浅谈流域生态系统健康评价
作者：罗珂指导老师：王进鑫
摘要：对流域进行生态健康评价，将为流域的规划、管理和保护以及流域综合治理提供决策依据。本文介绍了流域生态系统健康的特征和生态系统健康的主要制约因素，总结了流域生态系统健康评价的进展，着重阐述了流域生态系统健康评价尺度和方法。最后提出了今后生态系统健康评价的发展方向。
关键字：流域生态系统健康；进展；制约因素；尺度；评价；理论与方法
前言
自然生态系统提供了人类赖以生存和发展的物质基础与生态服务，维持健康的生态系统是实现人类社会经济可持续发展的根本保证。而作为环境管理的目的与基础，生态系统健康则为环境管理提供了新思路和新方法。在全球社会经济高速发展导致自然生态系统健康状况日益恶化的严峻形势下，生态系统健康及其评价研究不仅具有重要应用价值，而且丰富了现代生态学的研究内容，已成为当前生态系统管理的重要问题。从流域系统出发，评价系统的健康状况对于促进流域生态系统建设及稳定发展在理论和实践上都具有重要意义。
1 流域生态环境健康的概念
随着水土保持和生态环境建设的深入和经济社会的发展，国内外对于流域的综合治理已提高到流域的保育、健康等更高目标。分析生态系统演变过程，评价流域生态系统的健康状况，对于促进流域生态系统建设及稳定发展在理论和实践上都具有重要意义。目前，我国对于流域生态系统健康的评价研究仍然处于刚刚起步的探索阶段，因此对于该类问题的研究具有重大的意义和前瞻性。以流域为基本单元建立流域生态环境健康评价体系，主要基于以下2点。
1.1流域具有独特的自然地理条件和生态特征
流域作为一个相对完整的生态和地理单元，具有独特的自然地理条件。水文循环是全球自然过程中的重要组成部分，推动着生物圈物质和能量的交换和传递。陆地水文循环过程是在一定的自然地理单元中进行的，这个自然地理单元就是流域。由于陆地水文联系具有这种单元性，因而与水循环运动有关的其他自然过程或经济
过程也就有了单元性。以水循环为纽带，自然过程与经济过程在流域中相互联结，互相影响，从而形成一个复杂的自然经济综合系统。
1.2流域具有独特的经济发展模式和文化特征
人类自古逐水而居，黄河流域、两河流域、印度河流域和尼罗河流域孕育了文化品质迥异而光辉璀璨的人类文明。人类在依赖冲积平原进行农业生产的同时，又在与洪水进行斗争。洪水对人类文明的无数破坏与人类无数次的重建，形成了流域独特的经济发展模式和文化特征。尤其是在工业化社会，多数城市傍水而立，其工业布局和人口分布都与所处流域的自然地理条件息息相关，水资源的多寡、时空分布深刻地影响了流域内工农业的类型和特点。由此造成的各种问题也是流域性的。
对流域进行健康评价，将为流域的规划、管理和保护以及流域综合治理提供决策依据。以流域为单元，将流域内的生态系统、环境系统、社会经济系统纳入流域复杂系统进行分析，确定生态环境和社会经济各要素的内在联系，相互关系。并将各要素进行定量评估，为生态环境恢复和良性循环以及社会经济不断发展提供具有科学性、可操作性的现状分析和基础数据，显示其在基本状态上的发展趋势。针对评价结果对流域生态系统的某一层面采取相应保护、修复等对策措施，促进流域生态环境和经济社会全面、协调和可持续发展。
1.3流域生态环境健康的本质要求
流域生态环境健康的本质要求是:在水资源保护、水污染防治以及水生态环境改善过程中力求达到并保持的一种相对平衡的健康状态。健康流域指流域的这样一种特性，即可以自我持续发展，可以从各种不良的环境影响中自行恢复，其结构和环境功能达到相对最佳稳定状态。在自然条件下，健康的流域总是从一种原始状态向生物种类多样化、结构复杂化和功能完善化的状态发展。
2 生态系统健康的主要制约因素
生态系统健康的制约因素很多，多为人类活动所致。例如污染物排放、非点源污染、过度捕捞、围湖造田、水土流失、外来种人侵和水资源不合理利用等均是生态系统健康的主要制约因素。
(1)自然因素主要有:自然干扰的改变，如火灾、河流改道、地展、病虫害爆发等。可引起生态系统功能的消弱甚至消失；自然生态系统的退化，如草地生态系统的退化、森林生态系统的退化、土壤生态系统的退化等，可直接导致生态系统功能的减弱。
(2)人为因素主要有：过渡开发利用，指对陆地、水体生态系统的过渡收获，主要后果是物种的消失、生态系统结构的失调、功能的减弱甚至消失.如过度捕捞，人类对鱼类资源的需求激增，过度捕捞造成种群数量减少，破坏了生态系统原有的结构，致使其功能发生变化。由于植被破坏导致水土流失，水土流失所产生的泥沙会影响到水体的物理性质(浊度、透明度以及水的动力学性质等)，破坏水生生物群落的组成、结构和功能，导致水生态系统健康状况的恶化；物理重建指为了某种目的来改变生态系统结构和功能，可能导致生物多样性的减少，水质下降，有毒物质增加，从而影响生态系统健康。如围湖造田、围湖造田一方面缩小了湖泊面积，导致湿润生境丧失，引起水生植物的局域灭绝和干旱植物的入侵；另一方面，截断了湖群之间的物质、能量和物种交流，破坏了水生态系统的完整性，严重威胁水生态系统的存续这种行为的生态影响是毁灭性的；外来种的侵入引进外来种引起乡土种消失或生态系统水平的退化，值得指出的是，这些因家对生态系统健康的影响机理不一定相同，有时是单一因子的胁迫，有时是多因子综合胁迫，生态系统内个体、种群、群落和生态系统不同层次对胁迫的反映也不一致；环境污染加剧，如点源污染、工业废水和生活污水中含有多种有毒污染物和过量养分，它们对生态系统健康产生不同程度的影响。面源污染，现代农业中农药和化肥的大量施用，导致地表径流含有多种污染物和过量养分，经常引起水体污染和富营养化，使水生态系统的结构和功能发生改变。
3 流域生态系统健康评价进展
流域生态系统健康评价主要有两种方法[1]：一是指示物种评价法，二是指标体系评价法。指示物种法是陆地生态系统和水生生态系统健康评价的常用方法[2.3]。指标体系评价法首先要选用能够表征流域生态系统主要特征，其次要对这些特征进行归类区分，再次是确定每个特征因子在流域生态系统健康中的权重，最后选用适当方法进行综合[4，5]。国外利用指标体系评价法对流域生态系统进行健康评价主要有如下几种评价结构：
(1)以流域水环境评价为核心。这种评价结构主要侧重对流域水资源的物理、化学和生态特征的现状和变化趋势的评价，目的是为流域水资源的管理和治理提供决策依据[6]。
(2)以流域土地利用方式为核心。这种评价结构认为不透水面积是决定流域生态系统健康状况的关键性因素。尤其是在流域的平原地区，城市化面积较高，自然暴雨径流和水文模式被改变。因此，在城市化面积较高的流域和喀斯特地区，流域不
透水面积可作为重要参考指标[7]。
(3)“压力一状态一响应”。该评价结构不仅对流域生态系统现状和变化趋势进行了评价，而且在流域管理中可针对生态系统的变化趋势给出响应或治理对策。其中“压力”包括直接或间接的人类活动对环境的改变，“状态”主要指流域物理、化学和生物条件，或自然系统的状态，包括人类的健康和财富。“响应”包括政府行为或政策、部门、个人对环境改变的应对和治理[8]。
(4)“自然条件限制因子一流域生态健康指示因子一人类活动影响因子”。该评价结构综合考虑了流域生态系统禀赋和人类活动影响，通过健康指示因子反映流域健康状况[9]。
4 流域生态健康评价理论与方法
4.1 评价尺度
尺度通常是指观察或研究对象的空间分辨度和时间单位，它标志着对所研究对象细节的了解水平。在生态学中，尺度是指所研究生态系统的面积大小(空间尺度)或其动态变化的时间间隔(时间尺度)。以不同尺度研究时，内容也不相同[10]。流域生态系统是一个“社会一经济一自然”复合生态系统，可分为流域生态、经济和社会子系统三大部分。各要素在时间和空间上以社会需求为动力，以流域可持续发展为目标，通过投入产出链渠道，运用科学技术有机组合在一起，构成一个开放的系统。监测和评价流域生态系统健康须从流域生态系统的结构和功能研究人手，从单
一子系统、小集水区、整个流域复合系统、流域与流域之间以及这些不同层次对干扰和环境变化的响应等尺度上考虑，结合干扰周期和生物特征(见表1)[11]，建立长期时间尺度上的健康监测指标，研究流域生态系统动态和演替过程。具体来说，可以从两个层次上开展流域生态系统健康的研究。第一层次：将整个流域视为一个水陆相互结合、相互作用的大系统，关心流域内不同组成子系统之间的物质能量流动规律及其健康状况；第二层次：研究流域各主要组成系统的结构与功能，如河网、湖
泊、自然植被、农田、城市等，关心这些系统本身的物质能量流动规律、健康状况及其对整个流域健康的影响。
4.2 评价方法
流域生态系统健康评价的最佳途径是微观与宏观相结合的综合性研究[12]。具体方法有指示物种评价法和指标体系评价法。
4.2.1 指示物种评价法
指示物种评价法是陆地生态系统和水生态系统健康评价的常用方法[13，14]。指示物种评价生态系统健康主要是依据生态系统的关键物种、特有物种、指示物种、濒危物种、长寿命物种和环境敏感物种等的数量、生物量、生产力、结构指标、功能指标及一些生理生态指标来描述生态系统的健康状况。指示物种评价法比较适用于流域内自然生态系统的健康评价。鉴于流域生态系统的复杂性，经常需要采用一些指示类群来监测流域内自然生态系统健康。指示物种评价法包括单物种生态系统健康评价和多物种生态系统健康评价。单物种生态系统健康评价主要是选择对生态系统健康最为敏感的指示物种，这一物种是特定生态系统所具有并对环境因子特别敏感，当生态系统的某一项或几项环境因子发生微小变化时，都会对这一物种的生长特征(生物量、活性、形态等)产生影响。同时，这一物种的多少也可以指示这一特定生态系统受胁迫的程度，也能反应生态系统对这一胁迫影响的反馈程度及特定生态系统的恢复程度。多物种生态系统健康评价主要是指在某一生态系统内，选定指示生态系统结构和功能不同特征的指示生物，建立多物种健康评价体系，这一体系内不同的指示物种指示了生态系统不同特征(结构、功能等)的健康程度，反应了生态系统不同特征的负荷能力和恢复能力，这是评价流域内自然生态系统的较好的方法。由于流域自然生态系统的复杂性，通常采用多物种生态系统健康评价法，即从流域内陆地生态系统、水陆交错带生态系统和水生态系统中选取指示各生态系统结构和功能不同特征的指示生物，建立多物种健康评价体系来综合评价流域自然生态系统健康。虽然采用指示物种评价生态系统健康的研究取得了很大进展，成为生态系统健康研究的常用的基本方法，但是仍然存在着一些问题[15]。
4.2.2 指标体系评价法
前面介绍的流域自然生态系统健康评价的指示物种方法虽然简便易行，但存在一些不足，比较明显的起码有5点:①应该选择不同组织水平的物种类群；②应该考虑不同尺度；③同一组织水平内应考虑到指示物种间的相互作用；④应考虑到指示
物种在不同尺度转换时的监测指标变化；⑤未考虑流域内社会经济和人类健康参数，不能全面反映流域生态系统的健康状况。因此，必须建立包括社会经济和人类健康指标在内的指标体系，对大量复杂信息进行综合。指标体系法评价流域生态系统健康首先要选用能够表征流域生态系统主要特征的指标；其次要对这些特征进行归类区分，分析各个特征对生态健康的意义；再次是对这些特征因子进行度量，确定每个特征因子在流域生态系统健康中的权重系数，每类特征因子在流域生态系统健康中的比重；最后建立流域生态系统健康评价的指标体系。针对流域内不同类型的生态系统，其特征因子、特征因子的权重、各类特征因子的比重及评价指标体系是不一样的[16]。
5 生态系统健康评价的发展方向
生态系统健康评价具有很大的应用价值，但是，针对一个或一类生态系统，如何去评价它的健康程度?用哪些因子去度量?这些度量因子的健康标准是多少?通过哪些途径评价生态系统的稳定性、持续性和完整性?这些问题仍需进一步探讨。
生态系统健康评价应该发展适用于特定生态系统的框架，最重要的是考虑生态系统本身的结构和功能，在此基础上，明确区分特定生态系统的胁迫状况，辨识出最危险的组分和最应该重视的问题。同时应该研究环境胁迫与生态参数康指标的管理对策[17]。
从生态系统健康研究的现状，大致可以总结出它的两个发展方向：一是实验科学的数量化或半数量化的生物学途径。主要包括生物指标、物种丰富度、多样性和均匀度、多元分析方法、生物完整性指数、生态系统结构和功能途径等；二是通过实验科学的定量化和半定量化与理论科学和技术科学相结合的发展方向[18]。退化生态系统的保护和恢复迫切筋要生态系统健康评价技术，以期获得对尚不明确的生态系统恢复健康状态的综合评价由于对生态系统途径、生态系统完整性等的定义还比较模枷，因此应该采取一个更加全面和完整的方式，把实验科学的定量化和半定量化能力与现实和适当的理论科学和技术科学相结合进行综合性健康评价途径。
参考文献
[1]罗初跃,周忠轩,等.流域生态系统健康评价方法[J].生态学报,2003,23(8)：1606—1614.
[2]於琍,李克让.全球气候变化背景下生态系统的脆弱性评价[J]..地理科学进展.2005,24(1)：
61-69.
[3]燕乃玲,虞孝感.生态系统完整性研究进展[J].地理科学进展,2007,26(1)：17～25.
[4]吴刚,蔡庆华.流域生态学研究内容的整体表述[J].生态学报,1998.18(6)：575—581.
[5]陈星,周成虎.生态安全：国内外研究综述[J].地理科学进展,2005,24(6)：8—20.
[6]郭秀锐,毛显强.城市生态系统健康评价初探[J].中国环境科学,2002,22(6): 525-529.
[7]周文华.基于熵权的北京城市生态系统健康系统模糊评价[J].生态学报,2005,25(12):3244-
3251.
[8]桑燕鸿,吴仁海,等.城市生态系统健康综合评价[J].应用生态学报,2006,17(7): 280-1285.
[9]官冬杰,苏维词.城市生态系统健康评价方法[J].环境科学学报,2006,26(10): 1716-1722.
[10] 郭秀锐,,毛显强.城市生态系统健康评价初探[J].中国环境科学,2002,22(6): 525-529.
[11]姜付仁,刘树坤,陆吉康.流域可持续发展的基本内涵[J].中国水利,2002( 4) : 20-21.
[12]李春晖等.流域生态健康评价理论与方法研究进展[J].地理科学进展,2008(1):9-17.
[13]孔红梅,赵景柱等.生态系统健康评价方法初探[J].应用生态学报,2002,13(4)：486—490.
[14]马克明,关文彬,等.生态系统健康评价:方法与方向[J].生态学报,2001,21(12):2106—
2116.
[15]崔保山,杨志峰.湿地生态系统健康研究进展[J].生态学杂志,200l,20(3)：31-36.
[16]周文华,王如松.基于熵权的北京城市生态系统健康模糊综合评价[J].生态学报,2005,25
(12): 3244-3251.
[15]蒋卫国,李加洪,等.辽河三角洲湿地生态系统健康评价[J].生态学报,2005,25(3): 408-
414.
[16]陈铭,张树清,王志强,等.基于GIS的蛟流河流域湿地生态系统健康评价[J].农业系统科学
与综合研究, 2006, 22(3): 165-168.
[17]陈正华,王建.利用遥感技术建立干旱半干旱地区草地生态健康模型[J].遥感技术与应用,
2005, 20(6): 558-562.
[18]谢花林,李波,等.西部地区农业生态系统健康评价[J].生态学报, 2005, 25(11): 3028-
3036.
河流生态系统健康评价及展望 1引言 人类社会的可持续发展归根结底是生态系统的可持续发展问题，而生态系统管理是合理利用和保护资源、实现可持续发展的有效途径[1]。河流对人类的发展非常重要,不仅可提供食物、工农业及生活用水,还具商业、交通、休闲娱乐等诸多服务功能。作为重要的生态系统类型，河流生态系统还是生物圈物质循环的主要通道之一，很多营养盐及污染物在河流中得以迁移和降解[2]。但在过去的几十年中，河流生态系统不断受到人类活动的干扰和损害。随着工业文明的迅速发展，人类对水资源的需求大量增加，很多河流因用水过度而面临断流或枯竭；此外，大量污染物的排入和森林及河岸缓冲带的乱砍乱伐严重影响了河流水环境状况，其结构受到极大破坏，诸多生态功能也因人类活动的干扰而逐渐丧失。在1999年联合国环境计划署组织的“面向21世纪水资源委员会”对流域面积最大的25条世界大河进行调查后的总结报告中指出，世界的大江大河水质欠佳，多数河流水量日益减少，而污染程度则日渐加重。 在被调查的河流中，中国的黄河，流入中亚咸海的前苏联锡尔河、阿姆河，美国科罗拉多河，印度的恒河和墨西哥的莱尔马河6条河水质极差，被评为最不卫生的河流；只有南美的亚马逊河、印度支那半岛的湄公河和北美的圣劳伦斯河水质较好。由此可见，如何维持现有河流生态系统的服务功能，修复受损系统，促进河流及其流域的经济、社会和环境的可持续发展已经成为一个全球性的问题。作为可持续发展概念的一个重要目标，恢复和维持健康的生态系统迅速成为科学家的共识，用健康来描述一个环境的状况是科学发展和社会价值观进步的必然结果，维持和恢复一个健康的生态系统已成为近年来环境管理的重要目标[3-5]。生态系统健康评价在森林、河流、农田、湿地等不同类型生态系统领域迅速展开[6-8]。而如何评价河流生态状况正成为水利科学、环境科学和生态学领域研究的热点之一。研究河流健康状况的评价不仅可应用于对河流现状的客观描述和评估，而且有助于管理决策者确定河流管理活动，对于河流的可持续管理及区域生态环境建设都具有非常重要的意义。 2生态系统健康概念 生态系统的概念首先是由英国植物生态学家A.G.Tansley于1935年提出的，最初定义是包括一个定义的空间中所有的动物、植物和物理环境的相互作用，以及由生物与环境形成的自然系统。其后有Lindeman. R的能量动态理论、Odum家族提出的生态系统发展中结构和功能特征的变化规律、Kumar. H. L的超级系统理论，以及马世骏等提出的社会－经济－自然复合生态系统模型（SENCE）等。总之，生态系统是一定空间范围内，有生物群落与其环境所组成，具有一定时空格局，它自身借助于功能流而形成的稳定系统。它具有整体性、生态功能、服务功能、自我维持和调控功能，并且具有动态的、生命的特征，是一个复杂的生命有机休，具有健康、可持续发展特性。因此，对生态系统进行健康评价研究甚为重要。
近年来，我国在社会经济高速发展、城市化进程加快的同时，城市河流的水质遭到恶化，水生态系统受到严重破坏，从而导致城市水体功能的退化和降低。城市河流生态系统受到了来自自然和人为因素的巨大压力，在各类直接或间接、潜在或显在、独立作用与累积干扰的作用下，城市河流生态系统整体状况及生态过程受到严重影响，但是，以往的针对水质、河岸带、河道等单要素的研究无法全面的反映城市河流生态系统的状况，需要以一种综合的、生态系统层次上的方式对其进行研究。在这一背景下，研究城市河流生态系统健康的理论体系和评价方法，系统地诊断城市河流生态系统健康存在的问题和相互关联，为城市水环境质量改善提供理论依据和理论支持。 １ 城市河流生态系统及其健康的内涵 １．１ 河流生态系统 河流生态系统是指在河流内生物群落和河流环境相互作用的统一体，河流生态系统是动态的、开放的、连续的系统，具有典型的结构特征和独特的服务功能［１］，它包括陆地河岸生态系统、水生态系统、相关湿地及沼泽生态系统在内的一系列子系统，是一个复合生态系统。 河流生态系统的结构是指系统内各组成因素（生物组分与非生物环境）在时空连续及空间上的排列组合方式、相互作用形式以及相互联系规则，是生态系统构成要素的组织形式和秩序。河流生态系统同其他水域生态系统一样，具有一定的营养结构、生物多样性、时空结构等基本结构。河流生态系统服务功能是指人类直接或间接从河流生态系统中获取的利益。按照服务功能性质分类，河流生态系统服务功能主要可分为淡水供应、水能提供、物质生产、生物多样性的维持、生态支持、环境净化、灾害调节、休闲娱乐和文化孕育等。 １．２ 概念和内涵 城市河流包括自然形成和人工开挖的流经城市区域的运河、河流、渠道，是城市的资源和环境载体，关系到城市的生存、发展，是影响城市风格和美化城市环境的重要因素。 “健康”即指系统在各种不良环境影响中，结构 城市河流生态系统健康及其评价 Urban River Ecosystem Health and Its Evaluation ■ 边 博（河海大学环境科学与工程学院，南京 ２１００９８） ■ 程小娟（扬州环境资源职业学院，江苏 ２２５００９） 摘 要 介绍了城市河流生态系统健康的概念、内涵、特征以及研究尺度，阐述了河流生态系统健康评价的方法和评价指标体系，并指出了河流健康评价方法的发展方向，以及对我国河流管理的现实意义。 关键词 城市河流 生态系统健康 评价方法 指标体系
文章编号: 1001-4675(2003)04-0330-06 生态系统健康评价研究方法与进展Ξ 张宏锋, 李卫红, 陈亚鹏 (中国科学院新疆生态与地理研究所,乌鲁木齐 830011) 摘 要:生态系统是人类生存的依托条件,生态系统是否健康直接影响到人类的生产、生活。由于生产力的不断发展及资源利用水平的不断提高,人类对生态系统的影响越来越大,其直接后果就是生态系统发生病变,导致生态系统服务功能丧失。在阅读国内外有关生态系统健康文献的基础上,综述了生态系统健康的发展过程、概念、范畴、指标、评价方法及存在的问题,旨在反映当前生态系统健康研究的状况,同时能为环境保护和生态系统恢复提供一些建议和方法。 关键词:生态系统;健康;评价方法 中图分类号:Q146 文献标识码:A 生态系统是一定空间内由生物群落及其环境组成的具有一定格局,借助于功能流(物种流、能量流、物质流、信息流和价值流)而形成的稳态系统〔1〕。人类作为生态系统的一个组分,与生态系统中环境的关系密切,表现为人类社会与经济活动愈强烈,对生态系统的干扰就愈大。尤其近50a来,随着对自然资源利用水平的不断提高,各种工业活动排放的三废(废液、废物、废气)大量排入生态系统,超过了生态系统的自净能力〔2〕;盲目的毁林开荒破坏了森林生态系统健康,使森林自然生态系统失去平衡,失去了涵养水分、防风固沙的能力;对草地的过度利用,使草地退化;植被覆盖度降低,加剧了土地荒漠化过程和沙尘天气的发生〔3～6〕。鉴于此,科学家们提出了生态系统健康(Ecosystem health)概念,希望尽早制止生态系统的恶化,强调应用保护人类健康的范例来保护生态系统健康。 1 生态系统健康的提出和发展过程 生态系统健康的提法可追溯到20世纪40年代。1941年美国生态学家、土地伦理学家Aldo. Leopold首先定义了土地健康(Land health)〔7〕;60-70年代,生态学得到迅速发展,Woodwell和Barrett 提出胁迫生态学〔8,9〕;进入80年代,Rapport等研究了生态系统在胁迫状态下的行为,认为它在逆境下的反应不具有自主性〔10〕。Costanza和Rapport等科学家认为,现在世界上的生态系统在胁迫下发生问题,不能像过去一样为人类服务。他们认为,生态系统健康的概念可引起公众对环境退化问题的关注〔1,11〕;1988年Schaeffer〔12,13〕等首次提出了有关生态系统健康度量的问题,但没有明确定义生态系统健康;1989年,Rapport〔12,14〕论述了生态系统健康的内涵。 1989年国际“水生生态系统健康与管理学会”在加拿大成立,这是国际上首次成立的有关生态系统健康的学术团体,其宗旨是促进与发展整体的、系统的和综合的方法保护与管理全球水生资源。1990年10月,学术界、政府、商业和私人组织等各界代表在美国召开了关于生态系统健康定义专题讨论会。1991年2月,在美国科学促进联合年会上,国际环境伦理学会召开了“从科学、经济学和伦理学定义生态系统健康”讨论会。1994年,31个国家的900名科学家聚集在加拿大渥太华,召开了“国际生态系统健康与医学研讨会”,会议集中在生态系统健康评价、人与生态系统相互作用的检验、基于生态系统健康的政策3个方面,并希望组织区域、国家和全球水平的管理,评价和恢复生态系统健康的研究。同时宣告“国际生态系统健康学会(ISEH)”成立。1996年,ISEH召开了“第二届国际生态系统健康学研讨 第20卷 第4期2003年12月 干旱区研究 ARID ZON E RESEARCH Vol.20 No.4 Dec. 2003 Ξ收稿日期:2002-12-16; 修订日期:2003-06-10 基金项目:国家自然科学基金(90102007)和中国科学院知识创新项目(KZCX1-08-03). 作者简介:张宏锋(1978-),男,硕士研究生,研究领域为环境科学.E-mail:zhanghf77925@https://www.doczj.com/doc/704129909.html,.
第十三章水域生态系统 第一节概述 水域生态系统包括陆地上的地表水域和海洋水域。地表水主要包括河流和湖泊两种水体，还有冰川及沼泽地。冰川是“天然固体水库”，也是河流的重要补给水源。沼泽湿地是重要的生物资源的栖息地，包括淡水湿地和滨海湿地广阔的海洋蕴藏着丰富的资源。 一、河流的流域 河流可划分为两大部分，一部分为注入海洋的外流流域，另一部分则是流入封闭的湖海或消失于沙漠、盐海，而不是与海洋沟通的内陆流域。 我国的外流流域面积，占全国总面积的64%，它们分属于太平洋流域、印度洋流域和北冰洋流域。内陆流域只占全国总面积的36%，主要分布在西北干旱地区和青藏高原境内。 二、湖泊 湖盆的成因是多种多样的，它们可以是构造运动、火山活动等内.力作用形成的湖盆，一也有些是冰川、风力等外力作用塑造而成的。我国天然湖泊面积在1k㎡以上的有2 800余个，总面积达80000以上，湖泊率为0.8%。其中面积较大的有青海湖、鄱阳湖、洞庭湖和太湖等。除天然湖泊外，由于各种需要还兴建了成千上万个大小不等的人工湖泊—水库。主要湖泊见表13-2
三、湿地 湿地(wetland)的是介于陆地和水生环境之间的过渡带，并兼有两种系统的某些特征。这是早期一般学者的认识。1971年湿地公约中，把湿地的基本概念认为“湿地系指不论其为天然或人工、常久或暂时的沼泽地、泥炭地或水域地带，带有或静止或流动，或淡水、半咸水或咸水水体者，包括低潮时水深不超过6m的水域，湿地具有调节水循环和作为栖息地养育丰富生物多样性的基本生态功能。 一些科学家把湿地称为“自然之肾”，原因在于其在水分和化学物质循环中所表现出的功能及在下游作为自然和人类废弃源的接收器的功能上，也可以作为地下水和地面水以及具有排洪、蓄洪功能。在某种意义上来说湿地在景观中为动植物区系提供了独立的生境。 据统计，全世界共有湿地8558×106 k㎡，占陆地总面积的6.4%(不包括滨海湿地)，其中以热带比例最高，占湿地总面积的30.82%,寒带占29.89% ,亚热带占25 25.6%，亚寒带占11.89%(表13-3)。 ，
第26卷第10期2006年10月 环 境 科 学 学 报 Acta Scientiae C ircu mstanti a e V o.l 26,N o .10O ct .,2006 基金项目:国家自然科学基金(No .40261002;40561006);重庆市自然科学基金(N o .2004(8410));重庆市教委科研项目(No .K J 050808);贵州省优秀青年科技人才项目(N o .黔科合人字(2005)0513);贵州省省长基金(No .(2006)055) Supported by the NationalNatural Scientific Foundati on (N o .40261002;40561006),Natural Scientific Foundati on ofC hongq i ng(No .2004(8410)),Scientific Res earch It e m ofEducati on alCo mm i ttee of Chongqi ng(No .KJ050808),ExcellentYouth Scientific and Technol og i calTal en ts 'Ite m s ofGuiz h ou Prov i nce(N o .(2005)0513)and Part of Presi d enti al Foundati on of Gu i zhou Provi n ce 作者简介:官冬杰(1980 ),女,硕士研究生,E m ai:l guandongjie_2000@https://www.doczj.com/doc/704129909.html,;*通讯作者(责任作者),E m ai:l s uw eic@i si na .co m Biography :GUAN Dong ji e(1980 ),fe m al e ;*Corres ponding aut hor ,E m ai:l s uw e i c@i si na .co m 官冬杰,苏维词.2006.城市生态系统健康评价方法及其应用研究[J].环境科学学报,26(10):1716-1722 Guan D J ,Su W C .2006.S t udy on eval uati on m ethod f or urban ecosyste m healt h and its applicati on[J].Act a Sci en ti ae C i rc um st an ti ae ,26(10):1716-1722 城市生态系统健康评价方法及其应用研究 官冬杰1 ,苏维词 1,2,* 1.重庆师范大学地理科学学院,重庆400047 2.贵州科学院山地资源研究所,贵阳550001 收稿日期:2005 12 16 修回日期:2006 06 28 录用日期:2006 07 25 摘要:通过定性和定量分析建立了一套相对完整的评价指标体系,采用因子分析法赋予指标权重,应用模糊数学方法构建评价模型,并对重庆市城市生态系统健康状态进行了实例研究.结果表明,重庆生态系统健康在结构功能方面属于病态;可持续利用能力和动态变化方面属于亚健康状态,城市生态系统健康综合状况属于亚健康状态.以北京、天津、上海作为参比城市进行了对比评价,得出北京、天津和上海也均处于亚健康状态的结论;但4个城市生态系统整体健康状况排序为:上海、北京、天津、重庆.通过此评价,明确了重庆城市生态系统健康的状况及其影响因子,了解了重庆与其它3个直辖市的健康差距,为重庆城市生态规划与保护提供科学依据.关键词:城市生态系统健康;评价指标;评价模型;重庆市 文章编号:0253 2468(2006)10 1716 07 中图分类号:X826 文献标识码:A Study on eval uation m ethod for urban ecosyste m health and its application GUAN Dong jie 1 ,SU W e ici 1,2,* 1.Geography Sci en ce I n stitute ,C hongq i ng N or m alUn ivers i ty ,Chongqi ng 400047 2.Instit u te ofM oun t ain Resou rces ,Gu iz hou A cade m y,Gu i yang 550001 R ecei ved 16Dece mb er 2005; recei ved i n rev i sed f or m 28J un e 2006; accepted 25J u ly 2006 A bs tract :The eval u ati on m et hod of u rban ecosyste m hea l th w as e mphati call y d i scu ss ed.By qualitati ve and quantitati ve anal ys i s , a set of relativel y i n t egrated eval u ati on i ndexes syste m w as b rought f ort h.M oreove ,factor anal ysis w as e m ployed t o g i ve i ndexes w ei gh t ,and f u zz y m at he m ati cs was u tilized t o estab lis h t he eval u ati on m ode.l Then the s it uation of urban ecosyste m health i n Ch ongq i ng w as study as a cas e .The resu lts i nd i cated that i n t h e s tructural f unction aspect ,ecosyste m health ofC hongq i ng w as situat ed i n sick state ,t h e ab ili ty of sustai nab le u tili zati on and dyna m i c changew ere s i tuated i n sub-healthy stat e ,and the co m prehens i ve cond i ti on s of urban ecosyste m health w as s i tuated i n s ub heal thy state .Subsequen tly ,by con trastivel y eval uati on w i th B eiji ng ,T i an ji n,Shanghai as the reference ci ti es , it w as con cluded t h at these three cities w ere also situat ed i n s ub -hea l thy state . H o w ever ,t he i n tegrated cond itions of urban ecosyst e m h ealt h of t h ese four cities f oll o w ed as t he sequen ce :Shanghai>Beiji ng>T ian ji n >Chongqi ng .C onsequen tly ,the eval u ati on cou l d m ade clear t h e conditi on and i n fl uen ci ng factors of urban ecosyst e m h ealt h of Chongq i ng .The healt h gap bet w een C hongq i ng and the ot her t h ree m un ici pali ti es w as reali zed d irectl y under t he central governm en t i n C h i na ,wh ich provi d ed a scientific basis for progra mm i ng and p rotecti ng of urban ecology ofC hongq i ng . K eywords :u rban ecosyste m healt h ;eval u ati on i nd icat or ;eval u ati on m ode;l Chongq i ng 1 引言(Introducti o n) 随着人们环保观念的增强,对生态系统健康的 研究也越来越深入(Rappor,t 1992;Ca ir ns et a l .,1993;C allicot,t 1995;R appor,t 1999;袁兴中等, 2001;孔红梅等,2002;刘敏超等,2005;赵伟等,2005).众多学者对生态系统健康概念、评价指标选择和方法等方面进行了研究,但概念性和宏观的研 究内容多,对各类型生态系统(如河流、森林、农田湿地生态系统等)健康的专门性研究少(刘永,
湖泊生态系统，湖泊生态系统与溪流生态系统一样属于淡水生态系统，不同的是在于水并没有流动。含氧量相对较低，而且污染也会比溪流生态系统严重的多。湖泊水域通常深度深，因此阳光不易到达池底，缺乏生长于池底的大型藻类，此区生产者多为浮游藻类。 湖泊生物群落分层与分带都很明显，主要体现出以下几个特点：一是水生植物由挺水植物、漂浮植物和沉水植物组成；二是在各种各样的植物上生活着各种水生昆虫及螺类；三是浅水层中生活着各种浮游生物及鱼类等；四是深水层有大量异养动物和嫌气性细菌；五是水体的各部分广泛地分布着各种微生物。 在湖泊生态系统中，各类水生生物群落间、水生生物群落与水环境间始终维持着特定的物质循环和能量流动，从而构成一个完整的生态单元。随着地壳的不断变迁，就会发生由湖泊到陆地的演变。人类如果继续违背自然规律，进行无节制的破坏活动，如围湖造田，将会加速这种演变的进程。 湖泊生态系统退化原因 湖泊生态系统是一个复杂的综合体系，它是盆地和流域及其水体、沉积物、各种有机和无机物质之间相互作用、迁移、转化的综合反映湖泊生态系统的演化，有其自然过程和人类活动干扰与干预的过程。目前我国的湖泊富营养化过程主要是人类活动的干扰过程所致湖泊富营养化，是指由于营养元素的富集导致湖泊从较低营养状态变化到较
高营养状态的过程这个过程可能导致水生植物的生长被抑制；生物多样性下降；蓝、绿藻水华暴发，甚至引起沉水植物的急剧消失和以浮游藻类为主的浊水态的突然出现。也就是说湖泊富营养化是指湖泊由于营养元素的富集导致湖泊生态系统的退化，进而使水质恶化的过程营养元素的富集，包括外源输入如人类活动和干扰、湿地沉降和内源富集与释放的物理、化学、生物等过程，是湖泊富营养化发生的根本要素。它的不同发展阶段可用湖泊营养状态分类指标来描述。湖泊生态系统的退化是湖泊富营养化发展过程的中间环节，是一个复杂的生命演化过程，并且有不同阶段的正、负反馈作用；而水质恶化是湖泊富营养化发生的结果，可用地表水质评价标准来定量描述这是一个动态的连续过程，而不是静止的状态，但在这个动态连续过程的不同阶段又可用定量的状态指标来表达；同时，湖泊营养物质、生态系统和水质是富营养化过程不可分割的组成部分，是一个动态的整体。 富营养化治理与湖泊生态修复 富营养化湖泊的治理和湖泊生态系统修复的实践，其主要特征是首先对受污染的湖泊进行高强度的治污，投入大量的物力、财力、人力对湖泊流域的污水进行截流并统一进行处理，达标后排放入湖目前看来，过去对富营养化湖泊的治理过程存在一些误区，首先在认识上对湖泊富营养化治理的复杂性和长期性缺乏足够的认识，在行动上表现为急功近利、头痛治头脚痛医脚的倾向，总想在短期内就能使湖泊变清，具体表现为仅考虑湖泊局部环境的治理而忽视流域整体的污水治
International Journal of Ecology 世界生态学, 2019, 8(4), 303-309 Published Online November 2019 in Hans. https://www.doczj.com/doc/704129909.html,/journal/ije https://https://www.doczj.com/doc/704129909.html,/10.12677/ije.2019.84040 Study on Assessment Method of Water Ecology Environmental Health Yuequn Huang1,2, Qing Zhang1,2, Jieyue Li1,2, Shoukun Huang1,2, Zhiqiang Wu1,2, Shiqi Yang1,2 1Collaborative Innovation Center for Water Pollution Control and Water Safety in Karst Area, Guilin University of Technology, Guilin Guangxi 2Guangxi Key Laboratory of Environmental Pollution Control Theory and Technology, Guilin University of Technology, Guilin Guangxi Received:Oct. 30th, 2019; accepted: Nov. 14th, 2019; published: Nov. 21st, 2019 Abstract The indicators are selected commonly to assess the health of water ecology environment, which can reflect the actual situation during the study period. It is difficult to continuously reflect the changes in the water ecological environment. Water ecological restoration is a long dynamic process. It needs a theoretical technique and method that could reflect the health condition and restoration effect of water ecological environment in real time. Based on reviewing the current assessment methods of water ecological environmental health in recent years, the qualitative and quantitative movement behaviors of fish were proposed, and the indicators of movement behavior and sensitivity water quality of fish were used as water ecological restoration effects of eutrophic water. A set of effective and operability assessment system for water ecological restoration effects was developed. It was more in line with the actual conditions of water ecological environment. It can provide scientific reference for the evaluation of early warning and restoration effects of wa-ter ecological environment. Keywords Water Ecology Environmental Health, Response Indicators of Fish Behavior, Sensitivity Water Quality Indicators, Real-Time, Evaluation Methods 水生态环境健康评价方法研究 黄月群1,2，张庆1,2，李洁月1,2，黄寿琨1,2，吴志强1,2，杨诗琪1,2 1桂林理工大学，岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心，广西桂林 2桂林理工大学，广西环境污染控制理论与技术重点实验室，广西桂林
浅谈流域生态系统健康评价 作者：罗珂指导老师：王进鑫 摘要：对流域进行生态健康评价，将为流域的规划、管理和保护以及流域综合治理提供决策依据。本文介绍了流域生态系统健康的特征和生态系统健康的主要制约因素，总结了流域生态系统健康评价的进展，着重阐述了流域生态系统健康评价尺度和方法。最后提出了今后生态系统健康评价的发展方向。 关键字：流域生态系统健康；进展；制约因素；尺度；评价；理论与方法 前言 自然生态系统提供了人类赖以生存和发展的物质基础与生态服务，维持健康的生态系统是实现人类社会经济可持续发展的根本保证。而作为环境管理的目的与基础，生态系统健康则为环境管理提供了新思路和新方法。在全球社会经济高速发展导致自然生态系统健康状况日益恶化的严峻形势下，生态系统健康及其评价研究不仅具有重要应用价值，而且丰富了现代生态学的研究内容，已成为当前生态系统管理的重要问题。从流域系统出发，评价系统的健康状况对于促进流域生态系统建设及稳定发展在理论和实践上都具有重要意义。 1 流域生态环境健康的概念 随着水土保持和生态环境建设的深入和经济社会的发展，国内外对于流域的综合治理已提高到流域的保育、健康等更高目标。分析生态系统演变过程，评价流域生态系统的健康状况，对于促进流域生态系统建设及稳定发展在理论和实践上都具有重要意义。目前，我国对于流域生态系统健康的评价研究仍然处于刚刚起步的探索阶段，因此对于该类问题的研究具有重大的意义和前瞻性。以流域为基本单元建立流域生态环境健康评价体系，主要基于以下2点。 1.1流域具有独特的自然地理条件和生态特征 流域作为一个相对完整的生态和地理单元，具有独特的自然地理条件。水文循环是全球自然过程中的重要组成部分，推动着生物圈物质和能量的交换和传递。陆地水文循环过程是在一定的自然地理单元中进行的，这个自然地理单元就是流域。由于陆地水文联系具有这种单元性，因而与水循环运动有关的其他自然过程或经济
湖泊： 湖盆及其承纳的水体。湖盆是地表相对封闭可蓄水的天然洼池。湖泊按成因可分为构造湖、火山口湖、冰川湖、堰塞湖、喀斯特湖、河成湖、风成湖、海成湖和人工湖（水库）等。按泄水情况可分为外流湖（吞吐湖）和内陆湖；按湖水含盐度可分为淡水湖（含盐度小于1g/L）、咸水湖（含盐度为1-35g/L）和盐湖（含盐度大于35g/L）。湖水的来源是降水、地面径流、地下水，有的则来自冰雪融水。湖水的消耗主要是蒸发、渗漏、排泄和开发利用。 湖泊生态系统： 湖泊生态系统是流域与水体生物群落、各种有机和无机物质之间相互作用与不断演化的产物。与河流生态系统相比，流动性较差，含氧量相对较低，更容易被污染。湖泊生态系统由水陆交错带与敞水区生物群落所组成。湖泊生态系统具有多种多样的功能——调蓄、改善水质、为动物提供栖息地、调节局部气候、为人类提供饮水与食物等。湖泊生态系统受富营养化影响逐渐退化，服务功能严重受损。通过生态修复，可将湖泊从浊水状态重新恢复到清水稳态。 地球上湖泊生态系统的总面积约为270万平方公里，约占陆地生态系统面积的1.8%。我国共有湖泊24800多个，其中面积在1km2以上的天然湖泊就有2800多个。东部季风区（特别是长江中下游地区）分布着中国最大的淡水湖群，而西部以青藏高原湖泊较为集中，多为内陆咸水湖。与河流生态系统相比，湖泊的流动性较差，溶氧含量相对较低，环境容量较低，污染程度较重。
湖泊生态系统的类型： 按成因，可将湖泊生态系统分为以下9种类型： 1）构造湖——在地壳内力作用形成的构造盆地上经储水而形成。 2）火山口湖——系火山喷火口休眠以后积水而成，如长白山天池。 3）堰塞湖——由火山喷出岩浆、地震引起山崩、冰川与泥石流引起的滑坡体等壅塞河床而成，如五大连池、镜泊湖等。 4）岩溶湖——由碳酸盐类地层经流水的长期溶蚀而形成岩溶洼地、岩溶漏斗或落水洞等被堵塞，经汇水而成，如贵州省威宁县的草海。 5）冰川湖——由冰川挖蚀形成的坑洼和冰碛物堵塞冰川槽谷积水而成，如新疆阜康天池等。 6）风成湖——沙漠中低于潜水面的丘间洼地，经其四周沙丘渗流汇集而成，如敦煌附近的月牙湖。 7）河成湖——由河流摆动、泥沙壅塞和改道而成如鄱阳湖、洞庭湖等。 8）海成湖——由泥沙沉积使得部分海湾与海洋分割而成，常称作泻湖，如里海、杭州西湖、宁波的东钱湖等。 9）潟湖——因海湾被沙洲封闭演变成，一般都在海边，如七股潟湖、科勒潟湖等。
浅谈森林生态系统及其各方面的研究 摘要：森林是人类亲密的伙伴，是我们赖以存在和发展的重要资源。拓为我们提供木材，能源，固定空气中的二氧化碳，为人类提供赖以生存的氧气，同时为人类遮风挡雨，美化自然环境，固定水土，减少荒漠的迁移和泥石流的发生。森林生态系统是一个复杂的系统，具有丰富的物种多样性、结构多样性、食物链、食物网以及功能过程多样性等。我国对其各方面的研究一直没有停步，通过对生态系统研究的加深，相信我们会更好的保护森林，并让其更好的发挥功能。 关键词：森林生态系统森林生态经营森林生态系统管理森林生态系统服务功能 一森林生态系统及其相关概念 森林生态系统是以乔木为主体的生物群落（包括植物、动物和微生物）及其非生物环境（光、热、水、气、土壤等）综合组成的生态系统。具有丰富的物种多样性、结构多样性、食物链、食物网以及功能过程多样性等，是生物与环境、生物与生物之间进行物质交换、能量流动的自然生态科学。 地球上森林生态系统的主要类型有四种，即热带雨林、亚热带常绿阔叶林、温带落叶阔叶林和北方针叶林。是陆地上生物总量最高的生态系统，对陆地生态环境有决定性的影响。 生态系统是典型的复杂系统，森林生态系统更是一个复杂的巨系统。森林生态系统具有丰富的物种多样性、结构多样性、食物链、食物网以及功能过程多样性等，形成了分化、分层、分支和交汇的复杂的网络特征。认识和揭示复杂的森林生态系统的自组织、稳定性、动态演替与演化、生物多样性的发生与维持机制、多功能协调机制以及森林生态系统的经营管理与调控，需要以对生态过程、机制及其与格局的关系的深入研究为基础，生态系统的格局和过程一直是研究的重点，是了解森林生态系统这一复杂的巨系统的根本，不仅需要长期的实验生态学方法，更需要借助复杂性科学的理论与方法。 森林生态系统的组成与结构的多样性及其变化，涉及从个体、种群、群落、生态系统、景观、区域等不同的时空尺度，其中交织着相当复杂的生态学过程。在不同的时间和空间尺度上的格局与过程不同，即在单一尺度上的观测结果只能反映该观测尺度上的格局与过程，定义具体的生态系统应该依赖于时空尺度及相对应的过程速率，在一个尺度上得到的结果，应用于另一个尺度上时，往往是不合适的。森林资源与环境的保护、管理与可持续经营问题主要发生在大、中尺度上，因此必须遵循格局－过程－尺度的理论模式，将以往比较熟知的小尺度格局与过程与所要研究的中、大尺度
4 地球上主要生态系统类型 4．1 陆地生态系统 全球陆地面积约占总面积的三分之一，但陆地生物群落的现存生物量却占了全球的99％以上，可见，陆地生物群落在整个生物圈中起着至关重要的作用。由于陆地的环境条件非常复杂，从炎热多雨的赤道到冰雪覆盖的极地，从湿润的沿海到干燥的内陆，形成各种各样的适应环境条件的生物群落和陆地生态系统。绿色植物是陆地生态系统中的生产者，与一定环境条件相适应的植物群落的组成成分和结构，决定着生活于其中的消费者和分解者的种类与构成。因此，根据植物群落的特征可以区分出几个次级生态系统，它们在空间的分布主要受到水分条件的制约。 森林生态系统一般分布于湿润和半湿润地区，具有众多的营养级和非常复杂的食物网，是生产量最大的陆地生态系统。在适宜的水分条件下，温度的高低决定着生长季节的长短，生物群落的组成成分和结构特征，能量流动和物质循环的速率，以及生物生产量的水平。根据这些特征，可以划分为热带雨林、亚热带常绿阔叶林、温带落叶阔叶林、亚寒带针叶林和寒带冻原等森林生态系统不同类型。森林生态系统以它巨大的生产量养育着各种各样的消费者和数量巨大的分解者。 热带雨林生态系统分布于赤道两侧南北20°之间，以南美洲亚马孙河流域、非洲刚果河流域和东南业热带地区面积最大。这些地区高温多雨；生产者以常绿的高大乔木为主；种群结构复杂，仅乔木就有4～5个垂直层次；个体数量巨大，每公顷可达50～70个不同树种；林内还有极其丰富的灌木、草本植物、藤本植物和附生植物；植物群落的季节变化不明显。食草动物有貘、象、猴、大猩猩和众多的啮齿类动物，食肉动物有虎、豹等，此外，林内还生活着种类和数量上众多的昆虫和鸟类，它们的食物分布在不同的营养级上。热带雨林的净初级生产量约为37.4×109t·a-1，占陆地净初级生产总量的32％。根据初步的估计，大约只有3.8％的净生产量保持在森林中，其余的部分则在食物链中进行着物质的循环和能量的传递。 草原生态系统一般分布于半湿润、半干旱的内陆地区，如欧亚大陆温带地区、北美中部、南美阿根廷等地，那里年降水量较少（250～450mm），且集中于夏季。生态系统的营养级和食物网相对简单一些。生产者以禾本科草本植物为主，消费者包括大型食草类动物如野牛、野驴、黄羊、野兔，穴居的啮齿类如田鼠、黄鼠、旱獭和食肉动物沙狐鼬和狼。草原生态系统的种类组成和生产量随当地降雨量多少而不同。世界草原的平均净初级生产量为500g·m-2·a-1，在水分不足的温带干旱地区，草原的生产量仅为100～400g·m-2·a-1，而在水分充足的亚热带地区，草地的生产量可高达600～1500g·m-2·a-1，草原生产量最高的是新西兰的常绿草地，约为3200g·m-2·a-1。
水生植物对湖泊生态系统的影响 概述 水生植物指生理上依附于水环境、至少部分生殖周期发生在水中或水表面的植物类群。大型水生高等植物主要包括两大类：水生维管束植物和高等藻类。水生维管束植物通常有4种生活型：挺水、漂浮、浮叶和沉水。总体看，水生维管束植物（以下简称水生植物）对湖泊生态系统的影响分为生物化学作用和非生物化学作用，见图1[1]。作为湖泊生态系统结构和功能的重要组成部分，水生高等植物是保护水生生态系统良性运行的关键类群，是良性湖泊生态系统的必要组成部分。因此，近年来浅水湖泊的生态修复成为水环境保护工作的热点，但在实施过程中，对水生植物在湖泊中的作用仍缺乏系统认识，对浅水湖泊水生植物的恢复措施在诸多方面仍处于探索阶段。为此，笔者结合国内外开展水生植物恢复过程中的技术措施，总结了浅水湖泊生态恢复的理论与实践。 图1水生植物对湖泊生态系统的影响 1对营养盐的影响 1.1净化机制 水生植物对水体的净化机理主要有以下3方面：①植物对营养物质的同化吸收。水生植物在生长过程中会从水层和底泥中吸收氮、磷同化为自身的结构组成物质，从而将水体中的营养盐固定下来，减缓营养物质在水中的循环速度，通过人工收获便可将固定的氮、磷带出水体。但是，这种同化作用并非植物去除氮、磷的主要途径。研究表明：植物对氮、磷的同化吸收只占全部去除量很小一部分，约2%-5%[2，3]。②根际效应。微生物是系统中有机污染物和氮分解去除的主要执行者[4]，系统中微生物数量与净化效果呈显著正 欢迎访问水/业导航网（ｗwｗ/ｈ2o123/ｃoｍ)
相关。根系微生物是聚居在根际，以根际分泌物为主要营养的一群微生物，根系微生物作用于周围环境形 成根际，产生根际效应。根系微生物不仅种类和数量远高于非根系微生物，而且其代谢活性也比非根系微生物高；另一方面，在根际，高等水生植物能将氧气从上部输送至根部，在根区和远离根区的底泥中形成有氧和厌氧环境，从而促进底泥微生物中的硝化与反硝化[5，6]。③吸附作用。水生植物根部的物理化学环境试验发现[3]，沉水植物直接吸收的营养盐的量相比总量来说其实很少，但是沉水植物的存在可以降低水中营养盐的平衡浓度，改变水体和底泥中的物理化学环境，抑制藻类生长，改善水体生态环境。 4种生活型水生植物，以沉水植物对富营养化湖水净化能力最强，因为沉水植物的根部能吸收底质中的氮、磷，植物体能吸收水中的氮、磷。 1.2对水体中营养元素的影响 1.2.1影响氮去除的因素 氮的去除，除了植物吸收外还受其他因素影响，如氨的挥发、硝化与反硝化途径等。硝化与反硝化途径是氮的一个重要去除途径。Seitzinger[7]研究表明，沉积物--水界面氮的反硝化作用可去除湖泊外源氮输入负荷的30%-50%。张鸿等研究发现[8]，人工湿地对氮的净化机制中，植物的吸收起主导作用。所以，究竟哪一种途径对氮的去除影响比较大还有待进一步研究。 （1）影响TN去除的因素。水生植物的存在，能有效去除水中氮，使总氮明显下降。温度升高有利于水生植物去氮，因为春季和夏季水生植物生长情况比冬季好，对氮的需求量大。但也有例外，如中营养浓度下的伊乐藻，冬季的除氮效果更好，这可能与伊乐藻较好的抗寒性和生长习性相关[9]。总体看，不同水生植物对水中氮的去除效果不同。并且随时间推移逐渐显现其作用。 （2）影响硝态氮去除的因素。水生植物对硝态氮的去除效果最明显，因为水生植物优先吸收硝态氮，同时由于硝态氮是氮循环中微生物等作用的直接底物，是最活跃的氮形态，可以通过反硝化的过程被去除，所以水生植物对硝态氮的去除效果同时受微生物和植物吸收的影响。 （3）影响氨氮去除的因素。植物对不同形态氮的吸收具有一定的选择性。通常认为，有机氮最先被植物吸收。对无机氮，有研究发现植物优先吸收氨氮和其他还原态氮，据此认为植物对氨氮的去除率最高，去除速率较快[10，11]。但有研究发现[12]，水生植物对氨氮的去除效果与总氮、总磷及硝态氮相比，相对较差。这是因为水中氨氮减少有4个途径：①通过气态氨直接挥发；②水生植物的吸收、吸附；③发生硝化作用转化为硝态氮；④吸附到底泥。所以即使发现氨氮下降速率明显快于总氮，但是否主要是因为植物吸收，并不能确定[13]。有研究者[14]认为，含氮有机化合物分解所产生的氨氮大部分是通过硝化和反硝化作用的连续反应而去除的，一旦这两个连续过程不能顺利进行，氨氮去除效果就不理想。因此，到底是植物吸收对氨氮去除影响大还是硝化和反硝化作用影响大，还有待进一步研究。此外，由于硝化细菌和反硝化细菌的数量和活跃程度与温度有密切关系，而且植物在低温时生长情况不好，因此，在冬季或低温时氨氮的去除效果会相对差此。 1.2.2影响磷去除的因素 磷的去除，一方面是以磷酸盐沉降并固结在基质上的形式；另一方面是可给性磷被植物吸收。由于有机磷及溶解性较差的无机磷酸盐必须经过磷细菌的代谢活动将有机磷酸盐转变为磷酸盐，将溶解性差的磷化合物溶解，从而除去水中的磷，所以，微生物对含磷化合物的转化在磷的净化过程中是一个限制性因子。而
森林生态系统
第一章森林群落分布 气候是影响植物群落分布的重要条件，特别是热量和水分条件的变化影响不同类型的群落分布。 水平地带性分布：水热条件随经纬度变化导致植物群落沿经纬度有规律地分布。垂直地带性分布：水热条件随海拔高度变化导致植物群落沿海拔高度有规律地分布。 三向地带性：经向地带性、纬向地带性、垂直地带性 第一节植被分布的水平地带性 一、世界森林分布 1. 针叶林 区域：北半球高纬度地区，北纬45-70。，主要是温带到亚寒带，欧亚大陆的北部和北美洲分布最普遍 气候：夏季温暖短暂，冬季严寒而漫长，属大陆性气候，年降300-600mm,最暖月均温10-20?C，>10 ?C一年有4个月 森林：组成单一，常为纯林，层次简单，死地被物层厚，分解不良。阴暗针叶林（云杉、冷杉）郁闭度高，明亮针叶林（落叶松或阳性松）透光度大 2、落叶阔叶林又称夏绿林 区域：北纬30-50 ?的温带地区，湿润海洋气候条件下，年降水500-1000mm 气候：四季分明，夏季炎热多雨，冬季寒冷 森林：栎属为主要树种，杨、桦、杂木等 ●3、亚热带常绿落叶林又称照叶林 ●区域：南北纬25-40 ?之间的亚热带地区， 气候：四季较分明，夏季高温潮湿，冬季温和，降水少 森林：壳斗科、樟科、木兰科、山茶科、金缕梅科植物为主 ●4、硬叶常绿阔叶林 ●区域：亚热带，以地中海地区最典型，各大洲都有分布，美国加利福尼亚南部、智 利、南非、澳大利亚 ●气候：夏季干燥炎热，冬季温和多雨 森林：旱生结构，小而坚硬，有些退化为刺。栎属，刺叶栎 ●5、热带雨林 区域：南北纬5-10 ?，个别在15-25 ?。美洲、印度-马来西亚、非洲 ●气候：年均降雨量2000-4000mm,个别地区大于10000mm，年均温23-28 ?C，最冷月 均温大于18 ?C ●森林特点：物种基因库资源，奇特的景观：板状根、气生根、绞杀植物、滴水叶尖、 花叶、老茎生花 ●6、热带季雨林（雨绿林） ●印度、东南亚、非洲西部和北部、南美和中美洲、澳大利亚等地 ●受热带季风气候的影响，有旱季和雨季之分。 中国森林分区