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生态学如何有效利用生物资源

发布时间:2022-10-21 19:02:20

1. 如何利用生态学原理解决资源的综合利用

生态保护的大量工作是生态系统的恢复和重建,实际是在人为控制条件下的生态系统演变过程。因此,必须遵从生态学的基本原理,包括景观生态学,生态系统生态学,群落演替的原理,物质循环和能量流动原理,生态服务原理,生物资源更替繁殖速率和最大捕捞量原理、自我维持和自我调节原理等。所以,在社会发展中利用、挖掘生态资源潜能,达到循环利用来解决资源环境问题。

2. 人类如何合理利用生物资源

光合作用
!!!!我们吃的菜,我们吃的肉能量来源,都来自那里。
这是最直接的利用
药用,无论是中药还是西药,很多都来源于生物体,各种草药啦,一些动物分泌物啦(蟾酥),动物器官等等……
生物培养珍惜抗生素,利用一些微生物通过感染抗生素然后大量繁殖,使抗生素也成倍增加,然后再提取。
观赏作用(其实是小作用)
生物发电
生物制造
……
还有就是不能随便破坏生态平衡,破坏生物全能性,这样就能很好利用生物资源了
其实这些都只是我想的,应该还行吧!
对了
这里给个网址给你,可能用得上,呵呵

3. 在生物资源保护中主要可以应用哪些生态学原理啊,最好全点,高分悬赏,谢谢

一、物资循环再生原理
地球以有限的空间和资源,长久维持着众多生物的生存、繁衍和发展,奥秘就在于物资能够在各类生态系统中,进行区域小循环和全球地质大循环,循环往复,分层分级利用,从而达到取之不尽用之不竭的效果。

二、物种多样性原理
一般来说,物种繁多而复杂额的生态系统具有较高的抵抗力稳定性。如果农业和林业生产为追求最大物种产量,常常忽略生物多样性而连年种植单一品种,这往往会造成病虫害增加,环境恶化。举个例子,在辽宁西部的章古台地区,最初进行林带建设时,单一种植了大片的樟子松林,由于没有一条昆虫与其天敌相生相克的食物链,使得偶然滋生的松毛虫肆虐一时,很多地方的樟子松因此奄奄一息。同样的原因,前几年仅一种小小的杨树天牛就将宁夏、内蒙古等地的几十亿株杨树毁于一旦。

三、协调与平衡原理
处理好生物与环境的协调与平衡,则首先要考虑的是环境的承载力(又称环境容纳量)。如果生物的数量超过了环境承载力的限度,就会引起系统的失衡和破坏。如果掌握好生物与环境的关系,就能充分利用自然环境的空间和资源、形成利益最大化。

四、整体性原理
自然生态系统式通过生物与环境、生物与生物之间的协同进化而形成的一个不可分割的有机整体。人类也处在一个社会—经济—自然复合而成的巨大系统中。进行生态建设时,不但要考虑到自然生态系统的规律,更重要的是,还要考虑到经济和社会等系统的影响力。举个例子,在进行林业工程建设时,一方面要号召农民种树,另一方面一定要考虑贫困地区农民的生活问题,如粮食、能源以及收入等问题。因为往往反而是以上的因素导致农民对森林、灌丛的过量砍伐。如果农民的生计得不到保证,随时会发生“前面造林,后面砍林”的现象。因此,只有把生态与经济结合起来,才能从根本上达到造林和护林的目的。除此之外,社会习惯、法律制度等也都对生态工程建设有着重要影响。建立在对系统成分的性质及相互关系充分了解基础之上的整体理论,是解决生态环境问题与生物资源保护的必要基础。只有应用整体性原理,才能统一协调当前与长远、局部与整体、开发与环境建设之间的关系,保障生态系统的平衡和稳定。

生物资源保护的第五个原理:系统学和工程学原理
这个原理又可以细分为 系统的结构决定功能原理和系统整体性原理 这两个原理是比较难理解的。举个例子,我国南方水网地区的桑基鱼塘模式,就是把很多单个生产系统通过优化组合,有机地整合在一起,成为一个新的高效的生态系统,大大提高了系统的生产力。这种模式自发明的几百年以来,在我国的太湖和珠江三角洲地区长期流行,造就了发达的农村经济,不能说与之没有关系。

以上就是生态工程与生物资源保护中要应用到的多种生态学原理,欢迎补充,共同学习。

4. 如何利用生态学原理解决资源合理利用问题,跟环境保护有何关系

我上次在林业科学院去做报告的稿子,我自己写的,你看看吧
原始森林价值与再造

原始林(原始森林是指天然形成的,未遭到人的破坏的完整生物圈。原始森林是陆地生态系统中核心。原始森林不仅仅是高大的树木,而是一个综合的生态系统,包动植物间的食物链关系,在原始森林中,某一物种的减少,可以影响其他物种的生存,这种情况在热带雨林中体现更为突出。人们在破坏原始森林以后,即使人工补种了大量的树林,也无法弥补森林破坏对生态带来的影响。)作为地球生态的一部分,是我们生存的必需品和生存的基础。衣食住行,没有一样可以摆脱原始林,我们的医疗,科研,工业,等等各行各业都离不开原始林,总的来说,原始林就是我们所有生物生存的一个基础。而现在她却在逐年消失。
当然,目前我们现存的原始森林还是有不少的,但是她目前也是危机重重,砍伐,偷猎,过度开发,她正在逐渐的死去。目前积极的是我们已经清楚的知道了自然环境的重要性,我们的世界观念也在因此改变,我们可以看到全世界每年的森林覆盖率下降的趋势已经得到了好转,这是令人欣慰的。
每年各个国家的政府都在积极的进行人工造林。可悲痛的是,我们的人工林始终无法做到原始林那种自然循环的能力。一片森林没有了正常的生物和植物良性循环,可以说它只是一片树,而不是一片森林。(人工林里面物种稀缺,生物无法良性循环,正常自然架构被破坏,完全不能提供像原始林一样的自我修复和自我进化的功能)原始林由于物种的多样性,促进了进化这一过程。我们来看看现实的例子:
子午岭,国家级森林保护区。我们来看看专家对子午岭的介绍:
子午岭保护区东西宽24公里,南北长27公里,最高海拔1680米,总面积4261公顷。林区里生长着1200多种植物、165种动物,森林覆盖率高达84%,柴松、水桐等珍贵名木遍布其中,白鹳、黑鹳、鸳鸯、金钱豹等国家级保护动物出没林间,被专家誉为黄土高原的“绿色宝库”和“天然绿色基因库”。
当地老百姓和在林区多年的护林员介绍,子午岭在之前的50年前,十多米的大树特别常见,每天有狼,鹿出没,包括豹子等等其他野生动物,特别常见。如今狼群,豹子几乎是很难见到的。林区中有几条河,当然我也不知道我看到的这条河叫什么名字,它流经蒿咀铺乡,城关,板桥。目前它的河道宽大约5米多,深度在2~3米左右,但是水流却只有宽度1米不到,深度40公分不到。甚至有些时间干涸。(据老百姓说,水是因为石油开发和地质勘探导致地下水流向改变)当然,水也是在近些年干涸的。子午岭林区几千前未经破坏的时候是另一番景象,参天大树随处可见,狼群豹群,各种鸟类穿梭林中,水源丰富。动植物资源储量相当丰富。
联合国在近几年有倡议书来提议各国保护原始森林,其中一些实际的例子包括使用标有FSC字样的木材制品,包括建立保护区和政府在资金上面的支持等等。
目前我们的原始森林覆盖率我始终没有查到是多少,但是我找到了这段话:联合国环境规划署报告称,有史以来全球森林已减少了一半,主要原因是人类活动。根据联合国粮农组织2001年的报告,全球森林从1990年的39.6亿公顷下降到2000年的38.亿公顷。全球每年消失的森林近千万公顷。所以我们现在保护的原始森林已经是一个残破的森林,我们要做的不仅仅是去保护这个残破而脆弱的森林,我们要去恢复她之前的样貌。
原始森林被破坏的原因仅有一个:人类活动。
自工业革命以来,我们的生产,医疗等等都有了飞跃式的发展,我们的人口数量开始了大幅度的上升,这也使我们需要更多的资源来保证我们社会的发展和我们的生产,所以我们开始开采各种矿石资源,各种森林资源。短短两百年的时间,我们的人口从10亿已经增加到我们今天的70亿。这就是工业革命所带来的显着变化之一。我们要维持今天的生活就必需要有足够的资源,这些年我们的发展有依靠的是几亿年到现在所积累的矿石资源和森林资源,今天这些资源已经消耗过半。我们得到的发展,我们现在要去看看这个养育了我们的生态系统,假设一下:如果我们继续发展我们的人口,当我们的人口达到100亿,150亿的时候,那时候我们的森林资源还有多少?我们的矿物资源还有多少?我们每天的生活所需资源是多少?假设我们如今生活的生态系统彻底的失去了自我修复和进化的功能,我们的历史还能再写几页?发展都是要承受代价的,我们从1800年到现在的200年间,我们的社会突飞猛进,可是我们付出了什么?我们付出的只是我们的智慧和劳动力,我们消耗的却是地球几亿年的资源。为了我们将来的生活和我们社会的发展和进步,我们保护我们生存的生态系统,我们还有让她去恢复被破坏之前的状态,因为我们需要的是生态系统而不是一个简单的有着干净水,干净空气,干净蔬菜和水果的环境而已。这个生态系统的根基就是原始森林。
我们每年世界各国都在积极的保护着环境,保护着生态,但是我们的人工造林方面目前仍是欠缺的,我们的人工林完全不能满足我们生存的需要,我们需要的人工林能在原始林的带动下达到原始森林的水准。包括现在我们的天然次生林都是达不到原始森林的水准,因为我们的人为活动影响了森林本身的发育。
如今我们的人工林是以混交林为基础,混交林的树木都是以适合当地生长,易存活,易成材的树木为主,所以我们可以看到大片的松树,柳树,槐树,柏树等等。但是真正的森林,她要求这片森林可以提供必要的净化功能和经济效益之外还要有一个生物循环,等等多种因素,所以我们目前的造林极不科学。
如何才能让我们的人工林达到或者接近原始林呢?
我们首先要对当地的原始林树种,物种,分布情况作详细了解。其中包括树种的分布率和分布规律,动物的分布率和分布规律,还包括动物的栖息环境要求和食物链构建等相关信息。当然我们依靠这些数据进行对比直接造林也是不科学的,我们需要的是以原始林为基础,由原始林逐渐向外扩延式造林,确保原始林的自身循环能力带动人工林发育,以求在若干年后人工林可以达到或者接近原始林。并且在相关的政策支持下,例如我们的资源开发,道路建设,电网建设,等等相关设施建设可以不去干扰我们的森林,让她可以自然的发展,不受到人为的干预。原始森林的恢复这个过程可能是极其漫长和辛苦,但是这也是我们生存所必须的选择。因为只有原始林才能提供真正自然环境下物种的进化和演变,这是我们能长久生存的保证。(人口的控制是保证生态系统恢复的重要前提)希望在若干年后可以看到地球的原始森林覆盖率达到百分之40以上的美好环境。
谁可以保证我们的现有技术是符合发展,符合进步的,是完美的,是没有代价的,只有自然的发展才是保证生命生生不息的基础。

5. 生态学在环境保护中有哪些应用

生态学在环境保护中的应用,主要是污染生态学的应用。污染生态学是生态学的一个新的分支学科,它是在很多生态学家逐渐地把研究的重心转向生物与污染环境之间的相互关系的基础上诞生的。污染生态学从生态学的角度对环境问题提供了重要的理论基础,并在环境保护中的环境监测、评价与治理等方面.提供了一些具有实用价值的手段,其中主要有: (1)环境质量的生物监测与评价。利用生物可以对环境质量进行监测与评价。生物监测评价是利用生物对环境中污染物质的反应,即利用生物在各种污染环境中所发出的各种信息,来判断污染物质的种类与污染的程度的一种手段。 生物监测与评价不仅是环境质量现状监测与评价的一种手段,而且也是环境质量与评价的一个十分重要的环节。 (2)利用生态系统的自净能力消除环境污染。污染生态学提出了不用物理的和化学的方法,而利用生态系统的自净能力也能有效地消除环境污染。 (3)阐明污染物质在环境中的迁移转化规律。污染生态学认为污染物质在环境中不是静止不变的,而是随着生态系统的物质循环,不断地迁移、转化和积聚。研究污染物质在环境中的迁移转化规律,将有助于弄清污染物对环境的危害及其后果。(4)为环境容量和环境标准的制定提供依据。环境容量是指环境在生态和人体健康阂值以下所能容纳的污染物的总星。环境容量是制定环境标准的主要依据之一。通过对污染生态学的研究.可以提供出污染物对生物和人体健康的阂值,由此就可以制定出这种污染物质的环境容量和环境标准。 (5)保护和合理利用生物资源。运用污染生态学的基本原理,确定出各生态系统的生态阈值.使人类在生态阈值的范围内,既能最大限度地利用生物资源,又能较好地保护生物资源。

6. 如何利用农业生态学各种原理提高系统的能量利用效率

(1)调整生物结构。就是要根据当地的资源条件、生产技术、市场需求的变化,建立适宜 的农林牧群落结构,合理选择和搭配高产高效的品种,保证最大的有效能产出。

(2) 优化投入组合。 农业生物的生长发育和高产优质需要多种生活因素和投入资源的配合, 其中某些处于最低量的因素和资源的数量变化,

(3)改善资源的基础状况,土地质量、水资源和生物资源状况对农业生态系统的能量转化 能力和辅助能的效益有很大影响。

(4)采用节能农业技术。减少耗能作业,用可再生资源代替某些工业能投入,节约不可再 生资源,这是当代技术进步的一个方面。

7. 生物资源保护中的生态学原则

名人专访
· 顺应生态系统管理

尽管人们对“生态系统管理”这一术语有了新的认识,但对它的内涵还存在一些争论。为了论证这些问题,世界自然保护联盟(IUCN)采访了3位专家。
Dr Kristiina Vogt

Kristiina Vogt博士,美国耶鲁大学林学院森林生态系统生态学教授,《生态系统:使科学与管理均衡》一书的合作编辑。
Gerardo Budowski博士,在哥斯达黎加居住和工作的一位委内瑞拉热带土地利用专家,1969年12月-1976年6月曾任世界自然保护联盟总裁,现任联盟生态系统管理委员会副主席。
Martin Holdgate爵士,一位英国的生态学家,现任联合国政府间林业专家组主席,1988-1994年曾任联盟总裁。
下面是他们与世界自然保护联盟驻美国华盛顿办公室的Ricardo Bayon(RB)的对话。
RB:首先,我想谈谈“生态系统管理”这一术语本身的含义。据我所知人们对它的定义还有一些争论。Vogt博士,我有趣地发现你在你的书中明确地指出,为了实施它,我们不需要给“生态系统管理”下定义。你能详尽阐述一下吗?
Vogt:我觉得人们为了准确地给这一名词下定义已经花了很多很多的时间。假定它是一个广泛的概念,当我们仅着眼于看系统的成分时,它的益处就在于能使我们放弃我们有时所看重的狭隘的焦点。生态系统管理要立足于寻求那些我们对自然系统如何运行的认识还不够完善的很多知识。以狭隘的观点和不足的认识研究生态系统,我们总是采取如我所说的“问题的焦点”,如污染,物种绝灭——一类包罗万象的东西。生态系统的整个涵义是要我们回顾并认识整个系统,以分辨出那些影响特别系统的关键性变化因子和那些并非会影响到所有系统的变化因子。给类似生态系统管理这样的专业名词下定义的难点之一 :其涵义因人而异。然而,这种不确切的涵义不会影响我们进行生态系统管理。这就是为什么在书中我们反对花费太多的时间去给这个专业名词下定义,却反而忘记了它的真正意义和目的。
Dr Gerarao Budowski

Budowski :关于“生态系统管理”这个术语,它是由两个很难下定义的词组成的。“生态系统”是一个老词,1935年首次由Tansley应用,它涉及到动植物本身之间及他们与自然环境的一种动态和复杂的相互作用。以此作为其定义,你会考虑到生产生态系统,岛屿生态系统,森林生态系统,甚至生物一工业生态系统等等。当加上 “管理”这个词时,它就包括社会和经济方面,故而使事情进一步复杂化。两个词合二为一,指社会和生物成分之间的一种复杂的相互作用。如果我们从广义上理解这个专业名词,就不应该浪费太多的时间去寻求更精确的定义。
RB:Martin爵士,首先我想问你是否同意;其次,如果我们不给什么是生态系统下定义,我们怎样才能从事生态系统管理呢?倘若以上所述为定义,生态系统可能会简单地指一棵树上的植物和昆虫相互作用的小巢穴,那么是否也可能指连接10余个国家的一条大江流域呢?因此,我们是否不需要了解动植物长期的相互作用。或者换句话说,我们是否不需要了解我们工作的时空范围呢?
Holdgate:(原来的)概念是相当清楚的。根据Tansley的意思,划定系统界线的东西实质上是相互作用的自然界。有一种假设称,系统中的生物与自然及环境组分之间的相互作用大于组分与系统之外毗连环境之间的相互作用。
当我们在讨论生态系统管理时,是在讨论一种涉及社会、经济及其它非常重要的管理观念和行动方式之截然不同的管理方法,而不是讨论Tansley概念所指的管理生态系统。我喜欢用“基于生态系统的管理”这个术语,尽管还难以给它下定义。
Sir Martin Holdgate

总之,我同意Vogt博士的观点,我们都知道,我们要用我们所掌握的生态学及其它学科的知识来保护和可持续利用地球上的生物资源,使之全方位地造福于不同社会的各个方面。
RB:那么,你是怎样确定工作的最佳范围的呢?
Holdgate:这只能就事论事地开展工作。有时我们的工作适于采取对某种环境之特别区域的管理计划,这个区域可能是一片红树林或一个小湖泊;有时我们的工作适合于采取广阔的视野并考虑到现在称作生物区的一个相当大的区域,其中包括Tansley概念所指的所有多样化的生态系统。我们必须承认生态系统管理需要全社会的力量,管理的目标要有社会来选择,我们的工作范围取决于系统的特征,人类社会的特征,以及你进行管理的目的。
RB:Vogt博士,你是否介意评论这种空间和时间范围的问题?
Vogt:我们需要把每一个系统看作一个独特的系统。我们现在发现的问题之一是过去也出现过的问题,即我们进入一片森林或一块农田,我们就把它定为我们分析的单位。有时候拓宽我们的思路是很重要的。例如,我们正发现的问题之一是所有的生态系统都具有我们所称谓“遗产”,是过去土地利用活动遗留在系统中的痕迹。这就是说我们着手要做的事情之一是鉴定出那些遗产是什么,并如何研究它们。曾经是一片森林的土地,但许多年来一直用作农田,因此现存的土壤条件不允许它再有过去森林的功能。想要管理系统时我们需要考虑这种遗留现象。
再举一个例子:美国的一个自然资源保护组织买下了周围全部是农田的大草原。他们发现仅看中这片大草原是不能管理好这块土地的,因为在这片农田包围的大草原上存在许多的影响——我们有些人称之为“地带影响”。如果你单看大草原,你会完全忽略这个系统里究竟发生了什么事情。
因此,每一种系统必须看作是一个独特的系统。这会使管理变得困难,但这是达到我们目的的唯一途径。

管理的适度范围取决于我们研究的对象,而这正是社会成分的重要性之所在

管理的适度范围取决于我们的研究对象,而这正是社会成分的重要性之所在。通过确定我们的研究对象和我们需从系统中获得什么,我们就可以确定管理的最佳范围。这可能是一段圆木或树上的一个洞,或者更大的东西。Tansley概念的问题之一是试图为生态系统划定明确的界线,把世界看作是一整套彼此连接的生态系统。世界并非那样运行。现在我们知道我们必须了解系统外正发生的事(扩大空间范围),并详细了解过去土地利用活动(扩大时间范围)。
这个范围问题中的一个怪现象是,每次扩大范围,预测该系统中正发生的事所需要的信息实际上越来越少。换言之,你研究的范围越广,每个单个变化因子的重要性越小。在足够的时空范围内,预测一个生态系统的功能真正所需要的就是了解气候。但了解气候,你是否真正了解系统内所发生的事呢?我不认为如此。
当我们仅仅研究一个或两个主要变化因子时,我们切勿认为自己已经了解这些系统的各个方面。
Budowski :这取决于你为什么管理系统。你可以开展全球范围内的管理,这样,整个地球陆地成为一个生态系统。或者你可以在一个非常小的范围内进行管理,比如,你房子周围的家庭花园。两者都是生态系统,但对它们的管理目的的截然不同。
RB:你们都说生态系统管理取决于对被管理的生态系统的目的,但谁来决定生态系统的使用目的?
Holdgate:简单的回答是,属于谁的区域谁就来决定怎么利用那个区域。现实是非常复杂的。通常你也需要考虑对这片土地的未来有特别兴趣的人们。你需要顾及广泛的社会利益并承认系统内发生的事情有时对远离系统的人们的利益和意义。尽管用了很不中听的行话,政府间林业专家组认为:“要考虑到所有的资源托管人”,但要非常仔细而灵活地权衡社会各类人士的利益。
Bodowski:我认为主要的问题不仅是谁来决定,还有作决议的过程。我还认为在尽量吸收有关资源托管人的意见时,我们不仅要考虑到当代资源托管人的意见,而且还要考虑到今后资源托管人的意见。我意识到这是一个非常复杂的过程,但它是必要的。我们需要以长远的观点来协调目前短期的利益。无论如何,我们渴望要从生态系统管理中获得近期效益,即使这样会导致生态系统一定程度的退化。我只希望即使在这种情况下,我们也要考虑长远的前景。

就人类价值而言,生态系统管理是首要的

Vogt:资源托管人的问题使我们考虑到生态系统管理的中心问题。迟早我们有必要认识生物/生态兼顾是不会推迟我们管理决议的。我强烈地感到就人类的价值而言,生态系统管理是首要的。首先我们评价一个特别的系统或资源,然后决定如何利用那些系统和资源。如果我们评价一种木材,我们可以在一个方面管理生态系统;如果我们评价一个濒危物种,我们可能从完全不同的角度管理生态系统。如果你查看任何特定的法律和政策,你会发现生态系统管理不是迫于人民保护物种的愿望,就是迫于人民增强对某种特别资源的愿望。由于这个原因,也许生态系统管理者的最主要任务是给立法者,政策指定者、或者决策者,解释清楚其行为的潜在影响。人们需要认识到他们对生态系统做的一切会对系统今后的功能产生短期、中期,或长期(通常是有害)的影响。人类的大多数行动都会给生态系统带来严重影响,科学可以通过决策通告可能的影响。
Holdgate:我同意,任何特定的生态系统都有一些类群可以给人类带来短期利益,而人们对从系统中获取利益抱有极不现实的愿望。因此,科学的重要作用之一是引起自由使用者的注意,他们对生态系统的自由利用要受到自然过程的限制。你虽然不能告诉他们做什么,但你可以帮助他们,提供他们所必需的信息而使他们选择最适当的管理方式,管理他们自然范围内的生态系统。同时,我们还需要努力平衡许多竞争性的利益。例如,居住在热带林区的许多人从这些森林里得到多重利益。他们利用森林的形式还停留在正规经济系统之外。其它自然资源托管人,包括中央政府,也有兴趣从这些林区中获得硬通币的财政收入。这主要通过征收资产并以原木形式出口到发达国家的市场。这就是说,我们需要裁判或某种解决冲突的制度,一种可提供途径把科学和短期与长期利益相结合的制度,并作为社会结构的一部分为所有有关部门广泛接受的制度。
RB:Brdowski你是否认为对陆地生态系统和水生或海洋生态系统之间的生态系统管理存在区别?
生态系统管理需要社会中资源托管人的加入。
这是尼日尔爾利亚奥斯霍伯河美人庙,表示宗教价值怎样有助于生态系统管理。

Budowski:没有,至少在方法上没有。它们具有不同的环境因子,还有许多运动需要考虑进去,但总的方法是一样的。
Vogt:我同意。海洋的潮流使系统监测和测量非常困难,因为必要的参数变化很快。生态系统管理的问题之一是鉴定有关特殊系统有用物质最关键的变化因子。例如,营养流量或含量的重要性,或我们是否应该了解一些其它的变化因子,如多样性,演替或其它的东西?有了这样一种流动系统,问题是要寻找正确的变化因子,但最终的方法还是一样的。
Holdgate:当你深入考虑Tansley概念的系统与系统之间如何连接时,问题就出来了。在种意义上说,海洋系统是不同的,由于水团流动,在系统中许多海洋物种最终形成具有牢固附着作用的海面幼虫。同时,化学变化非常大,等等。海洋里没有任何办法能设立象陆地上设立的一种地图似的界线。还是运用同样标准的生态学原理。你需要把系统视为一个整体,观察相互作用变化因子网等。原理是一样的,但应用不同。
RB:随着时间的推移,我们的生态系统管理概念在怎样地发生着变化?
世界范围受威胁的红树林.图示菲律宾巴拉湾的卡马沟次生红树林.
Holdgate:一个基本的变化是我们对生态学的理解。当1935年Tansley提出生态系统定义时,较之今天,我们对许多生态系统过程的特征有着完全不同的认识。人们倾向与考虑整个生态系统,可能特别是植被成分。经过有序的和几乎预测的演替序列到所谓的演替顶级。一旦在这种顶级的情况下,我们便认为,生态系统——热带雨林,温带森林,无论什么——都同处于无限定的状况。如果受到干扰,易于回复到那种顶级状态 ,我们不再相信这种说法。我们现在认为系统多处于动态,持续变化,并多以此种形式出现。简言之,我们认为生态系统很难预测。因此,我们曾用于生态系统的相当死板而固定的概念,已愈来愈失去应用意义。换句话说,生态学本身也发生了变化。
RB:一些科学家建议,为了确定哪些生态系统需要重点关注,我们应该比较一下生态系统,以便判定哪种更脆弱,更危险。你们是怎样考虑这一观点的?
Vogt:我认为要比较生态系统是很困难的。我们有倾向要观察两种生态系统并假设它们具有同样的物种成分,大致同样的年龄,这样可以说它们是相同的生态系统。他们看起来可能完全一样,但常常不是。事实上,它们的功能可能完全不同。因为一个先于另一个经历了某种形式的土地利用活动,或者因为物种之间相互作用的不同。
RB:但你是否认为一种生态系统比另一种受到的威胁大一些或小一些?
Holdgate:有些情况可以这么说,因为二者受到威胁的程度很明显,都被破坏得只留下了残迹。巴西大西洋海岸的森林,Mata Atlantic就是一个众所周知的例子。那儿只剩下原来的森林面积的3%,生态系统处于高度威胁之中。同样的例子在许多海洋岛屿上也有发生。另一方面,对其它系统而言。可能就很难这么说了,因为这种威胁不明显,这种威助可微妙地称之为由于扰乱性生物或类似的东西的侵害所致。我认为任何想做比较生态系统的人都已得到一分有意义和挑战性的工作。我不是说这种比较生态系统不能做,或者是不应该做,但我认为这是一项非常困难的工作。
Vogt:且不说比较生态系统,我们要了解生态系统承受威胁的限度是主要的,换言之,在什么样的限度之外一个系统失去功能,或者不能正常或不能按照我们的意志运作。很清楚,不同的系统和系统的不同部分有着不同的承受限度。但一旦我们了解这些限度,就会提高我们预测系统是否回退化的能力,也使人们更好地对系统进行归类和比较。
说比做容易,我们能够了解一部分系统的承受限度?能举些例子吗?
Vogt:我现在谈论的是系统承受威胁的极限,越过这个极限,这个系统就要崩溃。现在,这些限度,物种与物种不同,情况与情况不同,我们需要很好的确定它们。
例如,我们现正陷入关于美国怎样管理生产糖浆的糖槭树林的问题。我们的愿望是扩大生产,我们在糖槭树不能正常生长的生态系统中种植了糖槭树,使该系统之森林拥有糖槭树的数量从不足30%增加到95%。最近,由于旱灾,我们开始发现林地中的糖槭树死亡率很高。显然,这些系统超出了承受威胁的极限而难以承受变化的气候条件。我们需要全面了解这些极限以及怎样解释这些正遭受人类急剧改变的极限。

生态系统管理是一种很古老的职业

RB:有任何总结性的评论吗?
Holdgate:我认为要记住生态系统管理是一种很古老的职业是至关重要的。从人类对其周围环境开始施加影响以来,就一直在从事生态系统管理,他们蓄意按照自己的愿望去干扰和改变动植物群落的结构,使之服务于他们的利益。有时他们做的对,有时做的欠妥。所以,生态系统管理的原则牢固地扎根于人类的文明和世世代代的人民中。因此,从这个角度上讲,几乎从人类历史一开始,人类就一直是生态系统的管理者。
现在我们必须承认今天的挑战。人类对生物圈的主宰较之过去更多。这种挑战赋予我们更大的责任,不是把事情做坏而是要应用生态系统任何运作的生态学知识。这些知识将表明生态系统或镶嵌群落(通常我们是开展对后者的研究)中什么是潜在结构,潜在生产力,潜在利害关系。我们所看见的由于对生物圈全面干扰而引起的变化都有些什么影响,例如,由于气候的变化。我相信,在研究作何选择或这些选择可能对群落的某些特别类型及可能对特别的资源托管人有利时,我认为在狭窄的生态学和社会学科学家之间需要有一个主要的联系方式。
因此,有一件事世界自然保护联盟可能应该牢记,即一群生态学家根据自己的想法提出问题是没有用的,他们不能这样做。IUCN需要发动协作网中不同学科的生态学家与社会学家,经济学家,农学家和林学家,及传统的土地管理者一起工作,以保证谁是资源托管人,谁就可以得到尽可能多的信息。
总之,我们不能光靠生态学来自救,必须靠生态学和其它自然和社会科学相结合。
Vogt:是,在忽视影响这些系统的社会因素的同时,我们现在还很缺少致力于生态系统管理的生态学家。生态系统管理不是仅靠生物信息就提出管理计划。这些远远不够。但我不想把责任完全推给生物学家。和我一起工作的社会学家也认为这纯粹是个社会问题。若你直接排除那些不利于系统运作的生物学束缚,但你不会成功。
Budowski:我们支持这一重要论点。我认为生态系统管理需要有一种交叉学科的方法,其中有社会学家和经济学家与生态学家合作共同研究去寻找解决问题的方法。正如我们以上所提到的,在需要考虑对正在管理的系统有兴趣的所有有关资源托管人的观点。很清楚,这需要某种类型的协商会,只有当我们把社会和生物结合起来才能真正达到生态系统管理的目的。
(傅燕凤译,王思玉校World Conservation 97(3):19-22)

8. 生态学在环境保护中有哪些应用

生态学在环境保护中的应用,主要是污染生态学的应用.污染生态学是生态学的一个新的分支学科,它是在很多生态学家逐渐地把研究的重心转向生物与污染环境之间的相互关系的基础上诞生的.污染生态学从生态学的角度对环境问题提供了重要的理论基础,并在环境保护中的环境监测、评价与治理等方面.提供了一些具有实用价值的手段,其中主要有: (1)环境质量的生物监测与评价.利用生物可以对环境质量进行监测与评价.生物监测评价是利用生物对环境中污染物质的反应,即利用生物在各种污染环境中所发出的各种信息,来判断污染物质的种类与污染的程度的一种手段. 生物监测与评价不仅是环境质量现状监测与评价的一种手段,而且也是环境质量与评价的一个十分重要的环节. (2)利用生态系统的自净能力消除环境污染.污染生态学提出了不用物理的和化学的方法,而利用生态系统的自净能力也能有效地消除环境污染. (3)阐明污染物质在环境中的迁移转化规律.污染生态学认为污染物质在环境中不是静止不变的,而是随着生态系统的物质循环,不断地迁移、转化和积聚.研究污染物质在环境中的迁移转化规律,将有助于弄清污染物对环境的危害及其后果.(4)为环境容量和环境标准的制定提供依据.环境容量是指环境在生态和人体健康阂值以下所能容纳的污染物的总星.环境容量是制定环境标准的主要依据之一.通过对污染生态学的研究.可以提供出污染物对生物和人体健康的阂值,由此就可以制定出这种污染物质的环境容量和环境标准. (5)保护和合理利用生物资源.运用污染生态学的基本原理,确定出各生态系统的生态阈值.使人类在生态阈值的范围内,既能最大限度地利用生物资源,又能较好地保护生物资源.

9. 森林生物量化学如何利用

把森林生物量转变为化学产品用于化工生产的学科。生物量本来是一个生态学概念,泛指生物资源,即由生物合成的所有物质,包括动、植物体,动物的排泄物和生活废弃物等。植物体是光合作用的直接产物,也叫植物量,占生物量的绝大部分。森林生物量是植物资源的主要组成部分,占很大的比例。生物资源的最大特点是能在生物圈内不断更新,属于可再生资源。与石油、煤等化石原料相比,生物资源分布广,受产地限制小,对环境污染小,除了作能源外,还可供食用,作动物饲料和各种原材料。生物资源的缺点是:比较分散,若将其集中并运输到加工中心,能耗大;品种多、变异性大,要针对各自的特性采用相应的转换和利用技术;产量受气候、季节等自然因素影响较大等。

森林生物量的组成和利用现状

森林生物量由林木的根、茎、叶、花、果实及林地上的灌木、杂草、枯枝落叶等所有生物物质组成。其主要化学成分和木材相似,由纤维素、半纤维素和木质素构成,还含有少量油脂、树脂、精油之类的浸提物。目前,森林生物量的利用水平很低,大部分林区采伐树木时只收集树干,把树冠、枝桠、树根全都当作废物丢掉。这些废弃物中,只有很少一部分被用作燃料。原木制材时的出材率约为60~70%,大量边皮、锯末尚未利用。把一棵树加工成木制品,大约只利用了它所包含的木质纤维材料的30%。使用木材生产化学浆时,木材物质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。这无疑是对资源的极大浪费。如何实现全树利用,是长期以来一个亟待解决的问题。除了用森林采伐、木材加工剩余物作燃料外,还可用部分枝桠材生产纤维板、刨花板、纸浆和其他复合材料。以林产品为原料生产各种化工产品和林化产品,如木炭、染料、松香、单宁、松节油、糖、糖蜜、甲醇、乙醇、乙酸、丙酮、糠醛、妥尔油、香草素、酵母和其他产品,虽有相当长的历史,但规模都不大,且大多是当作副产品生产的。由于许多产品在生产成本上无法与石油化工产品竞争,发展非常缓慢。20世纪70年代初,受石油价格上涨的影响,森林生物量化学利用的研究工作有一度很活跃,在“石油危机”的冲击消失后,研究热情也有所减退。可见在一定时期内,森林生物量的化学利用是受石油价格制约的。

森林生物量化学利用方法

利用木质纤维材料生产化工产品主要有两种途径:一种是把木材成分完全分解成低分子化合物,作为生产各种化学制品的原料;另一种是把木材的各种成分(纤维素、半纤维素、木质素等)先分离开来,再进行化学加工。长期以来就在使用热解的、化学的、机械的和生物的方法分解木质材料,达到进一步利用的目的。

热解法

是把木质原料分解成低分子物质的主要办法。通常是在隔绝空气下加热原料,使其发生热分解,生成气态、液态和固态产物。固态产物为木炭,占40%左右;液态产物是各种有机酸、醇、醛和酚类等物质的复杂混合物,也约占40%,这种混合物很难分离成单个化合物,因而不能加以有效地利用;其余为气态产物,主要是可燃气体。木材气化也属于热解,是在催化剂和氧化剂作用下,将木材加热到1000℃以上,使之分解成一氧化碳、二氧化碳、氢气和甲烷等,得到的混合气体可直接用作燃料气,还可混入部分氢气,用作合成气,生产甲醇、氨气等一系列产品。(见木材热解)

化学法

用化学法既可以把木质原料分解成小分子,也可以把这种原料分离为高分子组分。木质原料在化学加工之前,一般都要进行前处理。前处理采用粉碎、过醋酸处理、臭氧处理、高能射线辐照处理、碱处理、溶纤剂溶解和爆破等各种方法。通过这些化学的、机械的或物理化学的处理,破坏木质材料的整体性,有的甚至可使木材完全解体。这对增加化学药剂与原料的接触面,促进药剂向原料内部渗透,加快反应速度都是必需的。预处理过的原料和不同药剂反应,可得到纤维素、半纤维素和木质素。以它们为原料,再进行生物的和化学的加工,可生产出各种化学产品。例如,把纤维素水解,得葡萄糖。纤维素水解有酸水解和酶水解两种方法。半纤维素经轻度酸水解,即可生成单糖,可用来生产糠醛、木糖醇等。阔叶树材半纤维素水解的主要产物是木糖,针叶树材半纤维素水解的主要产物是甘露糖,以及木糖、葡萄糖等。这些糖经进一步加工,就能转变为各种化工原料。木质素是制浆造纸工业的主要副产品,大部分尚未得到利用。木质素磺酸盐经氧化分解,可制备香草素,用硫化钠处理硫代木质素,得二甲基硫醚,再经氧化可得到二甲基亚砜。用催化加氢、热分解等方法能把木质素分解成多种低分子酚类物质的混合物,但得率低,很难分离,暂时还不能用作化工原料。今后若能研制出新型催化剂,有选择地把木质素分子中的苯环和烷基切断,就可以得到比较单纯的生成物,再经分离,即可利用。当前最有希望的方法是先除去木质纤维原料中的多糖,再把木质素气化分解,加以利用。

生物转换法

利用发酵、生物降解等生物加工技术使森林资源转变为化学产品。把纤维素水解产物葡萄糖发酵酿酒,就是生物转换技术的运用。除了能生产乙醇,还可以生产丁醇和其他产品。用乙醇为原料,能生产出乙醛、醋酸、乙烯等许多化工原料。从葡萄糖的发酵母液中可提取酵母和核糖核酸等,供药用或作调味品。自然界有品种繁多的微生物和酶,这些生物体在生物圈循环代谢过程中,起着降解或分解各种天然物质的作用。每一种天然合成的有机物都有相应的酶系统来转化它。森林生物量当然也不例外。在进行生物转换时,要使酶与底物(如纤维素等)充分作用,还需要对木材进行脱木质素、破坏纤维素结晶构造等前处理,这对保持酶的活性,提高转化速度也有好处。许多国家都在大力开发生物加工技术,研究各种形式的固相酶,在降低酶的成本、分离酶活性高的菌种等方面都取得了进展。现在已可以通过微生物的作用把五碳糖转变为六碳糖,再进行工业发酵,生产乙醇等产品,为半纤维素的利用开辟了广阔前景。

机械加工法

粉碎、热磨、球磨等机械加工方法在森林生物量的化学利用中虽然只起辅助作用,却是不可缺少的。不管是生产哪一种纸浆,都离不开热磨。在对木材进行化学或生物加工之前,都要分离成几种成分,也离不开粉碎、解纤。用球磨法分离制备磨木木质素,主要是靠机械作用,同时辅以溶剂的物理化学作用实现的。

以大分子形式利用纤维素、半纤维素和木质素,制成各种产品,是森林生物量化学利用的另一个重要方面。纤维素的衍生物,如硝化纤维素、醋酸纤维素、羧甲基纤维素等,在工业上有广泛的用途。磺化木质素、硫代木质素等木质素衍生物可作为分散剂、土壤改良剂以及水泥、塑料等的添加剂使用,还可用来生产木质素树脂和其他木质素制品。

森林生物量化学利用前景

世界人口快速增长,对资源的需求量不断增加,加速了对储量有限的化石原料的消耗。据估算,到21世纪,世界上的煤炭和石油储藏将接近枯竭,这意味着目前以化石原料为主的原料结构在不太久的未来将发生根本变化。因此,人类不仅面临着能源危机,也面临化工原料危机。能源危机尚可靠核能、太阳能、潮汐能、水力、风力等发电来解决,解决化工原料危机的选择性只有一种,即以生物资源,尤其是森林生物量为原料,别无它途。虽然在相当长的时期内受生产成本等各种因素的限制,在经济上还不可行,但从长期发展战略看,生物资源将代替化石原料,这种趋势是不可逆转的。

10. 举例说明如何利用景观生态学原理和方法促进生物多样性保护和自然资源管理

多种多样的生物是全人类共有的宝贵财富。生物多样性为人类的生存与发展提供了丰富的食物、药物、燃料等生活必需品以及大量的工业原料。生物多样性维护了自然界的生态平衡,并为人类的生存提供了良好的环境条件。生物多样性是生态系统不可缺少的组成部分,人们依靠生态系统净化空气、水,并充腴土壤。科学实验证明,生态系统中物种越丰富,它的创造力就越大。自然界的所有生物都是互相依存,互相制约的。每一种物种的绝迹,都预示着很多物种即将面临死亡。 生物多样性还具有重要的科学研究价值。每一个物种都具有独特的作用,例如利用野生稻与农田里的水稻杂交,培育出的水稻新品种可以大面积提高稻谷的产量。在一些人类没有研究过的植物中,可能含有对抗人类疾病的成分。这些野生动植物如果绝迹,是人类的重大损失

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