而不惜牺牲公共利益的隐患。目前象山港沿港各县市区以及乡镇街道都片面追求自身的经济增长指标,区域生态保护合作机制严重缺失。原因在于:一是地方保护主义带来的利益分化。行政分权的行政管理体制改革和制度的不完善以及有效竞争规则的缺乏使得地区竞争中出现地方保护主义的倾向,地方政府之间的“分工而不合作”,不惜以牺牲长远发展来换取短期经济增长。二是地方政府对区域环境保护责任的“缺位”。沿港各地区各行其是、各自为政的现象仍然存在,这直接导致在象山港出现具体问题或发生突发事件时,地方政府之间出现互相推诿责任的现象。三地方政府职能转变滞后。“唯政绩”考核体系导向导致了地方行政干部只顾孤立发展自身的局部利益,职能转变滞后,忽视公共服务和公共治理的责任,使得象山港生态保护合作发展举步维艰。

地方政府合作机制的严重缺失,各县市区以及乡镇街道发展工业的冲动,给象山港生态保护带来重重困难,主管部门权力受到阻力,整体规划遭到破坏?,工业结构调整不力。如宁波市规划的两片区,指以象山港大桥为界,形成具有不同功能特征的东西两片保护区,东片作为宁波北仑港的功能延伸区域,可以适度发展物流、临港工业;西片以特色旅游、休闲度假、滩涂养殖为主,限制发展港口、工业等项目,强调原生态保护。但是现在来看,西片也是大型电厂、工业园区等密布。

所以,必须要建立地方政府合作机制,限制地方政府过分追求自身利益的冲动,引导相互合作,追求共赢,来推进象山港保护利用。虽然,地方政府都具有私利性,但是合理的制度更能够使地方政府合作,保护象山港的生态环境。其内在理由在于:一是地区间的差异性和共性并存。地区间由资源共享所导致的相互依存是促进地方政府跨区域合作的主要原因之一。虽然不同地区间存在着具体利益目标的差异,但其根本利益是完全一致的。象山港生态环境日益受到威胁,正越来越制约着整个宁波市经济社会的发展。只有沿港各县市区合作互补,才有追求共赢的可能性。二是地方政府的积极性。地方政府作为区域经济利益的代表,有责任把当地经济、环境都发展起来,只要政府合作有利于当地环境的治理和经济的发展,作为理性经济人的地方政府就会愿意积极参与,转变行为模式,逐步地由被动保护环境走向主动要“绿水青山”。三是不同地区由资源共享所决定的相互依存决定了合作是最优的策略。如果对各地区对自身所处的象山港区域生态环境的破坏可以换来该地区的利益,就会助长不负责任的以破坏生态环境来换取经济发展的现象,出现“公地的悲剧”;另一方面,即使各地区各司其责,尽力保护自己所辖区内的象山港区域生态资源,也要加强合作来防止一些地区保护环境而其他地区“搭便车”现象以及可能出现的“囚徒困境”。只有通过合作才可以把不同地区的不同优势动员起来进行联合开发,实现象山港资源保护利用的最大化。

三、建立象山港区域地方政府合作机制的思考

一般而言,政府间合作机制是否能有效运转,取决于能否建构良好的制度环境、合理的组织安排以及完善的合作规则。其中,制度环境是基础保障,组织安排是结构保障,合作规则是约束保障。当前我国跨地区治理的政府间合作,主要面临两大问题:如何跨越现有行政区划的体制性障碍和如何整合地区之间的 法律 、政策体系。象山港区域的保护利用要紧紧围绕这两个关键问题展开。

1.创建良好的制度环境

一是完善区域保护利用地方政府合作的法治环境。在市场 经济 条件下,地区间利益的最终诉求的调整,只有依靠法律才能够达到权益的平衡。要填补和完善象山港区域保护利用地方政府间合作方面的法律框架,严格纳入到依法治国。同时完善区域地方政府合作的环境保护和污染治理公约、环境责任追究制度和建设项目环境影响评价听证会制度。

二是完善区域政府合作治理的方式和规则。必须建立起有关政府间合作的监督和约束机制,才能维系政府间合作的顺畅。象山港区域保护利用必须通过综合运用法律、体制、规则、经济、社会宣传等多种方式和手段,实现流域治理方式的 科学 化。同时遵循可持续 发展 原则、整体性原则、自愿平等互利原则、市场调节与宏观调控相结合的原则。

三是建立健全科学的政府官员绩效考核体系。政府绩效考核体系应该立足于公共利益而非本地区的狭隘利益,也不应该仅仅局限于发展经济的能力。要把可持续发展等评估标准的价值取向纳入对象山港区域县市区的有关乡镇街道领导的考核,来引导地方政府官员整体利益目标下进行制度创新,主动寻求与其他地方政府在流域水污染治理中的合作。

2.地方政府间合作机制的基本架构

一是构建制度化、多层次的组织结构体系。地方政府间合作是通过一定的载体来进行的,象山港区域保护利用要取得长效,就必须建立相对权威性的协调机构——区域保护利用委员会,委员会由宁波市政府牵头,直接监督和负责,形成区域统一管理和垂直领导的管理体制,避免地方保护现象。

二是构建突发污染事件应急协作联系制度。各地方政府应共同建立整个流域范围内的跨行政区划的环境安全的预警机制和应急调查、预警指挥系统,实现信息共享。

三是构建信息通报制度。加强地方政府间信息沟通和利益疏通渠道的建设,注重构建地方政府合作的信息交流平台以促进地方政府之间的沟通与协作,从而促进利益整合的实现。

四是构建生态补偿机制。要保障区域内各地区之间保持长效的合作共赢就必须整合利益机制,使得各方都能得到合作带来的实际利益,以利益调动参与区域和参与主体合作的意愿。生态补偿机制遵循的原则是保护者收益、损害者付费、受益者补偿;有效途径之一是发展补偿经济,主要包括财政转移支付、加大征收资源费力度等形式。

3.健全区域政府间合作机制的政策体系

一是健全区域产业布局政策。产业布局政策指根据产业的经济技术特性和各类地区的综合建设条件,对若干重要产业的空间分布进行科学引导和合理调整的意图及其相关措施。按照各地所处的环境功能区域以及环境容量特点,合理调整安排区域内各乡镇街道职能分工,并且积极推动流域内地方政府之间环保、 旅游 等能启动多方合作的项目。

二是健全区域政府间合作投资政策。公共投资政策最终的目标是为了提高整个流域的水污染治理公共基础设施的建设水平,流域水环境基础设施建设和污染治理目标的实现,必须依靠机制创新和政策创新。实行区域内投资多元化,实现保护利用基础实施的整合,并且通过在统一的税收、用工、投资等方面的优惠公共投资政策引导资本进入流域内的环保产业。

三是健全区域筹资政策。作为公益性为主的工程,地方政府必须按照公共财政的要求,加大转移支付力度,在区域保护利用中起主导作用。同时,要建立区域保护利用方面的 金融 支持系统,要走市场化运作、社会化筹资之路。

四是健全区域保护利用的监督执行政策。目前宁波市政府虽然已经颁布了不少具有约束力的区域保护利用法规,却缺乏强有力的监督执行机构,可以在市保护利用委员会下独立设置监督部门。而且开通生态保护事件举报热线,从而引入区域内全社会共同监督的机制。

参考 文献 :[1]宁波市象山港海洋环境和渔业资源保护条例.2005.

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关健词:城市生态系统,城市生态规划 ,可持续发展

Abstract: this article from the urban ecological system characteristics, urban ecological planning, sustainable development and so on has carried on the discussion to guide the designers in the urban ecological planning in the right design concept, a reasonable and efficient planning design.

Key words: urban ecological system, urban ecological planning, sustainable development

中图分类号:TU984文献标识码:A 文章编号:

引言:城市,作为一种物质的表现,是一种可以看到的物质形态。城市规划是一定时期内城市发展的目标和计划,是城市建设的综合部署。其目的是通过城市与周围影响地区的整体研究,为居民提供良好的工作、居住、游憩和交通环境。

一、城市生态系统的特点

现代城市是一类脆弱的人工生态系统,它在生态过程上是耗竭性的,其最大特点就是人口的高度密集;城市生态系统是不完全的和开放式的,主要体现在需要其它生态系统的支持(如农业生态系统、森林生态系统、海洋生态系统等),需要人为的输入大量的能源与物质,同时,城市中人类生产和生活中排泄的大量废物,也不能完全在本系统内分解,还需要其他生态系统(如农田、海洋等)中处理消化。

城市在自然界占有很小的一部分空间,却集中了大量的人口、交通和信息流,建立了大量的人工设施,并生产破坏城市环境的污染物质,改变了原来的生态平衡,造成城市物理环境的变化,如城市热岛效应、温室效应、土壤板结等。城市生态系统中,城市化的发展过程不断影响着人类自身,他改变了人类的生产、生活形态,创造了高度的物质文明,同时,其造成的环境污染也影响了人类的健康,引发公害。

二、现代生态规划的内涵

现代生态规划基本上可以理解为:应用生态学的基本原理,根据经济、社会、自然等方面的信息,从宏观、综合的角度,参与国家和区域发展的战略或中长期发展规划的研究和决策,并提出合理的开发战略和开发层次,以及相应的土地及资源利用、生态建设和环境保护措施,从整体效益使人口、经济、资源、环境关系想协调,并创造一个舒适和谐的生活与工作环境。现代生态规划的理论基础现代生态规划的理论基础还不是很成熟,生态学的3个基本原则基本上可以作为现代生态规划的理论基础。

整体性原则。无论是生态建设还是生态规划,都十分强调宏观的整体效益,所追求的不仅仅是局部地区的生态环境效益的提高,也不仅仅是经济、社会、环境三者中某一方面效益的增加,而是谋求经济、社会、环境3个效益的协调统一与同步发展,并有明显的区域性和全局性。

循环再生原则。将自然界生物对营养物质的富集、转化、分解和在生过程应用与工农业生产和生态建设及生态规划中,使自然资源(包括土地资源、水资源、林业资源、动植物资源、矿产资源及旅游资源)获得最佳利用,从而保护自然资源、保护人类健康几居住环境,使废弃物对环境与人类的危害降至最底。

区域分异原则。生态建设与生态规划均强调生态系统的多样性和地域分异,应针对不同地区的经济、社会、自然条件和生态环境指定不同的生态建设和生态规划方针,对不同的资源采取相应的保护与利用对策。

三、如何实现城市生态规划的可持续发展

(一)生态城市与可持续发展现代城市作为一个多元化、多介质、多层次的人工复合生态系统,各层次、各子系统之间和各生态要素之间的关系错综复杂,城市生态规划坚持以整体优化、协调共生、趋适开拓、区域分异、生态平衡和可持续发展的基本原理为指导,以环境容量、自然资源承载能力和生态适宜度为依据,有助于生态功能合理分区和创造新的生态工程,其目的是改善城市生态环境质量,寻求最佳的城市生态位,不断地开拓和占领空余生态位,充分发挥生态系统的潜力,促进城市生态系统的良性循环,保持人与自然、人与环境的可持续发展和协调共生。

首先,城市生态规划强调协调性,即强调经济、人口、资源、环境的协调发展,这是规划的核心所在;其次,强调区域性,这是因为生态问题的发生、发展及解决都离不开一定的区域,生态规划是以特定的区域为依据,设计人工化环境在区域内的布局和利用;第三,强调层次性,城市生态系统是个庞大的网状、多级、多层次的大系统,从而决定了其规划有明显的层次性。城市生态规划的目标更强调城市生态平衡与城市生态发展,认为城市现代化与城市可持续发展依赖于城市生态平衡和城市生态发展。

(二)城市生态规划需遵循的设计原则

1.社会生态原则。这一原则要求生态规划设计要重视社会发展的整体利益,体现尊重、包容和公正,生态规划要着眼于社会发展规划,包括政治、经济、文化等社会生活的各个方面。公平是这一原则的核心价值。

2.经济生态原则。经济活动是城市最主要、最基本的活动之一,经济的发展决定着城市的发展,生态规划在促进经济发展的同时,还要注重经济发展的质量和持续性。这一原则要求规划设计要贯彻节能减排、提高资源利用效率以及优化产业经济结构,促进生态型经济的形成。效率是这一原则的核心价值。

3.自然生态原则。城市是在自然环境的基础上发展起来的,这一原则要求生态规划必须遵循自然演进的基本规律,维护自然环境基本再生能力、自净能力和稳定性、持续性,人类活动保持在自然环境所允许的承载能力之内。规划设计应结合自然,适应与改造并重,减少对自然环境的消极影响。平衡是这一原则的核心价值。

4.复合生态原则。城市的社会、经济、自然系统是相互关联、相互依存、不可分割的有机整体。规划设计必须将三者有机结合起来,三者兼顾,综合考虑,使整体效益最高。规划设计要利用这三方面的互补性,协调相互之间的冲突和矛盾,努力在三者之间寻求平衡。协调是这一原则的核心价值。 以上这些原则都是普遍性的,但城市是地区性的,地区的特殊性又受自然地理和社会文化两方面的影响。因此,这些原则的具体应用需要与空间、时间和人(社会)的结合,在特定的空间中有不同的应用。

(三)城市生态规划的主要内容

1.高质量的环保系统。对不同的废弃物按照各自的特点及时处理和处置,同时加强对噪声和烟尘排放的管理,使城市生态环境洁净、舒适。

2.高效能的运转系统。包括畅通的交通系统,充足的能流、物流和客流系统,快速有序的信息传递系统,相应配套有保障的物质供应系统和城郊生态支持圈,完善的专业服务系统等。

3.高水平的管理系统。包括人口控制、资源利用、社会服务、医疗保险、劳动就业、治安防火、城市建设、环境整治等。保证水、土等资源的合理开发利用和适度的人口规模,促进人与自然,人与环境的和谐。

4.完善的绿地生态系统。不仅应有较高的绿地覆盖率指标,而且还应布局合理,点、线、面有机结合,有较高的生物多样性,组成完善的复层绿地系统。

5.高度的社会文明和生态环境意识。应具有较高的人口素质、优良的社会风气、井然有序的社会秩序、丰富多彩的精神生活和高度的生态环境意识,这是城市生态建设非常重要的基础条件。

从生态规划内容可以归纳出一些具体的城市生态规划目标:从人类的角度来说,城市中具有合理的人口规模,人与人、人与社会、人与自然之间关系和谐;从土地的角度来说,城市用地结构合理,开发有序,土地资源得到优化配置,城市功能获得适宜的生态区位;从空间的角度来说,城市空间与其承载的城市功能相适应,具有高效、低耗的空间分布特征,城市空间的多样性和异质性使得城市既呈现动态发展的态势又保持稳定有序的结构;从环境的角度来说,城市功能的发挥不超过其环境容量的限制,促进城市健康、持续发展。

四、结束语

总之,城市规划是科学严谨的,是中国现代城市建设中值得深思的课题,为将来留下什么样的建筑艺术,为人们的生活打造什么样的生活氛围,为可持续发展做什么样的努力。关注城市规划,是每个设计师应该做的,也是我们这一代,甚至几代人的努力。

五、参考文献: 1、张祖刚. 生态平衡、可持续发展是城市规划建设与建筑设计营造的基本理念[J]. 建筑学报,2005年特刊.

2、代琳. 浅论城市规划设计与建筑设计的关系[J] 山西建筑.2005年10月.43~45.

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关键词 海洋保护区;可持续性融资;融资组合

中图分类号 X36

文献标识码 A

文章编号 1002-2104(2010)07-0142-05

doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2010.07.023

过去30年间,国际范围内海洋保护区(MPA)数量激增的同时,资金的可持续性保障也成为多数海洋保护区发展中面临的最大挑战。资金非充足和资金供应的无序在使众多海洋保护区成为“纸上公园”的同时,也促使管理者日益意识到,海洋生态系统的可持续保护仅仅建立在对其自然层面的生物物理过程深入了解的基础上是远远不够的,相反更需关注其社会经济层面。基于这一认识,自20世纪90年代以来,国际上关于海洋保护区经济分析的文献日渐丰富,相应地,海洋保护区的可持续融资问题也成为这一研究领域的一项重要议题。本文综述了这一时期以来国际海洋保护区可持续性融资的研究成果,以期通过对国外海洋保护区前沿融资经验的理论梳理,为我国探索海洋保护区长效性金融支持机制提供借鉴性思路。

1 国际海洋保护区中的融资渠道:融资可持续的基础

海洋保护区多元化的融资渠道是海洋保护区融资可持续的基础。海洋保护区发展中,其基本资金既可以来源于区域内部也可来自国际渠道,如政府资助、国际援助机构、基金会赠款、捐赠、门票费、纪念品销售收入、特许权租让收入、债务互换、信托基金、生态旅游和生物多样性企业基金等。这方面研究中,Spergel和Moye的研究可以称得上迄今为止研究海洋保护区融资渠道的系统文献之一,他们描述了30多种海洋保护的融资方式,从而为从事海洋保护的专业人员,如政府保护机构、国际捐赠者和非政府组织等,提供了一个为海洋和海岸生物多样性保护融资的菜单选择。另外,Cesar和Beukering也曾结合世界各地可持续融资的案例对海洋保护区的其中一种类型海洋管理区(MMA)的融资方式进行过详细研究。与Spergel和Moye有所不同的是,在对海洋保护区收入产生机制的研究中,该项研究重点关注的是发达国家的收入产生方法,并未涉及诸如以债务替换自然资源等发展中国家MMA融资所采用的方式。现有文献中涉及的MPA融资方式主要包括以下几类:

(1)政府资金投入。政府支持海洋保护区可以通过以下形式进行:①政府财政拨款。与MPA的其他融资方式相比,政府预算资金的优点在于可以提供规则的周期性的收入流且能够兼顾到国家优先考虑环境保护的要求,另外,政府资金还可以确保低收入群体不至于被排除在生态旅游之外。②政府债券和税收。EPA的《金融工具指南》中指出,在美国,免税的中央政府和地方政府债券是海洋污染防治和环境基础设施项目的最主要的融资来源。③政府专有项目。如彩票、野生动植物邮票等。④债务减免。具体形式包括商业性的以债务替代自然资源、商业银行向非政府组织捐赠的商业债务在二级债务市场出售、双边的债务减免项目和重债穷国的债务减免等。

(2)赠款和捐赠。捐赠作为一种短期资金供给形式,可以满足海洋保护区某些特殊的保护要求,其捐赠的主体可以是双边和多边机构、基金会、非政府组织和私人部门。此外,海洋保护信托基金作为海洋保护的一种长期的可持续性的资金供应渠道,自20世纪末以来也被越来越多的国家所采用。在某些情况下,这种环保基金是作为国际债务减免条件的一部分而设立的,但多数情况下这种基金是由国家设立并且主要是作为一个赠款机构发挥作用。

(3)MPA的自融资机制。由于政府预算资金投入存在时滞性和政府拨款立法程序中的不确定性,以及捐赠资金的短期性等方面的缺陷,海洋保护区的发展还需更多地依赖门票费等内部的自融资机制。Cesar和Beukerlng对门票费的费用构成进行了界定,认为门票费包括进入费、潜水费和游艇系消费。Crosby概括了在海洋保护区征收门票费需要考虑的三个重要问题,即促进公众支持门票费的激励机制、保护区资源保护和娱乐设施的改善,以及低成本高效率的费用征收机制。然而,尽管门票费这种收入增加方式有利于帮助MPA实现海洋保护的目标,现实中也存在反对门票费征收的观点,在一些部门(如负责推进旅游业发展的机构)的经营者看来,门票费只不过是另一种成本,是一种除其他税以外的附加税收。

(4)营利性投资。私人部门营利性的环境投资有时也被称作“灰色投资”。海洋保护区的资金来源中,私人部门投资所占比重相对较小,其主要形式为商业计划、风险资本投资、特许权安排、私人部门对海洋保护区的管理以及志愿性供款等。此外,医药企业对自然物质药用价值的勘探,即生物多样性勘探也为海洋生物多样性的保护提供了新的收入来源,但是由于天然产品研发的缓慢性、高成本,以及生物多样性研发地与原始原料所在地的不同一性和经济利益分配的不合理性,造成生物多样性研发在资金支持和研发合作上存在诸多难题。

(5)其他形式的融资方式。如机场税、旅馆营业税等旅游业收入、保护区相关产品和服务的租让费用和特许权使用费收入、产品和服务的销售收入、渔业收入,以及诸如海上溢油罚款、近海矿藏和油气开采特许费、油气管道和电缆通行费、水力发电收入、能源企业的资源资助等方面的收入。

2 海洋保护区可持续性融资的理论框架

与对海洋保护区个别融资渠道的单一研究相比,建立在可持续视角下的海洋保护区融资理论,在强调单纯依赖任何一种融资方式高风险性这一基本思想的基础上,集合了海洋保护区融资的多样化组合、成本收益平衡及融资决策和战略的适时评估等融资理念,更强调海洋保护区融资运作的系统组合、整体配比和动态适应。

2.1海洋保护区可持续性融资的概念界定

Hurd对海洋保护区的可持续性融资这一概念作了严格界定,将其定义为,随着时间的推移,收益的连续供给能

够满足海洋保护区的核心经营成本,简言之,即基本的成本在可预见的未来能够得到补偿。Gallegos,Vaahtera和Wolfs在对这一概念的不同定义和主要特征描述的基础上给出了一个更为一般性的定义:可持续融资是致力于海洋保护的多元化和稳定的金融机制的组合,它通过短期和长期收入的结合来补偿经营性成本和其他成本支出。

2.2可持续融资机制的功能与构成

可持续性的融资机制对海洋保护区具有多重作用,它们可以为保护区提供经济激励、增加管理的成本有效性、促进企业协调发展为当地社区提供多样化的收入来源,以及为海洋保护提供动力和资源等,同时这些机制也会产生必要的收入来补偿监督和经营成本。

海洋保护区可持续性融资机制的内容和构成上,联合国海洋地图集将海洋保护中的收入增加机制划分为国际、国家和地方三个层次。Gallegos等则进一步根据收入来源对每一层次的融资机制进行了细分,其中,国际层面的金融机制包括多边发展银行、赠款和捐赠、环境基金和以债务替代资源(Debt-for-Nature Swaps)机制;国家层面的金融机制包括政府债券和税收、不动产附加税、政府特别项目、私人部门投资和渔业收入;地方层面的金融机制包括社区行动、建立生态服务市场和旅游业收入。

2.3可持续性融资的衡量指标

Gallegos等的研究中,提出了金融、法律、管理、社会、政治、环境六类衡量海洋保护区可持续融资的指标,并具体列示了各指标体系中的具体指标。其中,金融指标包括能够系统评估保护区长期资金需求的详细商业计划的存在性、多元化的融资渠道、可计量性、收入的稳定性、成本和收益的平衡以及受益人之间的成本分担;法律指标包括融资方式选择的现行法律框架支持、海洋保护区自然资源保护的监管措施;管理指标包括保护区收入的再投资、保护区管理有效性的改进、管理中利益相关者的角色与责任;社会指标包括当地社区支持、分配给当地发展的收入部分、可持续性可能性的提升、教育培训等参与者的能力建设;政治指标包括政府支持、适应新融资战略的政策和法律变化的灵活性、能够独立于政治变化的程度;环境指标包括对海洋和海岸资源保护的支持、海洋保护的研究支持和对海洋环境无不利影响的新的融资机制等。

3 海洋保护区融资可持续的机制优选与技术保障

针对海洋保护区可持续性融资理论中融资方式匹配和融资战略评估这两个核心要点,众多学者又专门围绕海洋保护区可持续性融资中的机制优选和技术保障问题从不同方面进行了系统研究。

3.1可持续性视角下的海洋保护区融资机制选择

(1)融资方式选择。海洋保护区的各项融资渠道中,不同来源的资金用途是不同的。如在发展中国家,捐赠约占总资金的80%~90%,这部分资金主要用于MPA的建设和经营;政府资金和海洋保护区自身的其他收入(如门票费、许可证、税收等)约占10%~20%,其中政府资金主要用于负责海洋保护区的政府职员的工资支出和周期性的基本成本支出。因此,对于各海洋保护区而言,结合自身的发展特点、方向以及内外部发展环境选择最优的融资方式是其实现可持续发展的首要决策问题。

Gallegos等在对各层次融资方式分析的基础上,给出了融资方式选择的总体原则:融资渠道的选择取决于MPA自身的特征,海洋保护区融资的可持续性并不需要所有融资方式的通盘采用,但是,无论短期还是长期,融资方式的多元化组合对于海洋保护区都是至关重要的;另外,海洋保护区融资策略的可持续性还需要一系列法律、社会、环境等外部配套条件的支撑,如收入的充足性、交易成本、分配效应、政治可行性、行为效果以及与其他目标的冲突等。Spergel和Moye则从金融、法律、管理、社会、政治、环境六个方面给出了特定情况下融资机制选定的系统分析标准。

(2)MPA融资主体的优选。More提出,为了确保穷人不被排除在这类公共品领域的使用范围内,政府应当负责对沿海地区公共品领域的管理进行融资。Gallegos等则进一步对MPA可持续融资中政府的角色定位进行了分析,研究指出,由于海洋保护和国家的发展是密不可分的,且海洋保护区是国家资产,能够为国家发展带来利益,政府在海洋保护区的管理上应当承担最终责任;政府既要摒弃对保护区不利的补贴,又要对这些资金重新定位,以既能从总体上促进环境可持续性活动的资金流动,又能增加保护区资金的流动;同时,政府政策应当为保护区筹集更多发展必需资金提供便利,另外,还应为政府和非政府组织、私人部门和当地社区间的合作融资提供更为优惠的条件。

(3)融资渠道选择的区位特征。在发达国家政府支持是海洋保护区资金来源的最主要的途径,而在发展中国家国外援助和保护区进入费收入占比相对较大。More和Stevens关于门票费融资方案适用性的分析表明,在美国和一些发展中国家对游客收费较高的地区,通过门票费实现保护区的可持续融资是可行的;而在夏威夷岛,只有极少的费用收入,且由于门票费并不列入夏威夷居民支付的费用之内,采用这一方式不再可行。同时,Cesar和Beukering进一步指出,融资方案在某一特定地区的可行性取决于区位,在保护区的使用者群体(如潜水者、渔民)容易识别的地区,门票费(如捕鱼许可)可以成为资金的一个潜在来源;而在渔民和游客数量不多无法产生足够资金的区域,就必须考虑其他形式的收入产生方式。

3.2海洋保护区可持续性融资的技术保障

多元化、灵活性的融资组合虽然是海洋保护区融资可持续性的基础,但由于海洋保护区资金“错配”①问题的广泛存在,仅仅依赖不同来源渠道的资金本身也同样无法保证其可持续性,实现其资金融通的良性循环,还需借助对海洋保护区全部经济成本和收益的价值评估等技术手段实现。同时,海洋保护区的建立作为一项公共项目,就其投资主体而言,对自然资本的投资决策同样需要遵循效率和公平两个原则,而建立在这两个原则基础上的海洋保护区带来的社会净增财富增加及其成本收益在社会成员间的分配,也需要通过成本一收益分析(CBA)这一传统方法实现。

但是由于成本一收益分析方法仅能度量海洋保护区的使用价值(UV),而对于其存在价值(EV)、选择价值(Ov)和半选择价值(QOV)等非使用价值却难以精确衡量②,这一方法在评估海洋保护区产生的净剩余上缺乏全面性。现有研究中,对于海洋保护区非使用价值的估算多采用非市场价值评估法,且主流方法主要是条件价值评估法(CVIVI)和旅行费用法(TCM)。如Subade、Scandizzo和Ventura采用条件价值评估法分别对菲律宾图巴塔哈群礁国家海洋公园和西西里岛海洋保护区自然资源非使用价值的评估等。但是,鉴于CVIVI方法存在偏见且建立在状态偏好基础上,而TCM方法又缺乏灵活性,这两种方法在使用中又均存在一定缺陷。考虑到CVM方法可以提

供实际可观测行为方面的数据,而TCM可以提供条件情景下可能行为方面的信息,将两者结合起来,则可以克服这两种方法在应用范围和可信度上的限制。这方面研究中,Bhat将旅行费用法和条件价值评估法相结合用于测量佛罗里达礁岛群珊瑚礁质量改善的非市场收益,结果表明,海洋保护区诱导的珊瑚礁环境改善将引起每一游客到佛罗里达礁岛群旅游的次数增加43%~80%,同时每次游览的使用价值将增长69%。

4 海洋保护区管理与可持续融资的关系

在海洋保护区的可持续融资问题上,许多学者提出,海洋保护区管理与海洋保护区融资是相互联系的。在许多情况下,政府事实上不必将过多的资金投向那些不可持续的领域,而可以将资金投向海洋保护和海洋资源的可持续管理来节省资金。Cesar和Beukering也指出,海洋管理区对资金具有吸引力源于它潜在的积极效应,但是,只有管理很好的MPA才可能产生充分的金融资源;同时,发挥其融资能力筹集资金并将其收益保留在保护区内部也有助于实现海洋保护区的有效管理;对海洋保护区而言,成本管理与资金筹集是同等重要的,通过、志愿组织、与利益相关者合作及与周围其他海洋管理区成本共担等方式进行成本缩减与收益产生同样重要。Francis等对东非海洋保护区管理的融资问题的考察结果表明,东非地区所有国家海洋保护区管理的资金都是不足的,MPA中法律的实施、研究、监督以及管理方案的执行都需要金融资源的支撑,因此,就东非地区而言,对海洋保护区内外资源利用产生的收益的更大部分还应当回流保护区管理机构。

5 东南亚海洋保护区可持续性融资案例

Nam等对越南木岛海洋保护区的融资可持续性进行了计算机模拟,通过对无管理情景和管理情景下保护区的净现值的估算和预测发现,2015年前管理情景下的净收益将保持持续增长,此后将保持稳定,且管理情景下木岛海洋保护区的净现值要远远高于无管理的情景;同时就各相关产业而言,未来20多年旅游业将会给保护区带来最高的经济收益,因此门票费可能成为该保护区收入的主要形式,但对于越南其他保护区(尤其是那些不热门的旅游地区)来说,多元化的融资方式可能更为有效,这些方式包括政府拨款、税收、附加费、特许权租让、生物多样性勘探、信托基金、捐赠、企业赞助、以债务替换自然资源和国家捐赠等。

Erdmarm等从海洋保护区的进入费征收体系、私人部门支持、国际上的志愿支持、政府预算支持、国家和国际捐赠等方面分析了印度尼西亚布纳肯海洋国家公园多元化的可持续性融资组合,并对布纳肯海洋国家公园咨询委员会(BNPMAB)2000―2002年的融资经验进行了总结,另外,该研究对这一海洋保护区正在发展的另两个资金来源渠道,游客区商业化经营收入和BNPMAN的资金资助也有所提及。Gallegos等则通过对比印度尼西亚的科莫多国家公园和马戎格库龙国家公园两个海洋保护区的融资结构、国际、国家和地方三个层次的融资机制以及海洋保护区六类衡量指标的表现情况,最终得出结论:科莫多国家公园有可持续性融资策略,而马戎格库龙国家公园没有可持续融资策略,尽管马戎格库龙国家公园被提名为世界遗址后该保护区已向更具有可持续性的未来迈了一大步,但仍然离自我维持的发展很远,因此需要创造更多更有效的机制为自然和人类的生存创造条件。而两个海洋公园的共同点在于,政府的不稳定都构成海洋保护区的威胁,而这需要借助融资机制的多元化组合的设计和实施弥补。