摘要:探討了草原生態安全的內涵和草原生態安全評價的原理,介紹了相關的評價方法。重點在草原生態安全評價的標準與指標體系研究中,討論了評價標準選取的原則、建立方法以及草原生態安全指標體系的構建。草原生態系統安全的研究豐富了生態安全研究的領域、進一步完善了生態安全的研究體系。
??? 關鍵詞:草地生態系統;生態安全;評價體系
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??? 草地是我國陸地上面積最大的生態系統,是生態環境的基礎,對改善生態環境、維護生態平衡、保護人類生存和發展起著重要的作用,在綜合治理各類退化土地中和山區優化開發綜合治理中起主導作用,在發展國民經濟中起特殊的作用。但近年來,我國草地“三化”問題日益凸顯。目前,我國90﹪可利用天然草地已出現不同程度的退化,而且每年還在以2萬km2的速度增加。草地生態系統的日益惡化,已直接威脅到其所處區域的生態安全,并已成為全國性的重大環境問題。因此,對草地生態系統狀況進行準確評價,從而為科學解決草地生態安全問題提供參考依據顯得日益重要。
??? 1 草地生態系統安全的內涵
??? 生態安全是從滿足人類生存和發展的角度來衡量區域或更大尺度生態系統的一種狀態,是自然環境安全、人類生存與發展需求的滿足以及社會經濟安全和人類持續發展之間相互推動、相互促進,并達到動態平衡與協調的狀態。自然環境的安全是整個生態安全的前提,滿足人類的生存與發展需求是根本,實現社會經濟安全和持續發展是最終目的[1]。草地生態系統安全是指草地賴以發展的自然資源和生態環境處于不受或少受破壞和威脅的健康平衡狀態。只有如此,草地生態系統才能擁有穩定、均衡、豐富的自然資源可供利用,才能實現生態系統的可持續性和社會經濟的可持續性發展。
??? 國內外學者對生態安全或草地生態系統安全概念及科學內涵雖然從不同的角度做了不同的解釋與定義,但內容大部分是重疊的。就本質而言,可以歸納為3方面:(1)保持生態系統的生命力和系統內生物與生物、生物與生態系統之間結構的穩定與持續性;(2)維持生態系統的信息、能量等生態功能的完整性;(3)生態系統具有對外來壓力、干擾或威脅的抵抗性[1-2]。這3方面實際就是生態系統健康、生態系統服務功能與生態風險問題。因此,根據生態安全與生態系統健康及生態風險之間存在的內在聯系,可用生態健康、生態服務功能和生態風險來表征生態系統安全[2]。同樣對草地生態系統也可用草地生態健康、草地生態服務功能和草地生態風險來表征草地生態系統安全。
??? 1.1 草地生態系統健康
??? 在20世紀80年代,關于生態系統健康問題的研究逐漸興起。生態系統健康是指生態系統所具有的穩定性和可持續性,即在時間上具有維持其組織結構、自我調節和對脅迫的恢復能力,生態系統健康可通過活力、組織結構和彈性等特征來定義[1]。到目前為止,對幾乎所有的水生態系統類型-海洋、濕地、河流和湖泊,以及部分陸地生態系統類型(森林、草原等)進行了研究,但生態系統的健康評價主要集中于生態系統活力、組織結構和恢復力的研究上。
??? 美國1994年首先提出草地健康概念之后,聯合國將草地健康定義為維持土壤和生態過程完整的程度,并根據土壤和水文的穩定、生態系統功能和生產能力進行評價,提出健康域、警戒域和不健康域3個指標[3]。草地健康反映草地的綜合特征,是指草地生態系統的活力、組織和彈性。活力是指生態系統的能量或活動性;組織是指生態系統的復雜性;彈性指系統脅迫消失后恢復到原來狀態的能力。草地生態系統健康就是草地生態系統中土地、植被、水和空氣及其生態學過程的可維持程度。健康的草地能保持生態平衡,維持物種多樣性,同時給草地畜牧業生產者提供持續的利用機會,并支持一系列的生產實踐活動,如果草地健康狀況下降,就提示草地經營者需要轉變經營管理方式。
??? 草地生態系統健康描述或刻畫了草地生態系統自身的穩定和持續狀態,主要研究草地生態系統及其組分在外界干擾時能否維持自身的活力和組織結構,并能夠在一段時間后自動從被脅迫狀態恢復過來[4]。因此,草地生態系統健康是從生態系統自身特性方面表征草地生態系統的安全狀況,生態安全的草地系統是健康的生態系統。生態系統健康研究是生態系統安全研究的核心內容之一。
??? 1.2 草地生態系統服務功能
??? 生態系統服務功能最具代表性的定義有2類,一類是強調生態系統的自然生態過程,以Daily[5]為代表,認為生態系統服務功能指自然生態系統及其所屬物種支撐和維持人類生存的條件和過程。另一類是以人為本,強調生態系統服務代表著人類直接或間接從生態系統得到的利益,以Costanza[6]為代表,認為生態系統服務代表人類從生態系統和生態過程中獲取的利益,包括2部分,1是生態系統產品,如食品、原材料、能源等;2是對人類生存及生活質量有貢獻的生態系統功能,如調節氣候及大氣中的氣體組成、涵養水源及保持土壤、支持生命的自然環境條件等。歐陽志云等[7]認為生態系統服務功能是指生態系統與生態過程形成及維持的人類賴以生存的自然環境條件與效用。
??? 草地生態系統和其他生態系統一樣,不僅為人類提供了許多產品,而且提供了多種生態服務,主要包括:提供凈初級生產物質、碳蓄積與碳匯、調節氣候、涵養水源、水土保持、防風固沙、改良土壤及生物多樣性等。生態系統安全的草地系統,是人類從中能直接或間接獲得巨大生態、經濟價值的系統,是生態服務功能完整體現或發揮作用的系統。實現草地生態系統安全的目標之一就是要通過維持與改善草地生態系統服務功能來保護人類的生存環境。維持生態系統服務功能是可持續發展的生態系統安全的基本保障[8-10]。因此,草地生態系統服務功能是從草地生態系統的功能特性方面揭示草地生態系統的安全狀況。草地生態系統服務功能研究是草地生態安全研究的主要內容之一。
??? 1.3 草地生態風險與管理
??? 生態風險指種群、生態系統或整個景觀的正常功能受外界脅迫所發生的非期望事件的概率和后果,即在目前和將來減小該系統內部某些要素或其本身的健康、生產力、遺傳結構、經濟價值和美學價值的可能性。生態風險管理是在生態風險評價的基礎之上,為防止生態系統環境退化、結構損害等采取的措施[11-12]。
??? 草地生態風險指草地生態系統受一個或多個脅迫因素影響后,對不利的生態后果可能產生的響應。生態風險研究偏重于壓力,而不是生態系統的反應。其重點放在已知來源的壓力對受壓系統可能產生的影響,進而可以估算出單一或多方面壓力對受壓系統可能產生損害的風險,如草地生產力降低、物種多樣性或其他生態系統功能的損失。生態風險管理是人類為了規避草地生態系統風險采取的預防性保護措施或其他響應[13]。生態風險是生態安全的相反表述,生態風險的大小一定意義上表明生態系統的安全程度。生態風險研究的目標就是通過生態風險管理將生態風險降到最低或為0,最終實現生態系統安全。因此,要判斷或度量草地生態系統是否安全,必須從生態風險及其管理角度給予表征。生態風險及其管理是草地生態系統安全研究的重要方面。
??? 1.4 草地生態系統安全概念再認識
??? 草地生態系統健康與草地生態系統服務功能只是從正面表征草地生態系統的安全狀況,而生態風險是從反面表征了系統安全受脅迫的程度。安全的草地系統必定是一個健康的、能夠提供完善服務的系統,而健康的、服務功能完善的草地生態系統不一定是安全的系統,需要與系統存在的潛在風險相聯系;同時不能認為沒有風險的生態系統就是安全的,又需要與系統所處的健康狀態及系統所提供的服務功能相聯系[10]。因此,草地生態系統健康、草地生態系統服務功能和生態風險三者相互交融、相互依賴,共同組成草地生態系統安全的核心,利用三者中的任何一個或其中兩個都不可以完整表征草地生態系統的安全程度。
??? 綜上所述,草地生態系統安全是指草地生態系統在一定時空尺度上,具有草地生態健康的活力、組織結構和恢復力的自身穩定性,具有在生態過程中為人類提供完善服務(包括直接服務和間接服務)的能力,具有對自然、社會和人為干擾的潛在生態風險的自我抵抗能力,是草地健康成長、可持續利用的和諧狀態[10]。
??? 2 草地生態系統安全評價原則、方法與結構體系
??? 2.1 建立草地生態安全評價指標體系的原則
??? (1) 科學性原則
??? 草地生態安全評價指標體系必須立足于草地生態系統的實際狀況,指標的概念、物理意義必須明確,測定方法標準,統計分析方法規范。指標體系既能較客觀和真實地反映草地生態系統安全的內涵,又能較好地量度草地生態安全主要目標實現的程度。
??? (2)綜合性與主導因素原則
??? 草地生態系統是一個復雜的系統,它既受各種自然因素的制約,又受人類活動的影響,因而在進行生態安全評價時必須全面分析這些因素,選取多種指標進行綜合劃分,全面、客觀、準確地反映草地生態系統的生態安全現狀。但要全部概全,既不現實也無必要,因而需要選取能夠反映草地生態安全特征的主導性因子作為評價指標[14],建立科學、完整的評價指標體系,既簡便靈活又準確客觀地進行生態安全評價。
??? (3)實用性與可操作性原則
??? 建立生態安全評價指標體系的最終目標是為決策者和廣大人民使用,要反映發展的現狀和趨勢,為政策制定和科學管理服務,因此指標體系的建立要考慮實用性和可操作性原則指標的設置要避免過于繁瑣,具有可測性和可比性,計算方法簡單,數據易于獲得和進行定性或定量的表達。
??? (4)動態性與穩定性原則
??? 草地生態系統是一個動態的系統,客觀上需要指標體系具有一定的彈性,能夠適應不同時期、不同草地生態系統的特點,在草地變化過程中能較為靈活地反映草地生態系統的狀況。但同時又應保持指標在一定時期內的穩定性,以便于評價工作的開展。
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