黑龙江省专业技术人员继续教育知识更新培训XXXX林学

黑龙江省专业技术人员继续教育知识更新培训林学（201０-－－—－－—2014)第一年专业科目学习教材编写：国庆喜东北林业大学２０1０年5月ﻬ目　 录第一章 绪论………………………………………………………………………1第一节 生态学概念及其内涵ﻩ1第二节 生态学的研究内容 １第三节 生态学的现代简史ﻩ2第二章 全球变化与森林生态系统 ……………………………………………5第一节 全球气候变化背景ﻩ5第二节 全球变化研究的重点领域 ６第三节 中国的气候变化研究 6第四节 气候变化对森林的影响ﻩ7第三章 可持续发展理论概述…………………………………………………１０第一节　可持续发展的定义ﻩ10第二节 可持续发展的内涵 10第三节 可持续发展的研究进展 12第四章 生物多样性保护………………………………………………………13第一节 生物多样性定义 13第二节 生物多样性保护研究进展ﻩ1３第五章 生态环境安全问题ﻩ……………………………………………………15第一节 生态环境安全的定义ﻩ1５第二节 主要生态环境问题ﻩ１5第三节 如何协调生态保护与经济发展的矛盾ﻩ17第六章 生态系统服务评价…………………………………………………1８第一节 自然资本概述 18第二节　对森林价值的认识 1８第三节 生态系统服务及价值的分类ﻩ19第四节 主要的研究方法 20第六节　对森林生态功能评价爱结果的认识ﻩ21第七章 生态学理论在森林经营中的应用ﻩ……………………………………23第一节 森林经营中的若干生态学观点ﻩ23第二节　美国新林业学说ﻩ2４第三节 接近自然的森林经营法 2630 / 32第一章　绪论第一节　生态学概念及其内涵生态学是研究生物与环境、生物与生物之间相互关系的一门生物学分支学科.由于“生物”与“环境"的涵义极为广泛,导致生态学成为一门极为庞杂的学科，包含了众多的分支学科。

如果按生物类群来划分,生态学的研究对象为：植物、微生物、昆虫、鱼类、鸟类、兽类等生物类群.就生物本身来讲,又包括基因、细胞、器官、有机体、种群、群落、生态系统等组织层次.生态学就是在不同的组织层次上研究各生物类群与环境之间的相互关系但是传统的组织层次,包括个体、种群、群落、生态系统,仍是生态学研究的核心第二节 生态学的研究内容从研究生物与周围环境相互关系这一概念出发，针对不同的生态系统，生态学的研究内容有不同的侧重点以自然生态系统为对象，探索环境（无机及有机环境，对生物的作用（或影响）和生物对环境的反作用（或改造作用）,及其相互关系和作用规律;生物种群在不同环境中的形成与发展，种群数量在时间和空间上的变化规律,种内种间关系及其调节过程，种群对特定环境的适应对策及其基本特征；生物群落的组成与特征,群落的结构、功能和动态,以及生物群落的分布；生态系统的基本成分,生态系统中的物质循环、能量流动和信息传递，生态系统的发展和演化,以及生态系统的进化与人类的关系2.以人工生态系统或半自然生态系统(即受人类干扰或破坏后的自然生态系统)为对象，研究不同区域系统的组成、结构和功能；污染生态系统中,生物与被污染环境间的相互关系；环境质量的生态学评价;生物多样性的保护和持续开发利用等。

3．以社会生态系统为研究对象，从研究社会生态系统的结构和功能入手，系统探索城市生态系统的结构和功能,能量和物质代谢,发展演化及科学管理；农业生态系统的形成和发展，能流和物流特点，以及高效农业的发展途径等；人口、资源、环境三者间的相互关系,人类面临的生态学问题等社会生态问题.第三节　生态学的现代简史２０世纪50年代以来，人类的经济和科学技术获得了史无前例的飞速发展，既给人类带来了进步和幸福，也带来了环境、人口、资源和全球变化等关系到人类自身生存的重大问题.在解决这些重大社会问题的过程中,生态学与其它学科相互渗透,相互促进,并受益于空间技术、计算机技术等，获得了重大的发展.（一）理论方面的进展(1）生态系统生态学在现代生态学中占据了突出地位.这是系统科学和计算机科学的发展给生态系统研究提供了一定的方法和思路,使其具备了处理复杂系统和大量数据的能力的必然结果.H．Ｏｄuｍ的《生态学基础》（1９53，１９59,19７1,1９83)，对生态系统的研究产生了重大影响美国Shugarｔ和Nｅｉｌl(19７９）的《系统生态学》，以及Jeferｓ（1９78）的《系统分析及其在生态学上的应用》等著作,应用系统分析方法研究生态系统，促进了系统生态学的发展,使生态系统的研究在方法上有了新的突破,从而丰富和发展了生态学的理论.生态系统生态学在其发展过程中，也提出了许多新的概念，如有关结构的关键种（keystone speｃｉes）、有关功能的功能团、体现能（embodied enｅrgy）、能质等,这些都有力地推动了当代生态学的发展。

2)生理生态学研究在20世纪60年代IＢP及随后的MAB计划的带动下，以生物量研究和产量生态学有关的光合生理生态研究、生物能量学研究较为突出生理生态的研究也突破了个体生态学为主的范围,向群体生理生态学发展在生理生态向宏观方向发展的同时,由于分子生物学、生物技术的兴起，促使其也向着细胞、分子水平发展，涉及某些酶系统，如核糖核酸酶活性的变化可作为植物对干旱胁迫抗性的指标等３）种群生态学发展迅速植物种群生态学经历了种群统计学、图解模型、矩阵模型研究、生活史研究,以及植物间相互影响、植物-动物间相互作用研究的发展过程近期还注重遗传分化、基因流的种群统计学意义、种群与植物群落结构的关系等德国的Ｌoｒｏnｓ（19５0）和Tinｂｅrgeｎ(１951，１95３）在行为生态学的研究方面获得了诺贝尔奖，把这一领域的研究推向了新阶段;Ｉlarpｅr（１９７7)的巨著《植物种群生物学》，突破了植物种群研究上的难点,发展了植物种群生态学，并使长期以来各自独立发展的动、植物种群生态学融为一体4)群落生态学由描述群落结构发展到数量生态学，包括排序和数量分类，并进而探讨群落结构形成的机理.德国Knａpp（１97４)主编的《植被动态》,全面论述了植被的动态问题,促进了植被动态的研究．进一步完善了演替理论.美国Lietｈ（1975）等的《生物圈的第一性生产力》，综合论述了群落与环境的相互关系.Whittakｅr（1９78)编著的《植物群落分类》和同年主编的《植物群落排序》,以及加拿大Ｐieloｕ(1９84）所著的《生态学数据的解释》，Kenｎeｔh和Ｊohn（1964,197３，１98５)合著的《定量与动态植物生态学》等著作，强调了植被的“连续性概念”，采用数理统计、梯度分析和排序来研究群落的分类和演替，尤其计算机的应用,使植物群落生态学的研究进入了数量化、科学化的新阶段。

二）应用方面的进展70年代以来，应用生态学得到迅速发展，经典的农、林、牧、渔各业的应用生态学由个体和种群的水平向群落和生态系统水平的深度发展由于全球性污染和人对自然界的控制管理的宏观发展，如人类所面临的人口、食物保障、物种和生态系统多样性、能源、工业及城市问题等多个方面的挑战，应用生态学的焦点已集中在全球可持续发展的战略战术方面三）研究技术和方法上的进展生态学的研究手段已经有了长足的进展，尽管传统的基于样方样地水平上的植被调查一直是生态学研究的重要手段,但随着研究的深入，已经有越来越多的先进技术方法被应用到生态学研究中.(1）在生态系统长期定位观测方面，自动记录和监测技术、可控环境技术已应用于实验生态学研究２）“3S"等空间信息获取与处理技术在生态学上已普遍应用.（3）现代分子技术使微生物生态学出现革命，并使遗传生态学获得了巨大的发展4）用放射性同位素对古生物的过去保存时间进行绝对的测定，使地质时期的古气候及其生物群落得以重建，比较现存群落和化石群落成为可能5)特别强调以数学模型和数量分析方法作为其研究手段，生态建模仿真技术成为探索性研究重要的工具此外“科学计算可视化”技术也获得较大发展。

随着生态学的飞速发展,逐渐形成了一些新的特色：（一）相关学科之间合作更加紧密生态学不仅与生理学、遗传学，行为学、进化论等生物学各个分支领域相结合形成了一系列新的领域，并且与数学、地学、化学、物理学等自然科学相交叉，产生了许多边缘学科：甚至超越自然科学界限，与经济学、社会学、城市科学相结合，生态学成了自然科学和社会科学相接的真正桥梁之一二)生态学研究对象的层次极大扩展在生态学建立时，其研究对象主要是有机体、种群、群落和生态系统几个宏观层次.而当前生态学研究对象则向宏观和微观两极多层次发展，小自分子生态、细胞生态，大至景观生态、区域生态、生物圈或全球生态，虽然宏观仍是主流,但微观的成就同样重大而不可忽视三）国际合作研究空前加强很多生态学问题往往是全球性的，二次大战以后,有上百个国家参加的国际研究计划一个接一个如IBP（国际生物学计划)、ＭAB(人与生物圈计划）、ＩGBＰ（国际地圈生物圈计划）和DIVERSITIEＳ(生物多样性计划)等生态学目前优先研究的领域:（一）全球变化（gｌobal chaｎgｅ）：气候、大气、土壤和水化学的变化,以及土地利用所引起的生态学原因及后果.（二)生物多样性（ｂioｌoｇiｃａl　dｉverｓｉty）：自然和人类活动引起遗传、物种和生境多样性的改变；决定多样性的生态因子和生态后果;保护珍稀濒危物种；全球及区域变化对生物多样性的影响。

三）可持续发展的生态系统(sｕstaｉnable ｅｃｏlogicａｌ systｅm）:探索自然和人工经营生态系统的压力;受害生态系统的重建;可持续发展生态系统的经营；病虫害的危害；生态学进程与人类社会系统间的相互作用第二章 全球变化与森林生态系统全球变化是指气候和地表以上的各种环境的变化，涉及到岩石圈、大气圈、水圈和生物圈全球变化受到自然运动和人类活动的共同影响,目前已出现全球变暖、大气温室气体浓度增加、臭氧洞、土地植被覆盖和土地利用变化等几个比较重大的环境问题全球变暖是目前全球环境研究的一个主要议题根据对10０多份全球变化资料的系统分析，发现全球平均温度已升高０.3~0．6℃其中11个最暖的年份发生在80年代中期以后，因而全球变暖是一个毋庸置疑的事实.全球变暖将带来非常严重的后果，如冰川消退、海平面上升、荒漠化，还给生态系统、农业生产带来严重影响.第一节 全球气候变化背景发生在1００万年到2万年时间尺度上的气候变化，属于长期气候变化，而发生在2万年到100年时间尺度上的变化,属于短期气候变化.１00年以内的气候变化称当代气候变化当代和未来气候变化不同于过去10０万年气候变化的一个基本方面是他们受到人为强迫机制的影响。

Goodesｓ等（1992）估计，未来10００年左右的气候变化有可能主要受增温的温室效应的影响全球变化研究开始于上世纪８0年代，它有广义和狭义之分.狭义的全球变化是指全球气候变化，包括温室效应气体的增加以及由此引发的全球变暖、大气成分的变化、大气环流和洋流的改变、海平面上升、冰川融化以及臭氧层破坏等过程;广义的全球变化不仅包括全球气候变化，也包括全球人口增加、土地利用与覆盖的变化、元素的生物地球化学循环的改变、环境污染、生物多样性丧失、以及国际政治与经济形势与格局的变化等当代气候变化是指最近一个多世纪以来全球性气候变暖的事实.工业化以来，由于大量化石燃料的燃烧、不合理的土地利用、森林的大面积砍伐等人类活动,导致大气中“温室气体”浓度急剧增加，使全球气候在自然变率以外获得一个额外的增温，并将进一步导致全球环境及生态系统的变化据政府间气候变化委员会(IPCC)1990年公布的研究结果，按照现有大气ＣＯ２浓度增长速率，到２0６0年，大气CＯ２浓度将比工业化前增加一倍；大气CO2浓度倍增将使下世纪末全球平均气温上升３℃(１５~４.5℃），降水增加３％～15%.第二节 全球变化研究的重点领域（一）大气环流模型研究已经有多家研究机构针对温室气体浓度增加等情景研发了气候变化预测模型。

在气候变化研究中使用最广泛、最复杂的气候模型是三维大气环流模型.例如英国气象局、戈达德空间研究所、美国国家大气研究中心等都研制了相关的模型，针对CO２倍增后所预测的气候变化结果不尽相同,预测的全球升温在２8℃~5．2℃之间;全球降水变化在7.1％~15%之间二）生物地球化学过程主要从大气化学、生物排放和海洋生物化学三方面进行研究具体的研究问题有北方森林、热带地区、水稻与甲烷、大气污染与云和全球性的微量气体源汇监测等.（三）陆地生态系统与气候的相互作用主要从植被在地球系统水循环中的作用和全球变化对陆地生态系统的影响两方面进行研究.(四）地球系统的综合分析和模拟把海气耦合模式与陆地过程模式及环境系统中的化学过程、人类活动的影响作用耦合起来,是一个重要但难度较大的课题五）社会、经济影响评估预测全球变化对农业、海岸带、能源等社会经济的影响,并在有关科学研究和政策制定之间筑起桥梁第三节　中国的气候变化研究章基嘉等（1993）选用了全国大体上分布均匀的16０个站的1９５１～19９0年的40年月平均温度和每月降水量资料,分析了全国平均和各大区（东北、华北、西北、西南、华南、长江中下游）平均的气候变化，所得结果可归纳为以下几点：（１)８0年代是２0世纪全球气候变暖最显著的10年，相对1951～19８０年间的30年气候平均值上升了0.2左右。

这１0年也是最近40年来中国气候变暖最显著的1０年，相对40年气候平均值上升了０.16℃左右2）中国80年代气候变暖有明显的区域性和季节性差异东北地区比气候平均值高出０．5０℃,华北地区高出0３3℃，西北地区的东部仅高出0.1℃，西北地区的西部高出0２9℃,西南地区却比40年气候平均值低0．07℃，华南地区仅高出0．03℃,而长江中下游及东南沿海地区则接近气候平均值，没有出现变暖80年代中国气候变化有冬暖夏凉的特点赵宗慈（19９0）选用了国外5种大气环流模型,在ＣO2浓度增加一倍的条件下，按平衡响应方式对中国冬、夏季地面气温和降水率的变化进行了模拟模拟结果在中国各大区域的分布主要特征是:(1)冬季东北地区变暖最明显，大约高4～６℃华南和西南地区增温较小，大约为2~４℃；（2）夏季增温最明显的地区是西北，大约为３~5℃；(３）东北地区夏季降水可能增加，华北地区冬季降水有可能减少；（４)中国北部和中部各区夏季土壤湿度变干概括起来，由于CO2倍增,中国东北及南方沿海地区有变暖变湿的趋势，而华北、华中、西北大部分地区有可能变暖变干但是气候变化并不一定像人们想象的那样稳定地缓慢地上升,气候有可能会在慢慢地渐进发展的过程中发生意料之外的突然变化,比如在全球气温不断升高的趋势中，会出现突然降低的可能。

如果气候突然变冷，会导致农业产量降低,引起食物短缺；洪水和干旱这些气候极端事件将导致淡水供应和水质降低；冰和风暴将导致战略性化石能源的供应中断因此气候问题不再是一个简单的科学问题,而是一个关系到国家安全的问题专家建议应当把气候变化问题上升到国家安全的高度来对待,加强对气候变化与国家安全对策的研究，建立国家应对极端天气、气候事件的机制,并纳入国家重大突发事件的应急反应系统中.第四节　气候变化对森林的影响(１）对木本植物物候的影响张福春(1９９5)根据近3０年中国物候和气候资料建立了物候与年平均气温的线性统计模型，计算了未来气候增暖对木本植物物候的可能影响，结果表明，如年平均气温升高1℃，则中国各种木本植物物候期，春季将提前３～4天,秋季一般推迟3~４天，绿叶期延长6～８天如年均气温升高1～1．8℃，则春季提前４~6天，绿叶期延长8～1２天此外,北方物候现象的提前或推迟程度较南方大２)对森林生产力的影响由于大气CＯ2浓度增加及温度和降水的变化,通过施肥效应、高温胁迫、生长期延长、干旱化或湿润化，以及其它生理效应,将使森林初级生产力发生变化对大气CO２浓度增加的施肥效应，多数研究结果认为,CO２浓度升高有利于促进植物个体生长发育，加速生物量积累。

但不同植物对CO２浓度增加的反应差异很大，其中Ｃ3植物的净光合生产力会有明显提高，而C4植物敏感性相对较差.CＯ2浓度升高的另一个正效益是降低气孔导度,减少水分消耗,提高水分利用率这将使我国许多干旱缺水地区受益，使植被生物产量增加.但大气ＣO２增加的长期效应将会影响整个生态系统的物质循环，进而影响林地生产潜力,其中许多复杂的反馈机制还有待深入研究如土壤有机质的Ｃ/Ｎ比可能比目前高出20％~４0％，必将影响土壤微生物的活动，从而导致土壤肥力下降国外也有研究指出，虽然ＣＯ2增加对植物生长会有促进,但其作用很快会由于土壤氮的枯竭而消失根据气候变化后森林生产力变化率的地理格局和树种分布状况的综合预测分析,中国主要造林树种净生产力的变化是：兴安落叶松净生产力增益最大,约８～10%，红松次之为6～8%,油松为2~６％，局部地区为８～10％，马尾松和杉木为1～2%，云南松为2%，川西亚高山针叶林增加8~１0％值得指出的是上述预测仅依据气候与生产力之间简单的线性平衡关系,没有考虑森林植被在气候变化过程中的生理生态、生长等适应与驯化反应，以及在种群、群落和生态系统、景观尺度上森林植被系统的变化，竞争、演替过程等(刘世荣等，１９9７).（３）对森林生物多样性的影响森林生态系统包含着丰富的生物多样性。

大气CO2浓度倍增时的气候变化，将使主要植被类型过渡带在水平方向上向北移动10０～3０0km,垂直高度向上移动１50~300ｍ.一般来说, 高度升高与纬度往北有类似的变化, 山地每升高500ｍ,　温度降低３℃，相当于往北250km(王献溥，１992　）各种植物的分布界线都有相对的迁移.物种分布区范围愈窄， 就愈容易遭到淘汰应当指出,森林植被带或群落不可能简单地照原样随气候变暖而移动的，其反应必然是复杂的，是涉及有关物种生物学、生态学等多学科的问题,对森林生态系统生物多样性的影响也将是十分复杂的，这方面的研究是极富挑战性的由于森林群落优势树种不可能在短期内改变其生态特性而在超出其气候适应范围的条件下生长,所以就可能导致某些森林群落的消失或脆弱化，某些森林生境将消失或恶化这些变化的速度超出某些物种的适应能力时，一些不易迁移的物种将会就地灭绝同时,由于气候变化对不同植物的生长速度、繁殖及扩散能力将产生不同的影响，某些侵略性物种或杂草可能得益，从而增强其在群落中的竞争能力，导致群落原有的竞争和协调关系发生变化，使某些物种灭绝，甚至导致某些群落类型消失４)对生态脆弱带和特殊生态系统的影响据牛文元的定义，生态脆弱带（生态环境脆弱带）或称交错区、过渡带,是指在生态系统中，处于2种和2种以上物质体系、能量体系、结构体系、功能体系之间所形成的“界面"，以及围绕该界面向外延伸的“过渡带”的空间域。

特殊生态系统,是指那些由于生境的独特性和生态系统组成成分的独特性，而在生物圈中具有不可替代性的地域.它们两者都具有对气候变化特别敏感、抗干扰能力弱、易发生空间替代甚至消失、恢复机会小等特点.这些区域往往包含有更为丰富的生物多样性,特别是要求多种环境或景观的边缘种和栖息于特殊生境的特有种，在生态系统和群落水平上具有更大的产生突变的倾向,以及产生其它边际效应的潜力,可作为全球变化的预警区、先兆区5）对森林分布的影响张新时对ＣＯ2浓度倍增条件下,中国各主要植被带演变的可能情景进行了预测，认为我国各森林植被带的界线一般向北推移2．５～45个纬度.全国森林中，热带亚热带森林增加，温带森林和北方森林显著减少甚至消失.森林、草原及荒漠之间有较大转换，且草原是敏感区，其北部有森林化趋势而南部则显著荒漠化,荒漠化面积将增加３3．３％蒋有绪的研究预测也表明，CO２加倍后，大兴安岭林区的水热状况接近于现在温带气候，　兴安落叶松的天然分布将向高海拔迁移，林区的组成和植物区系将逐步变化6）对森林碳源／汇功能的影响在广大的中高纬度地区分布的北方森林,由于气候寒冷,每年大量凋落物来不及分解，从而导致有机碳在土壤中逐年积累，成为“碳汇”,有关学者担心的是，随着气候变暖,土壤有机碳分解加快,大量排放CO2，成为“碳源”,从而加剧了气候变暖。

中科院华南植物所周国逸研究员在广东省鼎湖山成熟森林的研究表明，过去25年期间,成熟森林在地上部分净生产力几乎为零的情况下，土壤持续积累有机碳,表现出强大的碳汇功能这一研究结论有可能打消学者们对北方森林变成“碳源"的顾虑，但仍然需要大量的观测研究来验证第三章 可持续发展理论概述面对当今世界日益严重的人口资源、环境问题，人类不得不重新认识自己与自然的关系:是继续坚持传统的发展观念，还是谋求建立人与自然和谐相处、协调发展的新模式顺应世界发展的需要，１９８0年由国际自然保护联盟等国际组织共同起草的世界自然资源保护大纲,改变了过去把保护与发展对立起来和就保护论保护的做法，提出把保护与发展很好地结合起来，认为在发展经济，满足人类的需要和人类生活质量的同时，要合理利用生物圈，使之既要满足当代人最大持久的利益,又要保持其潜力以满足后代的需求.这一思想虽经不断修改，但却为可持续发展概念的形成奠定了基础.世界环境与发展委员会（WCED）于１９87年发表了《我们共同的未来》(Ouｒ Coｍmon Future)的长篇报告，对可持续发展概念的最终形成和这一思想的传播,起了极大的推动作用.第一节 可持续发展的定义迄今为止，有关可持续发展的定义已经达到上百个.尽管在理论上,政治家、哲学家、经济学家、生态学家和环境学家还没有形成一个公认的理论模式,但以19９2年联合国环境与发展大会通过《21世纪议程》为标志,人类已跨出理论探讨的范畴,把实践“可持续发展”作为人类共同追求的美好目标。

挪威前首相布伦特兰夫人曾主持由21个国家的环境与发展问题著名专家组成的联合国世界环境与发展委员会(WCED），在其里程碑的《我们共同的未来》中,系统地阐述了人类面临的一系列重大经济、社会和环境问题,提出了可持续发展概念:“既满足当代人的需求，又不对后代人满足其自身需求的能力构成危害的发展”它包括两个关键性的概念:一是人类需求，特别是世界上穷人的需求,即“各种需要"的概念,这些基本需要应被置于压倒一切的优先地位；二是环境限度,如果它被突破，必将影响自然界支持当代和后代人生存的能力.这一概念在最一般的意义上取得了广泛的接受和认可,并在1992年联合国环境与发展大会上得到公识第二节 可持续发展的内涵可持续发展的定义虽短，但却有非常丰富的内涵其基本点有以下三个方面:一是需要,即指发展的目标是要满足人类需要;二是限制,强调人类的行为要受到自然界的制约;三是公平，强调代际之间、人类与其它生物种群之间、不同国家和不同地区之间的公平在上述核心思想的指导下可持续发展还包括下面几层含义：(一）经济可持续发展可持续发展的最终目标就是要不断满足人类的需求和愿望因此,保持经济的持续发展是可持续发展的核心内容可持续发展把消除贫困作为重要的目标和最优先考虑的问题,因为贫困削弱了他们以可持续的方式利用资源的能力。

目前广大的发展中国家正经受来自贫困和生态恶化的双重压力，贫穷导致生态破坏的加剧，生态恶化又加剧了贫困对于发展中国家来说发展是第一位的,加速经济的发展，提高经济发展水平,是实现可持续发展的一个重要标志没有经济的可持续发展，就不可能消除贫困，也就谈不上可持续发展二)社会可持续发展可持续发展实质上是人类如何与大自然和谐共处的问题人们首先要了解自然和社会变化规律，才能达到与大自然的和谐相处同时，人们必须要有很高的道德水准，认识到自己对自然、对社会和对子孙后代所负有的责任要实现社会的可持续发展，必须要把人口控制在可持续的水平上三）资源可持续发展可持续发展涉及诸多方面的问题,但资源问题是其中心问题.可持续发展要保护人类生存和发展所必需的资源基础因为许多非持续现象的产生都是由于资源的不合理利用引起资源生态系统的衰退而导致的为此,在开发利用的同时必须要对资源加以保护,对不可更新资源的利用要提高其利用率，要积极开辟新的资源途径,并尽可能用可更新资源和其它相对丰富的资源来替代，以减少其消耗.（四）环境可持续发展可持续发展也十分强调环境的可持续性，并把环境建设作为实现可持续发展的重要内容和衡量发展质量、发展水平的主要标准之一，因为现代经济、社会的发展越来越依赖环境系统的支撑，没有良好的环境作为保障，就不可能实现可持续发展.（五)全球可持续发展可持续发展不是一个国家或一个地区的事情,而是全人类的共同目标.当前世界上的许多资源与环境问题已超越国界的限制,具有全球的性质,如全球变暖、酸雨的蔓延、臭氧层的破坏等等.因此，必须加强国际间多边合作,建立起巩固的国际合作关系.对于广大的发展中国家发展经济、消除贫困，国际社会特别是发达国家要给予帮助和支持；对一些环境保护和治理的技术，发达国家应以低价或无偿转让给发展中国家;对于全球共有的大气、海洋和生物资源等，要在尊重各国主权的前提下，制定各国都可以接受的全球性目标和政策，以便达到既尊重各方利益，又保护全球环境与发展体系.第三节　可持续发展的研究进展多年来，国内外的一些学者致力于建立可持续发展的指标体系研究，并取得了一些进展。

一致认为判断和测度可持续发展能力包括五个方面的内容，即资源的承载能力、区域的生产能力、环境的缓冲能力、进程的稳定能力、管理的调节能力可持续发展指标体系一般包括生态环境指标、资源指标、经济发展指标和社会发展指标以及非货币指标几大类另一方面，如何制定和规划区域可持续发展模式途径，这是可持续发展从概念到行动的一个关键和难点目前尚缺乏一个完整和准确的理论和技术体系作为支撑和指导,该领域的研究多停留在概念或内涵的定性探讨上，可操作性差.因此，对可持续发展的定量化即如何来度量、鉴定和评价区域可持续发展的水平与能力显得十分的必要一个地区或一个行业即使实现了可持续发展，也只是暂时的、相对的.今后的可持续发展研究不应只注重指标体系的确定，而是要面向可持续发展实现的途径及其保持措施等的研究,使其能真正地为生产实践服务第四章 生物多样性保护第一节 生物多样性定义生物多样性是指生物之间的多样化和变异性以及物种生境的生态复杂性确切地说，生物多样性是所有生物种类、种内遗传变异和他们的生存环境的总称,包括所有不同种类的动物、植物和微生物，以及他们所拥有的基因,他们与生存环境所组成的生态系统.因此，广义上的生物多样性包括遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性和景观多样性四个层次。

狭义的生物多样性只包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性生物多样性是人类生存和发展的基础，为人类的衣食住行提供了必要的生活物质.以遗传多样性为基础的农作物和畜牧生产在低收入的发展中国家占国内生产总值的32％,全世界每年的农产品贸易额超过3万亿美元丰富的物种多样性不仅向许多国家的人民提供了直接的食品，还产生巨大的经济、社会效益,美国在上世纪70年代后期仅从野生动物得到的经济效益每年就达870已美元，占国内生产总值的４5％；传统的中医药材中有５100种来自生物物种，大约有30０0种抗生素来源于微生物丰富多彩的森林、草原、荒漠、湿地、海洋等类型生态系统蕴藏着巨大的物质产品,并维持着全体生物物种以及全人类的生存空间,为人类提供了清新美好的自然环境然而，由于人口的快速增加和对生物多样性资源的过度开发利用，导致了生物多样性的严重破坏遍及全球的森林砍伐、草原退化、土地沙漠化和盐渍化、湿地干涸、海洋污染、物种消失、水土流失、基因丧失等环境问题日益严重，已引起国际社会的广泛重视.联合国环境规划署自19８8年以来，-直致力于制定《生物多样性公约》,1992年在巴西召开的“联合国环境与发展大会"上，有153个国家的首脑在此《公约》上签字,中国亦成为《公约》缔约国。

保护生物多样性已成为近年来全球环境保护的热点之一第二节　生物多样性保护研究进展前期的生物多样性研究主要集中在生物多样性测度方面,研究内容涉及基因多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次;研究尺度从全球到区域的各类生态系统,其中，陆地生态系统特别是森林生态系统的生物多样性的研究和报道较多，土壤和沉积物的生物多样性以及水生生态系统的生物多样性、微生物多样性研究较为薄弱.目前，对全球生物物种总数、濒危和灭绝物种已有了粗略的估计，但仍缺乏全球生物的详查、编目、分类资料和全球生物物种的数据库目前对生物多样性的内在决定机制以及分布格局远未被完全掌握和理解对生物多样性的起源及其地理分布格局尚处于假说阶段,如进化时间学说、空间异质性学说、气候稳定性学说、生产力学说等目前对物种多样性时空分布的影响因素及其规律已有不少学者进行了探讨，并取得了一定的认识认为生物多样性的分布受纬度、海拔高度、湿度、温度、深度、盐度、景观空间格局和人为干扰的影响一般而言，物种多样性随纬度、海拔高度的增加而递减：对深度、盐度和景观类型而言则存在一个适度值，即生物多样性随这些值的变化一般呈正态分布.关于生物多样性丧失的原因、生态学过程及其机理目前也不清楚。

一般认为,人口自身的增长、人为活动干扰包括工农业活动、城市化等导致的生境破碎化或破坏(如森林破坏、环境污染、全球气候变化等）、农业的作物栽培、家畜饲养等是导致生物多样性减少和基因种质资源丧失的主要原因迄今为止，尽管生物多样性研究内容从简单的物种编目提高到了有关理论的研究，但进展缓慢很多研究内容，例如物种多样性的起源及其地理分布格局的物理生物机制、种内多样性的研究等等，仅仅停留在探讨阶段,尚未看出其对生产经营、生物保护等有多大的指导作用在生物多样性保护方面，还需要纠正一种观点，即所谓的“益虫"与“害虫"的区分每个人从小就被教育哪些物种是益虫,哪些物种是害虫这种区分在生态学看来是不存在的因为依生态学的观点，自然界中现存的物种都是经过漫长的与其他物种和环境之间的协同进化而保留下来的，每个物种在维持生态系统的正常运转中都有相应的贡献，人类在没有认清这些规律之前不能简单地定义其为益虫或害虫.举一个例子,蛀虫因为破坏木材而被人们称为害虫，但正是由于蛀虫的存在，使一株参天大树在死亡以后倒下，树干接触到土壤，从而使养分被迅速分解,完成了物质循环,也给其他树木留出了生长空间害虫”之所以泛滥，是由于人类营造的农田、人工林等不健全的生态系统所造成的,是人类给这些“害虫"提供了泛滥的条件:食物充足,缺乏天敌。

依靠农药来防治是治标不治本的办法同时，也不能因某个物种是大家认可的“益虫”而放任,诸如“七星瓢虫是益虫,多多益善”之类的说法都是十分荒唐的第五章 生态环境安全问题第一节 生态环境安全的定义生态安全是指生态系统的健康和完整情况是人类在生产、生活和健康等方面不受生态破坏与环境污染等影响的保障程度,包括饮用水与食物安全、空气质量与绿色环境等基本要素.健康的生态系统是稳定的和可持续的,在时间上能够维持它的组织结构和自治，以及保持对胁迫的恢复力.反之,不健康的生态系统,是功能不完全或不正常的生态系统，其安全状况则处于受威胁之中生态安全的概念早在20世纪70年代就已被提出,但是由于生态安全内涵的丰富和复杂性,以及人们对生态安全的研究尚不够深入，因而一直也未能形成统一并普遍接受的定义狭义的生态安全概念是指自然和半自然生态系统的安全,即生态系统完整性和健康的整体水平反映.健康系统是稳定的和可持续的,在时间上能够维持它的组织结构和自治，以及保持对胁迫的恢复力若将生态安全与保障程度相联系，生态安全可以理解为人类在生产、生活和健康等方面不受生态破坏与环境污染等影响的保障程度,包括引用水与食物安全、空气质量与绿色环境等基本要素。

广义的生态安全概念以国际应用系统分析研究所（IASA，1989）提出的定义为代表：生态安全是指在人的生活、健康、安乐、基本权利、生活保障来源、必要资源、社会次序和人类适应环境变化的能力等方面不受威胁的状态，包括自然生态安全、经济生态安全和社会生态安全，组成一个复合人工生态安全系统.广义的生态安全包括两层基本含义：一是环境、生态保护上的含义即防止由于生态环境的退化对经济发展的环境基础构成威胁，主要指环境质量状况低劣和自然资源的减少和退化削弱了经济可持续发展的环境支撑能力;二是外交、军事上的范畴即防止由于环境破坏和自然资源短缺引起经济的衰退，影响人们的生活条件,特别是环境难民的大量产生，从而导致国家的动荡第二节 主要生态环境问题本世纪初,我国发布了《全国生态环境保护纲要》《纲要》的发布,为全面减少新的生态破坏、巩固生态建设成果，从根本上遏制我国生态环境不断恶化的趋势,提供了翔实的实施计划在这份《纲要》中，首次明确提出“维护国家生态环境安全”的目标我国生态环境基础原本就脆弱，庞大的人口对生态环境又造成了重大的、持久的压力，加上以牺牲环境求发展的传统发展模式对生态环境造成很大冲击和破坏,因此,我国生态安全问题已在国土、水、生命健康和生物等四个方面突出表现出来。

过去，我们的国家安全观念中，主要强调军事安全、政治安全,而忽视了生态安全但实际上，生态安全一旦遭到破坏,不仅影响经济的发展，而且直接威胁人的基本生存条件,比如，土地的荒漠化直接减少人们的生存空间,水资源的衰竭会直接制约经济的增长，甚至使人们失去生存的基本条件因此，生态安全与军事安全、政治安全、经济安全一样,是国家安全的重要组成部分而没有生态安全，人们生存的基本条件就会受到威胁，军事、政治和经济的安全也就无从谈起可以说，生态安全是其他方面安全的基础和载体.生态安全具有其自身的特点：一是整体性生态环境是相连相通的，任何一个局部环境的破坏,都有可能引发全局性的灾难，甚至危及整个国家和民族的生存条件二是不可逆性生态环境的支撑能力有其一定限度，一旦超过其自身修复的“阀值",往往造成不可逆转的后果，比如野生动物、植物一旦灭绝就永远消失了，人力无法使其恢复三是长期性许多生态环境问题一旦形成，要想解决它就要在时间和经济上付出很高代价.四是全球性正如全球经济一体化之后，国与国之间的经济安全密切相关一样，生态安全也是跨越国界的目前世界各国已经面临各种全球性环境问题，包括气候变化、臭氧层破坏、生物多样性迅速减少、土地沙化、水源和海洋污染、有毒化学品污染危害等。

目前,在我国生态安全和各种因素中,国土安全、水的安全、环境安全、生物物种安全等都不同程度地存在着一些隐患.但深入分析就会发现，在各种威胁因素中，水土流失、水资源的不合理利用所造成的影响，范围最大，程度且深第一，水土流失和水资源的不合理利用，直接威胁国土的安全国土是一个国家居民生存的最基本条件.在战争条件下,战败国的国土被占领甚至被割让,是国土的最大损害,这属于军事范畴而在和平年代，国土质量和生产力的下降，造成国民居住和生产条件恶化,甚至导致居民基本生存条件的丧失、有效生存空间减少，这同样是对国土安全的严重损害.目前我国每年流失沃土100多亿吨，流失的氨、磷、钾等养分远大于全国化肥总产量全国荒漠化土地面积占国土面积的2７．3％，是全国耕地面积的两倍多在一些生态安全受到严重威胁的地区,群众生存条件不断恶化,一些乡村、城镇不得不多次搬迁第二,水的安全一直是困扰经济和社会发展的重要因素.从整体上讲，我国是一个缺水的国家,缺水还在以很快的速度增加；我国的农业自然灾害中７0％是水旱灾害,水旱灾害中旱灾又占到７0％，90年代平均每年干旱面积3．８亿亩;全国668个城市中有４00多个供水不足，生产和生活受到严重影响，缺水使全国工业总产值每年损失2000多亿元。

一方面水资源短缺问题相当突出，另一方面，由于大江大河上中游水土流失严重，使河道、湖泊泥沙淤积增加,排水、蓄水能力大大降低,抗洪防洪能力减弱,对中下游地区的安全带来很大隐患.这类问题如果持续大范围发生，该区域的百姓将会丧失生存条件，谈不上安居乐业，也许还需要大规模搬迁，就有可能造成社会动荡.生态安全急需居安思危，防患于未然，而不能拖至不可收拾的地步.第三节 如何协调生态保护与经济发展的矛盾经常有这类的报道：要实施某个经济开发项目,遭到生态学家的反对好像生态学家就是专职反对经济建设的.诚然，某些工程项目对环境的破坏太大，可能造成不可恢复的损失，这是要认真考虑和坚决制止的但针对生态保护与经济发展之间关系的处理并不是简单地反对或者赞同那么简单过于强调生态保护,反对一切经济开发,表面上是保护，但实际上由于这种绝对的保护有可能对当地居民的生活造成很大影响，难以得到当地人的支持而在经济开发中不考虑环境影响，一味地破坏，最后也会由于失去环境和资源的支持而无法实现可持续发展，甚至造成生态灾难所以当前生态学家的任务应该是科学合理地协调生态保护与经济发展之间的关系,不能将经济开发一律看作洪水猛兽，因为自然界本身也在进行一定的自我破坏,也有一定的自我修复能力。

例如一片森林,人不去采伐,大自然也在“砍伐”，在东北东部地区,如果森林不经常被火烧、砍伐，就没有白桦、山杨的立足之地我们应该研究的是对自然干扰的“底线”是多少,给经济开发规模规定必要的限度，实现人类的自我约束.从生态学的角度来讲,经济开发规模或强度应当以不破坏自然生态系统自身修复能力为原则第六章　生态系统服务评价第一节 自然资本概述自然资本论认识到人工资本的生产和使用与自然资本的维护和供应之间存在着密切的相互依存关系资本的传统定义是以投资、工厂和设备的形式积累财富实际上，一种经济需要4种类型的资本来适当地运转：一是以劳动和智力、文化和组织形式出现的人力资本;二是由现金、投资和货币手段构成的金融资本：三是包括基础设施、机器、工具和工厂在内的金融资本;四是由资源、生态系统构成的自然资本生态系统除了为人类提供了食物、木材等资源外，又提供了重要的生态服务而这种服务对人类的繁荣来说，远比不可再生的资源更为重要一片天然林可提供的不仅仅是木材资源，而且可以提供蓄水和防洪服务一种健康的环境不仅能自动地提供清洁的空气和水、降雨、海洋生产力、肥沃的土壤,而且还能提供这样一些较少被察觉到的功能，如垃圾处理（自然的和工业的)、对极端气候的缓冲作用和大气的更新等。

人类继承了一个38亿年的自然资本储备，在工业体系达到极高的水平,聚集和积累人工资本的成就达到颠峰之时，人类文明赖以创造经济繁荣的自然资本却正在急剧减少自18世纪中期起,自然界受到的损害要比整个史前时代造成的损害还要大第二节 对森林价值的认识现代社会对森林价值的认识大致经过了三个阶段，发达国家自17世纪中叶资本主义在欧洲兴起开始，对森林的经营一直是以生产木材为目的,往往视森林的防护与环境功能为当然，此阶段为森林的木材价值论阶段到二战后，德国于20世纪50年代确定了森林多功能理论,美国、瑞典、奥地利等也都相继采用了森林多效益理论，为森林的多效益价值论阶段20世纪80年代末90年代初，理论界出现对森林未来价值的思考，开始进入森林的全面价值论阶段在我国目前市场条件下，森林的直接功能—提供木材及林副产品,由于其“有形”，易于计量，已进入市场而森林的生态功能,因为其产品“无形”、计量困难等原因而没有进入市场，一直为社会无偿享用，森林经营者不能得到应有的经济补偿只要深入到森林生态功能内涵,就不难发见，森林生态功能因为难于计量，好象“无形”,而其作用的结果,最终输出的是物化的、“有形”的产品例如森林涵养水源保持水土的功能,它作用的结果是蓄水保土。

据测定，3333hm2的森林蓄水量相当于100万ｍ3的水库日本学者研究表明：日本如果不造林，每年修水库需要1３亿日元,修坝防洪需要１83亿日元,两项合计１9６亿日元造林绿化，利用森林涵养水源保持水土的功能，就可节省这笔巨大的投资.由此可见，森林生态功能的价值是巨大的从政治经济学的角度看，森林生态功能具有以下特性：森林生态功能是森林经营者通过经营管理，投资投劳生产的森林成果的一部分,同木材及林副产品一样,为劳动产品的一部分,是劳动的结晶因此具有价值.森林生态功能可以满足人类社会的多种需要,具有实用性.如涵养水源的功能,可以增加蓄水，为人类提供生产、生活用水;净化空气、改善环境的功能，可以为人类提供空气新鲜、优美宜人的环境条件,为人类生活、休闲娱乐、疗养、旅游提供良好的场所等等，具有使用价值.因此,森林生态功能具有商品属性.世界上一些林业先进国家，已经对森林生态功能的经济效益进行了或正在进行计量调查研究.从方便理解和操作的角度，森林生态系统服务可以概略地分为三大类,一类是生态系统产品,主要是木材和非木材林产品等可以商品化的功能；第二类是改善人类生存环境的公益功能，主要包括：涵养水源、保持水土、合成有机物质、净化环境、其他维持生态系统平衡与进化的功能等;第三类是为人类娱乐、美学、科学、教育、精神和文化方面提供自然环境的社会价值类型,主要是游憩和科研等。

第三节 生态系统服务及价值的分类生态系统服务功能的价值可大致分为如下几类一)直接利用价值：主要是指生态系统产品所产生的价值，它包括食品、医药及其它工农业生产原料，景观娱乐等带来的直接价值直接使用价值可用产品的市场价格来估计二）间接利用价值:主要是指无法商品化的生态系统服务功能,如维持生命物质的生物地化循环与水文循环，维持生物物种与遗传多样性，保护土壤肥力，净化环境,维持大气化学的平衡与稳定等支撑与维持地球生命支持系统的功能间接利用价值的评估常常需要根据生态系统功能的类型来确定,通常有防护费用法,恢复费用法,替代市场法等.(三)选择价值：选择价值是人们为了将来能直接利用与间接利用某种生态系统服务功能的支付意愿.例如，人们为将来能利用生态系统的涵养水源、净化大气以及游憩娱乐等功能的支付意愿人们常把选择价值喻为保险公司，即人们为自己确保将来能利用某种资源或效益而愿意支付的一笔保险金选择价值又可分为3类:即自己将来利用:子孙后代将来利用，又称之为遗产价值；及别人将来利用,也称之为替代消费四）存在价值:存在价值亦称内在价值,是人们为确保生态系统服务功能能继续存在的支付意愿.存在价值是生态系统本身具有的价值，是一种与人类利用无关的经济价值.换句话说,即使人类不存在，存在价值仍然有，如生态系统中的物种多样性与涵养水源能力等.存在价值是介于经济价值与生态价值之间的一种过渡性价值,它为经济学家和生态学家提供了共同的价值观。

第四节 主要的研究方法对生态系统服务进行评价时主要可以采用如下几种方法:（一）市场价值法市场价值法是指对有市场价格的生态系统产品和功能进行估价的一种方法通过市场来体现生态系统服务的价值这种方法是在估算中最常使用的，也是最简单的方法但是这种方法只适用于有市场价格的生态系统产品或服务，对于没有市场价格的服务只能通过其他方法进行转化,才能适用另外还要结合考虑一系列经济指标因此使用时常常受资料限制市场价值法与费用支出法类似,但它可适合于没有费用支出的但有市场价格的生态服务功能的价值评估例如没有市场交换而在当地直接消耗的生态系统产品,这些自然产品虽没有市场交换，但它们有市场价格，因而可按市场价格来确定它们的经济价值市场价值法先定量地评价某种生态服务功能的效果，再根据这些效果的市场价格来评估其经济价值在实际评价中,通常有两类评价过程一是理论效果评价法,它可分为三个步骤：先计算某种生态系统服务功能的定量值，如涵养水源的量、二氧化碳固定量、农作物的增产量；再研究生态服务功能的“影子价格”,如涵养水源的定价可根据水库工程的蓄水成本，固定二氧化碳的定价可以根据二氧化碳的市场价格;最后计算其总经济价值二是环境损失评价法，这是与环境效果评价法类似的一种生态经济评价方法。

例如，评价保护土壤的经济价值时，用生态系统破坏所造成的土壤侵蚀量及土地退化、生产力下降的损失来估计理论上,市场价值法是一种合理方法，也是目前应用最广泛的生态系统服务功能价值的评价方法.但由于生态系统服务功能种类繁多，而且往往是很难定量，实际评价时仍有许多困难二)费用支出法费用支出法是用以生态系统服务功能的消费者所支出的费用来衡量生态系统服务价值的方法，是从消费者的角度来评价生态服务功能的价值这种方法常用于对旅游文化娱乐功能的估算，通过旅游者在旅游活动中交通、观赏、食宿等方面的花费，对生态系统的游憩功能进行评估.费用支出法是一种古老又简单的方法,它以人们对某种生态服务功能的支出费用来表示其经济价值.例如,对于自然景观的游憩效益，可以用游憩者支出的费用总和(包括往返交通费、餐饮费用、住宿费、门票费、入场券、设施使用费、摄影费用、购买纪念品和土特产的费用、购买或租借设备费以及停车费和电话费等所有支出的费用）作为森林憩的经济价值由于受许多社会因素的影响，这种方法并不能真正反映旅游者对于旅游区的支付意愿，而且这种方法也只适用于游客较多的地区三)替代花费法用可以进入市场交换的物品替代无法进入市场的环境效益或服务价值，为没有市场价格的因素定价的方法。

但是有一些服务功能是无法替代的,因此这种方法有一定的适用范围.（四）生产成本法根据生产某种生态功能的产品成本进行定价的方法或对某些可再生资源进行定价的方法五）影子工程法以人工建造一个工程来替代原来被破坏的生态功能的费用,并进行功能估算的方法.（六）恢复和保护费用法根据保护和恢复某些生态功能所需费用而进行的生态功能的评价,即：当某一生态系统遭到破坏后,恢复到原来状态所需费用；或者为确保某一生态系统不被破坏的费用.以此来评价生态系统的价值,在对不同生态系统服务功能进行价值估算时，应针对生态系统的类型、对人类生产生活提供不同服务的类型选择不同的估算方法第六节　对森林生态功能评价结果的认识森林生态功能的评价多数是通过影子价格实现的，影子价格的确定十分重要.以森林固定CO2的价格为例，可以有三种方法:(1)以人工固定ＣO２的成本计算；(2）以造林成本计算，因为森林具有固定ＣＯ2的功能；(３）以碳税标准计算，瑞典、丹麦等国家都向联合国提议对化石燃料征收碳税,以减缓温室效应,如瑞典政府提出的碳税收率为015美元/kg碳因此，选择合理的影子价格是评价结果能否为人们所接受的关键长期以来，人们习惯于以林业的主、副产品的价值来评价林业的效益,而森林生态功能评价结果往往是林业直接经济效益的数倍乃至数百倍,森林生态功能评价结果能否为人们所接受对这项工作的开展将产生很大的影响。

对于占地球陆地生态系统７0%的森林来说，其生态功能大也是理所当然的.生态价值是一个发展的、动态的概念，它是随着经济社会发展水平和人民生活水平的不断提高而逐渐显现并增加起来的，当人们解决温饱并达到小康以后，对生态价值的重视的程度将逐步提高.对于生态功能评价结果接受要有一个过程,由此也可以看到森林生态功能评价工作的任重道远第七章 生态学理论在森林经营中的应用第一节 森林经营中的若干生态学观点（一）生态学的自然观生态学的研究实际上就是向自然界学习的过程,通过探索生态系统各成分的表现及其之间的关系，揭示自然规律,从而为生产经营实践提供指导什么是最优的森林结构？针对这一问题,应该到未受干扰的天然森林中去寻求答案在漫长的协同进化过程中形成的森林各物种之间的关系是最和谐的,结构最合理,功能最完善不能凭借人的主观想法来“优化”森林结构。