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经过几十年的持续改进和不断完善,国外大型石油化工公司的环境管理水平已经达到较高水平,在环境政策和实践方面,各公司均非常重视生物多样性保护、新能源和可再生能源开发利用、应对气候变化和温室气体减排、水资源有效利用以及防止化学品泄漏工作,致力于减少生产经营过程的生态足迹,为公司和周边社区创造稳定、健康的环境,且十分重视开展关于环境问题的公众交流。
1.皇家壳牌
壳牌石油公司在世界100多个国家和地区拥有2000多个子公司,位列2012年世界500强第1位。壳牌秉承“要创建一个更可持续的能源未来,最好的办法就是立即行动”的理念,在以下方面采取了主要措施:
1.1积极开展可再生能源开发。壳牌公司1997年即承诺将可持续发展融入公司的商业原则中,重点发展车用先进生物燃料和氢燃料,设立了在未来20-30年使可再生能源成为公司的大业务板块的目标。
1.2重视生物多样性保护。公司2001年制定了行业内第一个生物多样性保护标准,把生态系统评估作为新、扩建项目环境影响评价的重要部分。在全世界40多个国家开展了生物多样性保护合作。
1.3积极应对气候变化。大力供应天然气,开展二氧化碳捕获与封存技术,发展生物燃料,提高能源效率,实施碳定价,减少生命周期排放,提高新项目适应性等多方面措施。
1.4加强化学品泄漏管理。壳牌公司制定了船舶质量保证标准,要求大型远洋油轮设置双层船壳;建立了石油泄漏应急机制,以降低石油泄漏对周边环境的影响。
1.5使用先进的工艺技术和生产装备。公司通过不断改进技术,解决运营过程中造成的污染物排放,提高水资源利用效率,在阿曼利用河床种植芦苇来净化采油污水,不仅节省了污水回注消耗的电能,净化后的污水还可用于农业灌溉。
1.6加强与相关方的合作。积极与国际自然保护联盟(IUCN)、国际湿地组织、大自然保护协会等环境组织合作、沟通,帮助公司识别和管理环境挑战,发现改进的机会。
2.埃克森美孚
埃克森美孚公司是世界上最大的跨国石油公司之一,是世界第一大炼油商、油基础油生产商及成品油的主要生产商,位列2012年世界500强第2位。埃克森美孚注重自身环境责任,在多领域开展环境保护工作:
2.1注重运用环境管理体系。公司从1992 年开始运行运营完善性管理体系(Operation Integrity Management System,or OIMS),环境保护是OIMS的关键要素,被纳入公司业务的整个生命周期中。
2.2开展资源节约。监控企业用水数据,因地制宜地制定各子公司的水资源使用计划,检查各子公司的水消耗速率来确定是否采取了相应应对水资源短缺的措施;在油气开采方面,加强循环水和污水回用,合理使用采出水,采用耗水少的工艺过程等措施管理水资源。公司开展环境和能源节约计划(EESI,the Environmental and Energy Savings Initiative),提高能源利用效率。
2.3积极应对全球气候变化。公司力争成为应对气候变化的行业先导者,2000年累计投资超过15亿美元,启动“全球能源管理系统”(GEME),将炼油和化工生产能效提高15%-20%;10年内共同投资2.25亿美元开展全球气候变化和能源项目(GCEP),与斯坦福大学、美国通用电气公司(GE)、斯伦贝谢公司、丰田等公司合作,开展了氢能、太阳能、二氧化碳捕集贮存和分离、生物质能、先进材料和催化剂等30个项目的研发;在世界30个地点建设了85套热电联产(CHP)设施。
2.4加大新能源开发。投资超过6亿美元与美国硅图公司(SGI)组建战略研发联盟,研发与海藻基生物燃料有关的产品技术。
2.5重视生物多样性保护。通过ESHIA程序协调生物多样性保护目标、生态系统功能和勘探开发活动之间的关系。加入了Business for Social Responsibility’s Ecosystem Services Tools and Markets (ESTM)工作组,开展生物多样性保护相关活动。
2.6严防泄漏事故。日常加强程序预防,使业务运行建立在层层检查保护的基础上,注意定期设备维护,进行必要的试验和训练;注重技术创新,重视泄漏控制设备的研发及改进,预防和控制双管齐下,力求把泄漏的可能性及危害降到最低。
3.英国石油公司
英国石油公司在百余个国家从事生产经营活动,2012年世界500强位列第4位。是能源界率先承认有必要采取行动防止气候变化的企业,认为公司有责任引领潮流,致力寻找并贯彻全球气候变化解决方案。
3.1重视OMS体系管理。BP公司OMS体系确立了在环境方面开展负责任运营所需的各项标准和流程,帮助世界各地的业务部门在整个运营生命周期中管理环境和社会影响。
3.2积极应对气候变化。在新项目投资评估和工程设计中计入碳排放成本;在运营中注重提高能源效率;减少放空燃烧和排放;开发高效率的燃料和油;支持技术和政策研究;在气候变化相关问题上与各国政府、非政府组织、行业组织、高校和其它公司进行接触、合作。
3.3加强生物多样性保护和生态系统服务。在项目规划阶段早期,就对敏感或受保护区域、濒危物种以及生态系统服务可能受到的影响进行筛选和评估。公司开发了一系列新兴的生态系统服务工具,用以在当地和地区层面评估其影响和依赖性。
3.4大力开发新能源。BP公司在风能、生物能源、电气化和碳解决方案等领域进行投资,2011 年向替代能源业务投资了16 亿美元,与13所领先的研究型大学合作,开展持续性科学研究,推进“能源可持续性挑战”计划。
3.5深化水资源管理。在淡水提取和消费两方面寻求提高效率,同时在废水处理中应用新技术。
3.6加强泄漏管理。2010年墨西哥事件发生后,BP公司与相关州和联邦机构合作,监测和评估事故环境影响,并实施了恢复计划。承诺在10 年期间贡献5 亿美元支持独立研究,与行业和监管机构分享其从漏油应对行动汲取的经验教训。
4.雪佛龙
雪佛龙石油公司是美国第二大石油公司,2012年世界500强位列第8位。雪佛龙公司将“以安全和对环境负责任的方式开发能源”作为公司立足于世界的关键,尽可能减少生产经营过程中的生态足迹,注重现场管理。
4.1完善管理体系。2007年建立的ESHIA(Environmental, Social and Health Impact Assessment)是雪佛龙公司HSE管理体系的重要特色,用来预测和评价新项目潜在的环境影响,提出削减和控制危害的管理措施。ESHIA体系现已在全球900多个项目中得以应用。
4.2积极应对气候变化。公司提出应对气候变化的7项原则:全球参与、能源安全、最大化节约、灵活方法、广泛平等对待、可行技术、透明;采取的行动措施主要包括减少排放降低消耗、减少放空燃烧、碳封存、废热发电、投资研究开发和技术等方面。
4.3发展新兴能源。公司发展地热能、先进太阳能、生物燃料,开展聚光太阳能驱油可行性研究;建设太阳能光伏发电厂。
4.4保护生物多样性。公司在ESHIA体系中明确要求将生物多样性保护纳入工程项目的评估、决策和生产运营中。
4.5保护新鲜水资源。公司在加利福尼亚州最大的石油基地克恩县,与当地水务局合作为当地农民提供农业用水。加利福尼亚的Richmond炼厂实施了RARE(Richmond Advanced Recycled Expansion)水计划,生产一加仑(1加仑相当于3.8升)汽油,只需要一加仑水,节约新鲜水1.3万吨/天,2011年4月被当地重复用水协会授予“优秀循环水用户”的称号。
5.康菲
康菲石油公司是美国第三大石油公司,也是全球第四大炼油商,2012年世界500强位列第9位。公司承诺在任何方面都设立卓越的标准,向世界提供可信赖的能源,致力于保护地区乃至全球环境。
5.1开展生物多样性保护和生态系统服务。公司将生物多样性保护整合到运营管理系统中,作为项目投资的一部分;在高生物多样性区域的项目实施生物多样性保护计划;与公共机构、社区团体等利益相关方合作,增加生物多样性保护容量和生态系统功能。
5.2开发可再生能源利用技术。公司在可再生能源利用(尤其是可再生燃料)方面积极开发新技术,对新能源开发技术进行评价,提供可持续的解决方案。
5.3积极应对气候变化。具体行动在五个方面展开:将气候变化问题管理纳入公司发展战略、规划与行动中;减少温室气体排放;寻找新的商业发展机会;开展技术创新和碳交易;积极对外界提供适用的、可持续性的气候解决方案和公共政策。
5.4加强泄漏管理。公司每五年对设备进行审定和检测,确保设备管理标准得到落实。
引言
生物多样性是人类社会赖以生存和发展的环境基础,也是当今国际社会环境和发展的研究热点问题之一。中国是全球生物多样性最丰富的家之一,它有的生物物种数量约占全球的十分之一,是全球生物多样性保护的重要地区。但是由于自然、人为及制度方面的原因,中国的生物多样性正遭受着严重的损失和破坏,保护生物多样性已成为摆在人们面前的急中之急、重中之重的事情。本文旨在通过对这些原因的分析,提出建设性意见,以资探讨。
1.生物多样性概述
1.1生物多样性的概念、含义
1992年6月召开的联合国环境与发展大会上各国签署的《生物多样性公约》第二条对生物多样性作如下解释:
所有来源的形形生物体,这些来源除其他外包括陆地、海洋和其他水生生态系统及其所构成的生态综合体。
1994年我国政府制订并公布的《中华人民共和国生物多样性保护行动计划》对生物多样性作如下概念:
所谓生物多样性就是地球上所有的生物、植物、动物和微生物及其所构成的综合体。
但上述对生物多样性的概念缺乏全面性、准确性和简练性,故本文将生物多样性定义为反映地球上所有生物及其生境和所包含的组成部分的综合体。
生物多样性包含三层含义,即遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性。三者之间既有区别又有联系。遗传多样性是指某个物种内个体的变异性;物种多样性是指地球上生命有机体的多样性;生态系统多样性是指生物圈内生境、生态群落和生态过程的多样性以及生态系统内生境差异、生态过程变化的多样性。三者之中生态系统多样性是基础,而物种多样性是关键,遗传多样性含有的潜在价值最大。
1.2生物多样性的意义
生物多样性与人类的生存和发展有着密切的关系,每个层次生物多样性的都有着重要的实用价值和意义。物种的多样性为人类提供了大量野生和养殖的植物、鱼类及动物产品;遗传多样性则对培育新品种、改良老品种有着重要的作用,如人们可利用一些农作物的原始种群、野生亲远种和地方品种培育高产、优质和抗病的作物。在生态系统中的最重要的作用就是改善生态系统的调节能力,维持生态平衡。因此生物多样性不仅能为人类提供丰富的自然资源,满足人类社会对食品、药物、能源、工业原料、旅游、娱乐、科学研究、教育等的直接需求,而且能维持生态系统的功能、调节气候、保持土壤肥力、净化空气和水,从而支持人类社会的经济活动和其它活动。此外生物多样性直接影响着中国的文化多样性.
1.3我国生物多样性现状
我国在1987年公布的《中国珍稀濒危保护植物名录》第一期中,公布的濒危种类有121种,受威胁的158种,稀有的110种,共计389种,其中一类保护植物8种、二类的157种、三类的22种。另据中国红皮书的估计显示,超过1/10即500多种脊椎动物物种和15%~20%即400~500种高等植物已经受到威胁。而我国对境内的物种及其数量尚无确切的统计数字,尤其对濒危物种的调查尚不全面。出现的问题是有些国家未列入濒危物种名录的物种面临生存威胁,有的甚至濒临灭绝,而另一些则由于人为的保护、繁育、利用而使种群数量有所增减,因而有必要调整其保护级别或划出、划入保护之列,尤其值得一提的是药用动植物,如黄草,急待保护。
此外,近年来野生生物贸易已经对中国的生物多样性产生了较大影响。由于粮食、中医药、服装等对野生生物的需求日益增加,野生动植物的非法交易也急剧增长,对几种濒危动植物物种以及一些没有列入国家保护名单之内的动植物物种数量已经构成威胁。如:藏羚羊。
2.生物多样性损失的主要原因
生物多样性的丧失,既有自然发生的,也有因自然发生的,但就目前而言,人类活动(特别是近两个世纪以来)无疑是生物多样性的损失的最主要原因。此外制度特别是法律制度的不健全,则是引起损失的另一主要原因。
2.1自然原因
一是物种本身的生物学特性。其一是物种的形成与灭绝是一种自然过程,化石记录表明,多数物种的限定寿命平均为100~1000万年。其二是物种对环境的适应能力或变异性、适应性比较差,在环境发生较大变化时难以适应,因此而面临灭绝的危险。如大熊猫,其濒危的原因除气候变化和人类活动以外,与其本身食性狭窄、生殖能力低等身体特征有关。二是环境突变(天
灾),如地震、水灾、火灾、暴风雪、干旱等自然灾害。
2.2人为原因
由于人类对生物多样性对人类的重要性认识不够,同时又过多的重视经济发展,而对生物多样性保护意识淡薄,从而导致生境破坏时有发生;对生物资源开发过度,有些甚至是掠夺式的开发;环境污染严重;对外来物种入侵问题重视不够以及制度的不健全,这些都是导致生物多样性减少的主要原因。
2.2.1生境的丧失、片断化、退化
栖息地破坏和片段化已成为我国一些兽类数量减少、分布区缩小和濒临灭绝的主要原因。伐木和占地是中国生境被破坏的两大主要原因。天然林的大幅度减少直接威胁到从苔藓、地衣到高等物种的生存。此外伐木也是导致森林火灾的一个主要原因,中国在过去25年内因森林火灾共损失了860万公顷的森林。以农业和建设为目的的占用森林、湿地和草原则是生境破坏的另一个原因。据估计,中国目前农田的1/3本来是处女林,这一问题在中国热带地区尤为严重。而在过去的半个世纪里,沿海湿地的一半左右已经发生改变,高原湖泊周围的湿地也损失严重。另外,1950~1980年间中国湖泊面积减少1/10。
生境的片断化是指一个面积大而连续的生境被分割成两个或更多小块残片并逐渐缩小的过程。多种人类活动都可能导致生境的片断化。如铁路、公路、水沟、电话网络、农田以及其他可能限制--生物自由活动的分隔物,和自然保护区内修筑公路等人为设施。特别是由于这些人为设施的建立,使得动物的活动受到限制,从而影响其觅食、迁徙和繁殖,而且植物的花粉和种子的散布也会受到影响。因而引起动植物种群数量下降并引起局部灭绝。同时由于生境的片断化,阳光、温度、湿度及风的变化,也会导致一些物种濒危、甚至灭绝。另外生境的片断化有助于外来物种的入侵,进而威胁到原由物种的生存。
生境退化则是生境部分的失去原有功能,如由于经济发展、过度放牧等原因,使得草场退化严重,引起草原生物生理机能衰退,从而对其生存构成威胁。
草原的退化。
2.2.2掠夺式的过度开发
许多生物资源对人类具有直接的经济价值。随着人口的增加和全球商业化体系的建立和发展,人类对之的需求随之迅速上升,其结果导致对这些资源的过度开发并使生物多样性下降。
而当商业市场对某种野生生物资源有较大需求,通常会导致对该种生物的过度开发。典型的实例是人类对海洋鲸类的猎捕活动与鲸类数量的消长之间的关系。我国许多药用植物,如人参、天麻、砂仁、七叶一枝花、黄草、罗汉果等,野生的植株都已经很有限了,如果仍不加限制必然导致灭绝。其中偷猎、滥挖走私野生动物行为对生物的多样性威胁最严重。
2.2.3环境污染
2.2.3.1水体污染
水体污染能够对水生生物(特别是鱼类)生命周期的任何发展阶段,产生亚致死或致死作用,影响他们的捕食、寻食和繁殖。其中亚致死的水体污染对水体生物多样性的影响更为突出、普遍、久远。在这种环境中的生物繁殖能力下降、生长缓慢或者死于环境胁迫有关的疾病。而水体富营养化能使水体生物多样性显著下降,昆明滇池即是一例。
2.2.3.2土壤污染
土壤污染通常会使当地植被退化,甚至变成不毛之地,同时土壤动物也会变的稀少甚至绝迹,其生物多样性比未受污染区显著下降。如矿区、尾矿堆积地一、矿区废弃地以及垃圾填埋废弃地都少有树木生长。
2.2.3.3空气污染
人类排放到大气中的各种有毒有害物质均能对生物体产生不同程度的损失,并对生态系统构成危害。经各种途径进入空气的二氧化硫、氨、臭氧等能直接杀死生物。来自冶炼厂废气中的有毒金属能直接毒害植物。而由于臭氧空洞、酸雨以及二氧化碳等温室气体的所引发的温室效应等造成的生物多样性损害、减少越来越受到国际社会关注和重视,特别是温室效应引起的全球变暖和酸雨对生物多样性的影响。
2.2.4外来物种入侵
外来物种入侵对生物多样性造成了很大威胁。其入侵方式有三种:一是由于农林牧渔业生产,城市公园和绿化、景观美化、观赏等目的的有意引进或改进,如在滇池泛滥的水葫芦、转基因生物;二是随贸易运输旅游等活动传入的物种,即无意引进,如因船舶压仓水、土等带来得新物种;三是靠自身传播能力或借助自然力而传入,即自然入侵,如在西南地区危害深广的紫茎泽兰、飞机草。在全球濒危物种植物名录中,大约有35%~46%是部分或完全有外来物种入侵引起的。2002年来自南美洲亚马逊河的食人鱼又名食人鲳在我国掀起轩然大波。其一旦流入某一水域达到一定规模时,可能会大量屠杀其他鱼类,给生态平衡和生物多样性带来危机,造成不可估量的损失。
2.3制度原因
虽然我国在保护生物多样性方面取得一定成绩,但由于制度特别是法律制度的不健全,使生物多样性遭受了不必要的损失。主要表现在:虽然国家已把环境保护的成效纳入政绩考核之中,但有些地方政府并未把此真正纳入工作计划;对生物多样性有影响的重要部门(如农业、林业、渔业、科研机构等)对此重视够,缺少相关具体实施细则、行动及专业人员。自然保护区是保护物种及其生境的有效方法,我国已建立数目众多的保护区,但相对与国土总面积而言是不够的,而且部分保护区管理混乱、土地权属不清等也需要完善。在法律制度方面,虽已实施《自然保护区条例》多年,但毕竟在法律效力上位阶较低,调整面窄,处罚力度不够,故需要进行新的立法以保护自然保护区、物种及其生境。而在外来生物入侵问题上,虽有一些法规涉及,如《进出境动物检疫法》但没有专门法规对此做相应调整,法律漏洞较大。
此外,由于经济发展;新的城镇、水坝、水库、矿区的开发、建设;旅游活动以及国际合作不充分也会对生物多样性构成威胁。
3.保护对策
保护生物样多性不仅需要加快治理环境污染,把保护工作纳入国民经济发展计划,更重要的是在生态系统水平上采取保护措施,传统的做法主要是建立自然保护,通过排除或减少人为干扰来保护生态脆弱区,在一般情况下,确是保护某些物种或生态系统的有效途径。但存在许多问题,需要加以完善,有必要通过立法的途径解决,主要是对自然保护区进行立法。鉴于外来物种对生物样多性的影响日益严重,而我国却没有专门立法保护措施,故建议建立外来物种管理法规体系。而且随着人口和用地的不断增长,被动的保护已很难真正达到保护的目的,为此提出可持续利用生物资源。同时生物多样性对全人类都有着深远的意义,需要各国政府和人民的积极参与,故特别强调国际合作和加强国民教育。
3.1建立、完善自然保护区和制定《自然保护区立法》
自然保护区是具有保护自然环境和自然资源的双重性质,并且是一定的空间范围的区域。在我国指对有代表性的自然生态系统、珍惜濒危野生动植物物种的天然集中分布区和具有特殊意义的自然遗迹等保护对象所在地的陆地水域和海域,依法划出一定面积予以特殊保护和管理的区域。
据《世界资源》1997年的统计,全世界已建立较大面积的保护区1.04万个多,其无论在保有物种、遗传、生态系统的多样性还是在保护物种生境上都起了非常重要的作用,但各国也意识到,由于缺法相关法律保护,自然保护区建设、管理混乱,保护区内开发与保护矛盾突出,乱砍、滥挖偷猎行为时有不断,造成一些自然保护区破坏严重。
因此,许多国家对自然保护区和国家公园进行了专门立法。如,英国《国家公园和乡土利用法》,日本的《自然公园法〉澳大利亚的国家公园与野生生物保护法》加拿大的《国家公园法》,韩国的《自然公园法》等。另外,一些国家制定了自然保护区或生物多样性保护方面的综合性法律,并将自然保护区纳入其中。例如,日本的《自然保全法》、新西兰的《自然保护法》、韩国的《自然环境保护法》等。这些法在保护生物多样性上取得很大成效。
所以无论是按国际通行做法还是从我国国情出发,都有必要抓紧制定一部《自然保护区法》,对由于自然保护区的保护、建设、管理、开发和利用而产生和存在的社会关系进行调整。建议在原有法规中法律制度:如审批制度、分级分区制度、管理制度、检查应急制度的基础上,修改和完善相关法律制度,如分类性保护和管理制度、监督管理体制、投入保障制度,借鉴国外相关先进经验,创设新的法律制度,如功能区划制度和社会影响评价制度。
3.2防止外来物种和建立外来物种管理法规体系
外来物种入侵不仅对当地生物构成威胁,同时对经济和人体健康带来不可估量的损失,因此一些国家对此进行了立法。如美国先后颁布或制修订了《野生动物保护法》、《外来物种预防和执行法》、《国家入侵生物法》、《外来有害生物预防和控制法》、《联邦有害杂草法》等;新西兰《生物安全法》等。
我国虽有一些法律法规涉及外来物种管理,如根据《野生动物保护法》(1988)农业和林业局分别建立了水生和陆生野生动物引进审批制度;《野生植物保护条例》(1996)、《进出境动植物检疫法》、《动物防疫法》和《植物检疫条例》。但是目前尚无针对外来物种入侵的专门法规。《中国生物多样性保护行动计划》涉及到外来入侵物种物种,但未制定专门针对外来物种入侵的行动计划,所以中国急待制定相关法律法规以确保生态安全和保护本国生物多样性。如设立引种许可证制度和环境影响评价制度,建立外来物种入侵预警机制。
另外,对外来物种进行普查和有计划清除,也很有必要。
3.3在保护中持续利用生物资源
虽然全世界已建立众多自然保护区、国家公园等多形式保护方法方式,但相对于地球生物圈而言,其保护的生物多样性是有限的。因此人们认识到,有效和长期可信的保护生物多样性的方法是持续利用生物资源。指对生物资源的利用应以使生物多样性在所有层次上得以保护、再生和发展。对保护而言,没有合理利用也就没有保护。利用自然保护和发展旅游业就是一例。不但有经济效益,实际上也是宣传群众、教育群众,从而获得广大人民群众的广泛支持。这本身就是社会效益的体现,也是自然保护的价值体现。
另外建议对生物多样性有影响的重要部门(如农业、林业、渔业、科研机构)制定生物多样性保护规划,并将其纳入他们的生产计划中,鼓励生物的资源利用方式的多样化。包括根据当地资源的实际情况实施传统的农业和林业措施;推进科研与教育;采取必要的办法使保护区免受人类活动的影响和进行迁地保护。
3.4国家合作与行动
在生物多样性问题上,世界各国的共识是生物多样性问题不是局部的、地区的问题,而是全球性的问题。联合国有关组织、世界科学界和各国政府部门认为国际合作是推进生物多样性保护的重要方面。因此我国政府应积极的参与国际合作加入协定,联合打击跨国非法贸易与捕猎。加强科研协作,但要注意与产权问题。
我国已加入的公约协定有《濒危野生动植物国际贸易公约》、《国际捕鲸公约》、《生物多样性公约》、《热带木材协定》、《关于保护特别水禽的重要湿地公约》等等,为了更好的保护我国生物多样性,应积极的开展国际合作,并制定相关的实施计划与细则,在必要的情况下制定相关行政法规或法律。
3.5加强环保教育
从整体和局部看,国民素质的高低直接关系到生态环境及生物多样性的好坏,大量资料表明,凡是受环保教育程度越低的国家和地区,通常生态环境破坏频率越高、程度越深、问题也越多。而对生物多样性的可持续发展这一社会问题来说,除发展外,更多的应加强民众教育,广泛、通俗、持之以恒地开展与环境相关的文化教育、法律宣传,培育本地化的亲生态人口。特别值得重视和提倡的是利用当地文化、习俗、传统、信仰、宗教和习惯中的环保意识和思想,如民族地区的龙山、凤水,进行宣传教育。另建议在中小学中专门开设环境课程或在自然、化学、生物、地理及中进行环保教育,尤其值得重视的是课外活动。
此外,加快对全国生物多样性的清查;根据实际情况变更动植物保护级别;恢复破坏的生态系统;及对一些重点珍稀濒危物种进行人工繁育和扩群工作,也很有必要。总之,一个物种的消亡往往不是单个因素作用的结果,而是多个因素综合作用的结果。所以,生物多样性的保护工作是一件综合性的工程,需要各方面的参与,不仅需要政府,更需要民众;不仅需要单个学科,更需要多学科;不仅是一个国家或地区,而是全球的共同参与与合作。
参考文献:
[1]王羲国际环境法法律出版社1998
[2]韩德培主编环境保护法教程法律出版社1998
[3]曹志平生态环境可持续管理中国环境科学出版社2001
[4]毛文永、刘剑平全球环境问题与对策中国科学技术出版社1993
[5]伊武军资源环境与可持续发展海洋出版社2001
[6]熊治延环境生物学武汉大学出版社2000
引言
生物多样性是人类社会赖以生存和发展的环境基础,也是当今国际社会环境和发展的研究热点问题之一。中国是全球生物多样性最丰富的家之一,它有的生物物种数量约占全球的十分之一,是全球生物多样性保护的重要地区。但是由于自然、人为及制度方面的原因,中国的生物多样性正遭受着严重的损失和破坏,保护生物多样性已成为摆在人们面前的急中之急、重中之重的事情。本文旨在通过对这些原因的分析,提出建设性意见,以资探讨。
一、生物多样性概述
1.1生物多样性的概念、含义
1992年6月召开的联合国环境与发展大会上各国签署的《生物多样性公约》第二条对生物多样性作如下解释:所有来源的形形生物体,这些来源除其他外包括陆地、海洋和其他水生生态系统及其所构成的生态综合体。
1994年我国政府制订并公布的《中华人民共和国生物多样性保护行动计划》对生物多样性作如下概念:所谓生物多样性就是地球上所有的生物、植物、动物和微生物及其所构成的综合体。
但上述对生物多样性的概念缺乏全面性、准确性和简练性,故本文将生物多样性定义为反映地球上所有生物及其生境和所包含的组成部分的综合体。
生物多样性包含三层含义,即遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性。三者之间既有区别又有联系。遗传多样性是指某个物种内个体的变异性;物种多样性是指地球上生命有机体的多样性;生态系统多样性是指生物圈内生境、生态群落和生态过程的多样性以及生态系统内生境差异、生态过程变化的多样性。三者之中生态系统多样性是基础,而物种多样性是关键,遗传多样性含有的潜在价值最大。
1.2生物多样性的意义
生物多样性与人类的生存和发展有着密切的关系,每个层次生物多样性的都有着重要的实用价值和意义。物种的多样性为人类提供了大量野生和养殖的植物、鱼类及动物产品;遗传多样性则对培育新品种、改良老品种有着重要的作用,如人们可利用一些农作物的原始种群、野生亲远种和地方品种培育高产、优质和抗病的作物。在生态系统中的最重要的作用就是改善生态系统的调节能力,维持生态平衡。因此生物多样性不仅能为人类提供丰富的自然资源,满足人类社会对食品、药物、能源、工业原料、旅游、娱乐、科学研究、教育等的直接需求,而且能维持生态系统的功能、调节气候、保持土壤肥力、净化空气和水,从而支持人类社会的经济活动和其它活动。此外生物多样性直接影响着中国的文化多样性。
1.3我国生物多样性现状
我国在1987年公布的《中国珍稀濒危保护植物名录》第一期中,公布的濒危种类有121种,受威胁的158种,稀有的110种,共计389种,其中一类保护植物8种、二类的157种、三类的22种。另据中国红皮书的估计显示,超过1/10即500多种脊椎动物物种和15%~20%即400~500种高等植物已经受到威胁。而我国对境内的物种及其数量尚无确切的统计数字,尤其对濒危物种的调查尚不全面。出现的问题是有些国家未列入濒危物种名录的物种面临生存威胁,有的甚至濒临灭绝,而另一些则由于人为的保护、繁育、利用而使种群数量有所增减,因而有必要调整其保护级别或划出、划入保护之列,尤其值得一提的是药用动植物,如黄草,急待保护。
此外,近年来野生生物贸易已经对中国的生物多样性产生了较大影响。由于粮食、中医药、服装等对野生生物的需求日益增加,野生动植物的非法交易也急剧增长,对几种濒危动植物物种以及一些没有列入国家保护名单之内的动植物物种数量已经构成威胁。如:藏羚羊。
二、生物多样性损失的主要原因
生物多样性的丧失,既有自然发生的,也有因自然发生的,但就目前而言,人类活动(特别是近两个世纪以来)无疑是生物多样性的损失的最主要原因。此外制度特别是法律制度的不健全,则是引起损失的另一主要原因。
2.1自然原因
一是物种本身的生物学特性。其一是物种的形成与灭绝是一种自然过程,化石记录表明,多数物种的限定寿命平均为100~1000万年。其二是物种对环境的适应能力或变异性、适应性比较差,在环境发生较大变化时难以适应,因此而面临灭绝的危险。如大熊猫,其濒危的原因除气候变化和人类活动以外,与其本身食性狭窄、生殖能力低等身体特征有关。二是环境突变(天灾),如地震、水灾、火灾、暴风雪、干旱等自然灾害。
2.2人为原因
由于人类对生物多样性对人类的重要性认识不够,同时又过多的重视经济发展,而对生物多样性保护意识淡薄,从而导致生境破坏时有发生;对生物资源开发过度,有些甚至是掠夺式的开发;环境污染严重;对外来物种入侵问题重视不够以及制度的不健全,这些都是导致生物多样性减少的主要原因。
2.2.1生境的丧失、片断化、退化
栖息地破坏和片段化已成为我国一些兽类数量减少、分布区缩小和濒临灭绝的主要原因。伐木和占地是中国生境被破坏的两大主要原因。天然林的大幅度减少直接威胁到从苔藓、地衣到高等物种的生存。此外伐木也是导致森林火灾的一个主要原因,中国在过去25年内因森林火灾共损失了860万公顷的森林。以农业和建设为目的的占用森林、湿地和草原则是生境破坏的另一个原因。据估计,中国目前农田的1/3本来是处女林,这一问题在中国热带地区尤为严重。而在过去的半个世纪里,沿海湿地的一半左右已经发生改变,高原湖泊周围的湿地也损失严重。另外,1950~1980年间中国湖泊面积减少1/10。
生境的片断化是指一个面积大而连续的生境被分割成两个或更多小块残片并逐渐缩小的过程。多种人类活动都可能导致生境的片断化。如铁路、公路、水沟、电话网络、农田以及其他可能限制--生物自由活动的分隔物,和自然保护区内修筑公路等人为设施。特别是由于这些人为设施的建立,使得动物的活动受到限制,从而影响其觅食、迁徙和繁殖,而且植物的花粉和种子的散布也会受到影响。因而引起动植物种群数量下降并引起局部灭绝。同时由于生境的片断化,阳光、温度、湿度及风的变化,也会导致一些物种濒危、甚至灭绝。另外生境的片断化有助于外来物种的入侵,进而威胁到原由物种的生存。
生境退化则是生境部分的失去原有功能,如由于经济发展、过度放牧等原因,使得草场退化严重,引起草原生物生理机能衰退,从而对其生存构成威胁。
2.2.2掠夺式的过度开发
许多生物资源对人类具有直接的经济价值。随着人口的增加和全球商业化体系的建立和发展,人类对之的需求随之迅速上升,其结果导致对这些资源的过度开发并使生物多样性下降。而当商业市场对某种野生生物资源有较大需求,通常会导致对该种生物的过度开发。典型的实例是人类对海洋鲸类的猎捕活动与鲸类数量的消长之间的关系。我国许多药用植物,如人参、天麻、砂仁、七叶一枝花、黄草、罗汉果等,野生的植株都已经很有限了,如果仍不加限制必然导致灭绝。其中偷猎、滥挖走私野生动物行为对生物的多样性威胁最严重。
2.2.3环境污染
2.2.3.1水体污染
水体污染能够对水生生物(特别是鱼类)生命周期的任何发展阶段,产生亚致死或致死作用,影响他们的捕食、寻食和繁殖。其中亚致死的水体污染对水体生物多样性的影响更为突出、普遍、久远。在这种环境中的生物繁殖能力下降、生长缓慢或者死于环境胁迫有关的疾病。而水体富营养化能使水体生物多样性显著下降,昆明滇池即是一例。
2.2.3.2土壤污染
土壤污染通常会使当地植被退化,甚至变成不毛之地,同时土壤动物也会变的稀少甚至绝迹,其生物多样性比未受污染区显著下降。如矿区、尾矿堆积地一、矿区废弃地以及垃圾填埋废弃地都少有树木生长。
2.2.3.3空气污染
人类排放到大气中的各种有毒有害物质均能对生物体产生不同程度的损失,并对生态系统构成危害。经各种途径进入空气的二氧化硫、氨、臭氧等能直接杀死生物。来自冶炼厂废气中的有毒金属能直接毒害植物。而由于臭氧空洞、酸雨以及二氧化碳等温室气体的所引发的温室效应等造成的生物多样性损害、减少越来越受到国际社会关注和重视,特别是温室效应引起的全球变暖和酸雨对生物多样性的影响。
2.2.4外来物种入侵
外来物种入侵对生物多样性造成了很大威胁。其入侵方式有三种:一是由于农林牧渔业生产,城市公园和绿化、景观美化、观赏等目的的有意引进或改进,如在滇池泛滥的水葫芦、转基因生物;二是随贸易运输旅游等活动传入的物种,即无意引进,如因船舶压仓水、土等带来得新物种;三是靠自身传播能力或借助自然力而传入,即自然入侵,如在西南地区危害深广的紫茎泽兰、飞机草。在全球濒危物种植物名录中,大约有35%~46%是部分或完全有外来物种入侵引起的。2002年来自南美洲亚马逊河的食人鱼又名食人鲳在我国掀起轩然大波。其一旦流入某一水域达到一定规模时,可能会大量屠杀其他鱼类,给生态平衡和生物多样性带来危机,造成不可估量的损失。
2.3制度原因
虽然我国在保护生物多样性方面取得一定成绩,但由于制度特别是法律制度的不健全,使生物多样性遭受了不必要的损失。主要表现在:虽然国家已把环境保护的成效纳入政绩考核之中,但有些地方政府并未把此真正纳入工作计划;对生物多样性有影响的重要部门(如农业、林业、渔业、科研机构等)对此重视够,缺少相关具体实施细则、行动及专业人员。自然保护区是保护物种及其生境的有效方法,我国已建立数目众多的保护区,但相对与国土总面积而言是不够的,而且部分保护区管理混乱、土地权属不清等也需要完善。在法律制度方面,虽已实施《自然保护区条例》多年,但毕竟在法律效力上位阶较低,调整面窄,处罚力度不够,故需要进行新的立法以保护自然保护区、物种及其生境。而在外来生物入侵问题上,虽有一些法规涉及,如《进出境动物检疫法》但没有专门法规对此做相应调整,法律漏洞较大。
此外,由于经济发展;新的城镇、水坝、水库、矿区的开发、建设;旅游活动以及国际合作不充分也会对生物多样性构成威胁。
三、保护对策
保护生物样多性不仅需要加快治理环境污染,把保护工作纳入国民经济发展计划,更重要的是在生态系统水平上采取保护措施,传统的做法主要是建立自然保护,通过排除或减少人为干扰来保护生态脆弱区,在一般情况下,确是保护某些物种或生态系统的有效途径。但存在许多问题,需要加以完善,有必要通过立法的途径解决,主要是对自然保护区进行立法。鉴于外来物种对生物样多性的影响日益严重,而我国却没有专门立法保护措施,故建议建立外来物种管理法规体系。而且随着人口和用地的不断增长,被动的保护已很难真正达到保护的目的,为此提出可持续利用生物资源。同时生物多样性对全人类都有着深远的意义,需要各国政府和人民的积极参与,故特别强调国际合作和加强国民教育。
3.1建立、完善自然保护区和制定《自然保护区立法》
自然保护区是具有保护自然环境和自然资源的双重性质,并且是一定的空间范围的区域。在我国指对有代表性的自然生态系统、珍惜濒危野生动植物物种的天然集中分布区和具有特殊意义的自然遗迹等保护对象所在地的陆地水域和海域,依法划出一定面积予以特殊保护和管理的区域。
据《世界资源》1997年的统计,全世界已建立较大面积的保护区1.04万个多,其无论在保有物种、遗传、生态系统的多样性还是在保护物种生境上都起了非常重要的作用,但各国也意识到,由于缺法相关法律保护,自然保护区建设、管理混乱,保护区内开发与保护矛盾突出,乱砍、滥挖偷猎行为时有不断,造成一些自然保护区破坏严重。
因此,许多国家对自然保护区和国家公园进行了专门立法。如,英国《国家公园和乡土利用法》,日本的《自然公园法〉澳大利亚的国家公园与野生生物保护法》加拿大的《国家公园法》,韩国的《自然公园法》等。另外,一些国家制定了自然保护区或生物多样性保护方面的综合性法律,并将自然保护区纳入其中。例如,日本的《自然保全法》、新西兰的《自然保护法》、韩国的《自然环境保护法》等。这些法在保护生物多样性上取得很大成效。
所以无论是按国际通行做法还是从我国国情出发,都有必要抓紧制定一部《自然保护区法》,对由于自然保护区的保护、建设、管理、开发和利用而产生和存在的社会关系进行调整。建议在原有法规中法律制度:如审批制度、分级分区制度、管理制度、检查应急制度的基础上,修改和完善相关法律制度,如分类性保护和管理制度、监督管理体制、投入保障制度,借鉴国外相关先进经验,创设新的法律制度,如功能区划制度和社会影响评价制度。
3.2防止外来物种和建立外来物种管理法规体系
外来物种入侵不仅对当地生物构成威胁,同时对经济和人体健康带来不可估量的损失,因此一些国家对此进行了立法。如美国先后颁布或制修订了《野生动物保护法》、《外来物种预防和执行法》、《国家入侵生物法》、《外来有害生物预防和控制法》、《联邦有害杂草法》等;新西兰《生物安全法》等。
我国虽有一些法律法规涉及外来物种管理,如根据《野生动物保护法》(1988)农业和林业局分别建立了水生和陆生野生动物引进审批制度;《野生植物保护条例》(1996)、《进出境动植物检疫法》、《动物防疫法》和《植物检疫条例》。但是目前尚无针对外来物种入侵的专门法规。《中国生物多样性保护行动计划》涉及到外来入侵物种物种,但未制定专门针对外来物种入侵的行动计划,所以中国急待制定相关法律法规以确保生态安全和保护本国生物多样性。如设立引种许可证制度和环境影响评价制度,建立外来物种入侵预警机制。
另外,对外来物种进行普查和有计划清除,也很有必要。
3.3在保护中持续利用生物资源
虽然全世界已建立众多自然保护区、国家公园等多形式保护方法方式,但相对于地球生物圈而言,其保护的生物多样性是有限的。因此人们认识到,有效和长期可信的保护生物多样性的方法是持续利用生物资源。指对生物资源的利用应以使生物多样性在所有层次上得以保护、再生和发展。对保护而言,没有合理利用也就没有保护。利用自然保护和发展旅游业就是一例。不但有经济效益,实际上也是宣传群众、教育群众,从而获得广大人民群众的广泛支持。这本身就是社会效益的体现,也是自然保护的价值体现。
另外建议对生物多样性有影响的重要部门(如农业、林业、渔业、科研机构)制定生物多样性保护规划,并将其纳入他们的生产计划中,鼓励生物的资源利用方式的多样化。包括根据当地资源的实际情况实施传统的农业和林业措施;推进科研与教育;采取必要的办法使保护区免受人类活动的影响和进行迁地保护。
3.4国家合作与行动
在生物多样性问题上,世界各国的共识是生物多样性问题不是局部的、地区的问题,而是全球性的问题。联合国有关组织、世界科学界和各国政府部门认为国际合作是推进生物多样性保护的重要方面。因此我国政府应积极的参与国际合作加入协定,联合打击跨国非法贸易与捕猎。加强科研协作,但要注意与产权问题。
我国已加入的公约协定有《濒危野生动植物国际贸易公约》、《国际捕鲸公约》、《生物多样性公约》、《热带木材协定》、《关于保护特别水禽的重要湿地公约》等等,为了更好的保护我国生物多样性,应积极的开展国际合作,并制定相关的实施计划与细则,在必要的情况下制定相关行政法规或法律。
3.5加强环保教育
从整体和局部看,国民素质的高低直接关系到生态环境及生物多样性的好坏,大量资料表明,凡是受环保教育程度越低的国家和地区,通常生态环境破坏频率越高、程度越深、问题也越多。而对生物多样性的可持续发展这一社会问题来说,除发展外,更多的应加强民众教育,广泛、通俗、持之以恒地开展与环境相关的文化教育、法律宣传,培育本地化的亲生态人口。特别值得重视和提倡的是利用当地文化、习俗、传统、信仰、宗教和习惯中的环保意识和思想,如民族地区的龙山、凤水,进行宣传教育。另建议在中小学中专门开设环境课程或在自然、化学、生物、地理及中进行环保教育,尤其值得重视的是课外活动。
此外,加快对全国生物多样性的清查;根据实际情况变更动植物保护级别;恢复破坏的生态系统;及对一些重点珍稀濒危物种进行人工繁育和扩群工作,也很有必要。总之,一个物种的消亡往往不是单个因素作用的结果,而是多个因素综合作用的结果。所以,生物多样性的保护工作是一件综合性的工程,需要各方面的参与,不仅需要政府,更需要民众;不仅需要单个学科,更需要多学科;不仅是一个国家或地区,而是全球的共同参与与合作。
参考文献:
[1]王羲国际环境法法律出版社1998
[2]韩德培主编环境保护法教程法律出版社1998
[3]曹志平生态环境可持续管理中国环境科学出版社2001
[4]毛文永、刘剑平全球环境问题与对策中国科学技术出版社1993
[5]伊武军资源环境与可持续发展海洋出版社2001
[6]熊治延环境生物学武汉大学出版社2000
1.生物多样性的涵义
生物多样性(biologicaldiversity或biodiversity)是指生命有机体及其借以存在的生态复合体的多样性和变异体,确切地说,生物多样性是所有生物种类,种内遗传变异和它们生存环境的总称,包括不同种类的动物、植物和微生物,以及它们拥有的基因,它们与生存环境所组成的生态系统[2],包括遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性和景观多样性[3]。遗传多样性,即指所有遗传信息的总和,它包含在动植物和微生物个体的基因内;物种多样性,即生命机体的变化和多样化;生态系统多样性,即栖息地、生物群落和生物圈内生态过程的多样性[4~6];景观多样性指的是由不同类型的景观要素或生态系统构成的景观在空间结构、功能机制和动态方面的多样性或变异性[7]。
生物多样性是人类核以生存和经济可持续发展的物质基础,是与人类社会持续发展息息相关的最重要因素和人类生活、社会文明程度的一个重要衡量尺度[8]。生物多样性对人类有着巨大的价值,傅伯杰等(2001)认为生物多样性的具有利用价值及内在价值,将生物多样性的利用价值分为直接利用价值、生态价值、科学价值和美学价值。生物多样性的直接利用价值就是指为人类消费提供的那部分的生物资源价值。生物多样性的生态价值主要体现于其维持生物圈的功能[7]。1995—1997年王健民等在《中国生物多样性国情研究报告》中提出生物多样性总经济价值包括直接使用价值、间接价值、潜在使用价值和存在价值四个方面,并进行了评估约为40万亿元(如表1)[9]。
从表1可见,生物多样性最重要的价值在于其与生态系统服务功能相联系的间接使用价值,占其总价值的约95%。这一部分价值也正是生态旅游存在并大行其道的资源基础。例如,生态旅游的目的地是自然生态环境——以景观多样性为基础;生态旅游欣赏的对象是自然景观、自然植被、自然中重要的动植物类群、特定的物种、有特色的区域文化和特殊的生活方式——以生态系统多样性、物种多样性、文化多样性为欣赏对象。
表1中国生物多样性经济价值初步评估结果
价值类别
价值(元)
直接使用价值
产品及加工品年净价值
1.02×1012
直接服务价值
0.78×1012
小计
1.80×1012
间接使用价值
有机质生产价值
23.3×1012
CO2固定价值
3.27×1012
O2释放价值
3.11×1012
营养物质循环与贮存价值
0.32×1012
土壤保护价值
6.64×1012
涵养水源价值
0.27×1012
净化污染物价值
0.40×1012
小计
37.31×1012
潜在使用价值
选择使用价值
0.09×1012
保留使用价值
0.13×1012
小计
0.22×1012
合计
39.33×1012
摘自《中国生物多样性国情研究报告》,1998。
2.森林旅游对生物多样性的影响
森林旅游就是以良好的森林自然生态环境为主体,利用森林生物的多样性、多功能,辅以自然景观和人文景观,经过科学保护和适应开发,为旅游者提供游览、休闲、度假、保健疗养、文化娱乐和科学教育等旅游服务。[12]
生物多样性不仅为森林旅游提供基础资源——生物资源,又为森林旅游提供美学价值,为此对森林生物多样性的保护是森林旅游得以持续、成功发展的根本所在。但是随着森林旅游的无序、盲目的发展以及城市化进程的进一步推进,我国森林生物多样性的面临的压力越来越大。据我国数次森林资源清查的资料显示,第一次森林资源清查(1973~1976)时,我国森林生物多样性的压力指数为100;第三次森林资源清查(1984~1988)时,我国森林生物多样性的压力指数为133.73;第五次森林资源清查(1994~1998)时,我国森林生物多样性的压力指数为178.63,增长了1.9倍[8][10]。森林旅游对森林生物多样性的影响也日益显现出来,由于森林生物多样性存在不确知性(Uncertainly-Known)的特性,人们还不清楚森林中到底有多少物种,加上森林生物多样性作为一种资源或一个系统,本身也处在发展变化之中[11]。所以,人们还不能确切评估森林旅游对生物多样性影响大小,大部分专家是采用定性的方法来评价。
经营者以自然景观旅游资源为凭借,以旅游设施为条件,向旅游者提供各种服务的森林旅游,目的是使经营者自己获得最大的经济效益,这必然生态系统提供更多的能流和物流,对系统内的生物种类组成、种群数量比例和土壤的外部形态等产生一定的影响。[13]据韩也良(1991)研究,旅游区一项基础设施建设对山体和植被的直接破坏,往往是其基本建筑面积的几倍和几十倍。[14]森林旅游对森林生物多样性的影响主要体现在以下几个方面:
(1)对森林生物个体的影响。大量涌入的游客的活动使动植物的繁殖习性变得紊乱,使个体的生命周期扰甚至阻断,影响到物种种群的繁衍进程,改变种群结构,严重的会造成物种的灭绝。
(2)对森林生态环境的影响。反复的旅游践踏会破坏土壤物理结构,降低土壤层厚度,导致土壤肥力下降,地力衰退,从而破坏动植物生活的基础环境。另外,旅游活动在自然环境中造成大量的垃圾堆放,会导致景区土壤化学性质的改变,并阻塞空气和光线,从而造成土壤营养状态的改变,使生态系统受到损害。特别是不可降解甚至有毒物质的产生,对自然环境的影响更为严重。
(3)对森林景观多样性的影响。旅游设施建设过程中大量伐除植物,改变了植被覆盖率或植被结构性质,造成景观破碎度加大,导致景观多样性的降低[7]。
(4)频繁的旅游交通为外来种入侵森林生态系统提供便利,另外,大面积建筑物或公路阻隔了两个生境之间物种交换,从而影响到本地的生物多样性。
3.旅游区生物多样性保护
森林生态系统是陆地生物多样性最丰富的生态系统,随着森林旅游活动的开展,其生物多样性面临着严峻考验,而且旅游手段越现代化、旅游密度越高,产生的负作用就越大[15][16]。由于政府过去对环境问题的不重视以及对游客教育的忽视,使得生物多样性迅速衰减,造成无可挽回的巨大损失,生物多样性保护已刻不容缓。
3.1保护措施
生物多样性保护可分为以物种为中心和以生态系统为中心的两种保护途径[17],生物多样性的保护是从物种保护开始的,但经验表明,单一的物种保护很少能够达到生物多样性保护的目的[18]。为此,我们必须进一步设法保护物种的生存环境——生态系统和景观。在对森林生态旅游区规划的过程中,应当注重物种生存环境的保护。比如,在较大范围的自然区域内开发生态旅游项目,应注意规划出的游览区和游径区域一旦有较大强度的人类活动(与自然状态相比较),是否会影响已建立的自然区域内自然保护区网作用的发挥。要求坚持对保护区网外缓冲带以内区域(包括核心保护区、生境走廊、内缓冲带)的严格保护,应将人类活动都限制在外缓冲带及以外的范围内,以免由于人类活动区的不科学规划,造成区域内物种基因、能量、物质流通渠道的损坏,导致生物多样性的威胁与破坏;其二,应建立相应的物种监测体系,对每个物种建立档案,以便于多样性保护措施的实施。为此我们可以从以下七个方面进行旅游区的生物多样性保护。
(1)将森林旅游区分为中心活动区和生态缓冲区两部分。在生态缓冲区内严禁破坏森林资源。
(2)采用高设计标准使园内建筑物风格与周围的自然和文化环境相协调。
(3)把对环境影响大的不适宜商业活动及设施集中到中心活动区或敏感环境区域外。
(4)在上马娱乐项目时要考虑到生态效应,使自然资源可持续发展,不能只考虑经济效益。
(5)对旅游者普及生态教育,自觉以生态意识贯穿整个旅游活动,并且能够自觉保护旅游资源。
(6)设立醒目而生动有趣的保护动植物资源和生态环境标识牌。
(7)将垃圾分类别(玻璃、塑料、纸品、易拉罐)收集,统一处理。
3.2应处理好的问题
虽然森林旅游对森林生物多样性造成较大的影响,但是我们不能将生物多样性的保护与森林旅游割离开来,而应该借助森林旅游进行生物多样性的保护,通过加强生物多样性的保护以促进森林旅游的持续发展。所以在进行森林旅游开发和生物多样性保护时应该注意以下问题。
1.森林旅游应同保护生物多样性教育结合起来,通过寓教于游,寓教于乐等多种形式,向游人传播生物多样性与生态、生物多样性与环境的科学知识,以及相关法律、法规,增强人们的生态环境意识和法制观念,以达到保护生物多样性之效果。为此,旅游管理部门和旅游经营者可以在森林旅游地建立动植物标本档案,供游客参观。还可在森林旅游区设置一些解释大自然奥秘、保护与人类息息相关的大自然标牌等教育标志。还可通过发放环保宣传单、导游员生动解说等,让游客在愉悦中增强环保意识,使森林旅游区成为提高人们环境意识和生物多样性保护意识的天然大课堂。
2.依据自然环境的承载能力开展森林旅游,维护生物生存环境。大部分森林是无效旅游资源,游客一般集中在旅游线路附近,因此应该考虑旅游资源的环境承载力。所谓旅游环境承载力是指在一定时期内保持旅游资源质量的前提下,某地区的自然环境所承受的最大限度的旅游活动量[19]。根据旅游环境承载力来控制游客量,可以避免对资源的过度利用,避免开发经营后“人满为患”对生物资源造成破坏。因此,旅游环境承载力应加强研究,加强管理监控,采用景区分流、价格分流等有效的人员分流方法,严格控制超容量吸引游人,进行科学管理,提高旅游科学文化品位和生态经济效益,实现生态保护和旅游持续发展的双赢目标。
4.讨论
对于森林旅游区而言,保护生物多样性是极其重要的,也是维护其自身持续发展的一种手段。但是,如何分析生物多样性与其环境的关系,如何找出影响生物多样性与发展旅游的关系,如何找出影响生物多样性的因素,不但对于生物多样性保护工作还是对森林旅游区的经营,同样是迫切需要在经营与设计中解决的问题。把保护与经济发展,把保护与持续利用目标相结合,使保护成为一种积极手段。
参考文献:
1.邵琪伟.在河南省旅游产业发展大会上的讲话.旅游调研.2005,(10)
2.陈灵芝.生物多样性保护及其对策.见:钱迎倩,马克平主编.生物多样性研究的原理与方法.北京:中国科学技术出版社.1994,13~15
3.马克平,试论生物多样性的概念.生物多样性,1993,1(1):20~22
4.McNeelyJA,MillerKRetal.Conservingtheworld.Biologicaldiversity.Gland,Switzerland,1990
5.SouleME.Conservation:tacticsforaconstantcrisis.Science,1991,253:744~750
中图分类号:X17 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)06(a)-0248-04
GLOBIO3 perfect predictive model of biodiversity - questions, suggestions and Prospects
JIANG Xintong
(Environmental Institute, Renmin University of China, Beijing 100872)
Abstract:GLOBIO3 model is one of the frontier achievements in global biodiversity assessment and forecast.Based on the dose-effct relationship,the model predicts the hardly available biodiversity data using the relatively attainable monitoring results of the environmental and social drivers.Though innovative,the model shows clear shortcomings.This paper will firstly introduce the core framework and fundamental methods of GLOBIO3 as a preparation, then focus on the analysis and resolution of the targeted disadvantages of the model.Following this logic,this paper tries to make meaningful improvements to the model and encourage more studies in related fields.
Key word:GLOBIO3 model perfect
1 引言―― GLOBIO3模型简介
1.1 基本思想
GLOBIO3[1]使用与原始环境相比的相对平均物种丰度(MSA)来表征一定环境条件下的生物多样性,这是模型需要预测的因变量。同时,GLOBIO3使用植被覆盖、土地利用程度、生态环境破碎化程度、全球平均气温、大气氮沉降量和基础设施建设量这六个驱动因子作为自变量。模型的基础是因变量与六个自变量间的六个函数关系。在对生物多样性进行预测时,先使用未来情景预测模型对驱动因子做出预测,然后将因子的预测值输入模型,其输出结果就是预测的MSA。
1.2 具体方法
对因变量与自变量的函数关系进行回归时需要使用样本数据,这些样本数据通过Meta分析得到。选取与“生物多样性和环境条件的关系”高度相关的研究,提取其中对生物多样性和环境条件进行描述的数据形成回归建模的素材。
得到自变量和因变量的函数关系后,需要对未来的自变量取值进行预测。模型中六个驱动因子的预测值依赖于对未来经济、社会和环境发展情景的预期。GLOBIO3将经济发展、植被覆盖及气候变化等领域的权威研究结果结合起来,构建驱动因子的预测模型。
将驱动因子的数值分别输入六个函数,得到每个因子影响下,生物多样性的预测值。基于驱动因子间不存在相互作用关系的假设,将六个函数的因变量值相乘,得到MSA综合预测值。
1.3 论题摘要
GLOBIO3模型的思想方法新颖、使用过程简洁。但是这不能掩盖理论分析和实践检验中显示的不足之处。为了完善该模型,该文将对三个主要问题进行分析并以此为基础提出建议。分析的三个不足之处包括:
(1)忽略重要驱动因子导致模型具有遗漏变量偏差;
(2)样本数据的收集质量不高,函数关系缺乏对某些地区和某些因子的代表性;
(3)对未来发展情景的预测结果单一,结论不够稳健;
以下三个部分将对这些问题分别进行分析。
2 忽略影响生物多样性的重要因子
2.1 问题分析
GLOBIO3的基础是六个驱动因子(植被覆盖、土地利用程度、生态环境破碎化程度、全球平均气温、大气氮沉降量和基础设施建设量)与生物多样性(平均物种丰度MSA)的剂量反应关系。其中,土地覆盖变化、土地利用强度、生态环境破碎化程度、气候变化、大气氮沉降因子源于评价全球环境的综合模型(IMAGE;MNP 2006)[3];基础设施建设因子源于GLOBIO2模型。通过参考IMAGE团队、MNP和GLOBIO2的研究成果,GLOBIO3模型比较全面地体现了现有研究中对生物多样性具有显著影响的因子。
但是,通过文献分析找寻驱动因子的方法容易受到文献选择的制约,产生遗漏变量偏差。解决遗漏变量偏差的最佳途径就是通过更加深入的研究将以往未注意到的显著因子纳入模型。对发展问题的关注,使得很多研究注重贫困和生态的关系。已有一些研究发现,贫困地区与生物多样性热点地区高度重合(Brendan Fisher 2007)[7],而且在经济发展水平较低的时期表现得尤其明显。这符合贫困导致生物多样性减少的理论预期。这一现象促使我们在完善GLOBIO3模型时,应当首先纳入被遗漏的“贫困水平”驱动因子以减小预测的偏差。或许“贫困水平”只是诸多遗漏变量中的一个,纳入它并不能使得这个模型足够全面。但是通过纳入“贫困水平”来完善模型却是探索更多遗漏变量的良好开端。
2.2 解决措施
(1)准确选取贫困水平的测度指标
将“贫困水平”纳入GLOBIO3模型的前提条件是找到合适的指标量化贫困水平。根据不同的研究目的,以往研究中使用的贫困测度指标包括生活水平、财产、教育水平、健康状况、营养条件等(Azariadis 2005[4],Bowless 2006[5],Carter MR 2006[6])。由于在GLOBIO3中纳入“贫困水平”因子是从经济和环境的关系入手分析人类的福利水平变化,其测度应当既包括反映经济水平的货币指标,又包括反应环境变化的非货币指标。例如:选取劳动力人均收入直接度量贫困水平(Huib Hengsdijk 2007)[7];或选取人群健康和死亡率指标间接度量贫困水平。
(2)在充分论证的基础上选择函数形式
“贫困水平”具有显著的经济发展阶段性特征,在描述它与生物多样性的关系时,许多学者以环境经济学为基础提出:应当使用库兹涅茨曲线的函数形式(Stern et al. 1996)拟合这种函数关系。这种想法来源于保护生物多样性会提高经济活动的机会成本的基本理论(M.Norton-Griffiths et al.1995)[8],表示早期生物多样性会随着经济增长而降低;而到达一定临界状态后,生物多样性又随经济发展而升高。更多研究在试图应用这一函数形式时发现:该种形式成立的条件是生物多样性保护政策和经济发展政策协调实施,而这种双赢关系通常难以实现(D.Hulme 2001[9], C.B.Barrett 1995[1],M.Wells 1992[10])。所以,在拟合生物多样性与贫困水平的函数关系时依然应当采用简单线性回归模型。
(3)在适合的尺度上使用模型
“贫困水平”的地区异质性(T.Kepe 2004)限制了模型应用的尺度条件。正如对库兹涅茨曲线临界点的计算结果常因所选取的研究地区不同而产生巨大的差异(Panayotou 1993;Cropper and Griffiths 1994[12]),经济变量受制度因素的影响极大,在不同国家和地区对生物多样性的影响差异显著。(Southgate 1990[13], Mendelsohn 1994[14], von Amsberg 1994[15])可以说,“贫困水平”因子作为该模型中对经济水平的代表,对全球尺度生物多样性的影响效果已经很不明确了。因此,纳入“贫困水平”后的GLOBIO3模型应当在较小的空间尺度上使用,比如在某一国家或地区共同体范围内。
3 样本数据的收集缺乏代表性
3.1 问题分析
GLOBIO3模型中驱动因子与生物多样性的因果关系是通过Meta分析从已经发表的文献中收集数据并拟合回归得到的。GLOBIO3团队先从SCI等权威数据库中搜索以“生物多样性与驱动因子的关系”为主题的研究;然后,从这些研究中提取驱动因子和生物多样性的数据;最后,利用这些数据建立驱动因子和生物多样性的对应关系。在实际检测技术受到限制,监测数据缺失严重的情况下,Meta分析方法能够间接帮助研究人员获得数据(G?ran Arnqvist et al.1995)[16],但是其精确度低、数据代表性不足等问题降低了研究的指导意义。下文将着重讨论如何通过建立更完整有效的网络来获取并综合利用数据来拟合函数。
GLOBIO3在拟合函数时使用的数据通过Meta分析得到,其中存在的问题主要有:第一,对不同区域的代表性不均。在温带和北半球的大多数区域,人类活动的历史较长,难以找到未受人类干扰的参照情景,所以计算相对物种丰度存在困难。这一问题使得GLOBIO3中热带地区的数据丰富程度远高于温带和北方区域,导致模型对不同地区的代表性不均匀。第二,对于不同物种的代表性不均。分析基础设施建设影响的研究多以鸟类或哺乳动物为研究对象;而分析大气氮沉降的影响的研究则主要以温带植物为研究对象。第三,数据的统计精度差异为综合利用带来困难。比如:不同利用类型的地块分布数据既可以从FAO(FAO 2006)得到,又可以通过卫星影像数据获得,两种来源的统计精度不同;不同地区的基础设施统计精度也有较大差异。这都为这些数据在同一个模型中的整合利用带来困难。
3.2 解决措施
(1)综合利用监测数据和文献数据,增强数据体系的丰富度和代表性。
首先,扩大Meta分析的文献覆盖范围,增强对弱势物种和弱势因子的代表性。比如:欧洲地区的数据对植物物种的代表性不足,可以将对欧洲植物物种(Bakkenes et al.2002)[17]和生物群系(Leemans and Eickhout 2004)[18]的研究成果纳入Meta分析,增强对植物物种的代表性。再如:气候变化因子的建模依据只有IMAGE2.4模型,在文献分析中占比较少,属于弱势因子。借助生物对气候变化适应行为的研究成果(Peterson et al.2002[19]; Thuiller et al.2006[20];Arau jo et al. 2006[2])为气候变化因子的建模提供更强大的理论支持。其次,将实地监测与Meta分析结合使用,增强对弱势地区的代表性。例如:GLOBIO3在温带和北方地区的数据较少,可以使用瑞典的国家生物多样性监测数据(BDM 2004)作为GLOBIO3数据的补充,因为BDM中的取样点主要位于温带阔叶混交林和温带针叶林(Laura De baan et al.2013)[22]。该数据的实用性也在一些“生命周期影响评价”的相关研究(Koellner and Scholz 2008)中得到证实。
(2)完善监测体系,打好数据基础。
目前,全球已有很多国家致力于生物多样性的实地监测,但因检测标准尚未统一、监测成本过于高昂,导致数据的监测质量很低,难以综合利用。为了提供比Meta分析更为有力的数据支持,必须尽快完善数据监测网络。首先,改进和统一实地监测方法。目前,在陆地生物多样性监测中,比较先进的检测体系是in situ系统,它对物种、环境因子和人类活动的空间分布综合监测。为了增强监测数据的有效性,不同的检测地点的监测频度、方法和物种应当一致(Ferrier et al.2011)[23]。其次,应当注重样地监测和遥感监测的结合。in situ系统监测成本较高,使得很多地区多项数据严重缺失。使用卫星遥感数据以及其他的远程监控数据作为对in situ监测数据的补充可以在一定程度上弥补数据空白。为了使样地监测和遥感监测结果更好地配合,应当积极发展GEO BON这样的科研项目,探索整合利用in situ及遥感监测数据的方法(Scholes et al.2008)[24]。为了促进不同地区之间的数据综合利用,应当积极构建以跨国NGO为中心,包括其他NGO组织、研究机构和大学、保护区管理机构和森林管理机构的多渠道数据收集和利用网络。
4 对未来发展情景的预测不够稳健
4.1 问题分析
情景预测对生物多样性的预测具有决定性作用(Pearson et al.2006)[25],因此情景预测的准确性和稳健程度至关重要。目前的生物多样性预测研究通常在常用的情景预测模型中选择一个加以使用,有时会援引其他研究支持自己所选用的模型(Olden,J.D.and Jackson,D.A.2002;[26]Anderson.R.P.2004[27]);GLOBIO3模型也使用了类似的方法,但并没有预测模型的选择依据进行论证。具体而言:GLOBIO3使用IMAGE2.4模型预测一定社会经济发展框架下土地利用的变化,以Global Land Cover 2000地图作为补充以提高精度;使用FAO和世界土壤地图预测全球氮沉降和超额氮负荷;用Digital Chart of the World数据库(DMA 1992)预测道路和管线建设的分布情况;根据土地利用的变化计算群落面积未来的变化(代表生态破碎化程度);用IMAGE模型预测全球平均气温的变化情况。不加论证地选择预测模型的问题是说服力不足(Schmit et al.,2006)[3];用单一而确定的预测结果取代多种潜在预测路径的问题是预测的稳健型和全面性缺失。
4.2 解决措施
(1)对多种模型的预测结果进行交互验证
情景预测模型有很多范本,但是不同研究对象地理条件和自然禀赋的差异使得从理论层面对比研究模型的适用性很难;而通过实地监测结果对模型有效性进行验证的成本又高。为了在不违反成本有效性的前提下增强预测结果的稳健程度,建议综合使用多种预测模型,并且将模型的输出结果进行交互验证。
为了给这种交互验证提供素材,这里对处于国际前沿的情景预测模型及其主要思想进行回顾。IMAGE综合评价模型通过模拟全球贸易情景判断对农林产品的需求变化,从而间接计算农、林用地的面积变化。其优势在于充分考虑到预测范围之外的国际因素,适合开放条件下的情景预测(MNP 2006)[29]。Dyna-CLUE模型充分考虑用地需求、地理位置、管理政策、用地改变的难易程度等多重因素的交互作用,其中不同利用方式在同一地块上相互竞争的假设很符合日趋紧张的用地预期(Yongyut Trisurat et al 2010)[30]。但是该模型变量较多,数据需求高,只在小尺度研究中有较强的模拟能力。(Castella and Verburg 2007; Pontius 2008[31]; Verburg and Veldkamp 2004[32])该模型包含40种具体的气候变化情景。已经初具概率预测的意义,其最新进展Post-SRES还考虑了政策选择与发展情景的交互作用(Strengers et al.2004)[33]。GCMs (Global Climate Models)模型可以分析气候变化情景预测的不确定性(Polvani et al.2004[34])。人类足迹模型通过预测人口密度、对生态系统的干扰程度(Cardillo et al.2004[35])、人类活动足迹(Sanderson et al.2002)和对初级产品的分配方式来预测未来环境的变化。(Imhoff et al. 2004)[36]。
因为难以捕捉影响未来环境经济情景的所有因素及影响机理,任何预测模型给出的结果都是不尽准确的。但是,这些模型从不同的角度提出的经济与环境发展的假设都是基于一定的历史趋势,因此模型间应当存在对未来情景预测的共性。如果能够比较这些模型的预测结果,剔除造成预测结果差异的变量,就能够在一定程度上找到这些模型对未来发展情景的公共认知并以次为平台构建未来的宏观图景。这一宏观图景就是分析在未来某一时点的生物多样性变化驱动因子的基础。模型预测结果之间的交互验证能够使用比较分析的方法推进对潜在发展路径的全面探索,增强预测结果的稳健性。
(2)利用“集合预测”和“一致预测”方法
预测情景是多方面输入条件给定后的一个输出结果,其核心层面包括“基年情景”、“模型类别”、“参数设定”等。每个方面在不同的发展模式假设下都会有不同的预测结果,将各方面的多种预测结果排列组合能够形成一系列综合预测图景。虽然难以在繁多的组合情景中筛选出最为准确的一个,但是从这些组合中体现的总体趋势却会在很大的概率上接近真实的发展情景。
“集合预测”方法同时考虑由不同的“基年情景”、“模型类别”、“参数设定”等多种条件组合生成的众多发展情景组成的情景预测集合。依据统计学的方法,以预测集合为样本数据,“集合预测”可以划定未来发展情景的变化区间并给出估计的可靠程度。使用“集合预测”方法建立气候变化―生物多样性预测模型(Pearson, R.G.et al.2006[37];Thuiller,W.et al.2004[38])的尝试可以认为是将这一方法应用于未来情景预测的范本。统计学的研究证实,集合预测能够比任何一种单一的预测方法产生更小的平均误差。(Cramer .W. 2001)
由“集合预测”发展而来的“一致预测”可以认为是在“集合预测”给出的大概率范围中求得一个未来发展情景的期望值作为最终的预测结果。目前,“一致预测”方法已经在建立气候变化情景的概率分布模型中有较好的应用(Stainforth.D.A et al.2005[39]),在此基础上,将“一致预测”推广到情景预测的其他方面需要更多持续的研究。同时,“一致预测”的研究人员强调使用这一方法的一个条件是尽量穷尽可能的组合情景,因为只有当这些组合全面地覆盖未来的发展路径,才能维持稳定的概率分布,从而得出更加稳健的预测结果。(Allen, M. et al. 2002[40])
5 结语
GLOBIO3模型是对生物多样性进行预测的创新性方法,为了完善该方法,本文从纳入“贫困水平”驱动因子、增强建模数据的代表性和提高未来情景预测的准确程度三个方面入手,分别提出具有针对性的解决办法。在纳入“贫困水平”驱动因子时,应当使用货币指标与非货币指标相结合的方法来测度贫困水平、使用简单线性模型并在较小的地理尺度上应用改进后的模型;为增强数据的代表性,一方面发掘已有的文献数据和监测数据,提高对弱势因子、弱势物种和弱势地区的代表性,另一方面发展综合检测体系为以后的研究提供更加准确的数据基础;在预测未来情景时,既可以对不同模型的预测结果进行交互验证来发现共同的趋势,又可以使用不同条件的多种取值排列组合形成的预测集,划定未来发展情景的变化范围并求得期望趋势。
该文的建议主要针对三个比较明显的问题,但是GLOBOI3模型的完善仍需要对更多潜在的不确定性进行深入讨论。比如:同样没有包含在GLOBIO3模型中,却可能对生物多样性有重大影响的因素还有“生物交换”和“大气CO2聚集”等(R Leemans et al.2007)[41],对这些因子影响的认识还很粗浅,只有通过更大力度的文献分析来逐步加深对他们的理解才能在此基础上建立合适的函数模型。再如:在深入挖掘现有的数据时,以何种方式将样地数据和遥感数据进行完美结合仍然需要探讨;在构建数据监测体系时面临的现实问题就是政策选择只对监测频度高,从而时间序列数据全面的物种有利(M de Heer, 2000),这就为发展定量方法,确定不同物种在数据收集时应当占据的权重提出诉求。只有继续推进相关领域的深入研究与国际合作才能为这些潜在的问题提出更明确的探索方法和更准确的答案。
参考文献
[1] Rob Alkemade,Mark Van oorschot,Lera Miles,et al.Globio3: a Framework to Investigate Options for Reducing Global Terrestrial Biodiversity Loss[J].Ecosystems,2009,12(3):374-390.
[2] MNP. Integrated modeling of global environmental change. An overview of IMAGE 2.4.(2006).Bilthoven,the Netherlands: Netherlands Environmental Assessment Agency (MNP).
[3] Fisher,B.,Christopher,T. Poverty and biodiversity: Measuring the overlap of human poverty and the biodiversity hotspots[J]. Ecological Economics, 2007,62(1):93-101.
[4] Costas Azariadis,John Stachurski.Poverty Traps[J].Handbook of Economic Growth, 2005,1(2):295-384.
[5] Samuel Bowles,Steven N Durlauf,Karla Hoff.Poverty Traps[M].[S.l.]:Princeton University Press,2006.
[6] Michael R Carter,Christopher B Barrett.The Economics of Poverty Traps and Persistent Poverty: an Asset-based Approach[J].The Journal of Development Studies,2006,42(2):178-199.
[7] Huib Hengsdijk,Wang Guanghuo,Marrit M Van den berg, et al.Poverty and Biodiversity Trade-offs in Rural Development: a Case Study for Pujiang County, China[J].Agricultural Systems,2007,94(3):851-861.
[8] Michael Norton-griffiths,Clive Southey.The Opportunity Costs of Biodiversity Conservation in Kenya[J].Ecological Economics,1995,12(2):125-139.
[9] David Hulme,Marshall Murphree.African Wildlife and Livelihoods: the Promise and Performance of Community Conservation.[M].[S.l.]:James Currey Ltd,2001.
[10] Christopher B Barrett,Peter Arcese.Are Integrated Conservation-development Projects (icdps) Sustainable? on the Conservation of Large Mammals in Sub-saharan Africa[J].World Development,1995,23(7):1073-1084.
[11] Michael Wells,K Bradon.People and Parks:Linking Protected Area Management with Local Communities[M].[S.l.]:World Bank,1992.
[12] Maureen Cropper,Charles Griffiths.The Interaction of Population Growth and Environmental Quality.[J].American Economic Review,1994,84(2):250-4.
[13] Douglas Southgate,John Sanders,Simeon Ehui.Resource Degradation in Africa and Latin America:Population Pressure, Policies, and Property Arrangements[J].American Journal of Agricultural Economics,1990,72(5):1259-1263.
[14] Robert Mendelsohn.Property Rights and Tropical Deforestation[J].Oxford Economic Papers,1994:750-756.
[15] Joachim Von amsberg.Economic Parameters of Deforestation[R].The World Bank,1994.
[16] G?ran Arnqvist,David Wooster.Meta-analysis: Synthesizing Research Findings in Ecology and Evolution[J].Trends in Ecology & Evolution,1995,10(6):236-240.
[17] M Bakkenes,JRM Alkemade,F Ihle, et al.Assessing Effects of Forecasted Climate Change on the Diversity and Distribution of European Higher Plants for 2050[J].Global Change Biology,2002,8(4):390-407.
[18] Rik Leemans,Bas Eickhout.Another Reason for Concern: Regional and Global Impacts on Ecosystems for Different Levels of Climate Change[J].Global Environmental Change,2004, 14(3):219-228.
[19] A Townsend Peterson,Miguel A Ortega-huerta,Jeremy Bartley, et al.Future Projections for Mexican Faunas Under Global Climate ChangeScenarios[J].Nature,2002,416(6881):626-629.
[20] Wilfried Thuiller,Guy F Midgley,Greg O Hughes, et al.Endemic Species and Ecosystem Sensitivity to Climate Change in Namibia[J].Global Change Biology,2006,12(5):759-776.
[21] Miguel B Araujo,Antoine Guisan.Five (or So) Challenges for Species Distribution Modelling[J]. Journal of Biogeography,2006,33(10):1677-1688.
[22] Laura De baan,Rob Alkemade,Thomas Koellner.Land Use Impacts on Biodiversity in Lca: a Global Approach[J].The International Journal of Life Cycle Assessment,2013,18(6):1216-1230.
[23] Simon Ferrier.Extracting More Value From Biodiversity Change Observations Through Integrated Modeling[J].Bioscience,2011,61(2):96-97.
[24] RJ Scholes,GM Mace,W Turner, et al.Toward a Global Biodiversity Observing System[J]. Science, 2008,321(5892):1044-1045.
[25] Richard G Pearson,Wilfried Thuiller,Miguel B Araújo, et al.Modelbased Uncertainty in Species Range Prediction[J].Journal of Biogeography,2006,33(10):1704-1711.
[26] Julian D Olden,Donald A Jackson.A Comparison of Statistical Approaches for Modelling Fish Species Distributions[J].Freshwater Biology,2002,47(10):1976-1995.
[27] Robert P Anderson,Miroslav Dudík,Simon Ferrier, et al.Novel Methods Improve Prediction of Species’Distributions From Occurrence Data[J].Ecography,2006,29(2):129-151.
[28] Christian Schmit,Mark DA Rounsevell,Isidore La jeunesse.The Limitations of Spatial Land Use Data in Environmental Analysis[J].Environmental Science & Policy,2006,9(2):174-188.
[29] AF Bouwman,Tom Kram,Ke Klein goldewijk.Intergrated Modelling of Global Environmenthal Change: an Overview of Image 2.4.MNP,2006.
[30] Yongyut Trisurat,Rob Alkemade,Peter H Verburg.Projecting Land-use Change and Its Consequences for Biodiversity in Northern Thailand[J].Environmental Management, 2010,45(3):626-639.
[31] Robert Gilmore Pontius jr,Wideke Boersma,Jean-Christophe Castella, et paring the Input, Output, and Validation Maps for Several Models of Land Change[J].The Annals of Regional Science,2008,42(1):11-37.
[32] Peter H Verburg,Paul P Schot,Martin J Dijst, et al.Land Use Change Modelling: Current Practice and Research Priorities[J].Geojournal,2004,61(4):309-324.
[33] Bart Strengers,Rik Leemans,Bas Eickhout, et al.The Land-use Projections and Resulting Emissions in the Ipcc Sres Scenarios Scenarios as Simulated By the Image 2.2 Model[J]. Geojournal, 2004,61(4):381-393.
[34] Lorenzo M Polvani,RK Scott,SJ Thomas.Numerically Converged Solutions of the Global Primitive Equations for Testing the Dynamical Core of Atmospheric Gcms.[J].Monthly Weather Review,2004,132(11):2539-2552.
[35] Marcel Cardillo,Andy Purvis,Wes Sechrest, et al.Human Population Density and Extinction Risk in the World’s Carnivores[J].Plos Biology,2004,2(7):24-35.
[36] Marc L Imhoff,Lahouari Bounoua,Taylor Ricketts, et al.Global Patterns in Human Consumption of Net Primary Production[J].Nature,2004,429(6994):870-873.
[37] Richard G Pearson,Wilfried Thuiller,Miguel B Araújo, et al.Model-based Uncertainty in Species Range Prediction[J].Journal of Biogeography,2006,33(10):1704-1711.
[38] Wilfried Thuiller,Miguel B Araújo,Richard G Pearson, et al.Biodiversity Conservation: Uncertainty in Predictions of Extinction Risk[J].Nature,2004,430(6995):145-148.
1生物多样性公约
生物多样性是一个综合的概念,它既是生物之间以及与其生存环境之间复杂相互关系的体现,也是生物资源丰富多彩的标志。它是对自然界生态平衡基本规律的一个简明科学概括,也是衡量生态发展是否合乎客观规律的主要尺码。一个区域保持得是否完整在很大的程度上要以其生物多样性的保护和持续利用是否合理来决定。因此,它的保护对象是全方位的,要从物种及其遗传资源、生态系统和景观多样性各个方面着手。这个公约不仅阐述了防止物种灭绝和生态系统遭受破坏的问题,也强调要关注人类发展的目标和策略。它提出要把生物多样性的保护、持续利用和利益公平分享三者密切结合来考虑工作,才能达到预期的目标;实践证明,缺乏其中任何一个环节,工作就难以持续下去。它要求各缔约国要根据自己的实际情况制定符合自己要求的生物多样性保护战略和行动计划,对生物多样性的就地保护、迁地保护和离体保存作出全面的安排。“公约”经过多年的讨论和多次的修改,1992年6月在巴西召开的联合国环境与发展会议上签署,于1993年12月29日正式生效。这说明世界人民终于认识了由于人类本身的管理失误所造成的地球生境退化、资源枯竭所带来的灾难,决心采取共同行动制定有约束力的并起综合作用的国际公约。现在,生物资源的保护和合理利用已成为各个国家最重要的任务之一。可以看出,”公约并不是一纸空文,但与其说是一次性产物,不如把它看为一个长期的过程,因为许多问题未能得到很好的解决。例如1.如何做好野生物种种群和被传统农业与本地人民广泛应用的物种及其变异的就地保护和迁地保护问题,2.发达国家如何落实支援发展中国家保护和持续利用生物多样性的责任;3.如何通过技术转让和交流实施生物多样性有效保护和持续利用的战略;4.生物资源利用者如何落实酬报各地从事保护工作者和提供传统利用知识人们的责任。这些问题虽经多次讨论,但不易取得协议。
我国于1993年1月7日作为第7个国家正式批准加入“公约”,由环境保护部牵头组成国家履约协调组,统一规划各项工作,下设办公室负责日常事务,可见国家对生物多样性保护的重视和认真态度。许多学术单位建立了生物多样性委员会、研究机构来规划研究和宣教事宜;还出现了非政府组织“中国生物多样性保护和绿色发展基金会”,它组织社会各界人士和广大公众协助政府有关部门开展工作。10多年来完成了大量工作,除了按“公约”规定完成必需做的基本项目,例如中国生物多样性保护行动计划、中国生物多样性国情研究报告、中国生物多样性数据库外,还出版了系列丛书和许多研究报告。建立了许多生物多样性就地保护、迁地保护和离体保存实体。主要经验有下列三点:1.保护和发展必需密切结合,利益公平分享是关键;2.统一协调分散管理的方针是正确的,但需要进一步完善;3.基础性和综合性研究不断加强,才能不断向前发展。在2010年国际生物多样性年期间,国家颁布了新的“中国生物多样性保护战略和行动计划(2011-2030),”明确今后20年我国生物多样性保护工作的指导思想、基本原则、目标、任务和保障措施,并将之看为是维护生态安全和粮食安全保障的大事。因为,当前资源过度利用、工程建设与全球气候变化的影响问题并未解决,生物多样性受威胁的状态一时难以解除。它要求完善相关政策和法律基本体系,将生物多样性纳入国家和地方计划;开展重点区域生物多样性调查研究,评估、监测、人才培训和能力建设,加强就地保护、迁地保护和离体保存,例如保护区、动物园、植物园和种质基因库的建设和完善,把保护和发展密切结合;重视转基因生物安全管理,防止外来入侵物种的蔓延和完善,完善群众参与和深化国际合作等方面工作[4-8]。
2卡塔赫纳生物安全议定书
卡塔赫纳生物安全议定书是关于改变了遗传性质的活有机体跨境转移的一个协议,它旨在充分确保它们的转移、处理和使用。它的文本由生物多样性缔约国会议来讨论和确定,已有100个以上缔约国批准,于2003年9月11日正式生效。所以,可以说,它是生物多样性公约的一个议定书。文本中详细论述了安全转移、处理和使用凭借现在生物技术所获得的可能对生物多样性保护和持续利用产生不利影响的改变了遗传性质的活有机体的保护措施,同时顾及对人类健康所构成的风险。这意味着,已改变了遗传性质的活有机体从一个国家跨境转移必需符合议定书的规定,出口者必需提供充足资料使进口者能做出知情决定,确保所有货运有议定书要求的文件记录,即使进口者不是缔约国也要按议定书要求办理。我国于2005年4月27日批准了议定书,显示我国在执行国际条约和加强生物安全管理方面的承诺,并大大增强该议定书的份量。同时,制定了中国国家生物安全框架,对国家生物安全管理政策体系、法规体系、转基因活有机体及其产品风险评估和管理技术准则、生物安全管理国家能力建设作了具体规定和说明。
3拉姆萨尔湿地公约
湿地是指内陆和海岸地带水深6m以下的水域、沼泽和草甸地带。这些地区是调节水分循环、维护水禽和水生生物生存的重要栖息地,具有巨大的经济、社会和环境价值,但是长期以来,人们没有真正意识到这一点。随着经济的发展,大片湿地被改变为农地、养殖场甚至城镇,导致许多物种消失,常出现一雨便成灾的可怕事件,威胁着人类的生存和发展。为此,原亚洲湿地局、国际水禽与湿地研究局、美洲湿地局三个湿地组织合并为湿地国际,并在湿地公约的制定和技术支持中发挥了中坚作用,大大促进世界范围主要地区湿地和湿地物种现状的评估和研究,加强与政府和当地社区的合作方面开展了大量卓有成效的工作。湿地公约于1971年2月2日在伊朗的拉姆萨尔签订,所以常称为拉姆萨尔湿地公约。它通过传播信息资料、提高公众意识、开展培训活动和在各地建立湿地管理项目、支持和促进区域和各国湿地保护和湿地资源持续利用和行动计划的制定等发挥了巨大的作用。各国凡是在生态学、生物学、湖沼学和水文学上具有国际意义的湿地都可申请加入湿地公约所建立的国际湿地名录,加入国际湿地名录的湿地应建立保护区,加强对物种和栖息地的管理,管理好者可得到相应的奖励;反之会受到批评。中国加入湿地公约会后,认真履行缔约国的义务和责任,为了适应湿地保护形势发展的需要,调动全社会的力量投入湿地保护,1994年9月由林业部牵头联合17个部委制定一个广泛参与、切实可行、符合国际规范的“中国湿地保护行动计划”,确定了中国湿地保护和合理利用的目标、内容、优先领域和项目,使之走上了规范化、制度化、科学化的轨道,以确保采取协调一致的行动,进一步推动中国湿地保护事业的发展。许多科教部门建立了湿地研究中心,开展了大量的研究,出版了众多的专著和研究论文和报告[10]。迄今,我国已有37个湿地保护区分五批加入了国际湿地名录,并开展大量保护和持续利用的工作。#p#分页标题#e#
4世界遗产公约
世界遗产是指具有世界价值的独一元二的自然和文化区域以及许多非物质的文化和精神遗产,是各个国家精华中的精华。作为具有世界价值的自然和文化区域可从以下列几点来判断:(1)表征地球进化历史的主要阶段的典型代表或独特的地理景观类型;(2)表征具有重要意义的不断进化的生态过程或生物进化和人与环境相互影响的典型事例和杰出的代表;(3)具有极为特殊的自然风光和文化特色的区域;(4)具有世界价值的生物多样性丰富的区域或众多受威胁物种的栖息地。符合四个标准之一的区域可申请列入世界遗产名录(包括自然遗产、文化遗产和自然与文化双遗产三类)。世界遗产公约、生物多样性公约和拉姆萨尔湿地公约三者被认为是国际保护生境(栖息地)的三大公约。世界遗产公约是1972年联合国教科文组织正式通过制定,1978年正式生效。这说明大多数国家都认识到有责任来保护那些具有特殊价值的自然和文化区域,把它们看为是人类遗产的一部分。这是第一个认可和保护文化景点的国际法律条约,它把传统的文化生活方式和自然资源管理体系之间建立了密切的联系,拓宽生物多样性和文化多样性相互关系的思维,并制定协同计划来保护它们[11-14]。
随着我国经济多年的持续增长,人们的生态保护意识也在不断提高,并深深体会到自然与现代化共存、经济建设和生物多样性与文化多样性保护共存的伟大目标是实施可持续战略和建设和谐社会的基础。这样,加入和认真实施世界遗产公约,建立比较完善的世界遗产地系统,就成为政府的一项必不可少的任务。许多省市建立了申报世界遗产办公室,促进自然保护、文化组织和文物系统各方面的专家认真考虑,提出具体的计划和方案。截至2010年底,我国已有自然遗产地8处、文化遗产地25处、自然与文化双遗产4处,还有文化景观3处,总共40处。现在打算申报的区域还有100多处,估计每年只有自然和文化遗产各1处获得批准。但是,人们已认识到这项工作的重要性,不是为申报而申报,而是决心通过完善管理,争取支持,使之更加壮大,以适应社会、文化、经济迅速发展的要求,那时申报将是水到渠成之事。主管自然和文化遗产工作的分别为住房和城乡建设部和国家文物局。
值得指出的是,有悠久历史的全球农业系统,是人类长期生存和发展过程中所创造的,既有自然的成分,也是人类文化多样性的一部分。但是,人们在发掘自然和文化遗产保护时,却忽略了这个方面,以致传统的农业耕作制度及其丰富多彩的传统优良品种的基因多样性在现代化过程中大量流失。联合国粮食与农业组织及时认识到这个问题的严重性,于2003年建立了“世界重要农业文化遗产系统中心”,旨在开展全球重要文化遗产项目的申报工作,以期建立一个全球共识的持续发展的动态系统,弥补了不足之处。我国浙田县的稻鱼共生系统被列为全球第一批五个全球重要农业文化遗产之一。其实,我国还有许多项目符合其标准,需要大力发掘、继承和发扬[15-18]。
5濒危野生动植物物种国际贸易公约
野生动、植物的保护与持续利用是紧密地联系在一起的,只注意保护,不允许任何利用是不科学的,必然是行不通的;当然,过度的利用,不注意保护必然导致破坏。这个公约的目的就在于监测商业开发的主要物种,对一些已陷入受威胁状态的物种,通过贸易限制达到保护与合理利用的要求。这个公约1973年3月于美国华盛顿签订,1975年7月正式生效。它把控制贸易的物种划分为三类作为其附录,附录1是指那些受到和可能受到贸易影响而有灭绝危险的物种。这些物种的对外贸易必需获得出口国科研机构认可,管理机构发放出口许可证,进口国也确认是如此才能进行;进口国将之再出口也照此办理。附录2是指那些目前虽未濒临灭绝,但如对其贸易不严加管理,以防止不利其生存的利用,就可以变成有灭绝危险的物种。这些物种也必需得到出口国家科研机构的认可,管理机构发放出口许可证才能进行出口贸易。附录3是任何一个缔约国认为属其管辖范围内应进行控制开发利用,而需要其它缔约国合作管理贸易的那些物种;它们的出口贸易同样需要出口国管理机构发放出口许可证才能进行。前两类物种需经全体缔约国大会讨论通过,后一类物种只需各缔约国自己认定,报公约秘书处备案即可。附录中所列的物种是重点管理对象,但它们的地位不是永远不变的,而是要随其种群传播和消长而有所调整,所以需要对它们进行长期的研究和监测。这样,每一个缔约国都要建立专门的科学委员会和进出口管理办公室来负责专司其事。前者负责研究确认各个种的基本情况,提出处理的意见;后者即专司具体管理业务,发放出口许可证。可以看出,这个公约不是要禁止野生动植物包括濒危物种及其衍生物的贸易,而是制定各种措施保证可持续贸易,不引起它们走向灭绝;目前,它已建立一个世界性的控制野生濒危物种及其衍生物的国际贸易系统,为物种的保护和发展做出了巨大的贡献。1980年12月25日,我国提交参加“公约”的交存书,1981年4月“公约”对我国正式生效,1982年正式建立了,“中华人民共和国濒危物种进出口管办公室”和“中华人民共和国濒危种科学委员会”,分别挂靠在国家林业局和中国科学院内,开展有效的研究和管理,成果垒垒。看来,大力培养熟悉“公约”的科研和管理人员,进一步弄清和宣传“公约”各条款的实质内容,加强对濒危野生物种的研究,提供其消长规律和具体情况,监测贸易现状,编制控制贸易的物种名录及其识别手册和图谱,制定合理开发利用的指标,提高进出口管理水平,防止过度开拓而造成物种灭绝应是一项长期的任务[19-20]。
6迁徙物种公约
物种的生存和分布不受边界的限制,特别是迁徙物种的生活周期可能遍历多个国家,但各国的保护和管理水平不尽相同,难免会遭受猎杀,因此必需通过国家政府间的共同努力来加以保护,既要保护物种本身,也要保护其栖息地。保护区在这些方面发挥着巨大的作用。这个公约于1979年签订,1983年正式生效,100多个国家参与并共同关注这些独特物种种群的保护,效果明显。我国签署这个公约以后,许多保护区承担了这些迁徙物种的保护,无论在科研监测和合理利用方面都做出了巨大的贡献。例如,山东长岛保护区累计环志各种候鸟128种21万多只,其中猛禽22种6万多只,占全国猛禽环志总量80%以上;回收国内外环志鸟231只,最长回收为8年,为鸟类迁徙规律与科学研究提供了重要的科学依据,成绩明显[21]。由于“公约”所关注的物种独特,没有任何公约能代替其作用,实际上,它成为生物多样性公约必要的补充和起具体的辅助作用。#p#分页标题#e#
7气候变化框架公约
这个公约是全球许多国家的政府为解决地球气候潜在变化可能引起的众多问题而联手进行的一项努力。它的一个重要概念在于集体执行“公约”所制定的各项规定。它于1992年5月9日在纽约联合国大会上获得通过,1994年3月21日正式生效。我国于1993年1月批准了这个公约,是最早的10个缔约方之一。“公约”要求所有缔约方在农业、林业等相关部门注意减少和防止人为引起的温室气体排放的技术开发、应用和推广;开展技术转让等各种合作,促进可持续发展,保护和增强所有温室气体的吸收汇和储存库,例如不同类型的保护区等;在适应气候变化的情况下,制定水资源保护和合理利用、综合农业的发展、关注受干旱、荒漠化和洪涝影响地区的保护和恢复工作;在可行的范围内,将气候变化纳入相应的社会、经济和环境的政策和行动,并采取适当的方法尽可能降低气候变化对经济、公共健康和环境产生不利的影响。在京都议定书中为发达国家规定了有法律约束力的量化减排指标,使其CO2、CH4等6种温室气体排放量较1990年减排至少5%;同时,确定了“共同实施”、“清洁发展机制和”排放贸易“三种境外减排的灵活机制,使发达国家可以通过这三种机制在境外取得减排限排的抵消额,从而以较低成本实现减排限排目标,缓解其国内减排限排压力。对发展中国家来说,国家温室气体排放清单是其义务的核心内容,要求采用由缔约方大会制定的可比方法编制人为引起的各种温室气体的源排放和汇清除的国家清单,发达国家必须为其提供相应的资金。但是,要真正的具体落实十分困难,许多会议都是在讨论这些问题的具体化,但都不能取得共识,需要更耐心地通过深入分拆,实事求是协调和合作共事地去解决。可以看出,制定减排限排温室气体目标是一个重要方面,而确定不同区域生物多样性保护、恢复和人工营造的方法来固碳的目标也是不能忽略的,两者是相互相成的[22]。
水土保持是一门涉及自然科学、技术科学和社会科学的高度综合性学科,与水文学、植物学、地质学、土壤学、气象学、环境学、农学、林学、信息学、社会学等各种专业学科有着千丝万缕的联系。水土保持是生态建设的主体,由于社会环境对水保工作要求的严肃性、复杂性、紧迫性,传统的水保治理摸式正受到冲击,新时期水保工作的重点逐步转移到以人工治理与生态自我修复相结合的现代水土保持模式上来。水土保持生态自我修复,其根本目的是要达到人与自能和诣共处,实现传统水土保持向现代水土保持观念的转变。生态修复作为一门新的边缘学科,其内容十分广泛,有许多关于生态修复方面的新名词、术语、观念、思想、理论正在生态建设领域得到普及和应用,使生态建设科学体系日趋完善,了解一些生态修复方面的名词、术语及它们之间的辩证关系,对于开展生态修复工作意义重大。
1生态修复、生态恢复、生态重建
生态修复是根据人与自然以及经济社会与生态环境辩证关系的原理,采用人工治理与大自然自我修复相结合的方式对生态环境进行改造,恢复生态系统的生物多样性,达到人与自然和谐共处,推动整个社会走上生态发展、生活富裕、生态良好的文明发展之路的一项浩大的系统工程。生态修复涉及内容广泛,它需要生态水文学、植物地理学、资源生态学、森林园艺学、地质学、环保学、材料工程学、生物遗传学等相关学科共同参与、相互渗透。生态修复不仅是水土流失地区的重点工程,也是广大城市、农村河流、沙漠、森林、矿山、海洋等区域开展生态治理的重点,由于人们居住环境的空间性,其外延已扩展到对空气大气层污染的修复[1]。
生态恢复是指依靠大自然的自我修复能力和植物群落演替规律,以及生物界“物竞天择,适者生存”的原理,对某一生态区域采取简单的封禁措施,让该区域生态环境得到恢复和改善的进程,一般仅指恢复其天然植被和自然生态,其外延较小[2]。因此,应将生态修复与生态恢复区别开。
生态重建是生态建设的重要组成部分,一般指对遭受自然灾害和人为因素破坏的地区进行修复治理,使其恢复原貌和改善生态的生态活动。如对因战争、地震、洪涝、台风、滑坡、泥石流、海啸等天灾人祸而造成破坏的地区进行建设治理、环境改造和生态恢复。从某种程度而言,对一个地区进行生态移民和文化遗址的修复,也属于生态重建的范畴。
2生态环境、生活环境、自然环境
生态环境指由生物群落和非生物自然因素组成的各种生态系统所构成的统一整体。主要或完全由自然因素组成,并对人类的生存和发展产生影响。保护和改善生态环境,才能改善人们的生活环境,提高生活质量。
生活环境指与人类生活密切相关的各种自然条件和社会条件的总体,由自然环境和社会环境中的物质环境构成。生态环境按是否经过人工改造来划分,可分为自然环境和人工环境。生态修复必须做到保护自然环境,创建良好的人工环境,又不能以损坏原有生态为代价[3]。
自然环境是各种天然因素的总体,由自然界中各种生物和非生物因素所组成。自然环境并不等同于生态环境。自然环境的外延比较广,但只有具有一定生态关系构成的系统整体才能称为生态环境,非生物因素构成的整体可以称为自然环境,不能叫做生态环境。因此,生态环境反是自然环境的一种,二者具有包含关系。
3生态移民、生存移民
生态移民是从保护生态脆弱区的生态环境出发,既考虑移民能脱贫奔小康,又考虑保护迁入地近期和中长期生态环境,同时还要保护迁入地原居民利益不受损害,属多目标移民。生存移民则着考虑增加移民经济收入、解决温饱,不太关注对迁入地生态环境短期和长期的损害,属于单目标移民。生存移民迁入地多居于未开垦的处女地或荒漠地区。
从改善生态脆弱地区的生态环境来看,应实行生态移民。对于环境恶劣、人烟稀少的地区,可以根据需要实行单一的生存移民,以开辟新的“生态家园”。无论何种移民方式,都应保护好当地动、植物资源,实现人与自然和谐共处。
4生物入侵、植物侵蚀
生物入侵指人类有意识或无意识引进外来生物品种和生物品种自然入类,对新生态系统物种及人在健康上带来威胁的生物侵害行为。它危胁本地的生物多样性,引起物种的消失和灭绝,破坏生态系统功能,造成生物污染,能压制和排挤本地种群,导致生物多样性消失。生物入侵已成为一种严重的自然灾害,必须严加预防和控制。
植物侵蚀指引种不良植物和品种或不良物种自然传播,而造成某一地区土壤结构层次和肥力受到破坏,植被受到影响,生态环境受到侵害的过程。相对于生物入侵,它的影响较小,但也不能忽视。
我国有1/2以上的外来入侵有害物种是由人为因素造成的。要防治生物入侵,必须加强执法监督,认真贯彻实施《植物检疫法》和《植物检疫条例》,做到防治结合,利用自然界植物“相生相克”的原理,充分利用生物修复技术制止生物入侵,如充分种植皇竹草就能大大减轻紫茎泽兰的入侵。
5生物圈、生物多样性、生态多样性
生物圈指地球上所有生命与其生存环境的整体,地球表面上到平流层、下到数十千米的地壳,形成一个有生物存在的包容层。它最显著的特征就是其整体性,即任何一个地方的生命体都不是孤立的,都与自然界的其他部分存在千丝万缕的联系。生物圈的另一个显著特征就是生物多样性。生物多样性即一个区域内生命形态的丰富程度,它包括遗传(基因)多样性、物种多样性和生态多样性3个层次。生物多样性是生命在其形成和发展过程中跟多种环境因素相作用的结果,是生态系统进化的体现,同时意味着生物种群在个体数量上的均衡分布。生态修复的目的就是要通过增加生态多样性以达到生物多样性。
6水华、赤潮、富营养化
赤潮是在特定的环境条件下,海水中某些浮游植物、原生动物或细菌暴发性增殖或高度聚集而引起水体变色的一种有害生态现象,是水域荒漠化的体现。携带营养物质的泥沙进入水域或有机物附着在泥土中吸入水中,是形成赤潮的原因之一。赤潮是水域富营养化的特征之一。
富营养化是指由于大量含氮、磷生物营养物质的污水不断排入湖泊、河道、海湾等缓流水体,引起水体中藻类及浮游生物和绿色植物迅速繁殖,使水体透明度下降,溶解氧减少,水质恶化,鱼类及其他水生生物大量死亡的现象。水体发生富营养化现象时,随着藻类及浮游生物数量的不同,水体出现不同种类的颜色,如红色、蓝色、棕色、乳白色等。这种富营养化现象发生在江河湖泊叫做“水华”,发生在海洋则叫“赤潮”。
7绿色住区、绿色生态建筑
绿色住区是一个发展的、动态的多样化建筑结合体,是一个被赋予可持续发展设计思想和充满想念空间的生态概念,它是按照住宅周围的自然、人文环境,综合运用生态学、建筑学的基本原理以及现代科技手段,合理安排,组织建筑内外空间与系统内其他相关因素之间的关系,使其成为一个有机的统一体。绿色住区不是单纯的“住宅小区+周边绿化”模式,关键是住区内综合素质的提高。
绿色生态建筑也称可持续性建筑,是根据人与自然和谐的原理,在合理布局、科学论证、精心设计的基础上,在某一区域开发、建设的具有生态示范园区保护特生的生态范围或设施。生态建筑讲求材料的严格筛选、资源的精确配置和环境的合理布局。并不是一切新疑的、天然的和绿色的建筑就是生态建筑,苏州园林式的建筑,可以称得上典型的生态建筑。
8循环经济、可持续发展利用
循环经济是一个从德国引进的新的生态文化概念,是指由“资源—产品—废物”为特征的传统经济发展模式向以“资源—产品—再生资源”为特征的新发展模式转变的过程,它包含了人类发展观念的变革。循环经济已成为我国内地各省市身体力行实现资源可持续利用新发展观念的载体。利用循环经济理念,可以进行生态工程示范区试点,变废为宝,实现资源的循环再生利用。利用循环经济模式,可以治理水域的荒漠化问题,改善和利用水体富营养化状况,有效降解土壤中的有害物质成分,提高土壤有机质含量。进行资源再生利用的各地“种植—养殖—沼气—种植”等工程及小水电代燃料工程等,即是循环经济模式的应用。
9生物堤、城市森林、水下森林
按照生态修复的原则,在河岸营造乔灌木混交林带,形成生物堤坝。生物堤可以约束河道摆动,缓洪落淤,避免洪水冲淘,省工效宏。对于新型河道两岸的混凝土堤坝,可以按照“技术本土化”的要求,建造“绿化混凝土”即多孔混凝土,使树木通过这些孔隙进入土壤层,达到枝繁叶茂、连成一片,形成特殊的混凝土生物堤。
城市森林是一个由美国、加拿大生态学家提出的新的生态术语,它不同于山区、高海拔区域的天然林、原始林,是直接服务于城市、服务于人群,具有生命力的城市基础设施,是一个城市的建设理念和生态效益相结合的产物。城市森林建成后,可以维持大气圈的碳氧平衡,缓解城市尤其是象南京、武汉、重庆这类“火炉”城市的热岛效应。城市森林与郊区森林结合可形成完整的生态体系。
“水下森林”是一种新的生态修复手段,即在水面以下种树,以解决河道里黑臭问题。在水面下种植菹草等沉水植物能将河水变清50 cm,起到净化水质的作用。除了沉水植物外,也可以栽培一些浮游植物和挺水植物,适当放养一些鱼、蚌、螺蛳类水生动物,达到动植物和谐共生、净化水质,从根本上消除黑臭的目的。
10效益监测、预防监督
生态修复效益监测是全国水土保持监测工作的一项重要内容[4]。选择一些有代表性的试点区,通过科学监测,以“3S”技术和信息化手段了解和掌握生态自我修复的规律和效果,为建立生态自我修复效益评价指标体系奠定基础。
在开展水土保持开发建设项目监督执法的同时,各部门在机构、管理制度等方面,必须把生态修复纳入水保监督执法的日常工作,要有专门队伍和人员负责生态修复区的监督管护工作,充分发挥乡村管护人员的作用,加强对试点工程区的管理,加大执法力度。在生态修复过程中,效益监测和预防监督相辅相成,缺一不可。
11结语
当今时代,科学技术、新兴学科正以前所未有的速度和规模飞跃发展,增强了人类知识更新、改造自然的能力,给人类社会带来空前的繁荣,也为今后的进一步发展准备了必要的物质技术条件。随着生态修复工作在各地的迅速开展,将会有更多更先进的新技术、新工艺、新材料、新观念在实践中涌现。因此,在实际工作中应学会掌握和接受更丰富、更实用的新名词、术语,以指导生态修复领域各项工作的正常有序开展。
12参考文献
[1] 吴文卫,杨逢乐,赵祥华.污染水体生态修复的理论研究[J].江西农业学报,2008(9):138-140.
1前言
随着生物技术的迅猛发展,利用植物遗传资源有目的地改良植物的性状与品质,为人类解决粮食、健康和环境等21世纪重大问题提供了诱人的前景。长期以来,人们对植物遗传资源的保护与利用,主要作为技术、生态和伦理问题而得到广泛、深入的研究,但有关经济政策与制度方面的探讨则至今仍相当滞后。随着植物物种资源的不断减少和因生物技术迅猛发展对遗传资源需求的不断增加,作为“人类自然遗产”的植物遗传资源已逐步由公共物品转变为稀缺物品。与此同时,由于植物遗传资源分布和生物技术开发与应用水平存在明显的国际差异,尤其是缺少相应的市场化机制以及现有国际多边体系的失效,以致使物种资源相对贫乏的西方发达国家使用了地球上大部分植物遗传资源,而植物遗传资源丰富的发展中国家却受技术、资金等制约大都仍处于植物基因材料无偿提供者的位置。在此背景下,如何以联合国《生物多样性公约》所确立的遗传资源效益公平分享为目标,利用市场化保护与利用机制,建立公正、有效的国际多边体系与制度,提高各国尤其是发展中国家保护植物遗传资源的积极性,以保证全球植物物种资源的安全,实现人类对植物遗传资源的可持续利用,近年来已引起有关国际组织和经济学家的广泛关注。本文在探讨植物遗传资源市场化保护与利用机制的基础上,以现有国际多边体系为出发点,提出未来国际制度安排的可能选择。
2植物遗传资源保护与利用的市场化机制
2.1经济价值概念与市场化界限
遗传多样性作为生物多样性的核心部分,是物种多样性和生态多样性的重要来源与基础。与一般物品不同,植物遗传资源作为一种经济资源有自身独特的特点。它不仅具有遗传信息的多样性和代际共存性,而且以其稀缺性和功能不可替代性为主要特征。但人们在认识与确定植物遗传资源的经济价值时,所涉及的概念不是一般意义上的“遗传信息的多样性”,而是“遗传信息的功能和稀缺性”。因为在通常情况下遗传信息的功能很少体现在某一单一基因,而是大多表现为含有多基因组合的遗传功能,所以“遗传编码功能"(geneticallycodedfunction)被经济学家认为是评价植物遗传资源经济价值和研究其市场化保护与利用机制的基础[1]。随着生物技术的发展,植物遗传资源对当今药业工业和从长远来看对农业更有实际意义的将是“遗传编码信息"(geneticallycodedinformation,下简称GCI)[2]。虽然植物遗传资源对解决农业、健康和环境等问题将起十分重要的作用,但由于人类目前认识上的局限,尤其依靠现有的基因辨认与测序技术,一种植物物种及其遗传编码信息的经济价值又是很难明确量化的。根据Munasinghe[3]和VonBraun[2]等人的研究,植物物种与遗传资源的理论经济价值可借助下图(资料来源:文献2和3)所示来分类与评价。
图1植物物种与遗传资源的经济价值及其分类
Fig.1Economicvalueofplant-geneticresourcesanditsclassification
值得注意的是,图1在构划出植物遗传资源的经济价值及其细分的同时,也显示出植物遗传资源作为经济资源的市场化可能与界限。如果将市场化机制作为植物遗传资源分配的手段,其作用与意义在图中将从左到右递减(参见文献2)。同时,植物遗传资源的缩减可能在某种程度上会造成在上图中所示的“可利用价值”与“不可利用价值”之间的冲突,如果植物遗传资源的开发与利用对后者产生负面效应。这种效应不仅关系到遗传编码信息市场化交换方案的设计,而且涉及到植物遗传资源市场化后将可能对资源保护产生的消极影响。因此,如何消除因遗传资源市场化对保护在经济上没有利用价值的植物遗传资源的不利影响,将是制度安排中需要注意的问题。
2.2供求趋势与保护效应内部化
从全球范围内看,植物遗传资源与遗传编码信息的供给,大致可分为两个方面:一是保存在各国及国际农业与生物研究机构的基因库里的“离位”样本材料(ex-situaccessions);二是以发展中国家为主的原产地栽培植物及其野生近缘,即所谓的“原位”样本材料(in-situaccessions)。据联合国粮农组织统计,至1996年,全世界保存在基因库内的植物遗传资源共达200多万样本材料,其中大约有60万样本材料属于国际农业研究机构并在联合国粮农组织的监管之下[4]。
在过去的几十年里,植物遗传资源和GCI“原位”样本材料的供给因野生植物和原产地栽培作物的不断破坏而明显减少,而其原因又是十分复杂的。除了自然力的影响和人类活动的干扰,长期以来植物遗传资源被视为可自由获取、非排它性和非竞争性的公共物品,没有形成相应的市场化体系和与此相联系的保护制度与组织的失效,从而造成植物遗传资源利用上的掠夺和保护上的积极性下降[5]。
在植物遗传资源供给减少的同时,随着生物技术尤其是基因辨认与测序技术的迅速发展及其信息体系的日趋完善,将使GCI获取与保存的边际成本不断下降,其结果是部分地减轻了因物种多样性破坏而引起的GCI供给短缺程度。因此,在其它条件不变的情况下,未来植物遗传资源市场化交换价格的上升幅度可能比预计的要小。另一方面,植物遗传资源的需求却因生物工程技术在农业、医药、环境等领域应用的进一步扩大将呈急增的趋势。可以预见,在短期内,随着生物技术的发展,植物遗传资源的经济价值将因多样化需求而提高。但从长远看,尤其随着转基因技术的进一步成熟,将有可能使原生植物物种对植物与农作物育种的重要性呈现不断下降的趋势。
由于世界各国拥有的植物遗传资源的数量与保护程度以及生物技术水平的不同,以致保护植物遗传资源的成本和效用也具有明显的国际差异,并由此进一步形成因植物遗传资源保护或破坏而产生的外部效应[6]。如果从一个国家范围内考察,该国的植物遗传资源保护与利用会形成社会(或私人)成本和与此相应的社会(或私人)效用。如果该国拥有的植物遗传资源被其它国家的科研机构或生物技术企业无偿地获得并用于农业、药业等领域的开发与应用,那么这个国家所保护的植物遗传资源还具有国际效用。在一个国家内,私人投资于植物遗传资源保护而产生的效用与该国的社会效用之间也可能存在一定的差异,因为,私人投资的目标大多并不在于促进植物遗传资源在非直接利用价值方面的保护。因此,如果从植物遗传资源保护所产生的社会效用来看,私人投资则是次优化的。与此同时,如果一个国家所保护的植物遗传资源具有国际效用,并且其保护行为没有得到任何补偿,那么,在这种情况下,也会诱发该国保护植物遗传资源的积极性的下降。对此,一个典型例证就是自20世纪60年代以来国际上建立了一些在国际农业研究顾问委员会(CGIAR)监管下、作为“准公共物品”的植物遗传资源基因库。
从经济学意义上分析,若一个国家的植物遗传资源同时具有国内效用和国际效用,则在该国遗传资源保护的边际成本与边际效用之间将可能出现3种不同的理论均衡:国内私人均衡、国内社会均衡和国际均衡(参见图2,作者根据文献2更改)。这3种不同的均衡状态反映了该国植物遗传资源保护程度的差异性。
图2不同均衡状态下植物遗传资源的优化保护水平
Fig.2Optimalprotectionlevelsofplant-geneticresourcesunderdifferentequilibriumsituations
从图2可以看出,如果这个国家对植物遗传资源采取有关保护政策与措施,在以期实现资源保护量为Qns的同时,还要达到国际优化水平Qg,则需要国际社会或有关资源受益机构采取相应的经济支持行动,因为在大于资源保护量Qns点时,该国资源保护的边际社会成本已超过边际社会效用。为了使该国的资源保护量达到国际优化水平Qg,国际社会或资源受益机构所采取的措施应该是,要么使该国植物遗传资源保护者或机构有权参与其资源利用效益的分配,向该国转移一部分因利用其遗传资源产生的国际效用,实现遗传资源保护效应的“内部化”;要么向该国提供至少相当于图中面积为BCE的补偿资金,在经济上对该国的植物遗传资源保护行为进行补偿。只有在植物遗传资源保护效应实现内部化或得到补偿的情况下,该国的植物遗传资源保护水平达到Qg在经济上才是合理的,并有助于保持或提高该国保护植物遗传资源的积极性。因此,植物遗传资源保护效应的“内部化”或“补偿”机制应该成为探索公正、有效的国际保护与利用制度,实现全球植物遗传资源可持续利用的基础。
3植物遗传资源保护与利用的国际多边体系与制度创新
3.1完善国际多边体系——制度创新的出发点
在过去的几十年里,国际上在植物遗传资源保护与利用方面已形成两种基本制度:一是对基因尚未改良的植物物种资源如野生品种和农民种植的原生植物作为可自由获取物品来处理;二是对作物新品种承认育种者权利的“知识产权制度”。例如,1961年制订的《植物新品种保护国际协定》(UPOV)就是以保护植物育种者权利为目标,规范新品种交易行为的国际性文件。此后,有关植物新品种的专利权制度得到确立并逐步扩大品种范围。这种专利权制度甚至在世界贸易组织(WTO)框架文件之一《知识产权贸易》(TRIPs)中也可找到有关条文。1992年在联合国环境与发展大会上通过、至今已有175个国家签署的联合国《生物多样性公约》是一部对生物多样性和植物遗传资源保护与可持续利用具有深远意义的国际性文件,它在主张各国承担保护生物多样性国际义务的同时,强调了所谓的“遗传资源效益的公平分享”
原则[7]。1993年联合国粮农组织制定的《粮农植物遗传资源的国际承诺》提出的“农民权”概念[8],则在肯定农民对“保护、改善和提供植物遗传资源”所作贡献的同时,主张农民也应该有权利获得一部分的“资源保护效益”。1996年在德国莱比锡有150多个国家参与、以植物遗传资源可持续利用为目标的“世界行动计划”,已视为各国承认原产植物品种价值和承担植物遗传资源保护义务的开始。为全面履行《生物多样性公约》和有关法律的文字与精神,1999年5月在北京召开了有数十个国家参加的有关植物遗传资源共享的国际会议。该次会议制定的《关于遗传资源取得和利益分享的植物园共同政策准则》,提出尊重各国对其遗传资源的,维护资源原产国和其他各级各类资源托管者的利益,并强调建立和完善遗传资源效益的分享机制,为保护和可持续利用植物遗传资源提供鼓励和帮助[9]。在这些国际多边协议与文件中,植物遗传资源的保护与利用在政策和制度方面还存在以下4个主要问题:①植物遗传资源的国家所有权;②植物遗传资源的获取方式与条件;③植物遗传资源效益在“遗传资源所有者”与“遗传资源使用者”之间的公平分享;④为各国尤其是发展中国家保护植物遗传资源提供国际资金支持。
如何完善已有、但在内容上又未能充分体现经济激励机制和在法律上还未具有真正约束力的国际多边协议,将是国际社会面临的一种挑战,也是全球植物遗传资源保护与利用制度创新的出发点。在未来的国际多边体系中,必须明确地承认植物遗传资源的国家所有权,关注各资源所有国和有关机构保护植物遗传资源的积极性,尤其是按照联合国《生物多样性公约》所确立的“遗传资源效益的公平分享”原则,处理好资源所有国与资源利用者之间的资源效益分配问题。在此,要充分体现出全部参与植物遗传资源保护与开发利用的国家或机构都应是受益者的特点,但这并不意味着参与者之间在利益分配上是均等的。所以,以何种方式实现遗传资源效益的公正、合理分配将是完善国际多边体系的中心议题。如果在协议中未对利益分配作出明确的规定,并及时解决可能出现的各种纠纷,则会容易导致国际多边体系的失效或解体。此外,在制定与实施国际多边协议时,应考虑植物遗传资源利用部门如农业与医药工业之间存在的产业差异性,尤其是植物育种企业从事其产业活动的特殊性。植物育种企业应该与生物技术工业企业有不同的制度性环境,生物技术企业可以在竞争条件下与资源拥有国政府或机构达成获取、利用与开发植物遗传资源的双边协议。
3.2制度创新的可能选择
在完善现有国际多边体系的基础上,按照遗传资源效益的公平分享原则,国际社会应该考虑建立国际植物遗传资源“交易所”,从而为体现资源所有权和实现资源保护效应的“内部化”提供必要的制度性条件。植物遗传资源“交易所”应设计为资源供给者与需求者实现资源交换的中介机构,它提供有关来自原产地国家的特殊植物遗传材料的种类和数量以及需求等技术经济信息。“交易所”的服务要以植物遗传资源供求双方在资金补偿、技术合作和知识产权保护方面达成双边协议为目标,充分考虑到以不同资源开发为目标的供求双方之间的交易成本与效益,以降低正处于培育中的植物遗传资源市场的不确定性。但是,应该指出的是,植物遗传资源“交易所”的建立与发展必须以资源所有权得到充分保护、以GCI为基础的遗传资源功能价值得到明确确认为基本条件,同时又有赖于资源使用者的生物技术进步和最终产品市场的发展,以及必须避免因植物遗传资源市场化交易使物种资源的长期、潜在的经济价值转化为短期的商业利益。
值得指出的是,在目前尚缺乏国际植物遗传资源市场的情况下,国际社会利用《生物多样性公约》履约金建立的“生物多样性基金”,不仅可为保护生物多样性和植物遗传资源提供特别项目资助,在经济上对遗传资源保护国进行一定的补偿,而且还可以起到“风险资本金”的作用,促进有关机构对植物遗传资源保护、科学研究和开发利用的投资。因此,“生物多样性基金”的这种基本功能最终将有助于遗传资源市场化保护与利用机制的形成。但是,考虑到全球植物遗传资源保护问题的复杂性,国际基金机制应该有一明确、公开的评价方法和控制计划,以便在实施中充分发挥国际基金的使用效果。
对在经济利用价值上尚未明确的植物遗传资源,可通过“生物多样性合作社”的方式,以建立植物遗传资源保护与利用的补偿机制。与农业合作社类似,“生物多样性合作社”可以设想为植物遗传资源效益与谈判主体相结合的一种垂直型联合组织。在这种合作方式中,资源所有者向资源利用者提供遗传材料,并对植物遗传资源开发利用的最终产品的经济收入拥有一定的比例,实现遗传资源效益的补偿。补偿标准可根据植物遗传资源的数量、意义、濒临灭绝程度和保存与开发价值,以及原产国的经济收入水平等方面协商加以确定。随着这种合作方式的逐步制度化,将可使之逐步培育发展成为“低级的遗传资源市场”。
4结束语
随着野生植物和原产地栽培作物的不断减少和因生物技术迅猛发展对遗传资源需求的不断增加,植物遗传资源正由以往的公共物品转变为私有物品,它预示着以“遗传编码信息"为基础的国际植物遗传资源市场化保护与利用机制的逐步形成。按照《生物多样性公约》,承认植物遗传资源的国家所有权和坚持资源保护效益的公正、合理分配,完善和建立有效的国际多边体系与制度,将有助于提高世界尤其是各发展中国家保护植物遗传资源的积极性,以保证全球植物遗传资源安全,实现人类对植物遗传资源的可持续利用。植物资源丰富的发展中国家不应再把自己置于遗传基因材料无偿提供者的位置上,而是应在做好本国植物遗传资源及其分布的确认等技术性工作、关注国际生物技术与市场信息、加强遗传资源出口管制、完善国家关于遗传资源的法律法规等制度性条件的同时,充分利用市场化保护与利用机制,积极开展以“参与”或“补偿”方式为基础的多种形式的国际合作,为本国植物遗传资源保护提供资金支持,以提高本国的遗传资源保护能力和生物技术研究与开发能力。
参考文献
1VogelJH.GenesforSale:PrivatizationasaConservationPolicy[M].Oxford:OxfordUniversityPress,1994.
2VonBraunJ,VirchowD.PflanzengenetischeRessourcenzwischenAngebotundNachfrage:EntwicklunginstitutionellerRahmmenbedingungenfuerKonservierungundNutzung[J].BerichteueberLandwirtschaft,1998,B(76):74~86.
3MunasingheM,LutzE.EnvironmentEconomicsandValuationinDevelopmentDecisionmaking[C].EnvironmentWorkingPaperNo.51,WorldBank,Washington,D.C.,1993.
4FAO.TheStateoftheWorld''''sPlantGeneticResourcesforFoodandAgriculture[R].Rome,1996.
5CowenT.TheTheoryofMarketFailure:ACriticalExamination[M].GeorgeMason,UniversityPress,Virginia,1988.
6CervigniR.TheEconomicsofBiologicalResourcesandofTheirDiversity[M].BtasenoseCollege,UniversityofOxford,1992.
(2)理解并掌握各种自然资源的分布、开发和利用状况及存在问题和保护措施。
(3)理解并掌握各种环境问题的主要表现、产生的原因、分布的地区、造成的危害和治理的措施。
(4)理解并掌握人类走可持续发展道路的必然性和途径。
二、热点链接
(1)农民工流动引发的一系列社会问题;人口迁入城镇引发的城市化问题;“单独二胎”政策;老龄化问题;人口增长速度与经济发展速度不相适应而产生的问题。
(2)资源跨区域调配(如南水北调、西气东输、西电东送等);为保障我国能源安全而建设的油气进口通道;以煤炭为主的能源消费结构引发的雾霾天气;资源枯竭型城市的转型;农业产业结构调整、生态建设、城市化等导致的土地资源利用结构变化;资源型城市或资源基地选建的区位条件分析;资源的合理利用和保护;资源的综合开发及产业链延长、附加值增加等问题。
(3)关注区域生态环境问题,特别是突发性的环境污染、生态破坏和自然灾害,如2014年8月3日16时30分在云南省昭通市鲁甸县发生的里氏6.5级地震。
(4)探究区域发展存在的问题和实现可持续发展的途径。
三、人口、资源、环境和发展问题之间的相互关系
注:1――资源、环境、发展问题影响人口再生产和人类社会的可持续发展;
2――人口的持续增长和需求的增大导致资源短缺、生态环境破坏和各种发展问题。
人口问题是资源、环境和发展问题产生的根源,把人口控制在合理的规模之内是解决资源、环境和发展问题的关键。
四、人口、资源、环境和发展问题的分类、成因、危害和防治措施
1.人口问题。
发达国家和发展中国家人口问题产生的原因、造成的危害和解决的措施存在差异。发达国家由于人口增长缓慢,老龄化严重,劳动力不足,兵源不足,社会福利保障事业压力过大,影响社会经济和各项事业的发展,因而应鼓励生育、接纳移民。发展中国家由于人口增长过快,环境承受着发展与人口的双重压力,劳动力过剩,资源过度开发,环境污染治理能力差,生态破坏严重,因而应实行计划生育,控制人口增长,提高人口素质,将人口控制在合理规模之内。
人口性别比例失调。这主要是由传统封建思想根深蒂固;农村生产力水平低下,对男性劳动力的需求较大;科学技术的发展,性别选择工具的广泛应用;流动人口管理服务体系不够健全等原因造成的。由人口性别比例失调而引起的男性配偶短缺会造成婚姻挤压,危及家庭发展和社会安定,严重影响和谐社会的构建。因此,我们应加强教育和宣传,构建先进的性别文化,健全社会保障机制,加大监管力度,认真贯彻和落实各项政策和规章制度,加强流动人口的管理和服务。
例1.党的十八届三中全会提出,坚持计划生育的基本国策,启动实施一方是独生子女的夫妇可生育两个孩子的政策,逐步调整完善生育政策,促进人口长期均衡发展。表1为我国某些年份人口年龄结构统计表,图1为我国人口年龄结构图。读表1和图1,完成(1)~(3)题。
(1)启动实施一方是独生子女的夫妇可生育两个孩子的政策的主要原因是()
A.为了改善人口年龄结构,缓解老龄化带来的一系列社会问题
B.为了促进人口增长,解决劳动力不足的问题
C.为了平衡男女性别比例,解决婚姻问题
D.为了加大自然资源开发,改善生态环境
(2)启动实施一方是独生子女的夫妇可生育两个孩子的政策的主要依据是()
A.0~14岁人口比重不断上升
B.15~64岁人口比重不断下降
C.65岁以上人口比重不断上升
D.人口总数持续减少
(3)图1中能反映我国2010年人口年龄构成的是()
A.①B.②C.③D.④
【解析】(1)我国启动实施一方是独生子女的夫妇可生育两个孩子的政策的主要原因是为了改善人口年龄结构,缓解老龄化带来的一系列社会问题。我国经过30多年的计划生育,人口自然增长率下降了,但随着医疗卫生事业的改善,人口寿命的延长,老年人口所占比重不断上升。按照国际标准,当一个国家或地区60岁及其以上人口占总人口的10%以上,或65岁及其以上人口占总人口的7%以上时,标志着该国或地区进入老龄化社会。从表1数据可得,2007年我国65岁及其以上人口占总人口的比重就已经达到8.1%,这说明我国已经进入老龄化社会,产生了独生子女赡养父母的负担加重、老人孤独等一系列社会问题。
(2)随着时间的推移,我国65岁以上人口比重将不断上升,老龄化程度加剧。
(3)图1为平面正三角形坐标图,此类坐标图用三角形的三条边分别表示事物的一个方面所占的比重,其读取数据的方法与直角坐标图相似。以右图中①点为例,先找到与“0~14岁”坐标轴原点相交的坐标轴,即“65岁及以上”坐标轴,过①点作“65岁及以上”坐标轴的平行线,交“0~14岁”坐标轴于A点,从而可得出A点的数据,同理可得①点的“15~64岁”和“65岁及以上”人口占总人口的比重,注意三个数据之和必须等于100%。
【答案】(1)A(2)C(3)A
2.资源问题。
自然资源按其属性分为可再生资源和非可再生资源,矿产资源属于非可再生资源。因人类向环境索取资源的速度超过资源本身及其替代品的再生速度而造成的资源短缺,严重影响了社会经济的可持续发展和人们生活水平的提高。因此,我们应合理、综合利用资源,节约利用资源,加强资源勘探,跨区域调配资源,寻找资源替代品。
(1)水资源短缺。水资源短缺具有全球性,特别是在干旱、半干旱地区。淡水资源时空分布不均;人口持续增长、工农业发展需水量越来越大,水资源供应不足(资源性缺水);水污染严重(水质性缺水);水资源循环利用率低;水资源浪费等都会造成水资源短缺。因此,我们应采取开源(合理开发和提取地下水、兴修水库、跨流域调水、淡化海水、人工增雨等)和节流(提高公民节水意识、防治水污染、改进农业灌溉技术、提高工业用水重复使用率等)的措施。
(2)森林锐减。森林锐减具有全球性,它是由毁林开荒、过度砍伐、商业性开发、森林火灾、病虫害等因素造成的。森林锐减,特别是热带雨林的锐减,会破坏大气碳氧平衡,使全球变暖;造成水土流失,加剧土地荒漠化;减弱土地蓄水能力,引发洪涝灾害;减少生物多样性等。因此,我们应植树造林,抚育采伐和更新采伐相结合;依法保护森林;加强监测,防治森林火灾和病虫害。
(3)耕地锐减。耕地锐减具有全球性。风蚀、水蚀;城市、工矿建设;生态建设等都会造成耕地锐减。由于耕地锐减,现有耕地单位面积生产压力增大,这种对耕地的过度使用会导致耕地的污染和退化,进而影响粮食安全和人们生活水平的提高。因此,我们应依法保护耕地,合理利用耕地,保护生态环境,避免耕地退化。
(4)草场退化。草场退化主要发生在干旱、半干旱的草原地带。气候变干;草场沙化;鼠害;过度放牧、垦殖;水井周围过度践踏、啃食等都会造成草场退化。草场退化会导致载畜量下降;草场沙化,荒漠化扩大;生物多样性减少;气候变干,气象灾害多发。因此,我们应合理控制载畜量,划区轮牧、围栏放牧,建立人工草场,消灭鼠害,退耕还草,营造防护林带。
(5)我国主要自然资源的特点、开发利用存在的问题和治理措施。
例2.阅读图文资料,回答下列各题。
材料一自20世纪80年代中期以来,我国耕地面积的几何中心逐渐北移,如图2所示。
材料二图3为我国南、北方耕地减少面积流向图。
材料三
(1)准确描述1985年―2009年我国耕地总面积变化特征。
(2)简述2003年―2008年我国南、北方耕地比重的变化状况,并比较二者耕地减少面积流向的差异。
(3)根据材料三,从生态角度说明1990年―2000年我国主要的新增耕地对环境可能产生的影响。
【解析】本题主要考查考生解读图表和获取信息的能力,以及对比分析问题和语言表达的能力。
(1)根据题意,自20世纪80年代中期以来,我国耕地面积的几何中心逐渐北移,说明我国北方耕地比重上升,南方耕地比重下降,由此可得,图2中曲线1为我国北方耕地面积百分比曲线,曲线2为我国南方耕地面积百分比曲线,曲线3为我国总体耕地面积变化曲线。由曲线3可得,我国耕地总面积总体呈下降趋势,其中1985年―2000年耕地面积下降幅度较小,2000年―2007年耕地面积下降幅度较大,2007年以后,耕地面积略有增加。
(2)由图3可得,2003年―2008年我国南、北方耕地减少面积流向差异不大,主要区别在于南方因建设用地和农业结构调整而减少的用地比北方多,北方因生态退耕而减少的耕地比南方多。
(3)由材料三可得,我国主要的新增耕地集中在年降水量为400~800mm的地区,即我国的半湿润地区,而且旱田所占比重大,分布于我国北方地区,即东北平原、华北平原、黄土高原南部,这可能会产生水土流失、荒漠化等土地退化和生物多样性减少的生态环境问题。
【答案】(1)总体呈下降趋势。其中1985年―2000年下降幅度较小,2000年―2007年下降幅度较大,2007年以后,耕地面积略有增加。
(2)2003年―2008年我国北方耕地面积有所增加,南方耕地面积有所减少。其中,南方因建设用地和农业结构调整而减少的用地比北方多,北方因生态退耕而减少的耕地比南方多。
(3)我国主要的新增耕地集中在年降水量为400~800mm的地区,可能产生土地退化(水土流失、荒漠化等)、生物多样性减少等生态环境问题。
(6)资源枯竭型城市的转型。资源型城市是指以本地区矿产、森林等自然资源开采、加工为主导产业的城市。资源枯竭型城市是指矿产资源开发进入后期、晚期或末期阶段,其累计采出储量已达到可采储量的70%以上的城市。从资源产业与资源型城市发展的规律来看,资源型城市必然要经历“建设―繁荣―衰退―转型―振兴或消亡”的过程。因此,资源枯竭型城市的经济转型是个世界性的难题,是世界各国在经济和社会发展中都会遇到问题。
资源枯竭型城市的转型措施有:
①调整产业结构,变单一结构为多元结构;大力发展第三产业,降低重工业的比重。例如,有条件的城市可利用废弃的工厂发展“工业旅游”。
②提高资源利用程度,延长产业链,增加附加值。例如,山西省利用本地的铁、铝土等矿产资源,构建了“煤―电―铝”、“煤―焦―化”、“煤―铁―钢”三条产业链,提高了煤炭的综合利用程度和附加值,创造了许多就业岗位。
③调整工业布局。关停一部分成本高、消耗大、污染重、效益低、产能过剩的同类企业,以节约资源和降低污染。
④优化环境。矿产资源的长期开采、冶炼、加工对环境造成了严重的污染和破坏,要在循环经济理念的指引下,将“三废”消除在生产过程之中;对已经污染和破坏了的区域要加大治理力度,恢复和改善生态环境,创造一个优美的人居环境。
例3.资源枯竭型城市是指矿产资源开发进入后期、晚期或末期阶段,其累计采出储量已达到可采储量的70%以上的城市。资源枯竭型城市的转型是世界各国在经济和社会发展中都会遇到的问题。阅读材料,完成(1)~(3)题。
(1)下列有关资源枯竭型城市的叙述中正确的是()
A.都是由于资源利用率低、浪费严重造成的
B.资源开发较晚,但利用强度太大
C.产业结构单一,资源产业萎缩,替代产业尚未形成
D.都会走向衰落,城市发展缓慢甚至消亡
(2)资源枯竭型城市转型的措施有()
A.调整产业结构,变单一结构为多元结构
B.加强人员培训,发展高新技术产业
C.迁出人口,废弃城市
D.优化环境,使旅游业成为其主导产业
(3)因煤兴起的城市,当煤炭趋于枯竭时,应()
A.继续加强勘探,寻找更多煤炭资源
B.提高煤炭利用率,延长产业链,增加附加值
C.从区外运入煤炭,维持其经济的可持续发展
D.关停所有煤矿,寻求国家救助
【解析】(1)资源型城市是以某种矿产资源的开发和利用而兴起的,因而随着矿产资源的枯竭就会产生许多问题,造成这一现象的主要原因是产业结构单一、资源产业萎缩、替代产业尚未形成。资源枯竭型城市都是依赖某种非可再生资源而发展起来的,非可再生资源用一点就会少一点。通过综合整治,资源枯竭型城市不一定都会走向衰落或消亡,如德国鲁尔区。
(2)资源枯竭型城市转型的措施主要有调整产业结构,变单一结构为多元结构。资源枯竭型城市要根据自身的区位条件、资源条件等因素因地制宜地进行转型,不一定都要发展高新技术产业和旅游业。
(3)因煤兴起的城市,当煤炭资源趋于枯竭时,转型的主要措施便是提高煤炭利用率,延长产业链,增加附加值,这样可以延长煤炭开采时间,发展经济;煤炭资源趋于枯竭时,再勘探也没有意义;从区外调入煤炭,增加了成本和对外依赖程度,不可能实现经济的可持续发展;关停所有煤矿,寻求国家救助,不是发展的长远之计。
【答案】(1)C(2)A(3)B
3.生态环境问题。
(1)湿地减少(湖泊萎缩)。气候变干、围湖造田、泥沙淤积、工程建设等都会造成湿地减少。湿地能调节气候;涵养水源;蓄洪防涝;保持水土;净化水质;保护生物多样性,维持生态平衡;为人类提供丰富的物质资源,具有旅游、科研等经济和科学价值。因此,我们应重视湿地资源的保护和利用,建立湿地保护和合理利用示范区,加强湿地自然保护区建设;通过采取还湖、还泽、还滩及水土保持等措施,恢复和改善湿地生态环境,保护湿地生物多样性,提高公众保护湿地资源及生物多样性的意识。
例4.阅读材料,完成以下问题。
洞庭湖是我国重要的湿地。表4为洞庭湖面积变化表(以1644年―1825年的数据为基础)。
20世纪90年代末,当时粮价低迷,湖区土地大量弃耕抛荒,一些地方政府为“调整结构”鼓励农民在湖泊洲滩上大面积种植杨树。洞庭湖区目前种植的杨树绝大部分是耐水速生型意大利杨和美国黑杨。
(1)简要分析洞庭湖面积变化的特点和人为原因。
(2)简述在湖泊洲滩上大面积种植杨树对湿地生态功能的不利影响。
【解析】表格中的“变化百分比”是指某个时段的湖泊面积与1644年―1825年的湖泊面积之比。根据表格数据可得,1644年到1998年洞庭湖面积不断减少,其人为原因是围湖造田和植被破坏;1999年到2009年湖泊面积增大,其人为原因是1998年长江流域发生特大洪涝灾害后的退耕还湖。湖泊具有蓄水防洪、保护生物多样性等功能,大量种植杨树将对湖泊的生态功能造成影响。
【答案】(1)1644年到1998年洞庭湖面积减小,其人为原因是围湖造田和植被破坏;1999年到2009年湖泊面积增大,其人为原因是退耕还湖。
(2)在湖泊洲滩上大面积种植杨树会使湖泊行洪、泄洪能力下降;挤占本地其他物种的生存空间,影响生物多样性。
(2)全球变暖。燃烧化石燃料(煤炭、石油、天然气);大面积毁林,尤其是热带森林;温室气体的排放等都会产生温室效应,造成全球变暖。全球变暖会使冰川消融,海平面上升,淹没沿海低地;改变各地干湿状况,使低纬度地区农作物减产,高纬度地区农作物增产;影响水循环,增大蒸发,改变区域降水和降水分布格局,加剧水资源的不稳定性与供需矛盾。因此,我们应改善能源消费结构,使用清洁能源,提高能源利用率,进行清洁生产,植树造林,提高环保意识,倡导低碳生活。
例5.阅读材料,回答下列问题。
二氧化碳地质埋存被认为是目前最有前景的减少大气中二氧化碳的手段之一,强化采油回注储存是其主要形式。强化采油回注储存是指把二氧化碳作为驱油材料注入油气田中,这一方面能加大压力,另一方面由于二氧化碳易与油混合,流动性强,能使藏在较深层或岩缝里的石油“涌”出地表。
简述造成大气中二氧化碳浓度升高的人为原因和将二氧化碳进行强化采油回注储存处理的好处。
【解析】人为地排放二氧化碳等温室气体和破坏植被是导致全球变暖的主要人为原因,全球变暖会导致海平面上升等一系列生态环境问题,采取一定手段减少大气中的二氧化碳是治理全球变暖的主要措施之一。将二氧化碳进行强化采油回注储存处理可减少大气中的二氧化碳,有利于油井出油,能够避免石油采空区发生地面塌陷。
【答案】造成大气中二氧化碳浓度升高的人为原因是:人类大量燃烧石油、煤炭等化石燃料,释放大量的二氧化碳;破坏森林,使绿色植物光合作用吸收的二氧化碳量减少。将二氧化碳进行强化采油回注储存处理的好处是:减少大气中的二氧化碳,减弱温室效应;增加油田压力,利于石油开采;避免石油采空区发生地面塌陷等。
(3)酸雨蔓延。人类燃烧煤、石油等化石燃料及冶金过程中排放的酸性气体会形成酸性雨、雪、雹、雾等,酸化土壤,影响农作物和森林生长;酸化河流、湖泊,危害水生生物;危害人体健康;腐蚀建筑和文物古迹。因此,我们应回收酸性气体,对化石燃料进行无硫处理,开发利用清洁能源,倡导清洁生产和绿色消费。
(4)臭氧层破坏。主要分布于两极和青藏高原上空,是因人类大量使用制冷剂、杀虫剂等而造成的。这些物质能与臭氧发生反应,破坏臭氧层,使到达地面的紫外线增强,损害人体免疫系统;危害海洋生物,破坏农林牧渔业。因此,我们应减少并逐步禁止氟氯烃等能与臭氧发生反应的物质的排放,积极研制新型制冷系统。
(5)光化学烟雾。主要分布于不利汽车尾气扩散的谷地和大城市,如洛杉矶。汽车尾气(含有碳氢化合物、氮氧化合物)在夏季的强光作用下会发生光化学反应,生成混合气体,降低大气能见度;刺激人的眼、喉、鼻,使人头痛、呕吐;损害植物生长。因此,我们应控制汽车尾气中有害气体的排放量,保持道路通畅,使用清洁能源。
(6)水土流失。主要分布于降水集中、植被稀少、土质疏松、地表起伏大的地区。水土流失会使表层肥土流失,造成土壤贫瘠,农作物产量下降;使地表变得破碎;淤积河湖,引发水患。因此,我们应植树种草,退耕还林、还草,严禁开垦陡坡地,做好小流域综合治理。
(7)土地荒漠化和沙尘暴。
(8)白风暴(白沙尘暴)。主要分布于盐碱化严重地区,如图兰平原(咸海)。这是由开垦的耕地及其周围地区因土地盐碱化而在地表和土壤中积累的盐分,或咸水湖面积萎缩湖底盐碱结晶形成的盐分,在风力搬运下而形成的。白风暴(白沙尘暴)会恶化生态环境;加剧土地盐碱化,降低生产力;危害人体健康。因此,我们应改良耕作制度,合理灌溉,规定注入咸水湖河流的合理用水量,植树种草。
(9)赤潮(水体富营养化)。主要分布于江河、湖泊、近海,赤潮是世界性海洋灾害,尤其是对于较封闭平静的海区。农田径流、生活污水、工业废水里含有大量的氮、磷等营养元素,这使得藻类等水生植物大量繁殖。赤潮易在气温高,海域相对封闭,海水扩散、自净能力差的近海发生。赤潮中的水生生物大量繁殖会消耗水中的溶解氧,使鱼类缺氧窒息,大量死亡。因此,我们应减少化肥、农药的使用量,控制污水排放量,实施污水处理,使用无磷洗涤用品。
(10)生物多样性减少。这是由于人类滥采滥捕生物资源,毁林开荒,占用生物栖息地,污染环境而造成的。生物多样性减少会使物种消亡,基因库存大减;生态恶化;人类的生存空间和选择余地缩小,危及人类未来的生存。因此,我们应严禁滥采滥捕生物资源,建立自然保护区,保护一切生物及其生存环境,控制人口数量,提高人口素质,实施可持续发展。
(11)外来物种入侵。外来物种入侵是指生物物种由原产地通过自然或人为的途径迁移到新的生态环境的过程。外来物种入侵会使农林产品的产值和品质下降,增加成本;危害生物多样性,侵占本地物种的生存空间。因此,我们应加强检疫工作力度并建立外来物种疫情报告体系和信息共享体系,建立跟踪监测制度,完善风险评估制度,建立统一协调的管理机构,提高公众的生态环境保护意识。
(12)地面沉降。过度抽取地下水会使地面沉降、塌陷,破坏建筑物和其他地面设施。因此,我们应合理抽取地下水,实施雨季回灌。
(13)沿海地区盐渍化(海水倒灌)。海水会因海啸、潮汐经河流入海口逆流涌入河道,污染淡水,或因人类过度开采地下水而沿地下进入,破坏沿海地区地下水资源。因此,我们应合理开采地下水,实施雨季回灌,修建防潮大堤。
(14)环境污染。当人类向环境排放废弃物的数量超过环境自净能力时,就会导致环境污染,造成环境质量下降,危害人体健康。因此,我们应发展循环经济,实施清洁生产,依法防治污染,实施达标排放,提高公民防污、治污和抵制污染的意识。
(15)海洋石油污染。主要分布于沿海水域及主要航海线路上。石油泄漏后,油膜会覆盖海水,造成海洋生物死亡。对此,我们应喷洒强效洗涤剂,使石油迅速分解;播撒粉状石灰,使其沉降;利用麦秆等物质吸附石油。
(16)自然灾害。自然灾害会造成人员伤亡、财产损失、社会失衡、资源破坏等。因此,我们应加强监测,提高抗灾能力,提高公众的防灾、减灾意识。
关键词:
三江平原;湿地;生态系统;物质循环;能量流动;生态保护
1概述
湿地是水陆相互作用强烈的生态系统,主要包括天然或人工的沼泽地、泥炭地及水域地带。作为一种水陆过渡带的重要生态系统,以其特殊的组成和结构发挥着涵养水源、削峰滞洪、调节气候、净化污染物、保持水土、存储碳库、为物种提供栖息地等重要的资源环境等保护作用。三江平原是我国东北地区三大平原之一,是国家商品粮重要产地,由黑龙江、松花江、乌苏里江以及兴凯湖冲积湖积形成的低平原,土地总面积约1088万hm2。蕴藏着丰富的生物资源,形成了我国独特的平原区沼泽湿地生态系统,是我国物种多样性丰富的沼泽湿地之一[1]。建国初期,为了解决人民温饱问题,在三江平原进行了大面积垦荒,湿地发生退化,并引发了一系列环境问题。到20世纪末,三江平原面临着近78%的天然沼泽地退化或丧失,生态功能下降[2];生物群落生存受到人类活动的强烈干扰[3]。研究三江平原湿地生态系统保护,加强三江平原生态保护措施,对湿地资源进行可持续利用,实现湿地的生态文明建设有着重要的意义。
2三江平原沼泽湿地形成的地理条件
沼泽湿地的形成与平坦地貌特别是与负地形有密切关系,三江平原新构造运动以下沉为主,海拔高度一般在40~60m,地势低平,坡降很小为1/5000~1/10000,构成主体地貌类型是一级堆积阶地和高低河漫滩,其上广泛分布各种形状的低洼地,为三江平原沼泽湿地的发育和形成提供了良好的地貌条件。三江平原属温带湿润半湿润季风气候,区内降水量年内分配不均,多集中于夏、秋两季,秋季气温下降,大量水分来不及排除,被冻结在地表或土壤层中,水分以固体状况保存下来,致使翌年春季解冻,导致地表积水或过湿,加之冻结期长,冻层厚,地面物质组成以第四纪黏土亚黏土为主,土质黏重,渗透能力微弱,同时地面植物根系盘结深厚达30~80cm,阻滞了地表迳流的排泄,使地表过度潮湿或积水,为沼泽湿地形成提供了充足的水分条件。
3三江平原湿地生态保护研究
湿地生态系统将陆地生态系统与水域生态系统中的物质循环、能量流动以及信息传递互相联系起来的,是地球表层生态系统的重要环节〗。湿地生态系统包括生命系统(植物、动物和微生物等生命有机体)和非生命系统(水体、土壤、无机元素及有机元素)。合理地化生物多样性以及建立非生命生态系统保护评价指标是目前湿地生态系统多样性保护中的热点和关键点。
3.1生命系统保护研究
生物多样性保护是湿地生态系统提供的一项重要的生态服务功能[5],大多以物种生存为对象,而后强调保护生态系统的途径[6],包括与生命系统能量流动相关的保护问题、与生命系统养分循环相关的保护问题、保护生物多样性途径等。不同领域的学者对此展开了一系列的研究,从经济学的角度,魏强等[5]通过静态和动态层面定量表达生物量多样性保护价值,从而提高人类和社会的生态系统保护意识。从景观学的角度,施建敏等[7]利用残存湿地斑块特征讨论对物种多样性的影响,发现生物破碎化与物种多样性有直接的影响。从生态学的角度,根据生物多样性能够指导评价生态脆弱性。刘振乾等[8]依据生态特征和发展演化规律选择评价指标,并利用综合指数法评价湿地生态脆弱性。对生物多样性保护主要集中在生物多样性的丰富程度及生命系统与生态之间的关系。生物多样性研究侧重于动、植物丰富程度。加强湿地生态与动植物之间关系的研究是当前的趋势,主要是利用一些经验公式或者模型对动植物多样性进行保护。以植物与生境的关系为切入点,运用GAP分析方法,分析湿地植物多样性保护现状;采用Levins公式对三江平原沼泽湿地植物群落的优势种群生态位宽度和生态位重叠值进行了划分[9]。在动植物研究中常用的方法是调查研究,定点调查不同群落类型的β多样性,揭示沼泽地植被演替机制[10]。也有针对三江平原环型湿地土壤—植被—动物水平结构与垂直结构功能研究[11]。浮游植物群落结构和多样性是反映水环境状况的重要指标[12]。同时,土壤动物是湿地生态系统的重要组成部分,其过渡性决定了其土壤动物类群组成的多样性。浮游生物、土壤动物及微生物的群落构成也是生命系统保护的一大研究热点。如:计算多种生态指标对抚远地区水域浮游植物物种丰富度和多样性进行评价[13];对常见藻类、苔藓类的组成及土壤微生物的分布状况进行了调查研究[14]。利用调查数据探究典型湿地土壤动物个体密度季节性分布[15]。
3.2非生命系统保护研究
非生命系统在湿地生态系统中提供物种的基本生存养分,控制物质循环,能量流动过程,对于生物群落的分布的垂直性和水平性结构有着重要的作用[16]。在湿地生态保护中,水循环与土壤碳循环在非生命系统保护中起到了重要的作用。湿地水体是重要的淡水资源库,保护湿地水体对于人类的生存发展具有重要意义,同时有利于维护湿地水资源生态状况。目前主要是对水体提取及保护方法的研究。如:根据多目标蚁群算法的原理,计算湿地内水文调节量[17];采用遗传算法对SVM模型参数进行优化选择,对三江平原洪河自然保护区湿地进行分类[18]。除了水体提取及保护方法外,还在水含量的改变、水质变化进行研究。常用的方式是通过建立生态试验站采集湿地水、排水沟水、降水、保护区河流水样进行测试,分析水样中化学性质[19];利用系统动力学原理和方法对沼泽地蓄水量进行动态仿真,以预测三江平原湿地蓄水量的动态变化[20];或者是以静态补水与动态补水的定量方法,对湿地最小生态需水量进行估算[21]〗。综上所述,研究有效动态监测水体水量变化和水质变化方法对于湿地水资源保护具有一定的意义。三江平原湿地类型丰富,但围垦严重造成了土壤退化和碳库损失。目前主要基于土壤学,土壤类型法、生态系统类型法、空间分析等方法对不同土壤类型的碳储量进行空间变化分析,并对土壤有机碳密度的空间分布特征进行定量化的分析。如:依据三江平原不同类型和不同开垦年限的湿地土壤有机碳含量、土壤容重、土层厚度和面积的测量结果估算土壤碳储量[22];运用遥感和GIS技术,对1980—2010年三江平原土壤有机碳密度及其控制因子进行分析[23]。然而对于湿地生态系统碳源、碳汇特征及其影响因素研究较少,包括营养调控[24]、水文条件变化[25]、及碳汇功能[26]等。湿地碳蓄积量反映了其生态服务价值及土地资源固碳能力,在以后的研究中应加强碳蓄积影响因子的定量化分析。
4三江平原湿地生态恢复的技术与方法
《全国湿地保护工程规划(2002—2030年)》建设布局指出东北湿地建设重点在三江平原,松嫩平原等农业开发区域。通过湿地保护与恢复及生态农业等方面的示范工程,提供东北地区湿地生态系统恢复和合理利用模式。目前,三江平原有近40处各级湿地类型自然保护区,对三江平原湿地生境起到了一定的保护和恢复作用。湿地恢复是指通过生态技术或生态工程对退化或者消失的湿地进行修复或者重建,重现被破坏前的结构和功能,发挥其应有的作用[27]。湿地的生态恢复可概括为:湿地生境恢复、湿地生物恢复和湿地生态系统结构与功能恢复[28]。
4.1湿地生境恢复技术
湿地生境恢复主要包括湿地基质恢复、湿地水状况恢复、湿地植被恢复和湿地土壤恢复等。湿地生境恢复的关键在于地表水的拦截和利用。三江平原湿地恢复应充分利用好过境地表水和雨水,同时考虑到农业商品粮基地的可持续发展,利用已有或新建水利工程引蓄水,在提高粮食产能、改善农业生产条件的同时,为湿地补水;对于已经产生生境破碎化地区建立重点保护机制,利用现有水利设施,通过蓄水、引水灌溉等方式保水;研究湿地生态需水量,建立生境水资源阈值保护措施;从源头减少农田面源污染问题,建立退耕还湿机制。
4.2湿地生物恢复技术
湿地生物恢复技术主要是保护物种多样性、遗传多样性的技术,生物群落演替控制与恢复技术,以及群落优化配置和重组技术等。随着科技的发展,出现了如DNA物种保护技术、基因重组技术等分子生物技术。不过这些技术还不成熟,有待进一步发展。遵从生物群落演替规律,对于湿地内植被的恢复和发展有指导性作用。对于破碎地带生物干扰强烈,可以针对性的进行生物群落优化和重建。
4.3生态系统结构与功能恢复技术
生态系统结构与功能恢复技术主要包括生态系统总体设计技术、生态系统构建与集成技术等。对于不同类型的湿地生态系统,有着不同的生态系统结构与功能恢复技术,这是湿地生态系统恢复研究中的重难点。
5结语
三江平原湿地是多种濒危动植物尤其是鸟类的重要栖息地,也和我们人类与其他生物的生存息息相关的。研究三江平原湿地生态系统物质循环、能量流动过程,针对退化地区应用生命系统及非生命系统与生态之间规律,提出合理的生态恢复技术与方法。三江平原沼泽湿地的形成是千万年来自然界各种因素综合作用的产物,是生态系统平衡中不可缺少的重要因素,保护好这块沼泽湿地及物种资源,也就是保护了我们人类自身。
作者:韩晓君 单位:黑龙江省水利水电勘测设计研究院
参考文献:
[1]李崇皓,易富科,等.黑龙江省三江平原沼泽的合理利用与保护—对开发三江平原的意见.黄锡畴主编《中国沼泽研究》北京科学出版社1988452-462.
[2]包洪福,李一葳.三江平原湿地的生态保护与修复[J].环境科学与管理,2010,35(5):157-159.
[3]郭雷,马克明,张易.三江平原建三江地区30年湿地景观退化评价[J].生态学报,2009,29(6):3126-3135.[5]魏强,佟连军,杨丽花,等.三江平原湿地生态系统生物多样性保护价值[J].生态学报,2015,35(4):935-943.
[6]马克平.保护生物学,保护生态学与生物多样性科学[J].生物多样性,2016,24(2):125-126.
[7]施建敏,马克明,赵景柱,等.三江平原残存湿地斑块特征及其对物种多样性的影响[J].2010,30(24):6683-6690.
[8]刘振乾,刘红玉,吕宪国.三江平原湿地生态脆弱性研究[J].应用生态学报,2001,12(2):241-244.
[9]徐治国,何岩,闫百兴,等.三江平原典型沼泽湿地植物种群的生态位[J].应用生态学报,2007,18(4):783-787.
[10]许坤.三江平原沼泽湿地植被演替系列β多样性及土壤种子库研究[D];长春:东北师范大学,2005.23-34.
[11]杨青,刘吉平,吕宪国,等.三江平原典型环型湿地土壤—植被—动物系统的结构及功能研究[J].生态学杂志,2004,23(4):72-77.
[13]国超旋,刘妍,范亚文,等.2012年夏季三江平原湿地抚远地区浮游植物群落结构及多样性[J].湖泊科学,2014,26(5):759-766.
[14]张友民,刘兴土,肖洪兴,等.三江平原芦苇湿地植物多样性的初步研究[J].吉林农业大学学报,2003,25(1):58-61.
[15]武海涛,吕宪国,姜明,等.三江平原典型湿地土壤动物群落结构及季节变化[J].湿地科学,2008,6(4):459-465.
[17]董张玉.基于GIS/RS与多目标蚁群算法的三江平原沼泽湿地空间格局优化[D];长春:中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所),2014.54-60.
[18]臧淑英,张策,张丽娟,等.遗传算法优化的支持向量机湿地遥感分类[J].地理科学,2012,32(4):434-441.
[19]张芸,吕宪国,杨青.三江平原典型湿地水化学性质研究[J].水土保持学报,2005,19(1):184-187.
[20]刘振乾,王建武.基于水生态因子的沼泽安全阈值研究———以三江平原沼泽为例[J].应用生态学报,2002,13(12):1610-1614.
[21]杨柳,马克明,白雪,等.洪河国家级自然保护区最小生态需水量与补水分析[J].生态学报,2008,28(9):4501-4507.
[22]刘子刚,张坤民.黑龙江省三江平原湿地土壤碳储量变化[J].清华大学学报:自然科学版,2005,45(6):788-791.
[23]苗正红.1980-2010年三江平原土壤有机碳储量动态变化[D];长春:中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所),2013.81-95.
[24]张洪伟.营养调控和淹水深度对湿地土壤碳库变化的影响[D];哈尔滨:东北农业大学,2012.53-56.
[25]侯翠翠.水文条件变化对三江平原沼泽湿地土壤碳蓄积的影响[D];长春:中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所),2012.106-109.
外来入侵物种是指从自然分布区通过有意或无意的人为活动而被引入、在当地的自然或半自然生态系统中形成了自我再生能力、给当地的生态系统或景观造成明显的损害或影响的物种。
这些入侵物种疯长成灾,侵入草场、林地和荒地,很快形成单种优势群落,导致原有植物群落的衰退。外来入侵种在当地定植、扩展并产生一定影响的过程或现象称为生物入侵。它关系到经济、社会发展,影响人类健康、农业潜力、生态系统平衡、生物多样性保护,并且随着全球性贸易的发展、对外开放、全球变化以及土地使用模式的改变会愈发严重。
1.外来生物入侵现状
据统计,美国每年因生物入侵造成的经济损失高达1500亿美元,印度每年的损失为1300亿美元,南非为800亿美元。这些外来生物的入侵给生态环境、生物多样性和社会经济造成巨大危害,仅对我国农林业造成的直接经济损失每年就高达574亿元。而生物入侵的危害又是多方面的。
我国一直是深受外来有害生物危害的国家。棉花枯黄萎病20世纪40年代初从美国入侵我国,现已发生266.67万hm2,每年至少损失皮棉10万t。近20年来,随着国际交往的不断增加,已难以准确回答到底有多少外来物种传入我国,有多少已建立种群并带来危害。我国对外来入侵种类的调查始于20世纪90年代中期。依据文献资料对农田、牧场、水域等生境的植物进行了初步统计,发现至少有58种外来植物对我国农林业带来了危害。
自20世纪80年代以来,随着外来人侵动植物危害日益猖獗,我国加紧了防治工作。对外来害虫松材线虫、湿地松粉蚧、美国白蛾、稻水象甲和美洲斑潜蝇以及外来有害植物水花生、水葫芦、脉草和紫茎泽兰采取了一系列有效的防治措施,并取得了不同程度的效果,但由于目前国家针对外来人侵种没有制订具体的预防、控制和管理条例,各地在防治这些入侵物种时缺乏必要的技术指导和统一协调,虽然投入了大量的人力和资金,但有的防效并不理想。已传人的入侵物种继续扩散危害,新的危险性入侵物种不断出现并构成潜在威胁。
1.1生物入侵造成严重的经济损失
生物入侵倍受各国政府关注的首要原因是它造成的巨大经济损失.光肩星天牛是原产于亚洲的极具破坏性的林木蛀干害虫.随着国际贸易的发展,该种害虫随木质包装材料进入美国.到1998年8月,它已在加利福尼亚、佛罗里达、纽约、华盛顿等14个州的仓库中校发现,在芝加哥、纽约等地的野外也发现了该物种.光肩星天牛在美国没有已知天敌,会对美国遍地种植的枫树和果树造成危害.如果它在美国得以长期繁衍,造成的经济损失将高达1380亿美元。仅美国每年因外来种入侵造成的经济损失就近1370亿美元.
1.2生物入侵造成严重的生态破坏和生物污染
大部分外来物种成功入侵后大爆发,生长难以控制,造成严重的生物污染,对生态系统造成不可逆转的破坏。比如,原产南美洲的水葫芦现已遍布华北、华东、华中、华南的河湖水塘,疯长成灾,严重破坏水生生态系统的结构和功能,导致大量水生动植物的死亡。更可怕的是许多入侵物种,在新的环境中可能出现基因突变,造成严重的生物污染。
1.3生物入侵直接威胁到人类的健康与安全
如1991年美洲爆发的霍乱,很可能是由于外来船只受到污染的水倾倒在秘鲁港所引起的。这次霍乱使100多万人受到感染,约1万人死亡;脉草、三裂叶脉草现已分布在我国东北、华北、华东和华中的15个省市,它的花粉就是引起人类花粉过敏的主要病原物;“疯牛病”最早于1986年在英国发现。科学家推测,可能是病牛或病羊的尸体被加工成了动物饲料,从而引起疾病大规模传播。1996年3月,英国政府正式承认疯牛病有可能传染给人。
1.4生物入侵导致生物多样性的丧失
在过去的几十年中,对生态环境的破坏和化学污染引起的生物多样性的丧失引起了各国科学家的重视,但最近几年生物入侵对多样性的影响又成为一个主要的问题。入侵物种破坏了复杂的生态系统,降低了生物多样性,使濒危动植物受到侵害,外来物种中的动植物与本地种杂交,改变了当地的遗传多样性与完整性。参加第五届生物多样化公约缔约国大会的专家们警告说,外来物种给生物多样化造成的破坏,其严重程度仅次于生物生存环境的缩小和丧失。比如,原产中美洲的紫茎泽兰已遍布我国西南大部分地区,原有植物群落迅速衰退、消失。另外,生物入侵导致生态灾害频繁爆发,对农林业造成严重损害。近年来,松材线虫、湿地松粉阶、美国白蛾等森林入侵害虫严重发生与危害的面积,每年达150万hm2;稻水象甲、非洲大蜗牛、美洲斑潜蝇等农业入侵害虫每年超过140万hm2;脉草、飞机草、水葫芦、大米草等肆意蔓延,对本地生物多样性和农业生产造成了巨大威胁,已经到了难以控制的局面。
2 生物入侵危害产生的原因
2.1盲目引种
并不是所有的物种迁移或引入都会产生危害,而且许多新品种的引入确实解决了生产生活中的实际问题。例如:1859-1900年间,澳大利亚笔尾松鼠被引入新西兰,就成为了新西兰毛皮业的财富之源;然而,大多数的引种在带来经济效益的同时,却给人类带来了更大的灾难。例如,20世纪50年代我国引入水葫芦,主要是为猪提供饲料的。随着饲料工业的发展和生猪喂养方式的改变,再采用含水量高、食用成分少的水葫芦饲料,其投入与产出已经不成正比,于是昔日人人争抢的水葫芦,如今便异化成了避之不及的环境公害。专家认为盲目引种是造成生物入侵的最主要的原因。
2.2海洋业
转贴于 一是海洋垃圾:随废弃的塑料和其他人造垃圾漂浮的海洋生物每天都在向南极洲和一些热带岛屿进犯,并对当地的物种造成威胁。据海洋生物学家表示,软体动物、蛀船虫、珊瑚虫这些寄居类动物如今正附着在漂浮的垃圾上漂进新的地区,对那些地区的物种造成危害,并开始改变那里脆弱的生态系统。海洋生物学家巴恩斯表示,能使海水结冰的温度可能是阻挡外来物种入侵南极洲的主要屏障,而如果全球气候变暖削弱了阻挡外来生物的天然海水屏障,情况就将更加严重。二是海洋压舱水的排放:20世纪初,压舱水代替了固体压舱物,这无意中为水生生物在世界范围内的散布提供了极大的便利。轮船变成了一个满载各种微型生物的“水族箱”,它们在世界范围内输送货物时,不断地运输和储存这些水生生物。由于一些尚不清楚的原因,越来越多的与压舱水直接相关的异地种侵入事件在20世纪的最近几十年里时有发生。
2.3旅游业
很多的物种入侵是由于旅游者的携带而引起的,游客从全球各地带来各种的物种,其中就包括有异地的植物、动物、微生物。这些物种被游客有意无意地留在当地的生存环境中,对当地的生物入侵起到了不可忽视的作用。
2.4国际贸易
最近10余年来,随着全球贸易额的不断增加、国际运输的集装箱化和车船飞机的速度加快及大型化,促进了鲜活植物产品贸易,也最大程度地增加了有害生物存活的可能性,从而提高了有害生物在国际间传播入侵的机会。例如美国白娥入侵亚洲,就是由于在二战后,日本木材奇缺,美国原木大量倾销日本,美国白蛾也就由此进入亚洲,进入中国;松材线虫传人中国、光肩星天牛(ALB)传人美国等都是由于国际贸易而引起的。同时种苗产业国际化与国际交流频繁更加快了病虫的入侵与扩散。 3 防治生物入侵的技术措施
3.1清除
当某一物种初到新地时,试图全面根除是可能的。这种手段虽然极端,但已经被南非的很多国家采用了。例如世界范围内的鼠害,到目前为止,世界上有80多个岛屿已经清除了老鼠。但大多数情况下,试图清除是行不通的。因为到目前为止,还没有一个国家建立了有效的早期预告系统来报告入侵物种的到来,很少有相应的专门小组执行有效的根除计划。而且,没有一个国家建立了完整的数据系统来确定是否新引进了某一物种,并且这一物种是否有侵略性。然而,我们都知道,只有在发现及时,立即采用有效手段和全面参与的情况下才有可能根除入侵物种。所以这种措施在实施时有很大的局限性。
3.2防治对策
3.2.1实行全面检疫,阻止外来种的偶然入侵
检疫是为防止危险性有害生物传出或传人某个国家或地区所采取的预防性措施.14世纪中叶,欧洲的威尼斯共和国为阻止黑死病、霍乱、黄热病等疫病传人本国,对要求人境的外来船舶和人员采取了进港前一律在锚地停滞、隔离40d的防范措施,后来逐渐运用到阻止动植物外来种传播方面,出现了动植物检疫.1994年乌拉圭回合贸易谈判最终达成的(实施动植物卫生检疫措施协议),已成为一部国际检疫法。1999年在昆明举办世界园艺博览会期间,我国共检疫国内外参展植物763批次、683140株,草坪165279m2,肥料8100kg,木包装7件.截获有害生物162批次,发现有害生物160多种,并进行了及时的处置。
3.2.2采取全面的生态评估和监测,防范引进品种的入侵
美国夏威夷为了消灭害虫,从非洲南部引进了一种玫瑰色蜗牛,谁知55年后,它竞将15—20种土生土长的蜗牛伙伴消灭得干干净净。为了改善牧草的营养结构,美国西部引进了纤维含量较高的胡枝于,结果它疯狂地繁殖、蔓延,致使原本能养活9万头奶牛的牧场寸草不生,最后被荒弃不用。在中国的海南、广西和云南南部大面积种植的巴西橡胶林,种植面积最大时达到1亿株,40多万公顷。大面积的天然林被毁,代之以巴西橡胶占绝对优势、土壤板结、物种多样性匠乏的生态系统。
所以这些出于良好愿望导致的灾难性后果提示人们,在进行人为引种前必须认真作好全面的生态评估,并进行引种后的跟踪监测。
3.2.1化学防治
对外来物种的化学防治(包括诱饵、驱赶剂和毒药)通常被认为不可取,因为众所周知的广谱杀虫剂对环境和人类健康的影响。但据美国国会透露,有一些新型化学杀虫剂只对某一种或几种害虫起作用,不会影响人类健康。但是,这些化学杀虫剂非常贵,而且需要反复使用,易使害虫产生抗药性。所以化学防治也只是在一定的程度上才有效可取。
3.2.2机械防治