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生態系統論文范文

時間:2022-09-05 15:29:15

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生態系統論文

第1篇

航運金融生態系統的構成通過比較自然生態系統和金融生態系統,我們可以發現,作為金融系統的分支,航運業的金融系統也是一個具有很多生態學特征的系統,通過與生態系統和金融生態系統的比較分析,我們可以簡要的得出航運金融生態的組成結構圖,我們可以對航運業中金融生態系統的要素關系進行簡要的分析:航運金融生態系統包括了航運金融生態主體和航運金融生態環境兩大部分。航運金融生態主體中的生產者,主要包括各類航運金融機構、金融市場,如各類銀行、保險公司、交易所等,它們將資金從沒有生產性用途的人手中導入有生產性用途的航運企業手中。作為航運金融產品的消費者,主要包括航運、港口以及相關企業,它們通過船舶融資、融資租賃、IPO上市等方式獲得資金,并將獲得的資金運用到運輸生產服務中。作為金融廢棄物的分解者,主要指金融中介和監管機構,航運金融的發展,需要保險經紀、保險公估、法律服務、會計、船舶檢驗等各類中介機構提供專業化服務,以保證航運金融生態鏈的順暢運作[3]。在航運金融生態環境因素中,外部經濟環境包括一個國家和地區的經濟發展水平、結構等方面內容。法律制度環境是指航運金融運行所依托的法律和制度。創新環境是指為適應航運實體經濟的發展,而對制度安排、業務品種、金融工具、金融產品等方面所進行的創造性的變革和開發活動,它是金融結構提升的主要方式和金融發展的重要推動力量。航運金融離不開信息、技術和人才方面的支持,如航運企業在資金結算、管理等方面需要銀行業提供較好的技術、信息服務等。另外,航運金融業是涉及航運、金融、法律等多方面的產業,對從業人員素質要求較高。

航運金融生態系統的運行機制分析

基于自然生態和金融生態的組成結構,我們建立了航運金融系統的生態結構圖,在這個生態結構圖中,存在各種要素與元素,這些要素與元素之間的關系十分復雜,包括上下游的關系、平行關系以及間接的聯系等。為了揭示立航運金融生態的運行機制,本文嘗試從生態圈的角度建立航運金融生態圈,如圖2所示,外圈表示航運金融生態環境,內圈為航運金融生態環境主體。外圈的航運金融生態環境包括了外部經濟環境,法律制度環境,創新環境,技術、信息、人才環境等,這些都是航運金融機構和金融體系生存和發展的基礎條件。內圈的航運金融生態主體結構表達的是航運金融的生產者、消費者、分解者之間的循環關系,反映航運金融主體內部各層次之間的協作關系。航運金融生態主體和航運金融環境組成一個緊密聯系的生態圈,相互之間具有很強的依存性。航運金融生態主體和生態環境各自發揮自身的特點和作用,系統才能發揮有效功能,然而在航運金融生態系統中,系統是否協調取決于其內部各個組成部分是否結構合理、大小勻稱、功能配套。

航運金融生態系統和諧性分析

航運金融生態系統和諧性判別模型航運金融生態系統是否能夠可持續性發展,取決于航運金融生態系統內部的結構、發展水平與金融生態環境是否和諧。從國內外的既有文獻看,多集中于金融生態環境評價指標體系的構建,對于金融生態系統和諧性評價指標體系的研究相對較少,本文借鑒和諧系統理論[4],對航運金融生態系統的和諧性進行分析,首先是對航運金融產業生態主體的和諧性進行判別,主要是對航運金融生態中的生產者、消費者和分解者三個子系統之間的和諧程度判別,判別標準依據設定的和諧判別區間,若未通過此判別,則判別結束,認為航運金融系統是不和諧的,若通過判別,則還需將航運金融生態主體系統和航運金融生態環境系統進行和諧性判別,從而得出航運金融生態系統是否和諧。為了描述系統內部或系統之間各要素之間和諧一致、配合得當的關系,我們采用和諧度值來衡量系統內部或系統之間協調狀況好壞的定量指標。本文利用模糊數學中的隸屬度概念,對兩個系統之間的和諧程度進行評價。和諧度的測度依據系統是否根據時間變化,和諧度的測度分為靜態和諧度和動態和諧度的測算兩類。(1)靜態和諧度。和諧發展是一個內涵明確而外延不明確的模糊概念,因此,可采用模糊數學中隸屬度概念對其進行描述[5],隸屬度變化規律可以通過隸屬度函數來反映,和諧度函數公式如下:(式略式中:US為靜態和諧度;x為觀測值;x'為和諧值,可通過建立回歸方式求得;s2為方差。實際值越接近和諧值,靜態和諧度就越大,說明系統的和諧程度就越高。靜態協調度反映了系統在某一特定時期的和諧程度。兩系統之間的靜態和諧度計算公式為:(式略)式中,u(i/j)是i系統對j系統的靜態和諧度,是i系統的觀測值xi與j系統觀測值xj要求的協調值的接近程度;反之,u(j/i)是j系統對i系統的靜態和諧度。就兩個系統而言,靜態和諧度Cs(i,j)和系統和諧狀態如表1所示。(2)動態和諧度的測度。動態和諧度反映的是兩系統相互協調發展的程度,公式為:(式略)

第2篇

1.1關于模型模擬法,中國學者借鑒國外經驗改進了CEVSA,CASA,GLO-PEM,BEPS等多個陸地生態系統碳循環模型,同時根據中國的情況研發了AVIM2,Agro-C,FORCCHN,DCTEM等陸地生態系統模型,研究了陸地生態系統的凈初級生產力和碳儲量、氣候變化和土地利用變化對中國陸地生態系統碳循環的影響等問題。這些模型現在已經被廣泛地應用于草地、農田、森林等生態系統生物量和生產力的模擬,并且對不同的生態系統類型分別建立了不同的參數和計算系統。模型一般以天或月為運行的時間步長,模型參數涉及氣溫、降雨量、光照等氣候因子,植物本身的生物學特性、土壤特性等指標來計算生態系統的生物量和生產力。

1.2現場實測法現場調查法一般是指設立典型的樣地,通過收獲植被生物量、枯落物和土壤等碳庫的碳儲量,在連續測定的基礎上可以分析生態系統各部分碳庫之間的流通量,輸入系統的NPP和離開系統的枯落物與土壤的碳排放速率。然而對于大面積的森林植被采用收獲法測定碳匯量比較困難,一般伐倒少許樹木,確定生物量與胸徑或樹高的回歸關系,然后利用回歸關系和所有樹木的實測胸徑或樹高推算樣地的生物量,而區域性的森林資源清查數據主要是木材材積量,還需要借助生物量換算因子(BEF)等方法才能將其轉換為森林植被生物量,再根據生物量與碳量的轉換系數求林地的固碳量。對于園林植被,一般根據不同植物個體的葉面與胸徑、冠高或冠幅的相關關系,通過實測建立不同植株個體綠量的回歸模型,應用回歸模型計算綠地或地區綠量的總和,從而在實測單株植物固定CO2碳量基礎上,根據綠量即可計算出植被的固碳量。

1.3遙感估算法遙感估算法是指通過遙感手段從遙感數據中獲取歸一化植被指數(NDVI),在GIS技術的支持下,建立NDVI與葉面積指數及植被覆蓋度等的關系,結合地面調查,推斷出植被指數與生物量之間的關系進而求得生物量,然后計算碳匯儲量。隨著遙感技術的發展,遙感估測植被碳匯成為較為便捷的方法,適用于大尺度范圍內的植被碳庫的變化研究。近年來的研究逐漸將遙感與模型相結合,通過遙感反演獲取地面物理參數,如地面反照率、葉面積指數、土壤濕度等,可直接作為陸地生態系統碳循環模型的驅動變量或參量,以充分發揮模型的過程機理定量化和遙感信息的宏觀、動態的長處。

1.4通量觀測法通量觀測法是指建立在氣象學基礎上,通過測量近地面層的湍流狀況和被測氣體的濃度變化來計算被測氣體的通量的方法,是最為直接的可連續測定CO2和水熱通量的方法,也是目前測算碳匯最為準確的方法。目前,基于渦度相關技術的通量觀測已經成為研究陸地生態系統碳循環與全球變化科學的重要手段,其特點在于采用較為精密的儀器包括三維聲速風速儀、閉路紅外線CO2/H2O分析儀等,直接對植被與大氣之間的通量進行計算,直接長期對陸地生態系統進行CO2通量測定,同時又能為其他模型的建立和校準提供基礎數據。這一方法在區域和國家通量觀測研究網絡(AmeriFLUX,CarboEurope,OzFlux,Fluxnet-Canada,AsiaFlux,KoFlux等)中得到廣泛使用。

2植被碳匯計算方法應用可行性分析

2.1路域生態系統的特征分析公路具有其獨特的大尺度線性特征,絕大部分的公路都橫跨多個生態系統,所以一條公路的路域生態系統通常包括多個生態系統的綜合特性,是多種生態系統的復合體。公路工程的建設造成公路周邊的土壤條件、光照狀況、水分等環境因子發生改變,形成路域小環境。同時持續的人為干擾,引發路域植物群落內部對養分水分空間的競爭以及和外來人工綠化種的競爭,導致路域植被群落穩定性差,易退化。與穩定的自然生態系統相比,路域生態系統內部分化出許多由一種或若干種植物所構成的小群落,物種組成和群落結構具有自身特點。正是由于公路線性以及路域生態系統的復雜性,植被碳匯的估算較為復雜,現有的計算方法在交通行業的應用也受到很多的限制。因此,在方法的選擇上,也應當根據不同的目的、不同的研究范圍進行適當的選擇與調整。

2.2模型模擬法眾多的模型一般應用于區域或全球尺度的自然生態系統植被碳匯估算。模型參數獲取需要長期的定位觀測等方式獲得,而對于具有小環境特點且呈帶狀分布的路域生態系統而言,模型參數的獲取受到了很多限制,如若參考自然生態系統的參數值,可能會帶來更大誤差。此外,模型的構建是基于對現實過程的簡化,在此過程中眾多的假設和主觀判斷給模型帶來了很多隱藏的誤差。而且,模型參數和輸入數據的不確定性同樣影響著模型模擬結果的精度。因此,就目前交通行業的現狀來看,模型模擬法不宜作為路域植被碳匯估算方法。但是,在交通行業逐步建立起完善的交通環境監測網絡基礎上,可獲取路域生態系統小氣候的參數時,再對部分模型參數進行校正,對模型進行改良,將模型模擬法用于驗證與校核其他計算方法,提高碳匯計算精度。

2.3現場實測法目前,通過現場實測法對陸地生態系統植被固碳量的計算相對成熟,很多學者認為,以實測的方法來計算植被碳匯是誤差最小的測算方法。但是該方法耗時耗力,如若采用該方法對現有路網路域生態系統中的植被進行碳匯估算,由于公路里程的原因工作量將異常巨大,在短時間內很難完成。對此,在路域生態系統植被碳匯的估算中,可選擇典型的路段或區域采用該方法進行計算,并與遙感估算等方法相對比和結合,進行數據的校正,提高計算精度。

2.4遙感估算法利用遙感估算植被NPP就是基于地面上不同植被類型對不同波長太陽光的反射率來區分地表的植被覆蓋。公路是線性工程,長數十至數百公里,同時植被類型多樣,因而遙感技術的應用大大節約了路域植被現場調查的人力和時間成本。但同時路域范圍寬約為幾十米,在利用遙感技術時,對遙感圖像的分辨率要求較高,而高分辨率遙感影像價格也非常可觀,這樣就增加了遙感影像的購買成本。因而在實際應用過程中,也需要考慮與現場實測法的結合,在滿足計算要求的前提下,節約成本。

2.5通量觀測法通量觀測法是基于微氣象學原理實現對監測樣地的連續、長期觀測,可應用于不同的生態系統碳通量的監測中,形成監測體系。但該法儀器設備價格較高,配套設施建設要求高,同時測量難度大,需要專業技術人員操作和定期維護。這些都限制了該方法在路域生態系統中的應用。因此,在現有條件下即使在路域小范圍內開展監測也具有一定的難度。然而,為保證路域生態系統植被碳匯估測的準確性,在今后的科學研究中可以借鑒現有通量觀測研究網絡的建設經驗,逐步選擇典型的路域環境建立觀測站點進行長期觀測實驗,積累相關基礎數據,實現路域生態系統長期碳通量觀測。

3討論與建議

第3篇

目前常用的穩定碳同位素測定方法有:質譜法、核磁共振法和光譜法,其中質譜法是穩定同位素分析中最通用、最精確的方法。穩定同位素質譜分析法是先使樣品中的分子或原子電離,形成各同位素的相似離子,然后在電場、磁場的作用下,使不同質量與電荷之比的離子流分開進行檢測。穩定同位素質譜儀不僅能用于氣體,也可用于固體的研究,能用于幾乎所有元素的穩定同位素分析。近年來,隨著生物地球化學元素循環研究的發展,借助同位素質譜(EA-IRMS),多用途氣體制備及導入裝置-同位素質譜(GasBenchII-IRMS)及痕量氣體預濃縮裝置-同位素質譜(PreCon-IRMS)聯用技術的興起,碳穩定同位素的研究有了更快的發展。穩定同位素質譜儀測定同位素比率大致分3個步驟(見圖2):(1)樣品的收集、制備和前處理;(2)將材料轉化成具有所測元素的純氣體,(3)進入質譜儀檢測。

一般樣品通過前處理后,同位素質譜聯用裝置可以完成后續的氣體轉化和測定。通常,穩定同位素質譜儀在計算機輔助下直接給出同位素比值,更先進的儀器已可以進行自動化分析,如美國熱電公司的Thermosci-entificMAT253,德國元素公司的Isoprime100穩定同位素質譜儀等。植物和土壤等固體樣品,在進行同位素質譜分析之前必須進行干燥、粉碎、稱量等處理。如果采集的土壤樣品中含有無機碳,在干燥前應該進行酸處理。制備好的樣品稱量后通過固體自動進樣器送入到元素分析儀-同位素質譜(EA-IRMS)進行碳氮同位素測定。測定土壤樣品中碳酸鹽δ13C的樣品稱量后放入樣品管,置于GasBenchII儀的恒溫樣品盤中通過酸泵滴加100%磷酸,生成的CO2氣體通過氣體自動進樣器送到同位素質譜進行碳同位素測定。

液體樣品包括土壤DOC和微生物生物量碳(MBC)等浸提液在進行同位素質譜分析之前要進行分離轉化、冷凍干燥等前處理。其中土壤DOC和微生物MBC按照參考文獻方法用0.05mol/LK2SO4溶液提取,浸提液經冷凍離心濃縮或者凍干機干燥獲得的粉末稱量后通過固體自動進樣器送入到元素分析儀-同位素質譜(EA-IRMS)進行碳氮同位素測定。氣體樣品包括空氣和培養富集氣體,用已抽真空的頂空樣品瓶采集,其中CO2氣樣需采集20~30mL,樣品中的碳同位素比值可直接通過多用途氣體制備及導入裝置-同位素質譜聯用儀(GasbenchII-MS)測定。對于空氣中的CH4需采集100~150mL,樣品中的C同位素比值可通過帶有全自動氣體預濃縮裝置-同位素質譜聯用儀(如,美國熱電公司的PreCon-IRMS)測定。

二、穩定同位素技術應用

土壤是地球表層最為重要的碳庫也是溫室氣體的源或匯,但對關鍵過程及其源或匯的研究卻十分有限。隨著全球變化趨勢的日趨明顯,農田生態系統在碳素的吸收、轉移、貯存和釋放過程中所起的作用越來越受到人們的關注。農田土壤碳的動態變化和循環特征及其微生物驅動機理研究,成為當今生態學、生物地球化學和環境科學研究的共同熱點。

1.穩定同位素技術與Keeling曲線法

土壤呼吸是農田土壤碳循環的重要組成部分,也是其排放CO2到大氣中的主要途徑。土壤呼吸以根系呼吸和土壤微生物呼吸為主。利用微氣象法能夠測定生態系統CO2通量,但是不能精確量化和區分根系呼吸和土壤微生物呼吸作用。應用穩定碳同位素技術,通過脈沖標記法(13C-CO2標記示蹤)和持續標記法(自然豐度或FACE),造成根呼吸和土壤微生物呼吸CO2碳同位素組成的差異,然后分別測定土壤總呼吸、土壤微生物呼吸和根呼吸的δ13C值,追蹤土壤呼吸的來源,并根據碳同位素質量守恒原理即可區分根系呼吸和土壤微生物呼吸,定量土壤呼吸中根系呼吸和土壤微生物呼吸的比例。目前用于測定土壤呼吸CO2碳同位素組成的取樣方法包括靜態箱(KeelingPlot)法、靜態箱平衡狀態法和動態箱連接紅外分析儀法等,其中靜態箱法相對比較成熟,而且成本低廉。Buchmann和Ehleringer采用靜態箱研究了冠層尺度C3(紫花苜蓿)和C4(玉米)作物光合作用和土壤呼吸通量及其δ13C同位素組成變化規律,通過土壤有機碳及土壤呼吸的δ13C同位素組成差異,區分了輪作系統土壤呼吸及作物光合作用對凈通量的貢獻。隨著靜態箱方法經過不斷的修改和完善,通過Keeling曲線法測得的農田生態系統呼吸釋放CO2的碳同位素組成(δ13C)能夠反映作物土壤根系和微生物呼吸釋放CO2的δ13C同位素組成,以較好地理解生態系統的同位素鑒別。

2.土壤有機碳來源及其周轉規律研究

2.1C3/C4植物變遷自然豐度法

碳、氮、氧、氫這些輕元素在自然環境中的循環和周轉過程中,其同位素比值間的差異較大,同位素分餾效應比較明顯,利用13C/12C、15N/14N、18O/16O和D/H同位素豐度比的變異攜帶有環境因素的信息,具有原位標記特性。通過測定土壤或者植物中δ13C,可以研究植物-土壤生態系統碳來源及其周轉規律。穩定碳同位素比值(δ13C)分析方法在土壤有機質分解程度評估、土壤有機質來源探討、C3/C4植被變化歷史研究等領域中得到日益廣泛的應用。由于不同植物類型具有不同的δ13C值,C3植物δ13C的變化范圍為-9‰~-17‰。;C4植物δ13C的變化范圍為-10‰~-22‰,當C3植物被C4植物所取代時就會導致土壤有機質δ13C值的改變。因此,可以通過土壤有機碳δ13C值相對于參考土壤(未改變種植作物的土壤)的變化來探討土壤有機碳的周轉速度,及不同C3和C4植物來源碳占土壤碳庫各組分及氣體CO2中的比例。Balesdent和Mariotti最早通過C3和C4植物類型的變遷來研究土壤碳庫各組分的穩定性及周轉規律,研究發現,長期耕種小麥(C3作物)的農田土壤在連續13年種植玉米(C4作物)后,22%的土壤有機碳獲得了更新,而且不同粒徑土壤有機碳的周轉速率不同,其中>50μm和<2μm團聚體中含有更多的新碳,而粘粒中土壤有機碳的更新速度最慢。

Dignac等通過C3和C4植物類型變遷長期定位試驗,采用銅氧化法結合穩定同位素質譜分析技術進一步研究了植物根系殘留物(木質素)的穩定性及其對土壤有機碳庫的貢獻,結果發現,連續9年種植玉米(C4作物)對土壤有機碳含量、木質素及其生物降解程度(分解和周轉)雖未產生顯著影響,但其碳同位素組成發生了顯著變化,其中有機碳中9%而木質素有47%來源于玉米(C4作物),木質素大分子的周轉速率較土壤有機碳庫更快。作為土壤碳庫中的活性組分,MBC的穩定性和周轉速率也可以通過土壤碳自然豐度δ13C值的變化進行研究。Blagodatskaya等通過54d室內培養實驗研究了C3和C4植物類型的變遷后各碳組分的周轉速率、新老碳對土壤有機碳(SOC)、微生物碳(MBC)和CO2氣體的貢獻以及微生物在碳分餾過程中的作用。研究結果發現,土壤SOC及MBC的周轉時間分別為16.8年和29~30d,而且隨著種植年限的增加,周轉時間將會延長。新老碳庫對SOC、MBC和CO2氣體的貢獻不同,其中MBC中20%碳來源于老碳(C3),CO2氣體中60%來源于老碳(C3),由于微生物對土壤老碳的偏好利用,土壤中SOC中新碳貢獻將逐年增加。13C自然豐度法靈敏度和分辨率較低,而且C3/C4植物更替,限制了應用。

2.2穩定碳同位素示蹤法

碳的穩定同位素(13C)示蹤技術能有效地闡明地下碳動態變化和土壤碳儲量的微小遷移與轉換,以及定量化評價新老土壤有機碳對碳儲量的相對貢獻。利用13C標記秸稈研究作物秸稈、殘茬或作物根系在土壤中的分解動態或對土壤有機質的貢獻,可為闡明土壤碳轉化過程及土壤肥力演變過程提供新的技術支撐。以植物殘體形式輸入的作物光合碳對土壤有機碳庫的貢獻及轉化規律已有大量的研究。竇森等在室內培養條件下,研究了添加13C玉米秸稈后,土壤有機碳庫中胡敏酸和富里酸含量隨時間的動態變化,發現在培養期間內,原有土壤有機碳較新形成的有機質的分解速度慢;同時也證明該方法用于研究短期培養條件下新加入有機質在土壤中的分解動力學是可行的。

隨著同位素技術的發展和應用,研究者開始了對生育期內植物—土壤體系中碳分配的量化研究,定量化評價根際沉積對土壤碳儲量的相對貢獻。比如,Li-ang等通過13C穩定同位素培養試驗研究了玉米根際沉積碳在土壤碳庫中的分配,認為水溶性有機碳(DOC)和MBC是“新碳”的主要去向。而Yevdokimov等的研究表明燕麥根際沉積碳的主要去向為MBC、呼吸碳和SOC,而土壤DOC并不主要來源于“新碳”。何敏毅等應用13C示蹤技術研究表明,玉米在其生育期內輸入到地下的總碳量為4.6t•hm-2,其中42%存在于根系中,7%轉化為土壤有機碳,剩下的41%通過根際呼吸進入大氣。不同研究結果的差異可能由于不同學者采用的研究方法、作物及土壤類型不同造成。

3.穩定同位素探針技術(SIP)

農田系統是半開放的人工系統,進入土壤的新鮮有機物質包括自然歸還的植物殘體和根系分泌物、人為歸還的有機肥等,而系統碳輸入是影響土壤有機碳動態的最主要因素之一。土壤微生物是土壤有機質、土壤養分轉化和循環的動力,是土壤有機質轉化的執行者。外源有機質(“新碳”)進入礦質土壤基質后,發生由微生物介導的物理–化學–微生物的轉化過程。“新碳”輸入土壤,經土壤微生物作用轉化為有機質,影響土壤有機碳含量及其組分的變化,或轉化為CO2和CH4等氣體返回大氣。應用同位素示蹤技術結合微生物分子生物學技術(PLFA/DNA/RNA-SIP)能夠定量化“新碳”在土壤碳庫中的轉化動態及其對土壤碳儲量的相對貢獻,闡明微生物種群結構與“新碳”轉化及穩定性之間的關系。Lu等用13CO2對水稻進行脈沖標記,通過13C-PLFA圖譜分析發現,不同根際微生物對植物光合作用產物有不同的吸收特征,證明了水稻根際微生物種群與植物光合作用密切相關。進一步對土壤13C-DNA進行分析,發現水稻ClusterIArchaea類群的核糖體RNA中含有13C,表明此類細菌可能在由植物碳源產生甲烷的過程中起重要作用,對全球氣候變化具有重要影響。

Bastian等定量研究了土壤外源添加小麥秸稈后,參與秸稈分解過程的(共168d,8個時間點)微生物種群結構動態變化,結果發現在秸稈降解的前期(14~28d)和后期(28~168d)細菌和真菌群落結構差異明顯,這主要是秸稈降解過程中養分由豐富向貧瘠轉化誘導的微生物r選擇和k選擇的結果。另外,農田土壤除作物光合碳根際輸入外,還存在大量的光合自養微生物,通過卡爾文循環固定大氣CO2合成有機物,并轉化為土壤有機碳,對農田土壤有機碳累積的貢獻不可忽視。而農田土壤中參與了“新碳”的輸入、分配與轉化的主要微生物種群,及其與“新碳”轉化的相互關系如何,有待進一步研究。SIP能夠將功能和種群分類聯系起來,在微生物生態學研究中有著巨大的應用潛力,隨著可用底物種類的增加(N、H),SIP技術將有可能鑒定出更多在碳、氮及其他元素循環中發揮重要作用的微生物。

三、展望

穩定碳同位素技術已在土壤有機質的轉化、土壤中碳素的來源及其影響因素等方面得到了較廣泛的應用。然而,我國農田土壤碳同位素研究大多集中于對C3和C4植物碳同位素、土壤CO2和土壤有機碳的同位素組成的測定與分析,對于農田土壤管理方式以及土壤質地、溫度等環境條件對土壤碳周轉過程的影響機理研究還很少。另外,土壤微生物是土壤有機質和土壤養分轉化和循環的動力,是土壤有機質轉化的執行者,但有關微生物種群結構和數量與農田土壤碳轉化及穩定性之間的關系尚知之甚少。因此,有以下幾方面的問題有待進一步的研究:

(1)利用13C自然豐度法和示蹤技術相結合,定量土壤有機碳的周轉速度,確定土壤有機碳的來源,深入研究不同農田管理方式對農田土壤碳素累積和轉化的影響;

(2)分析土壤13C有機碳富集的基本機制、闡明土壤13C豐度與植被類型、土壤溫度、質地之間的關系,進一步評價不同農田生態系統碳貯存潛力;

第4篇

JamesF.Moore在《競爭的衰亡》一書中提到,GregoryBateson一生致力于復雜系統工作的研究,對其在商業生態系統方面的思考影響巨大。Biggiero和WysockiJr.等提出復雜巨系統的理論提供了另一個視角來思考組織的管理。如果組成系統的成分數量龐大且種類眾多,這些成分之間的關系也錯綜復雜,還形成多種層次結構,那么我們稱這類系統為復雜巨系統。自然生態系統是復雜巨系統,社會系統也是復雜巨系統。相對于自然生態系統,社會系統由于人的意識作用更復雜。商業生態系統是社會系統,因此,商業生態系統也是一個復雜巨系統。nGeneraInsight智庫董事會主席、著名新經濟學家TapscottDon在《Macrowikinomics:RebootingBusinessandtheWorld》一書中提到,企業在經營發展過程中,與消費者一起組成共同體,對公司的決策經營非常有好處。自組織理論是20世紀60年展起來的一種系統理論,主要包括耗散結構理論、協同論、突變論、超循環理論等,吳建材利用自組織理論研究商業生態系統進化機制,認為只要條件滿足,商業生態系統也可以以超循環的方式實現自組織進化。Backers認為復雜系統理論的研究成果對分析企業與競爭者、供應商和消費者之間的復雜關系非常有效。

2商業生態系統的研究方向

綜上所述,所謂的商業生態系統,其實就是一個基于自然生態系統思想精心創建起來的企業網絡組織。和自然生態系統一樣的是,商業生態系統也是復雜巨系統,在條件滿足的時候,同樣能實現自組織的進化。與自然生態系統不同的是,參與系統的成員是被精心選擇發展的;與普通企業網絡組織不同的是,它具備生態系統的特點,通過企業生態位的分離,創造協同進化的條件。同時,它又符合復雜巨系統的特征。根據對國內外學者研究的成果看,目前針對商業生態系統的研究可以分為兩個方向,即自然生態系統的方向和復雜系統研究的方向。

2.1引用自然生態系統知識方向從這個方向開展研究的學者認為商業世界中的企業組織就像自然生態系統中的生物一樣,企業與企業之間既存在著競爭,也有合作的關系,它們之間在競合過程中形成了類似于自然界中食物網的價值網絡。每個企業是這個價值網絡中的一個成員(結點),承擔了這個價值網絡中的一個功能,比如蘋果移動生態系統中的富士康科技公司,其主要功能就是為蘋果公司生產iphone手機,一旦富士康科技公司的生產出現大面積的問題,將嚴重影響蘋果公司iphone手機品牌的聲譽。因此,商業生態系統關鍵企業(結點)的缺失將對商業生態系統的穩定和發展造成重大的破壞。從自然生態系統方向開展研究的學者,特別重視對生物學和生態學中關鍵知識的延伸理解和使用。比如在商業生態系統的創建形成方面,JamesF.Moore認為,如同自然生態系統的形成主要是“集合定律”的作用一樣,商業生態系統的形成同樣適用這個規律;EricSchmid相信“企業組織與自然界的生物體一樣具有DNA”,這種組織DNA(即企業文化、企業行為和企業精神等方面)主要來自于組織最初的創立者或組織強有力的領導者;DanielZ.Sui研究發現,自然界中,生物間的競爭導致其生態位的分離,并最終形成自然界中生物的多樣性現象,也才有了今天我們見到的如此繽紛絢麗的世界。商業世界也有相似的情況,同一條食街的酒家選擇了“回避性定位”的策略,減少了彼此間的競爭,而且群集效應為他們帶來了更多的消費者,實現了“協同進化”。

2.2復雜系統研究方向從復雜系統方向開展研究的學者認為,基于線性思維的理論并不適用于現實的商業世界,現實的商業世界運行錯綜復雜,不可預測。李志堅等認為商業生態系統是一個典型的復雜適應系統,具有適應性、協同進化、自組織、涌現、反饋和有意識選擇的復雜適應性特征;劉健輝認為商業生態系統通過自我組織、突發性和協同進化而得到發展,并以此獲得適應性。吳建材運用基于耗散結構理論、協同學理論和超循環理論分析了商業生態系統的演化發展及其動力問題,指出商業生態系統的演化發展的方式是協同進化,具體來說,是通過內部各子系統的競爭實現協同,形成系統發展的序參量,并支配著商業生態系統的進化發展。Biggiero和Lucio強調自組織過程在創建商業生態系統的重要性。

2.3存在的問題商業生態系統是一種嶄新的研究領域,在體系上還沒有完善,需要更多的學者和專家來補充和發展,任何一個有益的方向都是值得探索的。總的來說,自然生態系統方向的研究更注重商業生態系統在實踐上的運用,尤其是達爾文的自然選擇學說等生態學理論早已深入人心,故這個方向的研究更容易讓人理解。不過,該方向的研究未能很深入到商業生態系統的基礎問題。復雜系統研究方向則不同,它從系統演化發展的角度,引入包括序參量、熵等概念,深入理解商業生態系統的自組織進化的條件、動力和方式,有助于整體把握商業生態系統的本質和內在機制。隨著信息通信技術(尤其是互聯網技術)的發展,企業組織將擺脫空間和時間的限制,迎來企業組織結構的大變革時代,管理和任務可以通過網絡通信技術進行集成,自組織管理模式將會是未來組織管理的一個研究方向。

3商業生態系統的主要研究領域

對國內外學者的研究進行歸納總結,我們發現,目前商業生態系統的研究領域主要集中在以下幾方面。

3.1基于商業生態系統視角研究企業的競爭戰略像美國蘋果公司一樣,組建以自己為中心的商業生態系統是所有渴望成功的企業夢寐以求的追求。因此,研究商業生態的開拓、領導和創新就成了學術界和企業界研究的熱點。JamesF.Moore在《競爭的衰亡》一書中寫道,商業生態系統的演化發展經歷四個階段,依次是生態系統的開拓、生態系統的擴展、對生態系統的領導和自我更新或死亡。關鍵企業必須做到能開發比現有系統更有效的、新的首尾相接的價值創造系統、吸引更多的參與者并保持系統成員的多樣性、處理各種內外部沖突、持續地為系統注入新的思想和創造新的機會等。

3.2商業生態系統的演化機制和評價體系吳建材提出商業生態系統的本質是協同進化,其演化機制是系統內成員通過功能耦合實現自組織進化,競爭和協同在進化過程中扮演著動力的關鍵作用。杜國柱、王娜、李愛玉等構建了自然生態系統的健康模型,并提出了商業生態系統的健壯性評價體系,認為所謂商業生態系統健康是指能高效將原材料轉變為有生命的有機體,面對環境的干擾與沖擊,能持久地生存下去,并隨著時間的推移能創造出新的有價值的功能。

3.3基于商業生態系統理論視角研究地區經濟和產業集群黃昕和潘軍從商業生態系統物種多樣性和關鍵物種等角度,提出我國汽車工業缺少成熟和有力的關鍵企業的觀點,而且汽車工作處于長期封閉和孤立的狀態,導致了汽車企業競爭力不強、配套不完善、產業鏈斷裂等一系列問題;吳建材基于商業生態系統理論視角研究廣州服裝專業批發市場,提出專業批發市場已進入協同進化的時代,應從商業生態系統角度構建專業市場的核心競爭力。HaraldMahrer和RomanBrandtweiner運用商業生態系統理論分析奧地利國家電子商務產業現狀,認為奧地利電子商務發展正處于商業生態系統的第二階段。

3.4商業生態系統理論在多領域中的應用胡崗嵐等從商業生態系統理論的視角研究我國電子商務產業的集群化現象,并給出了電子商務生態系統的定義,同時認為我國電子商務生態系統的演化發展過程包括開拓、擴展、協調、進化等四個階段。張蓓運用商業生態系統理論研究我國零售業,提出建立健康零售業商業生態系統的思路,建議走協同進化的道路,建立共贏的商業社會。郭哲從商業生態系統理論的角度,提出構建無線城市的商業生態系統模型,并給出了三種發展戰略,即網絡核心型戰略、支配主宰性戰略和縫隙型戰略。

4結語

第5篇

1.1信息生態的內涵

信息生態學是信息科學與生態學交叉融合形成的一門交叉性學科,構成其理論的基礎是生態學與信息科學理論基礎的總和。由于信息科學的范圍過于寬泛,信息生態這一理論的提出為其提供了一個理論框架。生態學系統的研究對象為多種生態要素在復雜的動態時空中發生極其復雜關聯的生態系統。信息生態問題是人們在信息時代面臨的一個重要且跨越多學科領域的復雜問題,越來越多的學者開始關注并積極投身信息生態的研究中,其研究內容涵蓋信息生態系統、信息生態環境、信息生態平衡、信息生態危機、和諧信息社會等多主題,呈現出多級分層和不斷演化的形態。目前學者們對信息生態學的研究包括對它的學科范圍進行研究,以及對其中的關鍵要素的研究,例如:信息生態圈、信息生態鏈、信息生態位、信息生態系統以及信息生態因子、信息生態系統的演化規律等。信息生態系統是信息生態學的主要研究對象。信息生態具有多樣性的特點,每個信息因子處于不同的信息位上,信息生態系統的復雜性為每一信息因子的存在提供了可能。信息生態具有協同演化的特性,同樣在信息生態中新思想、新技術、新專業的涌現或者是信息人自身態度的變化也將影響信息生態的演化。

1.2信息生態系統要素

信息生態系統是信息自身與生命體及其周圍環境相互聯系相互作用的有機整體。狹義的信息生態研究發軔于本世紀中葉,當時它不包括人和社會環境的內容,僅局限于生物信息的產生、傳遞和接受等內容,如今廣義的信息生態研究應包括人和社會環境的內容【1】。信息生態系統的要素特征決定其復雜性、多樣性、系統性以及演化性的基本特征,且這些特征具有普適規律,所以本文將信息生態系統作為一個大的環境來分析其背景下的企業生態系統的結構特征及管理規律。

1.3企業生態系統

企業生態系統就是借用自然生態系統的概念,來解釋企業組織內部及企業組織與環境之間的關系。企業組織不是孤立存在的,企業與生活在他周圍的其他相關企業和組織相互聯系相互作用,與其外部環境通過物質、能量、信息的交換,構成了一個相互影響、相互依賴、共同發展的統一體。企業不僅受到自然環境的限制,更重要的是受到變化越來越劇烈的社會環境的影響。企業本身是一個開放的系統,它不斷地與其生態環境發生物質、能量、信息的交換,企業生態環境的復雜性使得企業與其環境的相互作用異常復雜;此外,企業生態系統中自然資源與社會資源的轉化過程離不開人類的活動,企業生態系統受“人類活動”的影響相當顯著,比如科學技術的進步、政策的變化、體制的改革等等都會使企業生態環境發生極大的變化【2】。對于企業外部來說,物質環境、經濟環境、社會環境,是影響企業生存以及發展的重要信息因素。企業生態環境是指圍繞生命主體、占據一定空間、構成生命主體存在的條件的各種物質實體和社會因素。除了物質、經濟以及社會環境之外,企業的競爭對手也是影響企業發展的重要的外部環境因素,這也是企業在制定和確定自身核心競爭力和制定企業戰略重要的參考因素【2】。企業生態系統是以企業為核心的,特別是擁有核心能力的主導企業,從其構成成員的緊密性和重要性的不同,可以將其劃分為三個層次:核心生態系統、擴展生態系統、完整生態系統。核心生態系統主要包含主導企業及其供應商、分銷商、顧客等要素:擴展生態系統是在核心生態系統包含這些要素的基礎上加上供應商的供應商以及顧客的顧客要素;涵義最為全面的是完整的生態系統,他還包括政府組織、風險承擔者、競爭機構以及外部宏觀環境要素等等。對于企業內部環境來說,高度集成化的信息生態系統根據職能劃分為驅動力(信息生產者),工作流為主線(信息傳遞者)將信息反饋到企業內部各部門或者企業外部的供應商(信息消費者),進一步進行信息處理工作,在企業內部每天處理業務的同時,會有大量的信息在企業信息管理系統中產生,形成大量的信息流在各部門或層級之間流轉,從而推進工作流的進行,信息的產生、傳遞、消費都無時無刻不在發生。以目前較為發達的SAP系統為例,其中包含了生產計劃(PP)、物料管理(MM)、銷售管理(SD)、財務會計(FI)、管理會計(CO)、財產管理(AM),以上6個模塊為企業運營的核心模塊,另外還包含了:質量管理(QM)、項目管理(PM)、人事管理(HR)、信息管理(IS)、工作流(WF)、項目系統管理(PS)。SAP系統是高度集成化的企業管理軟件和信息生態系統,支持多接口可與多種系統集成,內部有開放的代碼編寫環境,開發人員可以進入軟件的底層,直接利用系統提供的計算機語言或者自定義表結構來滿足不同的業務需求。由于企業內部的生態系統中的各個模塊的緊密聯系以及相互作用,形成了一個集采購、庫存、生產、銷售以及財務相互作用為一體的負責的企業生態系統,因此也決定了SAP系統的高度集成化,每一個業務模塊從采購到庫存以及生產相關的環節都在業務流程上有著相互影響和制約。在受到內因與外因的共同作用時,企業有可能在競爭的環境中經歷共生發展、協同發展以及蛻變或者企業種群變動的變化。

2企業生態系統中的復雜網絡

2.1企業生態系統的復雜性

企業生態系統是一個典型的復雜系統,它由種類繁多、數目龐大的企業以及復雜的企業生態環境相互作用而構成,更重要的是這一系統還包括最復雜的系統——人,由于人類的理性以及非理性更增加了企業生態系統的復雜性。經過總結學者們的研究成果,得出企業生態系統的復雜性主要表現為。

(1)演化性。

即系統由簡單到復雜的進化特性,它是所有復雜系統得以產生和存在的根本原因。企業生態系統作為典型的復雜系統更表現出典型的演化特性。具有現代意義的企業誕生也就是最近200年的事。當時,企業的數目還不多,企業之間你死我活的生存競爭幾乎沒有,企業的雇員被當作會說話的機器只是簡單地完成固定的工作,企業生態系統剛開始形成,整個系統相對來說是簡單的。隨著生產力的發展,各種類型的企業不斷出現,企業雇員的素質不斷提高,市場競爭日趨激烈,企業生態系統也逐漸由簡單變得復雜起來。演化特性造成了企業生態系統的動態復雜性。

(2)理性與非理性。

雖然企業是企業生態系統研究中的基本單位,但是企業及其生態環境都少不了人類的參與,企業生態系統的結構、功能特性上必然要打上人類理性及非理性的烙印。一方面,在競爭性的企業生態系統之中,博奕者的理性(智慧、策略等)產生局部最優與全局最優的矛盾;另一方面,由于人類的情感、偏好、意志等非理性的存在使得企業生態系統的復雜性大大增加。

(3)自組織、自催化性。

企業生態系統的發展有明顯的自組織及自催化現象,即企業生態系統由于系統內部的相互作用而不斷進化。比如,企業之間的競爭所導致的企業之間以及企業與環境之間的協同進化。

(4)層次性與多樣性。

企業生態系統是由大量的處于不同層次的組分相互作用構成的,首先企業本身就是一個復雜系統,它下面有不同的戰略單元或部門,部門下面有各種不同的團隊,而構成團隊的又是世界上最復雜的系統——人。從宏觀審視,企業之間可以建立企業聯盟、企業的上下游可以構成企業生態鏈,相同性質的企業可以構成行業群落、同一地域的所有企業構成企業群落、企業群落與環境相互作用又構成區域企業生態系統,各個區域企業生態系統相互作用才構成完整的企業生態系統。企業生態系統中不同層次、不同組分之間的相互作用造成了企業生態系統的結構復雜性。

2.2信息生態系統中企業生態系統的復雜網絡

企業生態系統中每一個信息子處在不同的生態位上,如果生態位重疊的部分較大則構成競爭關系,如果重疊的部分較小且依存程度較大的為共生關系,處于不同生態位上的信息子也有可能既是協同發展的關系也是共生關系。如果不同信息子之間的交叉程度較大則會形成較為復雜的網絡,形成拓撲關系(一個節點有多條邊)。在企業外部生態系統中,企業不僅受到自然環境的限制,更重要的是要受到變化越來越劇烈的社會環境的影響;企業對其環境的影響也比生物體對自然環境的影響大得多。企業本身是一個開放的系統,它不斷地與其他生態環境發生物質、能量、信息的交換,企業生態環境的復雜性使得企業與其環境的相互作用異常復雜;此外,企業生態系統中自然資源與社會資源的轉化過程離不開人類的活動,企業生態系統受“人類活動”的影響也相當的顯著,例如科學技術的進步、政策的變化、體制的改革等等都會使企業生態環境發生極大的變化。在企業內部生態系統中,銷售訂單會直接指導生產計劃,生產計劃產生之后就會對物流需求計劃提出要求從而引發采購行為,在采購收貨的時候庫存管理會被觸發,同時收貨的時候會產生發票校驗以便財務對賬使用。這一系列的業務活動產生于供應鏈上,且每一個活動可以作為一個信息子來看待,它們的關系是共生關系也是協同發展的關系,每一個信息子之間的信息鏈的斷裂都會影響整個流程的正常進行。而當這些信息流在供應鏈上流轉的同時,質量管理、項目管理、人力資源管理也同時在進行,這些信息子之間沒有必然的共生關系但是卻協同作用于整個供應鏈中。質量管理貫穿整個生產、物流、銷售、服務等各個環節,幫助企業整合支離破碎的業務流程,其質量管理模塊支持企業的質量管理需求;項目系統管理可提前擬定出計劃,指導生產、備料以及采購優化流程管理,并且項目系統管理貫穿于整個計劃實施的過程中,有監督管理的作用;人事管理,包括人力資源總體規劃、員工招聘、員工培訓、員工職業發展規劃、考勤管理、薪資福利、員工績效和員工關系等。

3企業生態系統復雜網絡的系統動力學模型分析

3.1系統動力學相關理論及模型概述

系統動力學是一門分析研究信息反饋系統的學科,也是一門認識系統問題和解決系統問題的交叉綜合學科。從系統方法論來說:系統動力學是結構的方法、功能的方法和歷史的方法的統一。它基于系統論,吸收了控制論、信息論的精髓,是一門綜合自然科學和社會科學的橫向學科。構成系統動力學模型的基本元素包含“流”與“元素”。“流”分為“實體流”和“信息流”;“元素”包括“狀態變量”,“速率”和“輔助變量”。系統動力學建模有3個重要組件:因果關系圖、流圖和方程式。因果反饋圖描述變量之間的因果關系,是系統動力學的重要工具;流圖幫助研究者用符號表達模型的復雜概念;系統動力學模型的結構主要由微分方程式所組成,每一個連接狀態變量和速率的方程式即是一個微分方程式。系統動力學中以有限差分方程式來表示,再依時間步驟對各方程式求解,呈現出系統在各時間點的狀態變化。

3.2企業生態系統的動力學模型分析

下文將利用系統動力學的因果關系模型圖來分析企業生態系統的外部環境信息因子對其運行機制的影響,以及企業生態系統的內部各個核心模塊中的信息因子的作用關系。反應了企業生態系統的外部環境對企業的影響,科技、市場需求以及政府和科學技術的支持都對企業生態系統的運行機制有著積極正面的影響。反應了企業生態系統內部信息因子的作用關系,形成了以生產和銷售拉動需求的正負反饋因果關系圖,每個箭頭都有信息因子流入,被箭頭指向越多的信息節點說明在企業生態系統內部的能級越高,它的變化會帶來聯動的影響。無論在企業生態系統的內部還是外部,各信息因子間都有相互作用的關系,一部分是制約一部分是促進,從而形成了競爭和互利共生的關系。在每一個因果關系圖中信息流都順著箭頭的方向進行流轉,為了保證信息能順利且準確的傳遞到下游,必須控制好每對信息因子之間的信息鏈有無斷裂或者不對稱的現象。而且可以根據關系圖直觀的看出哪些因子是處于信息生態鏈的上游,哪些信息因子處于信息生態鏈的下游。在做出正確的分類和判斷以及影響分析之后,管理決策者可以劃分其管理的優先級,并合理地安排人力物力于此因子上發生作用。并且在容易發生信息生態鏈斷裂的區域重點監控防御以便適當降低管理風險。

4結語

第6篇

1.1數據來源

本研究所用數據主要來自于連云港海州灣漁業生態修復水域2003年度5月(春季)、8月(夏季)和10月(秋季)漁業資源大面調查,其中游泳生物調查使用有翼單囊拖網,底棲生物調查使用阿氏拖網,浮游生物調查使用淺海Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ浮游生物網。樣品鑒定和分析按照《海洋調查規范》(GB/T12763.6-2007)執行。調查區域34°52.00'~34°58.00'N、119°21.150'~119°34.800'E。

1.2Ecopath模型建立

1.2.1功能組劃分

構建模型所需功能組通常既可以選擇生態學或分類學地位相似物種的集合,也可選擇單個物種或單個物種某個生長階段(幼體或成體)的集合,而且一些具有重要經濟價值或生態功能的物種,也可單獨列為一個功能組。例如,林群等在研究渤海生態系統時將鳀魚(Engraulisjaponi-cus)、小黃魚(Larimichthyspolyactis)口蝦蛄(Ora-tosquillaoratoria)等單獨列為功能組。段麗杰等在研究珠江口近海生態系統時將具有重要經濟價值的竹筴魚(Trachurusjapenicus)、藍圓鰺(Decapterusmaruadsi)、刺鯧(Psenopsisanomala)列為獨立功能組;吳忠鑫等在研究榮成俚島人工魚礁區生態系統時將生物量較多且生態功能重要的許氏平鮋(SebastesschlegeliHigendorf)、大瀧六線魚(Hexagrammosotakii),刺參(OplopanaxelatusNa-kai)等單獨列為功能組;李云凱等在研究太湖生態系統時將青魚(piceus)、鰱魚(Hypophthal-michthysmolitrix)、鯽魚(Carassiusauratus)、鳙魚(Hypophthalmichthysnobilis)、鯉魚(Cyprinuscarpio)等在太湖中具有代表性的魚種單獨研究。根據對象生物的生態位,習性及食性特點,海州灣漁業生態修復水域海洋生態系統的能量流動模型共劃分成14個功能組。分別為:碎屑、浮游植物、浮游動物、頭足類、蝦類、蟹類、軟體類、棘皮類、雜食性魚類、口蝦蛄、小黃魚、鯷、肉食性魚類(黃鮟鱇),草食性魚類等。

1.2.2參數確定

功能組的生物量通過現場調查計算得出,單位與能流單位相同(濕重,t/km2/a)。由于部分功能組是由多個物種組成,P/B(生產量/生物量)與Q/B(消費量/生物量)難以得到,因而參考緯度和生態系統特征與海州灣大體相同的渤海中的功能組,并參考Fishbase數據庫中的數據來確定P/B與Q/B的值。功能組的食物組成主要來自于采樣魚類的胃含物分析和相關文獻數據。

1.2.3模型調試

為了使模型保持平衡,需要對模型進行多次調試,最終使得各功能組的EE(生態營養效率,EcotrophicEfficiency)≤1。當初次輸入數據,運行模型后,總會有一些功能組的EE>1(不平衡功能組),通過反復調整不平衡功能組各項參數,直至所有功能組的EE≤1,模型保持平衡。

2結果與討論

2.1連云港海州灣漁業生態修復水域生態系統

Ecopath模型通過對模型的不斷調試,得出連云港海州灣漁業生態修復水域生態系統Ecopath模型。

2.2海州灣漁業生態修復水域生態系統的營養級結構

低營養級能流在系統中占較大比例,營養級I流向碎屑的能流為10144.00t/km2/a,占總流入碎屑量的53.40%。位于營養級I的功能組為碎屑和浮游植物,碎屑不是有機體,沒有呼吸作用,浮游植物的呼吸量沒有進入系統內部循環利用,因此,營養級I的呼吸量為0。對于營養級Ⅱ,其輸出量為0,說明處于營養級Ⅱ的功能組(浮游動物)的能量沒有流到系統外,全部在系統內循環利用。對于營養級Ⅴ和VI,其各項能量均占總能量的極小部分,如生產量僅占總量的0.03%,說明營養級Ⅴ和VI的功能組能量被系統利用極少。因此,海州灣漁業生態修復水域能流主要在I~IV營養級之間流動。

2.3各功能組間的混合營養效應

連云港海州灣漁業生態修復水域各功能組間的混合營養效應分析,圖中白點為正效應,表明對應功能組的生物量會隨該功能組生物量的增加而增加;黑點為負效應,表現為抑制作用。從圖中可以看出,碎屑、浮游植物作為被捕食者(餌料生物),對大多數功能組有積極效應。草食性魚類和雜食性魚類之間的負效應較為明顯,原因可能是二者存在食物間的競爭。此外,生態系統受捕撈的負面影響也比較顯著,漁業對營養級較高的肉食性魚類、雜食性魚類以及受底拖網作業方式影響較大的蝦類、蟹類功能組的負效應顯著。

2.4營養級間的能量轉換效率

海州灣漁業生態修復水域能量主要在6個營養級間流動。初級生產者到營養級II的轉化效率為9.50%,略高于來自碎屑的轉化效率,為6.90%。初級生產者轉化效率為14.20%,碎屑轉化效率為13.60%,總的能量轉化效率為13.80%,高于林德曼10.00%轉換效率。在能量流動比例中,來源于碎屑的占46.00%,來源于初級生產者的占54.00%。因此,該水域生態系統能量通道以牧食食物鏈為主,總的能量轉化效率高于林德曼所估計的水體平均能量轉化效率,表明該系統比較有活力。

2.5生態特征參數分析

海州灣漁業生態修復水域生態系統的總體特征參數。海州灣漁業生態修復水域系統總流量為21946.70t/km2/a,系統的凈初級生產力為9500.00t/km2/a。連接指數是系統中各物種間的連接緊密程度,值越大表明連接越緊密。系統雜食指數是消費者所捕食種群的營養級的方差,值越小表明消費者捕食的物種越少。海州灣漁業生態修復水域連接指數和系統雜食指數分別為0.27和0.21。表明海州灣漁業生態修復水域生態系統中各物種連接不夠緊密,捕食關系不夠復雜,系統還不夠成熟。

2.6海州灣漁業生態修復水域生態系統的能量通道

可以看出,該水域生態系統的能量流動途徑有兩條:①牧食食物鏈:浮游植物—>浮游動物—>軟體類—>鯷—>小黃魚—>肉食性魚類。②碎屑食物鏈:再循環有機物—>碎屑—>浮游動物—>軟體類—>鯷—>小黃魚—>肉食性魚類。可以看出,浮游動物在海州灣漁業生態修復水域生態系統的能量流動中有至關重要的作用。該水域浮游動物優勢種類主要有橈足類、介形類、多毛類和毛顎類,這些種類不僅是浮游植物的攝食者,還是軟體類,鯷及多種魚類幼體的主要餌料。

2.7能量流動效率分析

海州灣漁業生態修復水域生態系統的能量流動效率為13.80%,來自初級生產者的為14.20%,來自碎屑的為13.60%,高于林德曼估算的轉化率(即水生生態系統轉化效率平均為10.00%),但低于中國近海水域生態效率,如閩南-臺灣淺灘和廈門海域16.10%,渤海16.20%等。能量轉化效率較高的主要原因:其一可能是該水域浮游動植物較多,生產力較高;其二是可能由于調查數據尚不夠充分,部分數據參考同緯度其他海域生態系統模型。與其它同緯度或特征相似的生態系統相比,連云港海州灣漁業生態修復水域生態態統能量流處于上游水平,低于發育程度較高的加拉帕格斯群島。TPP/TR(總初級生產力/總呼吸量)是反映系統成熟度狀況的重要參數,一個成熟生態系統沒有多余的生產量再利用,TPP/TR值應接近于1。但在生態系統發育的早期,總初級生產力超過系統總呼吸量,其值大于1。連云港海州灣漁業生態修復水域的2003年TPP/TR值為4.51,表明該水域生態系統很不成熟。成熟系統的另一特征是物質再循環的比例較高,能流的循環路徑較長。榮成俚島人工魚礁區的FCI(循環指數)為0.05,FML(平均能流路徑)為2.62;枸杞島海藻場的FML為2.95。本模型中FCI為0.03、FML為2.22,表明系統生產力中貢獻給物質和能量再循環的比例較低,系統能量在系統中流動的路徑較短。連接指數(CI)是系統中各物種間的連接緊密程度,值越大表明連接越緊密,系統雜食指數(SOI)是消費者所捕食種群的營養級的方差,值越小表明消費者捕食的物種越少。CI和SOI的值越大,系統越成熟。海州灣漁業生態修復水域生態系統的CI為0.27,SOI為0.21,表明該系統的成熟度和穩定性較低,食物網結構相對單一。綜上,連云港海州灣漁業生態修復水域生態系統的成熟度和穩定性較低,是一個正處于不穩定狀態的生態系統。

2.8模型總體質量評價

Morissette對全球150個Ecopath模型的質量進行評價,結果顯示指數在0.16~0.68,本研究構建的模型的指數為0.41,表明該模型輸入數據的可靠性較好,模型的可信度較高但在模型的構建過程中仍然存在諸多生態問題考慮不充分,如模型包含的部分數據來自不同月份、功能組還需進一步細化,模型部分功能組的胃含物分析和鑒定仍存在一定困難,部分功能組胃含物數據參考鄰近的渤海生態系統。

3結論

第7篇

1.1祁連山地區概況

祁連山位于青藏、蒙新、黃土高原交匯處,該地區海拔在3000~6000m,有諸多山峰,由山脈和寬盆地組成。祁連山地區的冰川地貌特征較為明顯。該地區自下而上為:淺山荒漠草原、淺山干草原、中山森林草原、亞高山灌叢草甸、高山冰雪植被。該區太陽輻射總量較大、日照時間相對較短、降水充裕、氣溫適中十分利于植被的生長。

1.2林業資源現狀

祁連山地區的森林資源為天然林,從甘肅省林業廳的統計數據來看,建國初期祁連山北山地區的天然林僅12.4萬hm2,到20世紀80年代,天然林面積有所下降,約為11.6萬hm2,隨著保護力度的逐漸加強,到2000年該地區北山的天然林面積已經達到19.1萬hm2,到2010年該區北山的林地面積達到20.55萬hm2,祁連山森林在20世紀90年代就被國務院批準為國家重點水源涵養林。

2對生態系統的保護作用

2.1能夠涵養水源、保育土壤,防止水土流失

受祁連山地區森林資源的影響,降水會隨著森林的樹冠和樹根逐步滲入到土壤當中,減少地表的徑流量,使得一部分降水被土壤吸收,一部分降水形成地表徑流流失,而被土壤吸收的這一過程就實現了涵養水源的作用。受樹冠和樹根的影響,減少了雨水對地表的直接沖刷,森林地區地表通常有凋落物能夠保護地表土壤免受雨水侵蝕,從而達到防治水土流失的目的。森林地表都還有較厚的腐殖質能夠有效提高土壤中的養分,實現保育土壤的目的。

2.2能夠調節祁連山地區的氣候

森林往往能夠形成一個穩定的森林生態系統,森林吸收大量的二氧化碳,釋放大量的氧氣,可以達到凈化空氣的目的,而且這一過程中還伴隨著水蒸氣的發生,往往能夠保持祁連山地區相對濕潤的氣候,也是受這一原理影響,森林地區多會伴有降雨發生。因此,祁連山地區的林業資源在調節氣候、凈化空氣、保持相對濕潤的氣候方面發揮了很大的作用。

2.3減少該地區各類污染

在喧囂的城市中,噪音污染已經成為一種新的污染,森林能夠有效的防止噪聲污染,降低分貝;目前每年排放的二氧化碳量巨大,據報道,全球現在以每10a0.5℃的速度在變暖,而森林能夠吸收二氧化碳,有效的緩減溫室效應;臭氧空洞越來越嚴重,而森林能夠吸收二氧化氮,減少由二氧化氮反映引起的臭氧消耗,因此能夠有效的緩減祁連山地區的臭氧消耗量;森林還能吸收其他排放出來的廢氣,諸如二氧化硫等,從而減少污染凈化空氣。

3保護祁連山林業資源的對策

3.1加強林業管理和林業執法防止亂砍濫伐

護林員應該加強對該地區林業資源的巡護,以便能夠及時的發現林木中的病蟲害以及火災等自然災害做到即時防控;林業部門應該加大對林業的執法力度,發現亂砍濫伐的應該嚴肅處理。

3.2利用高科技設施防止火災發生

目前數字防火系統已經在很多林區開始廣泛的使用,數字防火系統包含地理信息系統、視頻指揮系統、定位跟蹤系統、火災現場實時傳輸系統以及林火瞭望監測系統。該系統具有即時、迅速、可靠的特點,而且可以快速的識別出火源,一旦發生火災就可以利用指揮系統指揮就近的人快速撲滅火源。

3.3加大宣傳、呼吁周邊百姓自發保護森林

政府應當加大宣傳,讓周邊群眾意識到“保護森林資源、人人有責”,呼吁周邊的居民加強對森林尤其是天然林的保護,周邊居民同林管局的工作人員建立密切的合作關系,實現社區共管,一旦發現濫砍濫伐現象或森林起火現象立即向林管局報告,從而減少森林的毀壞。

4結束語

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