生態系統退化程度的診斷

摘要：隨著人口迅速增長和社會經濟的加速發展,人們對環境資源的過度使用和破壞,使生態系統的退化已成為普遍現象。然而在生態系統退化和恢復研究中，對於退化程度的診斷是首先遇到和必須解決的問題。

本文研究了生態系統退化程度的診斷特徵，研究進展；分析了生態系統退化程度診斷的途徑和可能指標(體系)；同時歸納了生態系統退化程度診斷的方法。

關鍵詞：1.退化生態系統的診斷特徵

生態系統從乙個穩定狀態演替到脆弱的不穩定的退化狀態,它在系統組成、結構、能量和物質迴圈總量與效率、生物多樣性等方面均會發生質的變化。與成熟生態系統相比(表l),退化生態系統表現出如下特徵:(l)在系統結構方面,退化生態系統的物種多樣性、生化物質多樣性、結構多樣性和空間異質性低。

(2)在能量學方面,退化生態系統的生產量低,系統儲存的能量低,食物鏈多為直線狀。(3)在物質迴圈方面,退化生態系統中總有機質儲存少,礦質元素較為開放,無機營養物質多儲存在環境庫中,而較少地儲於生物庫中。(4)在穩定性方面,由於退化生態系統的組成和結構單一,生態聯絡和生態學過程簡化,退化生態系統對外界干擾顯得較為脆弱和敏感,系統的抗逆能力和自我恢復能力較低。

2.生態系統退化程度診斷的研究進展

生態系統退化程度診斷對於生態恢復實踐的重要性,已被國內外很多學者所重視。如whisenant(1999)認為生態系統的退化存在兩個閾限，分別是由生物因子的相互作用和非生物因子的限制作用控制;hobbs和harris(2001)認為景觀水平的退化也存在兩個闌限,分別由生物聯結作用(biotic connectivity)的喪失和物理景觀功能(physical landscape function叩)的喪失所控制;mcintyre畔和hobbs(1999)探索了如何根據生境破壞與修復的程度來劃分景觀型別;杜曉軍等(2001)在對遼寧西部低山丘陵區生態系統退化程度的研究中,嘗試引人了數量分類方法,並通過生境退化的程度定量刻劃了生態系統的退化程度等。

當前生態系統退化程度診斷的研究大多仍停留在定性階段,這在一定程度上制約著生態恢復實踐和恢復生態學的發展,故函需開展退化生態系統退化程度診斷的深入研究。如何精確地確定退化生態系統的退化程度將是巫待加強的研究方向,也是該領域今後發展的方向和趨勢。

退化生態系統首先是組成和結構發生變化，導致其功能退化和生態過程弱化，引起系統自我維持能力減弱且不穩定。但系統成分和結構的改變是系統退化的外在表現，功能退化才是其受損本質。因而，診斷途徑一般有生物途徑、生境途徑、生態系統功能/服務途徑、景觀途徑、生態過程途徑等。

詳細情況如下：

3.1生物途徑

生物指標一般比較直觀，因而一般被當作最主要的診斷途徑。主要有：生物組成和數量：

植物、動物、微生物、生物多樣性（指數）、蓋度、密度、分布格局、年齡結構等。生物生產能力：生物量、生產力、光合作用大小等。

3.2生境途徑

主要指小氣候和土壤。小氣候指標包括：降水量、氣溫、光照、濕度等。

土壤理化性質中的絕大多數可以被用來作為診斷指標，尤其對退化生態系統來說，土壤養分、有機質含量，以及溫濕度的敏感性更高，是作為診斷指標的優先考慮物件。

3.3生態系統服務功能途徑

生態系統服務功能是指：生態系統與生態過程所形成及所維持的人類賴以生存的自然環境條件與效用；它不僅為人類提供食品、醫藥及其他生產生活資料，還創造與維持地球生命系統，形成了人類生存所必需的環境條件。生態系統退化的最終表現往往有生態功能與服務價值所體現。

這些功能主要包括：氣候調節、水調控、水土流失、物質迴圈、汙染淨化、文化娛樂價值等。也可以通過一般的生態功能所體現，如：

物種遷移、能量流動、物質迴圈、資訊流、生物生產等等。

3.4景觀途徑

生態系統退化一般會在大尺度上得到體現，景觀途徑判斷退化的指標如下；

景觀組成：鑲嵌體（大小、形狀和數量等），廊道（結構、型別）、基質與網路等。

景觀結構：異質性、景觀對比度等。

3.5生態過程途徑

生態系統發生退化，其生態過程特別是關鍵生態過程必然發生變化，也可以被作為退化程度的診斷指標。但由於，這類指標的結果難以獲得，且耗時耗力，不適於退化程度的快速診斷，適合於生態系統退化的長期跟蹤研究，但對建立生態系統退化模型具有重要價值。 4.

生態系統退化程度診斷方法

由於結構受損生態系統退化常常表現為乙個連續變化的過程，在退化程度、退化速度以及退化過程中的階段性，因此可以比擬為「逆行演替」，退化程度的判斷標準則是其對頂極生態系統的偏離。

基於這一認識，退化診斷指標需要包括生態系統的結構、功能、和生境條件三方面的因素，而這三方面涉及的引數很多，不可能都用來作為評價指標，在進行指標選擇時我們提出要考慮指標的綜合性、代表性、靈敏性、層次性和實用性的原則。根據診斷時選用的指標數並結合診斷的途徑，可把診斷方法分為單途徑單因子診斷法，單途徑多因子診斷法，多途徑綜合診斷法。

4.1 單途徑單因子診斷法

選用乙個診斷途徑的乙個指標進行診斷的方法稱為單途徑單因子診斷法。對於生物途徑來說，就是指示生物的方法。對於其他途徑來說，就是通過有指示意義的指標或因子來進行診斷，如乙個生境因子等。

4.2 單途徑多因子診斷法

選用乙個診斷途徑的多個指標來進行診斷的方法稱為單途徑多因子診斷法。

4.3 多途徑綜合診斷法

選用兩個或兩個以上的診斷指標進行診斷的方法為多途徑綜合診斷法。單途徑單因子診斷法和單途徑多因子診斷法都是通過建立指標體系的方法來進行生態系統退化程度診斷的，不同的是前者的指標體系是來自乙個途徑的，而後者的指標體系是來自多個途徑的。

總結：退化生態系統的診斷研究隨著生態環境的惡化引起了越來越廣泛的關注，但在一些理論方面未達成共識。如退化生態系統修復實踐。

而生態恢復的實踐需要理論指導,生態系統退化程度的診斷是為退化生態系統的恢復與重建服務的。建議盡快開展我國關鍵生態系統退化程度診斷，而數量化方法的借鑑與引人有助於對退化程度診斷的深入研究。希望未來我國有對生態系統退化程度的診斷有更成熟的研究，從而更好的實現生態系統的恢復。

生態系統退化程度的診斷

生態系統的結構

生態系統的結構

生態系統反思

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