什么是生态系统承载力,生态承载力分析方法

什么是生态系统承载力

生态系统承载力,指某一特定环境条件下(主要指生存空间、营养物质、阳光等生态因子的组合),某生物个体存活的最大数量。随着土地退化、资源短缺、环境污染和人口膨胀等问题不断出现,维护生态系统承载力被提到日程上来。今天,这一概念被广泛用于和生态有关研究,如水资源承载力研究、土壤承载力研究、矿产资源承载力研究等。因为生态系统中各组分都处在相互影响和制约当中,人们倾向于综合研究生态系统承载力。

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生态系统承载力包括三层基本含义:①生态系统的自我维持与自我调节能力;② 资源与环境子系统的供容能力,为生态系统承载力的支撑部分;③生态系统内社会经济子系统的发展能力,为生态系统承载力的压力部分。

生态系统自我维持与自我调节能力是指生态系统的弹性大小;资源与环境子系统的供容能力则分别指资源和环境的承载能力大小;而社会经济子系统的发展能力,主要是指生态系统可维持的社会经济规模和具有一定生活水平的人口数量。通俗地理解,生态系统承载力是生态系统维持和调节能力的阈值,如果超过这个阈值,生态系统将失去维持平衡的能力,由高一级的生态系统降为低一级的生态系统,甚至遭到摧毁或归于毁灭。

生态承载力提出具有重要意义,其研究经历了从一般定性描述到定量和机制的探讨,从单学科、单要素的综述研究过程,越来越趋近于生态承载力的客观本质。从资源开发与区域发展战略出发,找出生态系统的最大承载力,可为国家进行经济产业发展决策、规划、计划提供科学依据,从而避免生态灾难。

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①客观性生态承载力客观承载性,是生态系统最重要的固有功能之一。这种功能一方面是为生态系统抵抗外力的干扰破坏提供了基础,另一方面为生态系统向更层次发育奠定了基础。

②可变性生态系统稳定性,是相对意义的稳定,而不是固定不变的。生态承载力虽然客观存在,但并不是固定不变的,在一定范围内,人们可按照对自己有利的方式,去积极提高系统的生态承载力。

③层次性生态环境稳定性,不仅表现为小单元的生态系统水平上,而且表现在景观、区域、地区以及生物圈各个层次上。在不同层次水平上,生态系统承载力也不同。

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①生态足迹生态承载力的常用评价方法是生态足迹,由加拿大大不列颠哥伦比亚大学资源生态学教授里斯 (Willian E. Rees)和他的同事在1996年提出。生态足迹是指,为了承载一定生活质量的人口,所需的可供使用的可再生资源大小,包括能够消纳废物的生态容量,又称之为适当的承载力。2004年,世界自然基金会《2004地球生态报告》使用了生态足迹这一指标。如果生态足迹超过了生态承载能力,就是不可持续的。为实现全球可持续发展,每个人都有义务和责任来减少自然资源的消费,减小自身的生态足迹。

②自然植被净第一生产力 自然植被净第一性生产力反映的是某一自然体系的恢复能力。自然植被净第一性生产力作为表征植物活动的关键变量,是陆地生态系统中物质与能量运转研究的重要环节,其研究将为合理开发、利用自然资源及对全球变化所产生的影响采取相应的策略和途径提供科学依据。

③遥感和地理信息系统分析 利用GIS技术结合RS、GPS手段,可对区域环境开发、人类活动对区域生态承载力影响,进行系统的分析,同时对影响累积、生态承载力大小,在区域、局域和局部进行多尺度转换。三S分析手段能通过展现空间“拥挤”和“破碎”效应,预测生态承载力在人类开发活动累积影响下的空间结构变化。

除此以外,随着研究对象趋向多元化、研究领域呈现交叉化,生态系统承载力研究手段出现了系统动力学、状态空间法、生态脆弱性分析等。实践表明,以单要素承载力研究的局限性越来越突出,已不能适应生态系统资源开发与发展的要求,而以系统的观点,从综合多要素角度研究生态承载力,是今后生态承载力研究的方向和趋势。

生态承载力分析方法

一、方法体系

二、分析方法选用

三、生态足迹法 (重点)

生态足迹将每个人消耗的资源折合成为全球统一的、具有生产力的地域面积,通过计算区域生态足迹总供给与总需求之间的差值——生态赤字或生态盈余。

生态足迹(EF)=总人口×人均神态足迹

=总人口×(Σi类生物生产性土地面积×该类对应的均衡因子)

生态承载力(EC)=(1-0.12)×总人口×人均生态承载力

=(1-0.12)×总人口×Σ(面积×均衡因子×产量因子)

生态盈亏(ED)=EC-EF

生态盈亏是指生态承载力与生态足迹的差值,该指数表明某区域的生态状况。正值表明生态承载力大于生态足迹,称为生态盈余。负值表明生态足迹大于生态承载力,称为生态赤字。

四、层次分析法

生态环境承载力综合评价法将评价体系分成三级,即区域生态系统潜在承载力评价、资源―环境承载力评价、压力度评价三级。

一级评价结果主要反映生态系统的自我抵抗能力和生态系统受干扰后的自我恢复与更新能力,分值越高,表示生态系统的承载稳定性越高;目标层:生态系统弹性度

二级评价结果主要反映资源与环境的承载能力,代表了现实承载力的高低,分值越大,表示现实承载力越高;目标层:资源环境承载力

三级评价结果主要反映生态系统的压力大小,分值越高,表示系统所受压力越大。根据三级计算结果,对生态承载力进行综合评价。目标层:压力度

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  五、供给需求差量法

区域生态承载力体现了一定时期、一定区域的生态环境系统对区域社会经济发展和人类各种需求(生存需求、发展需求和享乐需求)在量(各种资源)与质(生态环境质量)方面的满足程度。

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