中国流域生态系统健康评价研究进展，本文主要内容关键词为：研究进展论文,流域论文,中国论文,生态系统论文,评价论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
生态系统健康是20世纪90年代出现的一个崭新的研究领域。由于人口迅猛增加、片面追求经济高速增长，生态系统退化成为全球性问题。鉴于自然灾害在全球范围内频发，人们对生态系统健康的关注程度倍增，生态系统健康评价研究成为了研究热点；流域生态系统健康表现为一种“动态平衡”，有着更为合适的时间与空间尺度。从流域巨系统出发，综合考虑流域内部不同生态系统(自然生态系统、社会生态系统和经济生态系统)之间及每一生态系统内部的健康作用机制，探讨流域生态系统健康的评价方法，对认识流域生态系统的健康程度，监测其演变规律，优化系统的结构与功能，以及对流域综合开发与管理及流域可持续发展具有重要的理论意义和指导意义。
1 概念识别
1.1 生态系统健康
20世纪40年代，Aldo Leopold首先提出“Land health”的生态系统健康概念，之后虽有较多相关理论研究，但至今仍没有统一的健康生态系统定义。选取较有代表性的概念如表1。
1.2 生态系统健康与相关概念关系
生态系统健康评价与生态安全评价、生态系统服务功能评价和可持续发展有着密切的联系，其关系如图1。
图1 生态系统健康与相关概念关系图
Fig.1 Relationship between the ecosystem health and other concerning concepts
生态系统服务是自然生态系统及其内部各要素支撑人类生存的条件和过程。作为表征生态系统健康水平的一项综合性指标，量化评估生态系统服务功能意义在于能确定生态系统在社会经济发展中的贡献和作用及其对干扰的反应。如郝仕龙对黄土丘陵沟壑区农业生态系统服务的物质量及价值量进行了评价，其结果可用于表征生态系统健康。
可持续发展与生态系统健康有着密不可分的联系。生态系统健康是可持续发展的重要环节与基础，而只有坚持可持续发展战略才能提高对生态系统健康与否的重视程度并付诸实践提高生态系统健康水平。
生态安全与生态系统健康是一对可以相互指示的概念。生态安全表征生态系统完整性和健康的整体水平，唯有达到一定的生态安全级别，生态系统才能呈现健康状态，而生态系统的健康与否也能从一定程度上反映生态系统安全程度。所以，生态安全评价与生态系统健康评价的交集可以看成以生态系统服务功能评价为基础，共同追求可持续发展。二者的不同点在于生态系统健康更多从生态角度出发进行研究评价，而生态安全在评价生态状况的同时注重人类的安全。
1.3 流域生态系统健康
健康的流域生态系统概念起源于对健康生态系统的研究。正如人们对健康生态系统概念的探究一样，人们提出了许多概念：如“健康的流域生态系统是人类、植物、动物、水体、土壤及它们的物质环境的功能聚合体”、“健康的流域生态系统是处于平衡的生态系统”、“指系统组织、恢复力和活力的健康程度”等。流域作为一个相对完整的生态和地理单元，具有独特的自然地理条件和生态特征。流域尺度的生态系统健康评价是生态系统健康评价研究的一个重要发展方向。人们对流域生态环境的破坏和对流域资源的过度开发和利用，使得流域水体受到的污染已越来越严重；植被破坏、水土流失、泥石流和洪水频发等因素已严重影响到流域生态系统的健康。因此，流域生态系统健康的研究已日益受到人类的重视，不同国家和地区已越来越把以流域为单元，建立生态系统健康的评价体系、恢复流域生态系统或从生态系统健康的角度综合整治流域环境作为流域开发的重要措施。从流域巨系统出发，综合考虑流域内部不同生态系统(自然生态系统、社会生态系统和经济生态系统)之间及每一生态系统内部的健康作用机制，探讨流域生态系统健康的评价方法，加强监测机制，优化系统结构与功能对流域综合开发与管理及流域可持续发展具有重要的理论意义和指导意义。
2 流域生态系统健康评价研究现状
2.1 评价内容
目前，中国的生态系统健康评价研究还处于探索阶段，生态系统健康评价主要内容集中在：(1)对国内外生态系统健康评价研究现状的总结。如学者李海涛等对生态系统健康研究进行总结并提出研究的新视角。(2)对生态系统的不同尺度进行评价。生态系统的不同空间尺度包括：评价斑块尺度、景观尺度、区域尺度、大陆尺度和全球尺度，当前国际上研究最多的是农业、森林、城市、湿地、流域、湖泊、山区、干旱区、森林公园、自然保护区、行政区等生态系统的评价；中国目前研究较多的是湿地[10]、森林[11]、流域[12]、矿区[13]、城市[14]等相关评价。生态系统的不同时间尺度包括对生态系统现状的评估，对未来趋势及影响的评价，对生态系统过去及其历史过程的评价等。(3)区域生态系统健康评价指标体系研究及评价方法探索。如张晓琴以兰州市为例，探讨了生态系统健康的内涵和评价方法，运用压力-状态-响应(PSR)模型构建了城市生态系统健康的指标体系，同时结合模糊优选理论模型进行健康评价；其中很多学者在探索进行评价方法的创新，如李永峰[16]等人利用GIS对矿区的耕地生态系统进行研究；马牧源等人将生物膜法应用于海河流域湿地生态系统健康评价[17]。
2.2 评价方法
随生态系统健康研究的进一步深入，生态系统健康评价在积极吸纳各相关学科、领域的研究成果基础上，在评价方法上得到了长足的发展，生态健康评价的方法已由最初定性的简单描述发展为现今定量的较为精确判断。目前中国常用的生态系统健康评价方法如表2。
在流域生态系统健康研究中，景观空间格局分析法，尤其是结合“3S”技术的研究方法非常适用。这是由于流域生态系统具有一定的空间特征和相关性，需要对流域内不同类型生态系统生态过程进行动态监测，而传统的分析方法和研究手段难以将评价指标进行空间量化，从空间角度进行健康评价、动态评价和对比分析也具有一定局限性。因此充分利用GIS技术有助于流域生态系统健康评价。
2.3 生态系统健康评价指标体系
建立科学的指标体系是生态系统健康评价的关键。生态系统健康评价的指标分类方法很多，不同研究者从自身研究角度出发，把所选指标按一定原则进行分类组合构成了不同评价体系(表3)。
在生态系统健康评价研究中以PSR模型选取的指标见长，中国学者较多利用该方法选取指标，如林倩综合考虑生态系统健康标准及河口湿地的生态特征，借鉴PSR模型，从压力、环境状态以及生物响应3方面构建辽河口湿地生态系统健康评价指标体系对1996年和2000年辽河口湿地生态系统健康状况进行了评价和分析；许妍等[33]运用PSR模型从胁迫因子、状态因子以及效应因子3方面构建了流域生态系统健康评价指标体系，对太湖流域综合生态健康进行评价；王潜等[34]基于PSR(压力-状态-响应)模型，对指标进行选取和分类，建立了湖滨带退化生态系统健康评价指标体系。
2.4 评价标准
生态系统健康评价尚无统一、公认的标准，多数基于研究对象特点，从方便研究角度出发进行定性、定量划分等级，如谭三清、张贵对城市森林健康评价中的级别划分，但这种级别划分显得不深入精确，存在主观性，所以在该方面还有待深入研究。一般的生态系统健康评价级别划分标准见表4。
2.5 流域生态系统健康一般评价流程
在以流域为尺度的研究中通常建立指标体系进行生态系统健康评价，其流程大致包括确定评价对象与尺度、建立评价指标体系和评价模型及标准、实施评价(数据标准化、赋予权重、进行相关计算)和编制评价报告书等。流域生态系统健康评价流程如图2。
3 存在问题及展望
虽然有关生态系统健康评价方面研究仍处于起步阶段，但亟须解决的问题将推动该方面研究飞速的进步。
流域生态系统健康的研究目前虽日益受到关注，但仍处于理论探索和试验积累阶段。目前对生态系统健康尤其是流域生态系统健康的定义还存在争论，今后应进一步对生态系统健康尤其是流域生态系统健康内在含义进行深入研究探索。
图2 流域生态系统健康评价流程
Fig.2 Ecosystem health assessment flow chat
生态系统的复杂性和动态性需要累积长时间试验数据、综合系统考虑社会等要素、准确确定生态系统特征及评价指标等，而这些方面在实际操作过程中仍存在问题，生态系统健康评价缺少统一权威的级别分类标准，使得评价缺乏科学性和可信性。因此要完善创新更好的评价方法，整合生态、社会经济和人类因素，对流域生态系统健康进行综合评价研究，提出全面的、科学的评价指标；建立科学完善的生态系统健康评价分级标准方法；充分考虑中国各流域、各地区自然、社会、经济状况的巨大差异性，因地制宜地制定研究流域的健康评估标准，国外经验值得借鉴，但不宜生搬硬套；要建立动态长期生态系统健康监测数据库，这样能有效反映流域生态系统的生态演替过程，记录在各种自然状况下的状态及反应并可进行生态系统健康状况预测和预警，有利于更好地管理流域和保护；运用“3S”技术，从空间系统健康角度认识评价流域健康状况，通过3S技术手段方便快捷地建立一套适用于中国的流域生态系统健康评价体系，对主要流域进行健康评价，为流域管理提供基础数据和决策依据。