生態(tài)學(xué)（第三版） 楊持 第十五章 學(xué)習(xí)資料

第十五章環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展1

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4第一節(jié)全球氣候變化第二節(jié)生物多樣性保護第三節(jié)土地荒漠化第四節(jié)可持續(xù)發(fā)展2第一節(jié)全球氣候變化1全球氣候變化概述

2全球氣候變化的生態(tài)后果3減緩全球氣候變化的途徑3

全球氣候變化主要包括：（1）全球變暖，兩極冰雪的融化，導(dǎo)致海平面的上升。（2)降水格局發(fā)生變化，總體趨勢是,中緯度地區(qū)降水量增大,北半球的亞熱帶地區(qū)的降水量下降,而南半球的降水量增大。（3）全球云量分布的變化，自20世紀(jì)以來,全球云量有增加的趨勢。（4)氣候災(zāi)害事件，天氣和氣候極端事件的次數(shù)和強度都將是驚人的。主要表現(xiàn)在暴雨、干旱、厄爾尼諾和拉尼娜現(xiàn)象的頻繁發(fā)生。4冰川融化5雪線上移6災(zāi)害頻繁7氣候變暖8一、全球氣候變化概述溫室氣體濃度增加

全球氣候變暖與海平面上升9溫室氣體排放10

（一）溫室氣體濃度增加溫室氣體是指那些對長波輻射有強烈吸收作用的氣體。此外，大氣中的水蒸氣也對溫室效應(yīng)起著重要作用。表15-11980—1989年CO2源和庫年平均值

CO2源（×1015g/a）（1）化石能燃燒和石灰生產(chǎn)5.5±0.5（2）熱帶土地利用變化1.6±1.0（3）人類活動產(chǎn)生的CO2總和=（1）+（2）7.1±1.1

CO2吸收（4）大氣滯存3.3±0.2（5）海洋吸收2.0±0.8（6）森林生長吸收0.5±0.5（7）隱藏的碳庫＝3-（4+5+6）1.3±1.511

（二）全球氣候變暖與海平面上升全球氣候變暖將是一場全球性的環(huán)境災(zāi)難，它將會導(dǎo)致海水變暖和膨脹，加速極低冰川和凍土的融化，造成海平面上升等等。據(jù)估計，在過去的100年間全球海平面升高了

10～25cm。IPCC預(yù)測在今后的100年間海平面將繼續(xù)升高大約50cm。估計到2025年，海平面將上升10～40cm，到2100年，將上升60～200cm，現(xiàn)在30%～80%的沿海沼澤和許多地勢低洼的島嶼將可能被海水淹沒。

12二、全球氣候變化的生態(tài)后果（一）生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力、呼吸和分解溫度和生長季長度是制約高緯度和高海拔地區(qū)植物生產(chǎn)力的主要因素。全球變暖使這類地區(qū)溫度升高，生長季延長，將有助于這些地區(qū)的植物提高生產(chǎn)力。但由于生物呼吸和分解同樣也在很大程度上由溫度決定，因此，總的結(jié)果可能是生態(tài)系統(tǒng)立地生物量變化微小。13（二）生物群落的空間分布生物群落（biome）大體上是由一個地區(qū)的氣候所決定，并受其他環(huán)境因素（如土壤、水文、地形等）影響所形成的特定生物群體及其相互作用。（三）生態(tài)系統(tǒng)的物種組成和生物多樣性環(huán)境變化速率超過物種適應(yīng)和變異的速率則很可能導(dǎo)致物種的喪失和多樣性下降。14（四）生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)長期的變化會帶來結(jié)構(gòu)上微小而不易識別的變化，在生態(tài)后果的研究中這類微小的變化特別值得注意。（五）生態(tài)系統(tǒng)的功能生態(tài)系統(tǒng)功能的變化不易覺察，但都非常重要。15（六）需要進一步加強的研究領(lǐng)域在未來的研究中有３個方面特別值得重視：①在微觀層次上的生態(tài)生理研究；②生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)研究；③大范圍生態(tài)與環(huán)境監(jiān)測．

16三、減緩全球氣候變化的途徑

（一）減緩氣候變化減少對化石能的依賴，開發(fā)其他形式的能源是減少化石能燃燒的另一重要途徑。太陽能、核能、風(fēng)能、水勢、地?zé)岬睦眯收S著技術(shù)的進步而提高。生物能利用在許多發(fā)展中地區(qū)不但能夠提供生活用能，而且有重要的生態(tài)效應(yīng)。非化石能的利用一方面減少了溫室氣體的排放和顆粒物的生成；另一方面也減少其他方面的環(huán)境影響。17

（二）生態(tài)系統(tǒng)管理全球氣候變化的實質(zhì)在于人與環(huán)境關(guān)系喪失和諧，導(dǎo)致環(huán)境的破壞。恢復(fù)人與環(huán)境關(guān)系的和諧則要求：一方面人必須認(rèn)識到人是整個自然界的一部分，人及其社會的持續(xù)生存和發(fā)展有賴于環(huán)境和整個生態(tài)系統(tǒng)的健康；另一方面，人類社會必須尋求有效的途徑，使其適應(yīng)并管理其環(huán)境。1819第二節(jié)生物多樣性保護種絕滅與生物多樣性保護生物多樣性的測度生物多樣性的空間格局生物多樣性的概念

20生物多樣性保護技術(shù)與對策生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)功能

生物多樣性的經(jīng)濟價值

21一、生物多樣性的概念

一般接受的定義是“生命有機體及其賴以生存的生態(tài)綜合體的多樣化

(variety)和變異性(variability)”。一般講，生物多樣性可以從3個層次上去描述，即遺傳多樣性，物種多樣性，生態(tài)系統(tǒng)與景觀多樣性。22

（一）遺傳多樣性(geneticdiversity)這是指所有生物個體中所包含的各種遺傳物質(zhì)和遺傳信息，既包括了同一種的不同種群的基因變異，也包括了同一種群內(nèi)的基因差異。復(fù)雜的生存環(huán)境和多種生物起源是造成遺傳多樣性的主要原因。人們估計世界上的生物大約存在109種不同的基因，這些基因?qū)τ谶z傳多樣性的作用不同。23

（二）物種多樣性(speciesdiversity)這是指多種多樣的生物類型及種類，強調(diào)物種的變異性。物種多樣性代表著物種演化的空間范圍和對特定環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性，是進化機制的最主要產(chǎn)物，所以物種被認(rèn)為是最適合研究生物多樣性的生命層次，也是相對研究最多的層次。24（三）生態(tài)系統(tǒng)多樣性(ecosystemdiversity)這是指生態(tài)系統(tǒng)中生境類型、生物群落和生態(tài)過程的豐富程度。生態(tài)系統(tǒng)由植物群落、動物群落、微生物群落及其環(huán)境(包括光、水、空氣、土壤等等)所組成。系統(tǒng)內(nèi)各個組分間存在著復(fù)雜的相互關(guān)系。生態(tài)系統(tǒng)中的主要生態(tài)過程包括能量流動、水分循環(huán)、養(yǎng)分循環(huán)、土壤活動、生物之間的相互關(guān)系(如競爭、捕食、共生等)。25

（四）景觀多樣性(landscapediversity)這是近年來提出的一個新概念。景觀是由斑塊、通道和背景基質(zhì)所構(gòu)成的空間上的疊合體(Forman1995)。景觀有其結(jié)構(gòu)、功能和自身的動態(tài)。景觀多樣性是指與環(huán)境和植被動態(tài)相聯(lián)系的景觀斑塊的空間分布特征(Gaston1996)。26二、生物多樣性的空間格局

生物多樣性在地球上的分布不是均勻的，一些地區(qū)比另一些地區(qū)有更多的種類。根據(jù)已知種類數(shù)目統(tǒng)計，物種最豐富的是熱帶雨林與珊瑚礁，深海由于年齡古老與環(huán)境穩(wěn)定，也有豐富的物種。物種多樣性的分布具有一致的趨勢，這使人們有興趣探討生物多樣性形成的機制和動態(tài)。27（一）空間分布格局就宏觀而言，生物多樣性的分布有一定的規(guī)律。在緯度上，從赤道往兩極，物種數(shù)目有規(guī)律地降低。在人類活動或突發(fā)性自然因子的干擾下，生物多樣性也會發(fā)生明顯變化，許多研究證明，在中度干擾條件下，擁有最高的生物多樣性，據(jù)此M.Huston(1979)提出了中度干擾假說。28（二）分布格局成因1．地質(zhì)歷史認(rèn)為地質(zhì)歷史古老的地區(qū)，可能擁有更多的物種，如熱帶雨林地區(qū)，從第三紀(jì)以來氣候沒有發(fā)生過大的變化，許多物種被保留下來。高緯度地區(qū)受第四紀(jì)冰期影響，許多物種遭到滅絕。29

2．島嶼生物地理學(xué)理論MacArthur與Wilson（1967）提出，島嶼的面積越大以及與大陸的距離越近，其物種的多樣性越高，并給出了定量表述方法，即物種數(shù)隨面積增加的關(guān)系式：

S=C·Az

或logS

=logC

+z·logA式中：S—物種數(shù)

A—島嶼面積

C—常數(shù)

z—常數(shù)30

3．異質(zhì)種群理論：Levin（1970）提出異質(zhì)種群的思想，即異質(zhì)種群是若干相鄰的、半隔離的小種群（smalllocalpopulation）的集合體，這些小種群呈斑塊狀分布，很不穩(wěn)定，經(jīng)常面臨滅絕。Levin還首次組建了一個異質(zhì)種群的動態(tài)模型，表達(dá)了斑塊數(shù)量與生存力的關(guān)系。TM=TL·exp{Q02/[2·（M—Q0）]}式中：M—斑塊的數(shù)量

TM—異質(zhì)種群的平均壽命

TL—小種群的平均壽命

Q0—斑塊的平衡數(shù)量31

4．最小生存理論當(dāng)種群過度破裂和隔離后，每個種群的個體數(shù)量變得很小，且與其他種群孤立開來，這樣，每個小種群的命運都是相互獨立的，它的滅絕將是永久性的。為了說明一個小種群究竟能存活多久，提出了最小生存種群的概念，即把物種以95%概率生存100年或1000年所需的最小種群數(shù)量確定為物種的MVP（minimumviable

population）。為什么小種群的滅絕概率大？因為種群一旦變得太小，原來大種群動態(tài)研究中忽略的隨機因素就會變得十分重要，甚至起到?jīng)Q定性作用。32

5．生物因素種間關(guān)系、種的生態(tài)位幅度等生物因素對生物多樣性也起重要作用。如共生、寄生、傳粉、捕食、競爭等，均影響一個群落或生態(tài)系統(tǒng)的多樣性。物種的傳播、外來種引入、生產(chǎn)量高低，均會對生物多樣性發(fā)生重大影響。在生物多樣性成因探索中，不能忽視生物因素的作用。336．尺度問題生物多樣性的測定都是在一定尺度上進行的，一定空間或時間上的測度結(jié)果不能用于說明其他尺度上的問題。因此，在比較不同地區(qū)或不同生態(tài)系統(tǒng)類型生物多樣性的高低時，一定要有尺度概念，因為尺度大小不同，可能得到不同的結(jié)論。在探討生物多樣性的成因時，大尺度上物理因素起主導(dǎo)作用，但小尺度上生物因素可能是主要的。34三、生物多樣性的測度

（一）各種生物多樣性指標(biāo)的測定1.遺傳多樣性的測定種群內(nèi)的遺傳多樣性測定：豐富度(richness):同一種群內(nèi)在一個位點上等位基因的數(shù)目，用na表示。均勻度(evenness)：一個種群內(nèi)第i個等位基因的頻度(πi)。

πi＝f

i

/2N式中:N—種群的大小

fi—種群中第i個等位基因的數(shù)目

35

某一位點上等位基因的多樣性(豐富度和均勻度之綜合)：

Hdc=1/N∑fij

（i＜j＜na）式中:Hdc—等位基因的頻度

fij

—一個種群內(nèi)i個位點上第j個等位基因的數(shù)目36

2.物種和群落或生態(tài)系統(tǒng)水平上生物多樣性的測定

Wihttaker

總結(jié)出三種類型的生物多樣性:

多樣性即群落內(nèi)(或生境內(nèi))生物多樣性；

多樣性即群落間(或生境間)生物多樣性；

多樣性即地理區(qū)域的生物多樣性。37(1)

多樣性

多樣性是用于測量群落內(nèi)生物種類數(shù)量以及生物種類間相對多數(shù)的一種測量。38(2)

多樣性用來表示生物種類對環(huán)境異質(zhì)性的反應(yīng)。

生物多樣性是一個比較復(fù)雜的測度，它不僅描述生境內(nèi)生物種類的數(shù)量，同時也考慮到這些種類的相同性及其彼此間的位置。通常

多樣性被表示為群落間相似性指數(shù)或是同一地理區(qū)域內(nèi)不同生境中生物物種的周轉(zhuǎn)率。不同生境間或某一生境梯度上不同地段間生物種類組成的相似性越差，

生物多樣性越高。39

(3)

多樣性

多樣性高(即地理區(qū)域生物多樣性高)的地區(qū)一般出現(xiàn)在地理上相互隔離，但彼此相鄰的生境中。在這類生境中常?？梢园l(fā)現(xiàn)一些生態(tài)特征相近但分類特征極不相近的生物種類生活在一起。

多樣性主要用于描述生物進化過程中的生物多樣性。40

3.景觀多樣性的測定(1)景觀相對豐富度指數(shù)R=N/Nmax

式中:N—景觀中綴塊類型數(shù)目

Nmax—景觀中可能出現(xiàn)的綴塊類型總數(shù)的最大值

41(2)景觀多樣性指數(shù)

H=–

(pklnpk)式中:pk—綴塊類型k在景觀中出現(xiàn)的概率

n—景觀中綴塊類型的總數(shù)42

(3)景觀聚集度指數(shù)

C=Cmax+∑∑pijlnpij

式中:Cmax—聚集度指數(shù)的最大值2lnn;

n—景觀中綴塊類型的總數(shù);

pij—綴塊類型i與j相鄰的概率43

為更有效地進行自然保護規(guī)劃和自然資源的管理，以及及時地收集和分析有關(guān)生物學(xué)和生態(tài)學(xué)方面的數(shù)據(jù)，國際自然保護協(xié)會(theNatureConservancy，TNC)

發(fā)展了快速生態(tài)評估的方法。此方法具有靈活性和綜合性的特點，主要用來對一些沒有調(diào)查過的，或是地形復(fù)雜難以調(diào)查的，以及調(diào)查費用很高的地區(qū)進行快速的生物多樣性評估。（二）快速生態(tài)學(xué)評估(rapidecologicalassessment)44四、種絕滅與生物多樣性保護

(一）絕滅的概念絕滅就是一個種或一個種群已完全喪失了通過繁殖來維持生存的能力,殘存的個體已不能夠生存或生育后代。絕滅是一種極其復(fù)雜的現(xiàn)象,它既有生物內(nèi)部的原因,也有外部環(huán)境的原因,它既是偶然性的,也是決定性的。絕滅是生物進化過程的重要組成部分,它既可以看成是進化的結(jié)果,也可以被看成是進化的起點。45

（二）造成絕滅的原因生存條件的變更和破壞：(1)緩慢的地質(zhì)變化；(2)氣候變遷；(3)災(zāi)變事件。生物因素:物種自身發(fā)生、發(fā)展、衰老、死亡的過程。棲息地?fù)p失，片斷化和生境隔離:導(dǎo)致生境破碎化，生境面積變小，異質(zhì)性差;競爭能力下降。棲息地環(huán)境質(zhì)量惡化：資源過度開發(fā)等原因?qū)е律锷鏃l件的消失。外來種生態(tài)入侵：造成爆發(fā)性蔓延發(fā)生，破壞當(dāng)?shù)匚锓N的棲息生存環(huán)境，導(dǎo)致物種多樣性損失。物種絕滅的過程可以簡單的表述為：大種群→若干破裂小種群→小種群→滅絕。46

（三）絕滅和幸存的式樣

正常絕滅:這是自身的生物學(xué)特性，也是系統(tǒng)發(fā)生的必然,和一個個體的生命從誕生到死亡一樣,既是必然的,也是必需的,否則就沒有生物的繼續(xù)發(fā)展。47

大絕滅時期的絕滅：這是指在相對短的地質(zhì)時期內(nèi)，世界生物區(qū)系的多樣性遭受大規(guī)模的破壞，生物類群大規(guī)模消失的現(xiàn)象。在地質(zhì)歷史的化石記錄中有9次高滅絕率時期，其中奧陶紀(jì)、泥炭紀(jì)、二疊紀(jì)、三疊紀(jì)和白堊紀(jì)堪稱自然大滅絕的例證。48

近代以來的絕滅：人類進入高度文明的歷史時期以來，正經(jīng)歷著又一個生物物種空前大滅絕的時代，所不同的是，造成前幾次滅絕的原因是與自然災(zāi)難有關(guān)，而這一次卻是由于人口的增長和人類經(jīng)濟活動加劇所帶來的破壞。49

（四）絕滅的進化含義通過絕滅事件，地球生物圈反復(fù)地失去原來的多樣性，又反復(fù)地獲得新的多樣性，這樣不斷地推陳出新，使生物永遠(yuǎn)處于接近但免于達(dá)到死水般的平衡或飽和狀態(tài)，取而代之的是生物圈永遠(yuǎn)保持生機。50五、生物多樣性的經(jīng)濟價值

價值被分為直接價值和間接價值。探求給生物多樣性定價的方法一直是環(huán)境經(jīng)濟學(xué)（或生態(tài)經(jīng)濟學(xué)）的一個主要焦點。這些價值包括資源的市場價值、資源在自然狀態(tài)下未收獲而提供的價值以及資源的未來價值。51

(一)直接經(jīng)濟價值直接經(jīng)濟價值也叫使用價值或商品價值。是給予人們直接收獲和使用的那些產(chǎn)品的價值。直接經(jīng)濟價值包括消耗性使用價值和生產(chǎn)性使用價值。消耗性使用價值：用于自用并不出現(xiàn)在國內(nèi)外市場上的產(chǎn)品價值。如居住在靠近那些地方的人們常從他們周圍環(huán)境中得到相當(dāng)比例的物品以滿足他們的生計。如果由于自然資源過度開發(fā)使環(huán)境退化，那么，他們的生活水平將會下降，甚至可能達(dá)到難以生存的地步。52

生產(chǎn)性使用價值：是賦予產(chǎn)品的一種直接價值。如產(chǎn)品從野外獲得，并拿到市場上銷售。未加工的自然產(chǎn)品所體現(xiàn)的是起點價值；加工后的是零售價。例如，許多生物物種能為工業(yè)提供新的基本原料和用于農(nóng)作物的遺傳改良。又如，馬達(dá)加斯加長春花，從這種植物中提取的兩種特效藥對白血病和其他血癌有療效，用它治療兒童的白血病能提高10%～90%的保命率。53

(二)間接經(jīng)濟價值間接經(jīng)濟價值表現(xiàn)在許多方面，包括非消耗性使用價值，選擇價值，生存價值，公共財富資源和環(huán)境經(jīng)濟學(xué)。非消耗性使用價值是指既能給人們提供經(jīng)濟實惠、在使用過程中不需要獲取實物、生物多樣性又不會受到損耗。具體體現(xiàn)在：生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力，保護水資源，保護土壤，調(diào)節(jié)氣候，廢物處理，物種關(guān)系，娛樂與生態(tài)旅游，教育和科學(xué)活動，環(huán)境監(jiān)測。

54六、生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)功能

在生物多樣性的價值討論中，生物多樣性對生態(tài)系統(tǒng)功能的作用是近年來備受關(guān)注的問題。生態(tài)系統(tǒng)的功能可以分成基本功能和衍生功能，基本功能包括能量的傳輸、養(yǎng)分的運輸、水分的轉(zhuǎn)移以及CO2的轉(zhuǎn)換；在基本功能基礎(chǔ)上的衍生功能（或過程）則包括土壤形成和變化、養(yǎng)分吸收和釋放、有機質(zhì)的分解、水分吸收和蒸發(fā)、光合作用、牧食、傳粉、繁殖傳播和儲存、捕食、其他物種的相互作用以及對干擾的響應(yīng)等（Hobbs，1993）。55

在生態(tài)系統(tǒng)的功能過程中，物種的多少即多樣性或生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性究竟會起到什么樣的作用？生物多樣性影響生態(tài)系統(tǒng)功能嗎？物種在生態(tài)系統(tǒng)功能過程中的作用是否有大、小之分？56

普遍認(rèn)為多樣性的增加或減少，對一個生態(tài)系統(tǒng)所造成的影響的大小取決于所增加或減少的物種在該生態(tài)系統(tǒng)功能過程中的作用或地位。一個生態(tài)系統(tǒng)增加或減少一個物種后能否保持穩(wěn)定，可能取決于增加或減少物種的特性，是關(guān)鍵種，還是普通種、共生種或者冗余種。57七、生物多樣性保護技術(shù)與對策

（一）保護區(qū)的規(guī)劃及建立世界上絕大多數(shù)的生物種類僅僅在自然界中存在，因此保護生物群落及其生境是保護生物多樣性最有效的方法，甚至可以說這是保護生物多樣性的唯一方法，因為人類目前還沒有能力和完備的知識在人工環(huán)境中維持世界上大多數(shù)種的生存。所以，保護生物群落最主要的步驟之一是建立法律上合法的保護區(qū)。

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（二）自然保護區(qū)與持續(xù)發(fā)展目前，世界上已建立了許許多多面積不同大小的保護區(qū)。就我國情況來看，據(jù)1994年統(tǒng)計數(shù)據(jù)已有708個自然保護區(qū)，其總面積占國土面積的5.54%。其中，77個自然保護區(qū)屬于國家級保護區(qū)。而且，我國已建立了優(yōu)先保護物種及生態(tài)系統(tǒng)之名錄(中國生物多樣性保護行動計劃，1994)。59一、草原退化二、沙漠化三、土地利用與土地覆蓋變化

第三節(jié)土地荒漠化

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聯(lián)合國在1994年簽署的防治荒漠化公約中，把荒漠化定義為氣候變化和人為活動導(dǎo)致的干旱、半干旱和偏干亞濕潤地區(qū)的土地退化（landdegradation），主要表現(xiàn)為農(nóng)田、草原、森林的生物或經(jīng)濟生產(chǎn)力和多樣性的下降或喪失，包括土壤物質(zhì)的流失和理化性狀的變劣，以及自然植被的長期喪失。61一、草原退化

草原退化（rangelanddegradation）是荒漠化的主要表現(xiàn)形式之一。可以認(rèn)為，由于人為活動或不利自然因素所引起的草地（包括植物和土壤）質(zhì)量衰退，生產(chǎn)力、經(jīng)濟潛力及服務(wù)功能降低，環(huán)境變劣以及生物多樣性或復(fù)雜程度降低，恢復(fù)功能減弱或喪失恢復(fù)功能，即稱之為草地退化。62過度放牧造成草原退化6364冷蒿65狼毒冷蒿委陵菜66牛心撲子馬藺百里香冷蒿67

導(dǎo)致草原退化的因素是多種多樣的，自然因素中如長期干旱、風(fēng)蝕、水蝕、沙塵暴、鼠、蟲害等；人為因素中如過牧、重刈、濫墾、樵采、開礦等。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，過度的利用強度及不合理的資源利用方式是導(dǎo)致草地退化的主要原因。此外由于氣候的變化，干旱少雨、風(fēng)蝕風(fēng)化嚴(yán)重等自然因素也是造成草場沙化的不可忽視的原因。

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退化草地的恢復(fù)和治理是當(dāng)前草原建設(shè)的重要任務(wù)，多年來草地管理者和牧民總結(jié)出來的經(jīng)驗告訴我們，目前最好和最經(jīng)濟的辦法是圍欄保護，使過度利用的草地得以休養(yǎng)生息；此外還有季節(jié)性休牧、輪牧等等措施。69二、沙漠化

沙漠化是干旱、半干旱和部分半濕潤地帶在干旱多風(fēng)和疏松沙質(zhì)地表條件下,由于對土地的過度利用等因素,破壞了脆弱的生態(tài)環(huán)境,使原來并非沙質(zhì)荒漠的地區(qū)出現(xiàn)了以風(fēng)沙活動為主要標(biāo)志的土地退化過程(朱震達(dá)等,1981)。7071727374

沙漠化是荒漠化的一種表現(xiàn)形式，沙漠化導(dǎo)致地表逐漸為沙丘侵占,造成土地生物產(chǎn)量的急劇降低,土地滋生潛力的衰退和可利用土地資源的喪失,然而它也存在著逆轉(zhuǎn)和自我恢復(fù)的可能。這種可能性程度的大小及其時間進程的長短，則受不同自然條件（特別是水分條件）、沙漠化土地本身地表景觀的復(fù)雜程度及人為活動的大小而有不同。75

隨著土地沙漠化的加速發(fā)展,突然性風(fēng)沙災(zāi)害—強沙塵暴的發(fā)生頻率越來越高。

據(jù)統(tǒng)計，我國北方20世紀(jì)50年代共發(fā)生大范圍強沙塵暴災(zāi)害5次，60年代8次，70年代13次，80年代14次，90年代23次。2001年春季僅北京地區(qū)就遭受12次沙塵暴襲擊，沙塵暴出現(xiàn)時間之早、發(fā)生頻率之高、影響范圍之廣、強度之大為歷史上所罕見。沙塵暴給人類帶來的災(zāi)難是顯而易見的，但沙塵暴也有有益的一面。76

有研究表明，在海洋中，營養(yǎng)鹽硅的缺乏會造成浮游植物的死亡趨勢，由于浮游植物是生態(tài)系統(tǒng)能量流動和食物鏈的基礎(chǔ)，浮游植物的數(shù)量變化將會引起海洋生態(tài)系統(tǒng)的一系列的巨大變化，尤其是食物鏈的金字塔的頂端生物如魚類會造成絕跡。海洋中營養(yǎng)鹽硅的來源與沙塵在強風(fēng)的推動下，向海洋的近岸水域和遠(yuǎn)海中輸送大量的沙塵，也就是向海洋輸入大量的硅。營養(yǎng)鹽硅的輸入會使保證浮游植物的生長，浮游植物的生長要吸收大量的海水中的二氧化碳，并將碳隨著浮游植物的沉降帶到海底，作為大氣二氧化碳的匯，對維持大氣二氧化碳的平衡，起著十分重要的作用。77三、土地利用與土地覆蓋變化

土地覆蓋（landcover）是指陸地表面生態(tài)系統(tǒng)類型及其生物的和地理的特征，如森林、草地、農(nóng)田等。而土地利用（landuse）則是指對土地的利用方式。土地利用和土地覆蓋往往相互關(guān)聯(lián)。許多情況下很難將二者清楚地區(qū)分開來。78土地覆蓋/利用變化對生態(tài)系統(tǒng)

和經(jīng)濟可持續(xù)性的影響云大氣水文周期變化陸地河流和湖泊海洋變化：循環(huán),生物地球化學(xué)大氣變化：構(gòu)成,循環(huán)水蒸氣,二氧化碳,浮塵,其他溫室氣體太陽輻射變化反射土地覆蓋/利用變化：對自然生態(tài)系統(tǒng)的多效人影響的作用海潮生態(tài)系統(tǒng)海冰79毀林后出現(xiàn)了大面積的裸地80露天煤礦81油井82

對全球變化研究而言，土地覆蓋最重要的變化是森林轉(zhuǎn)化為農(nóng)田。由于人口增長的巨大壓力，使大面積森林被砍伐，林地轉(zhuǎn)化為農(nóng)田用于生產(chǎn)食物。其中熱帶森林的砍伐尤為嚴(yán)重。

森林被砍伐后大量的生物物質(zhì)通過燃燒和生物分解釋放出二氧化碳，造成大氣二氧化碳濃度增加。土地利用和土地覆蓋的變化直接改變著陸地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，以及區(qū)域乃至全球范圍內(nèi)的生物地球化學(xué)循環(huán)（biogeo-chemicalcycle，Schlesinger1991）。

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作為全球變化的一個重要內(nèi)容,土地利用與土地覆蓋變化對全球生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了巨大的影響,一方面通過影響氣候、土壤、水文以及地貌而對自然環(huán)境產(chǎn)生了深刻的影響,另一方面則造成了生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性、物質(zhì)循環(huán)與能量流動以及景觀結(jié)構(gòu)的巨大變化,使得生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生了改變。

84第四節(jié)可持續(xù)發(fā)展

12Phase3345可持續(xù)發(fā)展概論資源與可持續(xù)發(fā)展環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展人口與可持續(xù)發(fā)展生態(tài)恢復(fù)

85一、可持續(xù)發(fā)展概論

《布倫特蘭報告》對“可持續(xù)發(fā)展”下的定義是：“可持續(xù)發(fā)展是既滿足當(dāng)代人的需要，又不對后代滿足其需要的能力構(gòu)成危害的發(fā)展”。這個定義里包含了可持續(xù)發(fā)展的公平性原則（fairness）、持續(xù)性原則（substainable）、共同性原則（common），它是一種正確的發(fā)展觀。86

可持續(xù)發(fā)展的思想來源于可更新資源的持續(xù)利用，但真正把持續(xù)發(fā)展概念提到國際議程并使這一概念在全世界得到普及的是1987年“聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展世界委員會”(TheWorldCommissiononEnvironmentandDevelopment)發(fā)表的《我們共同的未來》（OurCommon

Future）一書,該書通常又稱為《布倫特蘭報告》。1992年6月在巴西里約熱內(nèi)盧舉行的“聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會”（UNCED）是人類有史以來最大的一次國際會議。大會最有意義的成果：《二十一世紀(jì)議程》。里約環(huán)發(fā)大會可以說是可持續(xù)發(fā)展從理論探討走向?qū)嶋H行動、從少數(shù)學(xué)者和政治家的倡導(dǎo)變成廣大群眾運動的分水嶺。87

作為哲學(xué)理念的可持續(xù)發(fā)展和可進入操作層次的可持續(xù)發(fā)展模式之間依然有著很大的距離，需要較長時間和切合實際的探討，其中一個至關(guān)重要的問題是如何評價可持續(xù)發(fā)展的狀態(tài)和可持續(xù)發(fā)展的程度，即可持續(xù)發(fā)展應(yīng)該由哪些標(biāo)準(zhǔn)來表征？88

可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系必須具有這樣幾方面的功能：①它應(yīng)該能夠描述和表征出某一時刻發(fā)展的各個方面的現(xiàn)狀；②它應(yīng)該能夠描述和反映出某一時刻發(fā)展的各個方面的變化趨勢；③它能夠描述和表征發(fā)展的各個方面的協(xié)調(diào)程度。89二、資源與可持續(xù)發(fā)展

資源是一切生產(chǎn)的基礎(chǔ)，是整個經(jīng)濟的食糧。在眾多的自然資源種類中，最為基本的資源是土地資源；水資源也是最為基本的資源；大宗礦產(chǎn)資源和能源資源是國民經(jīng)濟的“主食”，具有重要的戰(zhàn)略意義。人力資源在所有資源類型中，是唯一具有主觀能動性的資源，是在使用中不但不會耗竭，相反可以增值的資源。90

在自然界中凡是能提供人類生活和生產(chǎn)需要的任何形式的物質(zhì)均可稱為自然資源，它是人類賴以生存的基礎(chǔ)，是社會、經(jīng)濟發(fā)展的基本條件。然而，對于不同類型的自然資源，可持續(xù)利用具有不同的含義?？珊慕哔Y源因為不可再生，其可持續(xù)利用實際上是最優(yōu)耗竭問題，主要包括兩方面的內(nèi)容：①在不同時期合理配置有限的資源；②使用可更新資源替代可耗竭資源。對于可更新資源來說，主要是合理調(diào)控資源使用率，實現(xiàn)資源的永續(xù)利用。91

資源不足是“可持續(xù)性”成為問題的原因。資源供給不足與人口、經(jīng)濟發(fā)展的資源需求的矛盾是可持續(xù)發(fā)展的主要矛盾。在人口、經(jīng)濟發(fā)展對資源的壓力接近或超過資源的承載能力時，在既定的人口、經(jīng)濟背景下，制定合理的資源開發(fā)利用策略和方式，對于盡可能保證資源的可持續(xù)利用，具有決定性的意義。92三、環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展

環(huán)境的作用是提供資源，消納廢物，提供美學(xué)與精神享受，提供生命支持系統(tǒng)。環(huán)境保護是實施可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，離開了環(huán)境保護，可持續(xù)發(fā)展就是空談。環(huán)境與發(fā)展是密不可分的，保護環(huán)境的實質(zhì)也就是保護發(fā)展。

93四、人口與可持續(xù)發(fā)展

人口的不斷增長對環(huán)境的影響到底有多大？一般認(rèn)為，人口增長是環(huán)境惡化的決定性因素。其實，人口增長本身并不直接意味著對環(huán)境的破壞，但人口增長帶來的對滿足其生存需要而進行的各類經(jīng)濟活動卻可能對環(huán)境形成巨大的壓力。人口對經(jīng)濟發(fā)展的影響，主要取決于人口增長的數(shù)量和速度是否與經(jīng)濟發(fā)展相適應(yīng)。如果人口的增長與經(jīng)濟發(fā)展相適應(yīng)，人口就是經(jīng)濟發(fā)展的促進因素；反之，它就會阻礙經(jīng)濟的發(fā)展。94五、生態(tài)恢復(fù)

生態(tài)恢復(fù)是當(dāng)今生態(tài)學(xué)研究熱點之一，為眾多國家生態(tài)學(xué)界所重視。原因在于，隨著人口的增長和經(jīng)濟的發(fā)展，自然資源的掠奪性開發(fā)頻頻發(fā)生，環(huán)境惡化和生態(tài)退化不斷加劇。地球的資源是有限的，要使所有的生態(tài)系統(tǒng)提供無止境的商品和服務(wù)是不切實際的。因而，促進退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)功能的有關(guān)研究和實踐事關(guān)人類的生存，意義十分重大。95

恢復(fù)生態(tài)學(xué)(restorationecology)正是應(yīng)用生態(tài)學(xué)原理、方法，對人為干擾引起的群落或生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的改變進行恢復(fù)的科學(xué)，它是生態(tài)學(xué)的一門分支學(xué)科?；謴?fù)生態(tài)學(xué)總是和生態(tài)恢復(fù)聯(lián)系在一起的，生態(tài)恢復(fù)作為一種研究方法和手段，同時又是一種目的，恢復(fù)實踐為恢復(fù)生態(tài)學(xué)提供了發(fā)展理論的天地，反過來，恢復(fù)生態(tài)學(xué)又為生態(tài)恢復(fù)提供理論基礎(chǔ)。96

生態(tài)恢復(fù)是針對受損而言的，受損就是生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能和關(guān)系的破壞；因而，生態(tài)恢復(fù)就是恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)合理的結(jié)構(gòu)、高效的功能和協(xié)調(diào)的關(guān)系。生態(tài)恢復(fù)的目標(biāo)是把受損的生態(tài)系統(tǒng)返回到它先前的，或類似的、或者有用的狀態(tài)，最終使受損的生態(tài)系統(tǒng)明顯地融合在周圍的景觀中，或看上去類似或起的作用像某一熟悉且可接受的環(huán)境。由此可見，恢復(fù)不等于復(fù)原，恢復(fù)包含著創(chuàng)造與重建，當(dāng)然，這種創(chuàng)造與重建都是有原則的。

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恢復(fù)生態(tài)學(xué)的主要內(nèi)容就應(yīng)該是：1．干擾與致?lián)p干擾是使生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生變化的主要原因。按照干擾的來源，可分為自然干擾和人為干擾兩種類型。自然干擾是指火、冰雹、洪水、干旱、颶風(fēng)、泥石流、地震等偶發(fā)的破壞性事件，或?qū)ι鷳B(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和組成產(chǎn)生明顯的影響，或?qū)ι鷳B(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生破壞性甚至毀滅性影響；人為干擾是指森林砍伐、草原開墾、過度放牧、露天開采、大型工程等人類的生產(chǎn)活動和對資源的改造利用等過程對生態(tài)系統(tǒng)造成的影響。

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2．受損機制與受損過程這是恢復(fù)生態(tài)學(xué)最核心的問題，如果不了解受損生態(tài)系統(tǒng)本身的一些規(guī)律，不了解生物對脅迫因子的適應(yīng)機制，不了解養(yǎng)分循環(huán)、演替、競爭、捕食以及生物與非生物因子間相互作用的基本生態(tài)過程，也就不易制定有效的恢復(fù)措施。由于生態(tài)系統(tǒng)的受損是通過環(huán)境條件、生物組成、種群行為和群落功能的改變而實現(xiàn)的，因此，對受損機制的研究就必須深入研究生物個體、種群、群落及環(huán)境(土壤、小氣候)在不同致?lián)p因子及不同受損等級下的行為特征及變化過程。只有真正揭示了變化過程的實質(zhì)，找出可逆性損害與不可逆性損害的臨界點，才能為受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)提供理論和技術(shù)支持。99

3.恢復(fù)措施及恢復(fù)途徑對受損生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)過程的關(guān)鍵性理解之一，就是被干擾后演替的最終結(jié)果和它們與正常演替的關(guān)系。實踐證明，自然干擾和人為活動干擾的結(jié)果是明顯不同的。自然干擾作用使生態(tài)系統(tǒng)返回到生態(tài)演替的早期狀態(tài)。生態(tài)演替過程中一系列變化所產(chǎn)生的正負(fù)反饋作用，使演替趨于一種穩(wěn)定狀態(tài)(Cox，1969)。同時，生物種群總是不斷地使自然環(huán)境發(fā)生變化，從而使環(huán)境條件變得有利于其他種群，這樣就導(dǎo)致了物種的不斷取代，直到在生物與非生物因素之間達(dá)到動態(tài)平衡為止。而生態(tài)演