1. 如何利用生態學原理解決資源的綜合利用
生態保護的大量工作是生態系統的恢復和重建,實際是在人為控制條件下的生態系統演變過程。因此,必須遵從生態學的基本原理,包括景觀生態學,生態系統生態學,群落演替的原理,物質循環和能量流動原理,生態服務原理,生物資源更替繁殖速率和最大捕撈量原理、自我維持和自我調節原理等。所以,在社會發展中利用、挖掘生態資源潛能,達到循環利用來解決資源環境問題。
2. 人類如何合理利用生物資源
光合作用
!!!!我們吃的菜,我們吃的肉能量來源,都來自那裡。
這是最直接的利用
葯用,無論是中葯還是西葯,很多都來源於生物體,各種草葯啦,一些動物分泌物啦(蟾酥),動物器官等等……
生物培養珍惜抗生素,利用一些微生物通過感染抗生素然後大量繁殖,使抗生素也成倍增加,然後再提取。
觀賞作用(其實是小作用)
生物發電
生物製造
……
還有就是不能隨便破壞生態平衡,破壞生物全能性,這樣就能很好利用生物資源了
其實這些都只是我想的,應該還行吧!
對了
這里給個網址給你,可能用得上,呵呵
3. 在生物資源保護中主要可以應用哪些生態學原理啊,最好全點,高分懸賞,謝謝
一、物資循環再生原理
地球以有限的空間和資源,長久維持著眾多生物的生存、繁衍和發展,奧秘就在於物資能夠在各類生態系統中,進行區域小循環和全球地質大循環,循環往復,分層分級利用,從而達到取之不盡用之不竭的效果。
二、物種多樣性原理
一般來說,物種繁多而復雜額的生態系統具有較高的抵抗力穩定性。如果農業和林業生產為追求最大物種產量,常常忽略生物多樣性而連年種植單一品種,這往往會造成病蟲害增加,環境惡化。舉個例子,在遼寧西部的章古台地區,最初進行林帶建設時,單一種植了大片的樟子松林,由於沒有一條昆蟲與其天敵相生相剋的食物鏈,使得偶然滋生的松毛蟲肆虐一時,很多地方的樟子松因此奄奄一息。同樣的原因,前幾年僅一種小小的楊樹天牛就將寧夏、內蒙古等地的幾十億株楊樹毀於一旦。
三、協調與平衡原理
處理好生物與環境的協調與平衡,則首先要考慮的是環境的承載力(又稱環境容納量)。如果生物的數量超過了環境承載力的限度,就會引起系統的失衡和破壞。如果掌握好生物與環境的關系,就能充分利用自然環境的空間和資源、形成利益最大化。
四、整體性原理
自然生態系統式通過生物與環境、生物與生物之間的協同進化而形成的一個不可分割的有機整體。人類也處在一個社會—經濟—自然復合而成的巨大系統中。進行生態建設時,不但要考慮到自然生態系統的規律,更重要的是,還要考慮到經濟和社會等系統的影響力。舉個例子,在進行林業工程建設時,一方面要號召農民種樹,另一方面一定要考慮貧困地區農民的生活問題,如糧食、能源以及收入等問題。因為往往反而是以上的因素導致農民對森林、灌叢的過量砍伐。如果農民的生計得不到保證,隨時會發生「前面造林,後面砍林」的現象。因此,只有把生態與經濟結合起來,才能從根本上達到造林和護林的目的。除此之外,社會習慣、法律制度等也都對生態工程建設有著重要影響。建立在對系統成分的性質及相互關系充分了解基礎之上的整體理論,是解決生態環境問題與生物資源保護的必要基礎。只有應用整體性原理,才能統一協調當前與長遠、局部與整體、開發與環境建設之間的關系,保障生態系統的平衡和穩定。
生物資源保護的第五個原理:系統學和工程學原理
這個原理又可以細分為 系統的結構決定功能原理和系統整體性原理 這兩個原理是比較難理解的。舉個例子,我國南方水網地區的桑基魚塘模式,就是把很多單個生產系統通過優化組合,有機地整合在一起,成為一個新的高效的生態系統,大大提高了系統的生產力。這種模式自發明的幾百年以來,在我國的太湖和珠江三角洲地區長期流行,造就了發達的農村經濟,不能說與之沒有關系。
以上就是生態工程與生物資源保護中要應用到的多種生態學原理,歡迎補充,共同學習。
4. 如何利用生態學原理解決資源合理利用問題,跟環境保護有何關系
我上次在林業科學院去做報告的稿子,我自己寫的,你看看吧
原始森林價值與再造
原始林(原始森林是指天然形成的,未遭到人的破壞的完整生物圈。原始森林是陸地生態系統中核心。原始森林不僅僅是高大的樹木,而是一個綜合的生態系統,包動植物間的食物鏈關系,在原始森林中,某一物種的減少,可以影響其他物種的生存,這種情況在熱帶雨林中體現更為突出。人們在破壞原始森林以後,即使人工補種了大量的樹林,也無法彌補森林破壞對生態帶來的影響。)作為地球生態的一部分,是我們生存的必需品和生存的基礎。衣食住行,沒有一樣可以擺脫原始林,我們的醫療,科研,工業,等等各行各業都離不開原始林,總的來說,原始林就是我們所有生物生存的一個基礎。而現在她卻在逐年消失。
當然,目前我們現存的原始森林還是有不少的,但是她目前也是危機重重,砍伐,偷獵,過度開發,她正在逐漸的死去。目前積極的是我們已經清楚的知道了自然環境的重要性,我們的世界觀念也在因此改變,我們可以看到全世界每年的森林覆蓋率下降的趨勢已經得到了好轉,這是令人欣慰的。
每年各個國家的政府都在積極的進行人工造林。可悲痛的是,我們的人工林始終無法做到原始林那種自然循環的能力。一片森林沒有了正常的生物和植物良性循環,可以說它只是一片樹,而不是一片森林。(人工林裡面物種稀缺,生物無法良性循環,正常自然架構被破壞,完全不能提供像原始林一樣的自我修復和自我進化的功能)原始林由於物種的多樣性,促進了進化這一過程。我們來看看現實的例子:
子午嶺,國家級森林保護區。我們來看看專家對子午嶺的介紹:
子午嶺保護區東西寬24公里,南北長27公里,最高海拔1680米,總面積4261公頃。林區里生長著1200多種植物、165種動物,森林覆蓋率高達84%,柴松、水桐等珍貴名木遍布其中,白鸛、黑鸛、鴛鴦、金錢豹等國家級保護動物出沒林間,被專家譽為黃土高原的「綠色寶庫」和「天然綠色基因庫」。
當地老百姓和在林區多年的護林員介紹,子午嶺在之前的50年前,十多米的大樹特別常見,每天有狼,鹿出沒,包括豹子等等其他野生動物,特別常見。如今狼群,豹子幾乎是很難見到的。林區中有幾條河,當然我也不知道我看到的這條河叫什麼名字,它流經蒿咀鋪鄉,城關,板橋。目前它的河道寬大約5米多,深度在2~3米左右,但是水流卻只有寬度1米不到,深度40公分不到。甚至有些時間乾涸。(據老百姓說,水是因為石油開發和地質勘探導致地下水流向改變)當然,水也是在近些年乾涸的。子午嶺林區幾千前未經破壞的時候是另一番景象,參天大樹隨處可見,狼群豹群,各種鳥類穿梭林中,水源豐富。動植物資源儲量相當豐富。
聯合國在近幾年有倡議書來提議各國保護原始森林,其中一些實際的例子包括使用標有FSC字樣的木材製品,包括建立保護區和政府在資金上面的支持等等。
目前我們的原始森林覆蓋率我始終沒有查到是多少,但是我找到了這段話:聯合國環境規劃署報告稱,有史以來全球森林已減少了一半,主要原因是人類活動。根據聯合國糧農組織2001年的報告,全球森林從1990年的39.6億公頃下降到2000年的38.億公頃。全球每年消失的森林近千萬公頃。所以我們現在保護的原始森林已經是一個殘破的森林,我們要做的不僅僅是去保護這個殘破而脆弱的森林,我們要去恢復她之前的樣貌。
原始森林被破壞的原因僅有一個:人類活動。
自工業革命以來,我們的生產,醫療等等都有了飛躍式的發展,我們的人口數量開始了大幅度的上升,這也使我們需要更多的資源來保證我們社會的發展和我們的生產,所以我們開始開采各種礦石資源,各種森林資源。短短兩百年的時間,我們的人口從10億已經增加到我們今天的70億。這就是工業革命所帶來的顯著變化之一。我們要維持今天的生活就必需要有足夠的資源,這些年我們的發展有依靠的是幾億年到現在所積累的礦石資源和森林資源,今天這些資源已經消耗過半。我們得到的發展,我們現在要去看看這個養育了我們的生態系統,假設一下:如果我們繼續發展我們的人口,當我們的人口達到100億,150億的時候,那時候我們的森林資源還有多少?我們的礦物資源還有多少?我們每天的生活所需資源是多少?假設我們如今生活的生態系統徹底的失去了自我修復和進化的功能,我們的歷史還能再寫幾頁?發展都是要承受代價的,我們從1800年到現在的200年間,我們的社會突飛猛進,可是我們付出了什麼?我們付出的只是我們的智慧和勞動力,我們消耗的卻是地球幾億年的資源。為了我們將來的生活和我們社會的發展和進步,我們保護我們生存的生態系統,我們還有讓她去恢復被破壞之前的狀態,因為我們需要的是生態系統而不是一個簡單的有著干凈水,干凈空氣,干凈蔬菜和水果的環境而已。這個生態系統的根基就是原始森林。
我們每年世界各國都在積極的保護著環境,保護著生態,但是我們的人工造林方面目前仍是欠缺的,我們的人工林完全不能滿足我們生存的需要,我們需要的人工林能在原始林的帶動下達到原始森林的水準。包括現在我們的天然次生林都是達不到原始森林的水準,因為我們的人為活動影響了森林本身的發育。
如今我們的人工林是以混交林為基礎,混交林的樹木都是以適合當地生長,易存活,易成材的樹木為主,所以我們可以看到大片的松樹,柳樹,槐樹,柏樹等等。但是真正的森林,她要求這片森林可以提供必要的凈化功能和經濟效益之外還要有一個生物循環,等等多種因素,所以我們目前的造林極不科學。
如何才能讓我們的人工林達到或者接近原始林呢?
我們首先要對當地的原始林樹種,物種,分布情況作詳細了解。其中包括樹種的分布率和分布規律,動物的分布率和分布規律,還包括動物的棲息環境要求和食物鏈構建等相關信息。當然我們依靠這些數據進行對比直接造林也是不科學的,我們需要的是以原始林為基礎,由原始林逐漸向外擴延式造林,確保原始林的自身循環能力帶動人工林發育,以求在若干年後人工林可以達到或者接近原始林。並且在相關的政策支持下,例如我們的資源開發,道路建設,電網建設,等等相關設施建設可以不去干擾我們的森林,讓她可以自然的發展,不受到人為的干預。原始森林的恢復這個過程可能是極其漫長和辛苦,但是這也是我們生存所必須的選擇。因為只有原始林才能提供真正自然環境下物種的進化和演變,這是我們能長久生存的保證。(人口的控制是保證生態系統恢復的重要前提)希望在若干年後可以看到地球的原始森林覆蓋率達到百分之40以上的美好環境。
誰可以保證我們的現有技術是符合發展,符合進步的,是完美的,是沒有代價的,只有自然的發展才是保證生命生生不息的基礎。
5. 生態學在環境保護中有哪些應用
生態學在環境保護中的應用,主要是污染生態學的應用。污染生態學是生態學的一個新的分支學科,它是在很多生態學家逐漸地把研究的重心轉向生物與污染環境之間的相互關系的基礎上誕生的。污染生態學從生態學的角度對環境問題提供了重要的理論基礎,並在環境保護中的環境監測、評價與治理等方面.提供了一些具有實用價值的手段,其中主要有: (1)環境質量的生物監測與評價。利用生物可以對環境質量進行監測與評價。生物監測評價是利用生物對環境中污染物質的反應,即利用生物在各種污染環境中所發出的各種信息,來判斷污染物質的種類與污染的程度的一種手段。 生物監測與評價不僅是環境質量現狀監測與評價的一種手段,而且也是環境質量與評價的一個十分重要的環節。 (2)利用生態系統的自凈能力消除環境污染。污染生態學提出了不用物理的和化學的方法,而利用生態系統的自凈能力也能有效地消除環境污染。 (3)闡明污染物質在環境中的遷移轉化規律。污染生態學認為污染物質在環境中不是靜止不變的,而是隨著生態系統的物質循環,不斷地遷移、轉化和積聚。研究污染物質在環境中的遷移轉化規律,將有助於弄清污染物對環境的危害及其後果。(4)為環境容量和環境標準的制定提供依據。環境容量是指環境在生態和人體健康閡值以下所能容納的污染物的總星。環境容量是制定環境標準的主要依據之一。通過對污染生態學的研究.可以提供出污染物對生物和人體健康的閡值,由此就可以制定出這種污染物質的環境容量和環境標准。 (5)保護和合理利用生物資源。運用污染生態學的基本原理,確定出各生態系統的生態閾值.使人類在生態閾值的范圍內,既能最大限度地利用生物資源,又能較好地保護生物資源。
6. 如何利用農業生態學各種原理提高系統的能量利用效率
(1)調整生物結構。就是要根據當地的資源條件、生產技術、市場需求的變化,建立適宜 的農林牧群落結構,合理選擇和搭配高產高效的品種,保證最大的有效能產出。
(2) 優化投入組合。 農業生物的生長發育和高產優質需要多種生活因素和投入資源的配合, 其中某些處於最低量的因素和資源的數量變化,
(3)改善資源的基礎狀況,土地質量、水資源和生物資源狀況對農業生態系統的能量轉化 能力和輔助能的效益有很大影響。
(4)採用節能農業技術。減少耗能作業,用可再生資源代替某些工業能投入,節約不可再 生資源,這是當代技術進步的一個方面。
7. 生物資源保護中的生態學原則
名人專訪
· 順應生態系統管理
盡管人們對「生態系統管理」這一術語有了新的認識,但對它的內涵還存在一些爭論。為了論證這些問題,世界自然保護聯盟(IUCN)采訪了3位專家。
Dr Kristiina Vogt
Kristiina Vogt博士,美國耶魯大學林學院森林生態系統生態學教授,《生態系統:使科學與管理均衡》一書的合作編輯。
Gerardo Budowski博士,在哥斯大黎加居住和工作的一位委內瑞拉熱帶土地利用專家,1969年12月-1976年6月曾任世界自然保護聯盟總裁,現任聯盟生態系統管理委員會副主席。
Martin Holdgate爵士,一位英國的生態學家,現任聯合國政府間林業專家組主席,1988-1994年曾任聯盟總裁。
下面是他們與世界自然保護聯盟駐美國華盛頓辦公室的Ricardo Bayon(RB)的對話。
RB:首先,我想談談「生態系統管理」這一術語本身的含義。據我所知人們對它的定義還有一些爭論。Vogt博士,我有趣地發現你在你的書中明確地指出,為了實施它,我們不需要給「生態系統管理」下定義。你能詳盡闡述一下嗎?
Vogt:我覺得人們為了准確地給這一名詞下定義已經花了很多很多的時間。假定它是一個廣泛的概念,當我們僅著眼於看系統的成分時,它的益處就在於能使我們放棄我們有時所看重的狹隘的焦點。生態系統管理要立足於尋求那些我們對自然系統如何運行的認識還不夠完善的很多知識。以狹隘的觀點和不足的認識研究生態系統,我們總是採取如我所說的「問題的焦點」,如污染,物種絕滅——一類包羅萬象的東西。生態系統的整個涵義是要我們回顧並認識整個系統,以分辨出那些影響特別系統的關鍵性變化因子和那些並非會影響到所有系統的變化因子。給類似生態系統管理這樣的專業名詞下定義的難點之一 :其涵義因人而異。然而,這種不確切的涵義不會影響我們進行生態系統管理。這就是為什麼在書中我們反對花費太多的時間去給這個專業名詞下定義,卻反而忘記了它的真正意義和目的。
Dr Gerarao Budowski
Budowski :關於「生態系統管理」這個術語,它是由兩個很難下定義的片語成的。「生態系統」是一個老詞,1935年首次由Tansley應用,它涉及到動植物本身之間及他們與自然環境的一種動態和復雜的相互作用。以此作為其定義,你會考慮到生產生態系統,島嶼生態系統,森林生態系統,甚至生物一工業生態系統等等。當加上 「管理」這個詞時,它就包括社會和經濟方面,故而使事情進一步復雜化。兩個詞合二為一,指社會和生物成分之間的一種復雜的相互作用。如果我們從廣義上理解這個專業名詞,就不應該浪費太多的時間去尋求更精確的定義。
RB:Martin爵士,首先我想問你是否同意;其次,如果我們不給什麼是生態系統下定義,我們怎樣才能從事生態系統管理呢?倘若以上所述為定義,生態系統可能會簡單地指一棵樹上的植物和昆蟲相互作用的小巢穴,那麼是否也可能指連接10餘個國家的一條大江流域呢?因此,我們是否不需要了解動植物長期的相互作用。或者換句話說,我們是否不需要了解我們工作的時空范圍呢?
Holdgate:(原來的)概念是相當清楚的。根據Tansley的意思,劃定系統界線的東西實質上是相互作用的自然界。有一種假設稱,系統中的生物與自然及環境組分之間的相互作用大於組分與系統之外毗連環境之間的相互作用。
當我們在討論生態系統管理時,是在討論一種涉及社會、經濟及其它非常重要的管理觀念和行動方式之截然不同的管理方法,而不是討論Tansley概念所指的管理生態系統。我喜歡用「基於生態系統的管理」這個術語,盡管還難以給它下定義。
Sir Martin Holdgate
總之,我同意Vogt博士的觀點,我們都知道,我們要用我們所掌握的生態學及其它學科的知識來保護和可持續利用地球上的生物資源,使之全方位地造福於不同社會的各個方面。
RB:那麼,你是怎樣確定工作的最佳范圍的呢?
Holdgate:這只能就事論事地開展工作。有時我們的工作適於採取對某種環境之特別區域的管理計劃,這個區域可能是一片紅樹林或一個小湖泊;有時我們的工作適合於採取廣闊的視野並考慮到現在稱作生物區的一個相當大的區域,其中包括Tansley概念所指的所有多樣化的生態系統。我們必須承認生態系統管理需要全社會的力量,管理的目標要有社會來選擇,我們的工作范圍取決於系統的特徵,人類社會的特徵,以及你進行管理的目的。
RB:Vogt博士,你是否介意評論這種空間和時間范圍的問題?
Vogt:我們需要把每一個系統看作一個獨特的系統。我們現在發現的問題之一是過去也出現過的問題,即我們進入一片森林或一塊農田,我們就把它定為我們分析的單位。有時候拓寬我們的思路是很重要的。例如,我們正發現的問題之一是所有的生態系統都具有我們所稱謂「遺產」,是過去土地利用活動遺留在系統中的痕跡。這就是說我們著手要做的事情之一是鑒定出那些遺產是什麼,並如何研究它們。曾經是一片森林的土地,但許多年來一直用作農田,因此現存的土壤條件不允許它再有過去森林的功能。想要管理系統時我們需要考慮這種遺留現象。
再舉一個例子:美國的一個自然資源保護組織買下了周圍全部是農田的大草原。他們發現僅看中這片大草原是不能管理好這塊土地的,因為在這片農田包圍的大草原上存在許多的影響——我們有些人稱之為「地帶影響」。如果你單看大草原,你會完全忽略這個系統里究竟發生了什麼事情。
因此,每一種系統必須看作是一個獨特的系統。這會使管理變得困難,但這是達到我們目的的唯一途徑。
管理的適度范圍取決於我們研究的對象,而這正是社會成分的重要性之所在
管理的適度范圍取決於我們的研究對象,而這正是社會成分的重要性之所在。通過確定我們的研究對象和我們需從系統中獲得什麼,我們就可以確定管理的最佳范圍。這可能是一段圓木或樹上的一個洞,或者更大的東西。Tansley概念的問題之一是試圖為生態系統劃定明確的界線,把世界看作是一整套彼此連接的生態系統。世界並非那樣運行。現在我們知道我們必須了解系統外正發生的事(擴大空間范圍),並詳細了解過去土地利用活動(擴大時間范圍)。
這個范圍問題中的一個怪現象是,每次擴大范圍,預測該系統中正發生的事所需要的信息實際上越來越少。換言之,你研究的范圍越廣,每個單個變化因子的重要性越小。在足夠的時空范圍內,預測一個生態系統的功能真正所需要的就是了解氣候。但了解氣候,你是否真正了解系統內所發生的事呢?我不認為如此。
當我們僅僅研究一個或兩個主要變化因子時,我們切勿認為自己已經了解這些系統的各個方面。
Budowski :這取決於你為什麼管理系統。你可以開展全球范圍內的管理,這樣,整個地球陸地成為一個生態系統。或者你可以在一個非常小的范圍內進行管理,比如,你房子周圍的家庭花園。兩者都是生態系統,但對它們的管理目的的截然不同。
RB:你們都說生態系統管理取決於對被管理的生態系統的目的,但誰來決定生態系統的使用目的?
Holdgate:簡單的回答是,屬於誰的區域誰就來決定怎麼利用那個區域。現實是非常復雜的。通常你也需要考慮對這片土地的未來有特別興趣的人們。你需要顧及廣泛的社會利益並承認系統內發生的事情有時對遠離系統的人們的利益和意義。盡管用了很不中聽的行話,政府間林業專家組認為:「要考慮到所有的資源託管人」,但要非常仔細而靈活地權衡社會各類人士的利益。
Bodowski:我認為主要的問題不僅是誰來決定,還有作決議的過程。我還認為在盡量吸收有關資源託管人的意見時,我們不僅要考慮到當代資源託管人的意見,而且還要考慮到今後資源託管人的意見。我意識到這是一個非常復雜的過程,但它是必要的。我們需要以長遠的觀點來協調目前短期的利益。無論如何,我們渴望要從生態系統管理中獲得近期效益,即使這樣會導致生態系統一定程度的退化。我只希望即使在這種情況下,我們也要考慮長遠的前景。
就人類價值而言,生態系統管理是首要的
Vogt:資源託管人的問題使我們考慮到生態系統管理的中心問題。遲早我們有必要認識生物/生態兼顧是不會推遲我們管理決議的。我強烈地感到就人類的價值而言,生態系統管理是首要的。首先我們評價一個特別的系統或資源,然後決定如何利用那些系統和資源。如果我們評價一種木材,我們可以在一個方面管理生態系統;如果我們評價一個瀕危物種,我們可能從完全不同的角度管理生態系統。如果你查看任何特定的法律和政策,你會發現生態系統管理不是迫於人民保護物種的願望,就是迫於人民增強對某種特別資源的願望。由於這個原因,也許生態系統管理者的最主要任務是給立法者,政策指定者、或者決策者,解釋清楚其行為的潛在影響。人們需要認識到他們對生態系統做的一切會對系統今後的功能產生短期、中期,或長期(通常是有害)的影響。人類的大多數行動都會給生態系統帶來嚴重影響,科學可以通過決策通告可能的影響。
Holdgate:我同意,任何特定的生態系統都有一些類群可以給人類帶來短期利益,而人們對從系統中獲取利益抱有極不現實的願望。因此,科學的重要作用之一是引起自由使用者的注意,他們對生態系統的自由利用要受到自然過程的限制。你雖然不能告訴他們做什麼,但你可以幫助他們,提供他們所必需的信息而使他們選擇最適當的管理方式,管理他們自然范圍內的生態系統。同時,我們還需要努力平衡許多競爭性的利益。例如,居住在熱帶林區的許多人從這些森林裡得到多重利益。他們利用森林的形式還停留在正規經濟系統之外。其它自然資源託管人,包括中央政府,也有興趣從這些林區中獲得硬通幣的財政收入。這主要通過徵收資產並以原木形式出口到發達國家的市場。這就是說,我們需要裁判或某種解決沖突的制度,一種可提供途徑把科學和短期與長期利益相結合的制度,並作為社會結構的一部分為所有有關部門廣泛接受的制度。
RB:Brdowski你是否認為對陸地生態系統和水生或海洋生態系統之間的生態系統管理存在區別?
生態系統管理需要社會中資源託管人的加入。
這是奈及利亞奧斯霍伯河美人廟,表示宗教價值怎樣有助於生態系統管理。
Budowski:沒有,至少在方法上沒有。它們具有不同的環境因子,還有許多運動需要考慮進去,但總的方法是一樣的。
Vogt:我同意。海洋的潮流使系統監測和測量非常困難,因為必要的參數變化很快。生態系統管理的問題之一是鑒定有關特殊系統有用物質最關鍵的變化因子。例如,營養流量或含量的重要性,或我們是否應該了解一些其它的變化因子,如多樣性,演替或其它的東西?有了這樣一種流動系統,問題是要尋找正確的變化因子,但最終的方法還是一樣的。
Holdgate:當你深入考慮Tansley概念的系統與系統之間如何連接時,問題就出來了。在種意義上說,海洋系統是不同的,由於水團流動,在系統中許多海洋物種最終形成具有牢固附著作用的海面幼蟲。同時,化學變化非常大,等等。海洋里沒有任何辦法能設立象陸地上設立的一種地圖似的界線。還是運用同樣標準的生態學原理。你需要把系統視為一個整體,觀察相互作用變化因子網等。原理是一樣的,但應用不同。
RB:隨著時間的推移,我們的生態系統管理概念在怎樣地發生著變化?
世界范圍受威脅的紅樹林.圖示菲律賓巴拉灣的卡馬溝次生紅樹林.
Holdgate:一個基本的變化是我們對生態學的理解。當1935年Tansley提出生態系統定義時,較之今天,我們對許多生態系統過程的特徵有著完全不同的認識。人們傾向與考慮整個生態系統,可能特別是植被成分。經過有序的和幾乎預測的演替序列到所謂的演替頂級。一旦在這種頂級的情況下,我們便認為,生態系統——熱帶雨林,溫帶森林,無論什麼——都同處於無限定的狀況。如果受到干擾,易於回復到那種頂級狀態 ,我們不再相信這種說法。我們現在認為系統多處於動態,持續變化,並多以此種形式出現。簡言之,我們認為生態系統很難預測。因此,我們曾用於生態系統的相當死板而固定的概念,已愈來愈失去應用意義。換句話說,生態學本身也發生了變化。
RB:一些科學家建議,為了確定哪些生態系統需要重點關注,我們應該比較一下生態系統,以便判定哪種更脆弱,更危險。你們是怎樣考慮這一觀點的?
Vogt:我認為要比較生態系統是很困難的。我們有傾向要觀察兩種生態系統並假設它們具有同樣的物種成分,大致同樣的年齡,這樣可以說它們是相同的生態系統。他們看起來可能完全一樣,但常常不是。事實上,它們的功能可能完全不同。因為一個先於另一個經歷了某種形式的土地利用活動,或者因為物種之間相互作用的不同。
RB:但你是否認為一種生態系統比另一種受到的威脅大一些或小一些?
Holdgate:有些情況可以這么說,因為二者受到威脅的程度很明顯,都被破壞得只留下了殘跡。巴西大西洋海岸的森林,Mata Atlantic就是一個眾所周知的例子。那兒只剩下原來的森林面積的3%,生態系統處於高度威脅之中。同樣的例子在許多海洋島嶼上也有發生。另一方面,對其它系統而言。可能就很難這么說了,因為這種威脅不明顯,這種威助可微妙地稱之為由於擾亂性生物或類似的東西的侵害所致。我認為任何想做比較生態系統的人都已得到一分有意義和挑戰性的工作。我不是說這種比較生態系統不能做,或者是不應該做,但我認為這是一項非常困難的工作。
Vogt:且不說比較生態系統,我們要了解生態系統承受威脅的限度是主要的,換言之,在什麼樣的限度之外一個系統失去功能,或者不能正常或不能按照我們的意志運作。很清楚,不同的系統和系統的不同部分有著不同的承受限度。但一旦我們了解這些限度,就會提高我們預測系統是否回退化的能力,也使人們更好地對系統進行歸類和比較。
說比做容易,我們能夠了解一部分系統的承受限度?能舉些例子嗎?
Vogt:我現在談論的是系統承受威脅的極限,越過這個極限,這個系統就要崩潰。現在,這些限度,物種與物種不同,情況與情況不同,我們需要很好的確定它們。
例如,我們現正陷入關於美國怎樣管理生產糖漿的糖槭樹林的問題。我們的願望是擴大生產,我們在糖槭樹不能正常生長的生態系統中種植了糖槭樹,使該系統之森林擁有糖槭樹的數量從不足30%增加到95%。最近,由於旱災,我們開始發現林地中的糖槭樹死亡率很高。顯然,這些系統超出了承受威脅的極限而難以承受變化的氣候條件。我們需要全面了解這些極限以及怎樣解釋這些正遭受人類急劇改變的極限。
生態系統管理是一種很古老的職業
RB:有任何總結性的評論嗎?
Holdgate:我認為要記住生態系統管理是一種很古老的職業是至關重要的。從人類對其周圍環境開始施加影響以來,就一直在從事生態系統管理,他們蓄意按照自己的願望去干擾和改變動植物群落的結構,使之服務於他們的利益。有時他們做的對,有時做的欠妥。所以,生態系統管理的原則牢固地紮根於人類的文明和世世代代的人民中。因此,從這個角度上講,幾乎從人類歷史一開始,人類就一直是生態系統的管理者。
現在我們必須承認今天的挑戰。人類對生物圈的主宰較之過去更多。這種挑戰賦予我們更大的責任,不是把事情做壞而是要應用生態系統任何運作的生態學知識。這些知識將表明生態系統或鑲嵌群落(通常我們是開展對後者的研究)中什麼是潛在結構,潛在生產力,潛在利害關系。我們所看見的由於對生物圈全面干擾而引起的變化都有些什麼影響,例如,由於氣候的變化。我相信,在研究作何選擇或這些選擇可能對群落的某些特別類型及可能對特別的資源託管人有利時,我認為在狹窄的生態學和社會學科學家之間需要有一個主要的聯系方式。
因此,有一件事世界自然保護聯盟可能應該牢記,即一群生態學家根據自己的想法提出問題是沒有用的,他們不能這樣做。IUCN需要發動協作網中不同學科的生態學家與社會學家,經濟學家,農學家和林學家,及傳統的土地管理者一起工作,以保證誰是資源託管人,誰就可以得到盡可能多的信息。
總之,我們不能光靠生態學來自救,必須靠生態學和其它自然和社會科學相結合。
Vogt:是,在忽視影響這些系統的社會因素的同時,我們現在還很缺少致力於生態系統管理的生態學家。生態系統管理不是僅靠生物信息就提出管理計劃。這些遠遠不夠。但我不想把責任完全推給生物學家。和我一起工作的社會學家也認為這純粹是個社會問題。若你直接排除那些不利於系統運作的生物學束縛,但你不會成功。
Budowski:我們支持這一重要論點。我認為生態系統管理需要有一種交叉學科的方法,其中有社會學家和經濟學家與生態學家合作共同研究去尋找解決問題的方法。正如我們以上所提到的,在需要考慮對正在管理的系統有興趣的所有有關資源託管人的觀點。很清楚,這需要某種類型的協商會,只有當我們把社會和生物結合起來才能真正達到生態系統管理的目的。
(傅燕鳳譯,王思玉校World Conservation 97(3):19-22)
8. 生態學在環境保護中有哪些應用
生態學在環境保護中的應用,主要是污染生態學的應用.污染生態學是生態學的一個新的分支學科,它是在很多生態學家逐漸地把研究的重心轉向生物與污染環境之間的相互關系的基礎上誕生的.污染生態學從生態學的角度對環境問題提供了重要的理論基礎,並在環境保護中的環境監測、評價與治理等方面.提供了一些具有實用價值的手段,其中主要有: (1)環境質量的生物監測與評價.利用生物可以對環境質量進行監測與評價.生物監測評價是利用生物對環境中污染物質的反應,即利用生物在各種污染環境中所發出的各種信息,來判斷污染物質的種類與污染的程度的一種手段. 生物監測與評價不僅是環境質量現狀監測與評價的一種手段,而且也是環境質量與評價的一個十分重要的環節. (2)利用生態系統的自凈能力消除環境污染.污染生態學提出了不用物理的和化學的方法,而利用生態系統的自凈能力也能有效地消除環境污染. (3)闡明污染物質在環境中的遷移轉化規律.污染生態學認為污染物質在環境中不是靜止不變的,而是隨著生態系統的物質循環,不斷地遷移、轉化和積聚.研究污染物質在環境中的遷移轉化規律,將有助於弄清污染物對環境的危害及其後果.(4)為環境容量和環境標準的制定提供依據.環境容量是指環境在生態和人體健康閡值以下所能容納的污染物的總星.環境容量是制定環境標準的主要依據之一.通過對污染生態學的研究.可以提供出污染物對生物和人體健康的閡值,由此就可以制定出這種污染物質的環境容量和環境標准. (5)保護和合理利用生物資源.運用污染生態學的基本原理,確定出各生態系統的生態閾值.使人類在生態閾值的范圍內,既能最大限度地利用生物資源,又能較好地保護生物資源.
9. 森林生物量化學如何利用
把森林生物量轉變為化學產品用於化工生產的學科。生物量本來是一個生態學概念,泛指生物資源,即由生物合成的所有物質,包括動、植物體,動物的排泄物和生活廢棄物等。植物體是光合作用的直接產物,也叫植物量,占生物量的絕大部分。森林生物量是植物資源的主要組成部分,占很大的比例。生物資源的最大特點是能在生物圈內不斷更新,屬於可再生資源。與石油、煤等化石原料相比,生物資源分布廣,受產地限制小,對環境污染小,除了作能源外,還可供食用,作動物飼料和各種原材料。生物資源的缺點是:比較分散,若將其集中並運輸到加工中心,能耗大;品種多、變異性大,要針對各自的特性採用相應的轉換和利用技術;產量受氣候、季節等自然因素影響較大等。
森林生物量的組成和利用現狀
森林生物量由林木的根、莖、葉、花、果實及林地上的灌木、雜草、枯枝落葉等所有生物物質組成。其主要化學成分和木材相似,由纖維素、半纖維素和木質素構成,還含有少量油脂、樹脂、精油之類的浸提物。目前,森林生物量的利用水平很低,大部分林區採伐樹木時只收集樹干,把樹冠、枝椏、樹根全都當作廢物丟掉。這些廢棄物中,只有很少一部分被用作燃料。原木製材時的出材率約為60~70%,大量邊皮、鋸末尚未利用。把一棵樹加工成木製品,大約只利用了它所包含的木質纖維材料的30%。使用木材生產化學漿時,木材物質的利用率也只有不到50%。木材的利用率尚且如此,森林生物量中其他成分的利用率就更低。這無疑是對資源的極大浪費。如何實現全樹利用,是長期以來一個亟待解決的問題。除了用森林採伐、木材加工剩餘物作燃料外,還可用部分枝椏材生產纖維板、刨花板、紙漿和其他復合材料。以林產品為原料生產各種化工產品和林化產品,如木炭、染料、松香、單寧、松節油、糖、糖蜜、甲醇、乙醇、乙酸、丙酮、糠醛、妥爾油、香草素、酵母和其他產品,雖有相當長的歷史,但規模都不大,且大多是當作副產品生產的。由於許多產品在生產成本上無法與石油化工產品競爭,發展非常緩慢。20世紀70年代初,受石油價格上漲的影響,森林生物量化學利用的研究工作有一度很活躍,在「石油危機」的沖擊消失後,研究熱情也有所減退。可見在一定時期內,森林生物量的化學利用是受石油價格制約的。
森林生物量化學利用方法
利用木質纖維材料生產化工產品主要有兩種途徑:一種是把木材成分完全分解成低分子化合物,作為生產各種化學製品的原料;另一種是把木材的各種成分(纖維素、半纖維素、木質素等)先分離開來,再進行化學加工。長期以來就在使用熱解的、化學的、機械的和生物的方法分解木質材料,達到進一步利用的目的。
熱解法
是把木質原料分解成低分子物質的主要辦法。通常是在隔絕空氣下加熱原料,使其發生熱分解,生成氣態、液態和固態產物。固態產物為木炭,佔40%左右;液態產物是各種有機酸、醇、醛和酚類等物質的復雜混合物,也約佔40%,這種混合物很難分離成單個化合物,因而不能加以有效地利用;其餘為氣態產物,主要是可燃氣體。木材氣化也屬於熱解,是在催化劑和氧化劑作用下,將木材加熱到1000℃以上,使之分解成一氧化碳、二氧化碳、氫氣和甲烷等,得到的混合氣體可直接用作燃料氣,還可混入部分氫氣,用作合成氣,生產甲醇、氨氣等一系列產品。(見木材熱解)
化學法
用化學法既可以把木質原料分解成小分子,也可以把這種原料分離為高分子組分。木質原料在化學加工之前,一般都要進行前處理。前處理採用粉碎、過醋酸處理、臭氧處理、高能射線輻照處理、鹼處理、溶纖劑溶解和爆破等各種方法。通過這些化學的、機械的或物理化學的處理,破壞木質材料的整體性,有的甚至可使木材完全解體。這對增加化學葯劑與原料的接觸面,促進葯劑向原料內部滲透,加快反應速度都是必需的。預處理過的原料和不同葯劑反應,可得到纖維素、半纖維素和木質素。以它們為原料,再進行生物的和化學的加工,可生產出各種化學產品。例如,把纖維素水解,得葡萄糖。纖維素水解有酸水解和酶水解兩種方法。半纖維素經輕度酸水解,即可生成單糖,可用來生產糠醛、木糖醇等。闊葉樹材半纖維素水解的主要產物是木糖,針葉樹材半纖維素水解的主要產物是甘露糖,以及木糖、葡萄糖等。這些糖經進一步加工,就能轉變為各種化工原料。木質素是制漿造紙工業的主要副產品,大部分尚未得到利用。木質素磺酸鹽經氧化分解,可制備香草素,用硫化鈉處理硫代木質素,得二甲基硫醚,再經氧化可得到二甲基亞碸。用催化加氫、熱分解等方法能把木質素分解成多種低分子酚類物質的混合物,但得率低,很難分離,暫時還不能用作化工原料。今後若能研製出新型催化劑,有選擇地把木質素分子中的苯環和烷基切斷,就可以得到比較單純的生成物,再經分離,即可利用。當前最有希望的方法是先除去木質纖維原料中的多糖,再把木質素氣化分解,加以利用。
生物轉換法
利用發酵、生物降解等生物加工技術使森林資源轉變為化學產品。把纖維素水解產物葡萄糖發酵釀酒,就是生物轉換技術的運用。除了能生產乙醇,還可以生產丁醇和其他產品。用乙醇為原料,能生產出乙醛、醋酸、乙烯等許多化工原料。從葡萄糖的發酵母液中可提取酵母和核糖核酸等,供葯用或作調味品。自然界有品種繁多的微生物和酶,這些生物體在生物圈循環代謝過程中,起著降解或分解各種天然物質的作用。每一種天然合成的有機物都有相應的酶系統來轉化它。森林生物量當然也不例外。在進行生物轉換時,要使酶與底物(如纖維素等)充分作用,還需要對木材進行脫木質素、破壞纖維素結晶構造等前處理,這對保持酶的活性,提高轉化速度也有好處。許多國家都在大力開發生物加工技術,研究各種形式的固相酶,在降低酶的成本、分離酶活性高的菌種等方面都取得了進展。現在已可以通過微生物的作用把五碳糖轉變為六碳糖,再進行工業發酵,生產乙醇等產品,為半纖維素的利用開辟了廣闊前景。
機械加工法
粉碎、熱磨、球磨等機械加工方法在森林生物量的化學利用中雖然只起輔助作用,卻是不可缺少的。不管是生產哪一種紙漿,都離不開熱磨。在對木材進行化學或生物加工之前,都要分離成幾種成分,也離不開粉碎、解纖。用球磨法分離制備磨木木質素,主要是靠機械作用,同時輔以溶劑的物理化學作用實現的。
以大分子形式利用纖維素、半纖維素和木質素,製成各種產品,是森林生物量化學利用的另一個重要方面。纖維素的衍生物,如硝化纖維素、醋酸纖維素、羧甲基纖維素等,在工業上有廣泛的用途。磺化木質素、硫代木質素等木質素衍生物可作為分散劑、土壤改良劑以及水泥、塑料等的添加劑使用,還可用來生產木質素樹脂和其他木質素製品。
森林生物量化學利用前景
世界人口快速增長,對資源的需求量不斷增加,加速了對儲量有限的化石原料的消耗。據估算,到21世紀,世界上的煤炭和石油儲藏將接近枯竭,這意味著目前以化石原料為主的原料結構在不太久的未來將發生根本變化。因此,人類不僅面臨著能源危機,也面臨化工原料危機。能源危機尚可靠核能、太陽能、潮汐能、水力、風力等發電來解決,解決化工原料危機的選擇性只有一種,即以生物資源,尤其是森林生物量為原料,別無它途。雖然在相當長的時期內受生產成本等各種因素的限制,在經濟上還不可行,但從長期發展戰略看,生物資源將代替化石原料,這種趨勢是不可逆轉的。
10. 舉例說明如何利用景觀生態學原理和方法促進生物多樣性保護和自然資源管理
多種多樣的生物是全人類共有的寶貴財富。生物多樣性為人類的生存與發展提供了豐富的食物、葯物、燃料等生活必需品以及大量的工業原料。生物多樣性維護了自然界的生態平衡,並為人類的生存提供了良好的環境條件。生物多樣性是生態系統不可缺少的組成部分,人們依靠生態系統凈化空氣、水,並充腴土壤。科學實驗證明,生態系統中物種越豐富,它的創造力就越大。自然界的所有生物都是互相依存,互相制約的。每一種物種的絕跡,都預示著很多物種即將面臨死亡。 生物多樣性還具有重要的科學研究價值。每一個物種都具有獨特的作用,例如利用野生稻與農田裡的水稻雜交,培育出的水稻新品種可以大面積提高稻穀的產量。在一些人類沒有研究過的植物中,可能含有對抗人類疾病的成分。這些野生動植物如果絕跡,是人類的重大損失