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生态系统的组成范文1
Abstract: This paper designs a pre-warning system of temperature data collection to monitor the bearing temperature of spinning winding equipment. Users can set temperature range in this system. When the temperature exceeds the scope, it will give an alarm signal. The design of human-computer interface can implement the real-time alarm, the query of historical temperature curve and the report generation in monitoring mode.
关键词: 轴承;热电偶;温度采集;RS-485;组态王
Key words: bearing;thermocouple;temperature data collection;RS-485;kingview
中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2015)05-0206-02
0 引言
近年来随着社会经济的迅猛发展,越来越多的企业进行生产经营活动需要温度监控。温度是工业生产中常见的工艺参数之一,任何物理变化和化学变化都与温度密切相关。通过对温度的监控可以判断设备的工作情况,从而使工作人员做出正确的判断和操作。以轧钢工业为例,水温的高低直接影响到加热炉和轧机等设备的安全和使用寿命,因此温度监控是工业生产自动化的重要任务。本文设计一个温度采集预警记录系统,实现了对温度的实时监控,当温度超出设定范围时就可以发出警报。
1 温度采集
固体表面的温度测量通常分为接触式和非接触式。将传感器置于与物体相同的热平衡状态中,使传感器与物体保持同一温度的测温法为接触式测温法。接触式测温仪表比较简单可靠,测量精度较高,卷绕轴承内表面的温度适合用接触式方法测温。
将两根不同成分的金属丝或合金丝A与B,焊接组成一个闭合回路,称之为热电偶。如图1所示。
在热电偶回路中接入第三种金属材料时,只要该材料两个接点的温度相同,热电偶所产生的热电势将保持不变,即不受第三种金属接入回路中的影响。因此,在热电偶测温时,可接入测量仪表,测得热电动势后,即可知道被测介质的温度。本系统采用K型热电偶。
2 RS-485总线
在工业控制领域,RS-232/485是常用的计算机与外部串行设备之间进行数据交换的通信协议,它是一种基于差分信号传送的串行通信链路层协议。RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性,长的传输距离和多站能力等优点。同时,由于串行通信具有结构简单、可靠性强、实现及使用成本低、通讯标准统一等优点,因此在测控系统和工程中应用十分广泛。
3 系统硬件设计
系统硬件设计总体包括:PC计算机、热电偶、温度模块、RS-232转485通信模块、光报警与声报警模块。
由热电偶作传感器,传送数据至测温模块,经过处理,通过RS-485通信,传送至电脑主机,并由组态王软件控制,可以设置温度范围,当温度超出设定范围时,就发出报警信号,而且利用组态王软件设计人机界面,在监视模式下,实现实时温度的曲线显示、历史温度曲线的查询及报警事件的记录显示等功能。
4 组态软件
组态软件是数据采集与过程控制的专用软件,具有操作方便快捷,应用范围广,适用于任何硬件厂家的计算机和I/O设备的优势。它可以预设各种软件模块顺利实现对各监控层的监控。
5 系统主界面
①72温区对应温度显示,正常底色为黑色,蓝色为该温区低温报警,黄色为高温报警,棕黄色为极限报警,从主界面上就可一目了然哪个温区温度异常。②登陆、数据更改记录表记录着操作员的登陆以及参数的更改等,便于对操作过程进行跟踪。③功能按键代表进入对应的画面进行操作。
6 制作图形画面
由图库精灵搭建而成的图形画面在建立动画连接前是静止的状态,当画面图形与数据库中的数据变量定义连接起来的时候,就可以在界面上展现设别对象的动态变化。随着数据标量的改变,现场信号的动态也在随着发生变化,以动画效果表现出来,更加形象生动地表现出设备的真实状态。
7 构造数据库
数据库是组态王软件的核心部分,是联系上位机和下位机的桥梁。它是将信息系统中大量的数据按一定的模型组织起来,使操作者可以方便、及时、准确地从数据库中获得所需的信息。现代企业的自动化生产可以将生产状况以动画的形式反映在屏上,操作者在计算机前就可以下达指令进行生产的调整,自动化的实现必须要以数据库的建立为基础。构成数据库的基本单位为数据变量,不同类型的变量具有不同的变量属性。建立数据库时要将这些数据变量进行分类、定义,定义的内容包括:数据变量的名称、类型、初始值、值范围等。
8 系统温区报警功能的实现
运行报警和事件记录是控制软件必不可少的功能。“组态王”操作简单,灵敏度高,当系统出现数值异常时就会自动发出警报,提醒操作者要采取措施。
组态王中的报警和事件主要包括变量报警事件、操作事件、用户登录事件和工作站事件。用户可以通过查看这些报警和事件,了解系统和工作站的情况,以便及时发现问题并采取措施改进。组态王只将最近的报警和事件储存于内存中,其他的报警和事件按照发生的时间先后顺序存储于缓冲区,节省了内存空间,方便用户的使用。
9 历史曲线的实现
在一般的工控领域监控系统中,都要建立历史趋势曲线,以方便对历史数据进行查阅、控制和管理。利用组态王对轴承温度监控建立历史数据曲线,使用该方法建立曲线自主性较强,针对不同的监控系统能做出符合系统需要的个性化历史趋势曲线,具有较强的实用性。
组态王软件广泛用于为工控领域的各种控制过程建立监控系统。对数据的趋势分析是监控系统不可缺少的功能。因此,在一般的工控领域监控系统中,都要建立历史趋势曲线,以方便对历史数据进行查阅、控制和管理。
10 报表系统的建立
数据报表通过对数据的记录反映了生产过程的状态,数据记录是生产过程中的重要组成部分,它不仅能够实时准确地反映系统的生产情况,而且能够对长期的生产过程进行统计分析,方便管理人员准确掌握和分析生产情况。组态王不仅可以制作实时报表而且可以制作历史报表,其中预设的各种报表模板可以多次使用,为工程人员节省了时间和精力。它还能够为工程人员提供丰富的报表函数,实现各种运算数据转换、统计分析、报表打印等。通过“组态王”与excel结合起来,可以使报表的自动产生和保存打印变得更加简单,可实现各种复杂的报表输出。
11 总结
“组态王”软件应用于监控系统,以较低的成本对温度进行生产监控,为现场操作人员创造了高效率的工作环境,通过预设模块可以对生产现场进行实时的监控,并以动画的方式显示控制设备的状态,降低了工作人员的劳动强度;报警窗口的设置,提高了生产效益,减少了事故的发生,维护了人民的生命财产安全,提高了系统的成功率和可靠性。
参考文献:
[1]黄少良.热电偶与红外测温方法比较研究[J].电子质量,2008,20(8):20-21.
生态系统的组成范文2
生态主义的产生与发展
人类为应对日益严峻的环境危机,通过技术进步、制度创新、理念更新等,将人类对自然的非理性和过度自由主义进行必要的自我规制、自我调适,意图重塑人类与自然的关系。针对人类中心主义导致的人类利益泛化,人类不断进行反思修正,逐渐重视自然和动物的权利、主张动物解放、尊重生物本身,尤其以重视生态整体的生态主义影响最为深远,并将生态主义视为超越理性主义和自由主义的环境保护“第三条道路”[8]。
1.生态主义的产生
生态主义(ecologism)源于生态科学。随着生态科学的发展,人类认识到地球整体是一个巨大的生态系统,地球上包括人类在内的生命系统与其他各种物质因素构成的生态系统在一定时空范围内,通过能量流动和物质循环,相互联系、相互作用,共同组成有序且相对稳定的“具有特定结构和功能的有机整体”。[9]生态系统总是保持着相对稳定和平衡状态,若其中任何一种要素发生变化,都会引起其他一种或数种生态要素的变化。生态系统对自然或人为原因导致的环境变化有一定的自我调节能力,如生态系统对污染物有自净能力,但如果人为排放的污染物超越了生态系统的自净能力,就会使生态系统的能量流动和物质循环过程中断或受损,导致环境恶化,从而不利于生态系统特别是生命系统的正常运转。生态科学中的生态主义要求生态系统中所有构成要素必须维护生态系统本身的相对稳定,坚持整体主义思想,实现生态系统本身的可持续发展。[10]生态系统本身的相对稳定和平衡是人类可持续发展的前提,人类作为生态系统的重要组成部分,必须维护生态系统整体的相对稳定和平衡,优先考虑生态利益,人类的行为必须服从生态系统可持续发展的需要。
2.生态主义在伦理学、哲学中的发展
人类在反思环境危机根源、应对环境危机时将生态主义引入到社会科学领域。社会科学中生态主义论者总体上主张人类只是生态整体或是宇宙整体的一部分,人类不能为了自己的利益而牺牲生态其他组成部分的利益。[11]生态主义被人类首先用于伦理学对人类中心主义的反思和批判。美国著名生态文学作家蕾切尔•卡森1962年出版的《寂静的春天》首先提出生态整体主义对人类中心主义的批判,“卡森在该书中以大量的事实和科学知识为依据,揭示了滥用杀虫剂等化学药物所造成的全球性环境污染和严重的生态危机,质疑现代人征服自然、控制自然的观念和狂妄的科学态度,表达了自己反人类中心主义的生态整体主义思想。”[12]在人类与自然关系的伦理道德上,生态主义主张人类新的伦理规范应当调整人类与自然的关系,将人与社会伦理道德关系中社会概念扩大到土壤、水体、植物、动物或者它们的集合体,“把人类在共同体中以征服者的面目出现的角色,变成这个共同体中的平等的一员和公民”[13],人类必须尊重自然界的其他部分,任何生命都有自己的价值和存在权利。从思想上引导人类对过去的行为和善恶观进行反思,倡导以生态利益中心主义取代人类利益中心主义,注重人类对自然和环境的责任,强调动物的权利。[14]伦理学中生态主义是对非理性人类中心主义的重大修正,强调人类思维方式的变革。生态主义也引起人类哲学思想的巨大变革。一方面,传统的哲学主体论认为只有人类成员才能成为社会关系的主体,人类成员之外的生态系统组成部分在社会关系中只能以客体存在。生态主义要求人类在哲学主体论上必须转变对生态其他组成部分唯客体定位倾向,甚至承认其主体定位,并赋予其道德关怀。另一方面,传统的哲学价值论认为人类是世界的目的,只有人类才具有目的性价值,自然仅有工具性价值,是被人类改造、征服的对象。生态主义要求人类在哲学价值论上必须转变对自然的唯工具性价值定位倾向,承认自然具有目的性价值,且在相对意义上,自然既有目的性价值又有工具性价值。哲学中生态主义对人类中心主义的批判,在更深的意义上影响着人类的思维模式,并最终反映在上层建筑对人类行为的规范模式设计之中。
环境法中生态主义合理内涵
随着生态主义理论在各领域的蓬勃发展及西方世界开展的一系列“绿色运动”等环保活动,生态主义先被引入到环境保护立法之中,形成生态主义法律观,渐成为环境法重要的部门法哲学基础,进而影响到整个法学的法哲学基础。在人类将生态主义引入环境法时,必然面临如何理解环境法中的生态主义,及生态主义环境法如何指导人类保护生态环境,以实现人与自然的和谐发展。
1.环境法中生态主义内涵界定
对环境法中生态主义的内涵界定直接影响其在环境法甚至在整个法学领域的生命力。生态科学、生态主义伦理学和哲学等都是环境法中生态主义的理论来源,但环境法中生态主义并不是对生态科学、伦理学和哲学中生态主义的全盘继受,而是根据环境保护的规范需要对各领域生态主义有所取舍。生态主义环境法者如果没有确定环境法中生态主义本身的合理内核,其会被人类中心主义冒用。修正的人类中心主义也会打着生态主义的旗号,把人类伦理道德泛化为整个生态系统中普遍适用的价值尺度,行维护人类利益之实。人类在界定环境法中生态主义的内涵时,主要面临着对生态系统其他组成部分权利主体地位认定方面的困扰。首先,法律是人类社会的上层建筑,是人与人之间对行为规则约定的权威化产物,维护人类社会内部个体或个体集合体(如单位)的权益。因此,传统法律是从个人利益出发规范人类社会内部个体行为的规则,其间没有人类整体这一概念。环境危机的加剧使人类认识到法律不仅需要规范内部行为,还要面临处理人类与生态系统其他组成部分关系的历史任务,并逐渐形成人类整体概念。其次,当法律要解决处理人类整体与生态系统其他组成部分关系这一历史任务时,又发现法律本身有无法逾越的障碍,主要是人类社会内部形成的“主客二分”思维定势导致的对生态系统其他组成部分地位认定问题。法律产生于调整人际关系需要,将人视为地球上唯一主体存在成为传统法律的历史根基,在如此发达又根深蒂固的法律体系内人类无法再将其他主体纳入。但生态科学、伦理学、哲学等学科的理论发展,尤其是人类面临的环境危机引起的处理人类与自然关系的现实紧迫性需要,又使人类不得不直面这一问题。于是,法学内产生了分歧,是根本上变革法律,还是维持现有根基的法律内部调整。解决这一问题自然成为法律体系内环境法的任务,而且环境法不仅成为解决人类与自然关系的窗口,还会成为引起法律体系根本变革的突破口。人类解决对生态系统其他组成部分权利主体地位认定方面困扰的最好办法是界定环境法中生态主义的合理内涵。目前,人类还无法在法律上赋予生态系统其他组成部分主体地位。现代科学发展表明,人类还不可能完整获得生态系统其他组成部分的权利与利益需求。另外,人类对法律体系的变革尚未就将生态系统其他组成部分的权利与利益需求纳入的规范形式达成一致。而法律是主体意志协调的产物,因此,人类既无在法律上认定生态系统其他组成部分主体权利地位的必要,实际上人类也不可能通过与生态系统其他组成部分的意志协调达成任何约定。人类只能在现有法律框架下,对自身的行为先进行规范调整,在人类最大能力范围内维持生态系统的相对稳定和平衡,进而求得人与自然和谐,并避免陷入为保护自然而保护自然的误区。故而,人类在环境法中坚持生态主义并不必然需要认定生态系统其他组成部分主体地位,界定环境法中生态主义的合理内涵就成了解决问题的关键。环境法中的生态主义是指为实现人类与自然的关系和谐、生态系统的可持续发展从宏观上指导环境立法规范人类环境行为的一种整体主义理念。第一,环境法中生态主义是一种理念。理念即理性的观念,本质上讲,生态主义是一种思维方式变革、一种观念或理念的更新、一种认识事物的方法。生态主义是人类反思环境危机根源的思维成果,是对人类利益中心主义的观念更新,是人类全新的认识自然的方法,生态主义必将成为应对环境危机和变革法律体系的观念切入点。第二,环境法中生态主义是一种整体主义理念。生态主义的核心内涵是将生态系统作为一个整体对待,人类只是生态系统的组成部分之一,人类与生态系统其他组成部分需要和谐的可持续发展,人类与自然之间互有目的性与工具性价值。生态主义被纳入环境法的目的是确立尊重自然的整体主义观念,以整个生态系统的利益为最高利益考量。人类通过确立生态主义理念来促使人类重新认识发展,反思人类与自然的关系,从而变革人类自身行为模式。第三,环境法中生态主义是一种指导立法的整体主义理念。生态主义环境法是指以生态主义为指导,规范人类环境行为,调整人类为实现其与自然和谐地可持续发展中社会关系的法律规范总和。环境法是人类处理其与自然关系的窗口,以生态主义指导环境保护立法,通过预设人类自身环境行为模式来引导、规范人类环境行为,重塑人类与自然的关系,实现地球生态整体的可持续发展。
2.环境法中生态主义与现代人类中心主义比较分析
现代人类中心主义(又称修正人类中心主义或生态人类中心主义)与传统人类中心主义思想视个人价值、经济利益至上,无视其他生物生命价值和自然规律相比,现代人类中心主义注入了更多生态考量。现代人类中心主义也重视人与自然之间的关系,力图改变人类无视自然规律的无度开发,主张人与自然的和谐,实现人类的可持续发展。[15]它对于缓解人类面临环境危机,保护生态环境,转变人类观念起到重大作用。但是,现代人类中心主义尊崇人类生存权及发展权的绝对性,仍然没有摆脱古希腊普罗泰戈拉“人类是万物尺度”的怪圈,在人类与自然的关系上仍然以人类利益为中心,其发展的最高形态也只能是人类生态中心主义,仍属环境危机应对思维,无法从根源上解决环境危机问题,它与生态主义有三方面重大区别。(1)整体主义与个人主义之别。这是生态主义与现代人类中心主义的本质区别。生态主义将生态系统作为一个整体来对待,强调生态系统的整体性,人类的利益必须服从生态系统的整体利益,人类与自然的和谐目的是生态系统整体的稳定与可持续发展。可见,整体主义是生态主义的灵魂。而现代人类中心主义虽然重视生态,要求实现人类与自然的和谐,但其仍然固守人类是生态系统的中心,人与自然之间具有明确的主客之别,其终极目的是为人类的个人利益服务,表现为强烈的个人主义倾向。(2)对自然的价值定位不同。生态主义将生态系统视为有机联系的整体,生态系统各组成部分之间互为目的性价值与工具性价值,“活着的个体是某种自在的内在价值,生命为了它自身而维护自己,其存在的价值决不取决于它对其他存在物所具有的工具价值”[16]。而现代人类中心主义仍将生态系统人类以外的组成部分视为仅具有工具性价值,只有人类具有目的性价值,生态系统其它组成部分因人类目的性价值而具有工具性价值,生态系统其它组成部分是为人类目的性价值实现而存在的。(3)终极目标不同。生态主义的终极目标是实现生态系统的稳定与可持续发展,其实现的途径是通过规范人类行为,实现人类与自然和谐。人类与自然的和谐是生态系统稳定与可持续发展的表现,对生态主义具有目的价值意义。相对于生态系统整体的可持续发展来说,一切都是手段,生态主义的最终目的应当是包括人类在内的生态系统整体的可持续发展。而现代人类中心主义的终极目标是实现人类的可持续发展,人类的终极利益才是人类规范自身行为,实现人类与自然和谐的原因。人类与自然的和谐对人类的可持续发展来讲,只具有工具价值意义。
生态主义环境法实现人与自然和谐发展路径分析
1.实现路径的调整论、协调论分歧
生态主义环境法在如何实现人与自然的和谐发展方面,一直存在“调整论”与“协调论”分歧。(1)调整论。调整论主张环境法通过调整人与人之间的关系、人类与自然之间的关系实现人类与自然的关系和谐。调整论认为人类与自然的关系属于环境法调整对象之一,“环境资源法既能调整人与自然的关系,也能调整与环境资源有关的人与人的关系”[17]23,“环境资源法律通过规范人的环境行为而调整人与自然的关系”[17]28。调整论认识到规范人类的环境行为的重要性,将规范人类的行为作为调整人类与自然的关系实现手段,这点是与生态主义环境法相契合的。但调整论仅仅提出了问题,并没有对环境法如何调整人类与自然的关系提出解决方案。既然环境法调整人类与自然的关系,环境法必然反映人类与自然双方的法律规范利益需求,而目前人类只能知道自身利益需求,无法获得自然的法律规范利益需求。因此,环境法调整人类与自然的关系只能是一种空想。(2)协调论。协调论主张通过调整人与人之间的关系,协调人类与自然的关系,从而实现人类与自然的和谐,协调论反对将人与自然的关系纳入环境法的调整范围,认为环境法只调整主体(人与人)之间的社会关系。但在具体如何协调上又存在两种分歧:一是“反映说”,另一是“目的说”。反映说认为环境法虽调整主体(人与人)之间环境法律关系,但它始终以环境为媒介,环境法律关系同时也反映人类与环境的关系。[18]目的说则认为环境法调整各主体(人与人)利用环境资源中形成的权利义务关系,但这“不是环境法的唯一目的,通过调整人与人的关系来防止人类活动造成对环境的损害,从而协调人与自然的关系,才是环境法的主要目的”[19]。协调论遵从了法律的传统调整范围内涵,总体认为规范人类行为是实现人类与自然和谐的手段。但反映说与调整论存在同样的问题,认为环境法律关系也反映人类与环境的关系,实际上反映的是人类的环境利益需求,而不是人类与环境的关系。目的说较好地解决了这一问题,环境法的直接目的是调整人与人之间环境资源权利义务关系,主要目的是通过调整人与人的关系来防止人类活动造成对环境的损害,从而协调人与自然的关系。
生态系统的组成范文3
1.1试验地概况研究区位于浙江天目山森林生态系统国家定位观测研究站(30°18′30″~30°24′55″N,119°24′47″~119°28′27″E),面积为4284hm2。主峰仙人顶,海拔为1506m。气候具有中亚热带向北亚热带过渡的特征,受海洋暖湿气流的影响较深,形成季风强盛,四季分明,气候温和,雨水充沛,光照适宜且复杂多变的森林生态气候[12]。自山麓至山顶,年平均气温为14.8~8.8℃,最冷月平均气温3.4~-2.6℃,极端最低气温-13.1~-20.2℃,最热月平均气温28.1~19.9℃,极端最高气温38.2~29.1℃,无霜期235.0~209.0d,年雨日159.2~183.1d,年雾日64.1~255.3d,年降水量1390.0~1870.0mm[13],年太阳辐射4460~3270MJ•m-2[14],年相对湿度76%~81%。常绿落叶阔叶混交林是天目山精华植被[12],分布于海拔850~1140m,常绿乔木主要有细叶青冈Cy-clobalanopsisgracilis,石栎Lithocarpusglaber和交让木Daphniphyllummacropodum等,落叶乔木有青钱柳Cyclocaryapaliurus,化香Platycaryastrobilacea,枫香Liquidambarformosana,天目木姜子Litseaauric-ulata和短柄枹Quercusglandulifera等。灌木有柃木Euryajaponica,箬竹Indocalamustessellatu和马银花Rhododendronovatum等,另外混有针叶林柳杉Cryptomeriafortunei林、金钱松Pseudolarixamabilis林及黄山松Pinustaiwanensis林等,组成多种较复杂的森林类型。土壤为山地黄壤,土层深度约为100cm。pH5.0~6.0,枯枝落叶层厚为10~20cm。试验地在研究区的1块常绿落叶阔叶混交林样地(30°20′59″N,119°26′13.2″E)内,海拔为1139m,样地面积为20m×20m,主要乔木有小叶青冈Cyclobalanopsismyrsinifolia,交让木,小叶白辛树Pterostyraxcorymbosus,短柄枹,青钱柳Cyclocaryapaliurus,天目槭Acersinopurpurascens,秀丽槭Acerelegantulum和糙叶树Aphanantheaspera等,林龄为140a,郁闭度0.7,林分密度3125株•hm-2。林分为复层结构,分3层,15.0m以上的乔木约占3.2%,第2层8.0~14.0m的乔木约占43.2%,其余的乔木均在8.0m以下。优势树种为小叶青冈、交让木和小叶白辛树等。据2012年调查,小叶青冈活立木平均高度为9.2m,胸径24.1cm;交让木活立木平均高度为5.1m,胸径7.8cm;小叶白辛树活立木平均高度为11.2m,胸径20.2cm。小乔木或灌木主要有红脉钓樟Lin-derarubronervia,微毛柃Euryahebeclados,荚蒾Viburnumdilatatum,大青Clerodendrumcyrtophyllum,浙江大青Clerodendrumkaichianum,野鸦椿Euscaphisjaponica,山胡椒Linderaglauca,鸡毛竹Shibataeachinensis,紫竹Phyllostachysnigra,牛鼻栓Fortuneariasinensis和四照花Dendrobenthamiajaponicavar.chinensis等。
1.2观测方法
1.2.1大气水汽稳定同位素组成δv的原位连续观测试验地建有40m高的微气象观测塔,观测塔搭载有由三维超声风速仪(CAST3,CampbellInc,美国)和开路CO2/H2O分析仪(Li-7500,LiCorInc.,美国),7层CO2/H2O廓线观测系统,大气水汽稳定同位素分析系统,以及常规气象观测系统。利用LGR水汽同位素分析仪(WVIA)对大气水汽稳定同位素组成进行原位连续观测。该系统采用离轴积分腔输出光谱技术,可以实现对环境中水汽浓度,δ18O,δD的原位连续观测[15],借助于外扩构件可以测量5个不同高度的大气水汽浓度及大气水汽稳定同位素组成。本试验地的系统的5个高度分别设在2,4,8,16和32m,取16m高度的通道值代表森林生态系统的地表蒸散总量的大气水汽稳定同位素组成。数据采集频率为6min•次-1•通道-1,采样频率为0.1Hz,输出结果以相对于国际原子能机构推荐的δv-SMOW值表示,δ18O的测量精度为(δ18O)<±0.2‰,所采数据最后经校准并标准化后统一使用。本研究中的稳定同位素组成值均为δ18O。
1.2.2气象数据的观测常规气象观测系统由锦州阳光气象科技有限公司安装,包括7层风速,7层大气温度和湿度。安装高度分别为2,7,11,17,23,30和38m。温湿度采用17m的数据为准。土壤温度和湿度观测深度为5,50和100cm。土壤热通量测量深度为3和5cm。降雨量和净辐射值由距离试验地500m的自动气象站提供。常规气象观测系统数据通过数据采集器隔30min自动记录平均风速、环境温度、环境湿度、土壤温度、土壤湿度等常规气象信息。自动气象站数据通过数据采集器隔10min自动记录降雨量、净辐射等信息。
2结果与分析
2.1降水对大气水汽稳定同位素组成的影响试验采用2013年8月1日到2013年10月1日的数据。大气水汽稳定同位素组成采取了2m和16m等2个高度,排除了高度对于同位素值的影响,1h计算1个平均值,1d共有24个同位素值。由于试验地郁闭度较高,降水量值存在偏低现象,但不影响试验结果。对图1进行分析:整体来看,试验地大气水汽稳定同位素组成的变化趋势与降水量有明显关系。每次降水过后,高低2层大气水汽稳定同位素组成都明显降低。比如8月22日,9月11日,9月24日3次比较大的降水过后,大气水汽稳定同位素组成都明显降低。这可能是因为降水过程中,水汽的冷凝消耗了森林生态系统中的大量水蒸气中的δ18O,使得大气水汽中的同位素组成也随之降低。
2.2环境温度对大气水汽稳定同位素组成的影响从图2可以看出:森林生态系统的环境温度的变化趋势与大气水汽稳定同位素组成的变化趋势不一致。当环境温度下降时,大气水汽稳定同位素组成上升,当环境温度上升时,大气水汽稳定同位素组成呈下降趋势,9月开始尤其明显。对两者进行回归分析,从图3我们可以看到环境温度和大气水汽稳定同位素组成的拟合曲线:y=-0.3477x-13.8790,R2=0.2123,F=15.9070,P=0.0002。说明森林生态系统中环境温度和大气水汽稳定同位素组成有极显著的相关性。分析原因可能为:环境温度对于叶片蒸腾和土壤水的蒸发都有很大影响,进而影响到同位素分馏作用,而大气水汽稳定同位素组成主要包括大气本底的水汽同位素组成和叶片蒸腾的水汽同位素组成以及土壤水蒸发的水汽同位素组成[4],因而环境温度的变化会引起大气水汽稳定同位素组成的变化。
2.3土壤5cm温度和大气水汽稳定同位素组成的关系土壤5cm深度处为土壤蒸发面[17],此处的温度可能会影响到土壤蒸发面液态水的蒸发,进而影响到土壤蒸发水汽的同位素组成,因此选取土壤5cm深度的温度和大气水汽稳定同位素组成作相关性分析。对图4进行分析,土壤温度的变化趋势和图2中环境温度的变化趋势类似,土壤5cm温度最大值为8月2日22.49℃,大气水汽稳定同位素组成为-19.47‰,土壤5cm温度最小值为9月20日13.38℃,大气水汽同位素组成为-15.24‰。图5是土壤5cm温度和大气水汽稳定同位素组成的拟合曲线及方程,拟合方程为:y=0.1356x2-5.3818x+31.917,R2=0.3369,F=14.732,P<0.0001,两者相关性极显著。
2.4环境相对湿度对大气水汽稳定同位素组成的影响对图6和图7进行分析:试验地的相对湿度值很高,最小值出现在9月28日,为54%,大气水汽稳定同位素组成为-17.97‰;达到相对湿度最大值100%的天数有20d,期间大气水汽稳定同位素组成最大值出现在9月23日的-14.79‰,最小值为8月28日的-25.04‰。对两者拟合,得到y=-0.0326x-17.1510,R2=0.0220,F=0.6605,P=0.5204,两者相关性不显著。
2.5土壤5cm湿度和大气水汽稳定同位素组成的关系对图8和图9进行分析:图8可以看到土壤5cm相对湿度最大值为8月23日43.84%,大气水汽稳定同位素组成δv为-20.97‰;土壤5cm相对湿度最小值为25.91%,大气水汽稳定同位素组成因自然原因缺失,但这不影响我们探讨两者之间的关系。图9为两者拟合曲线及方程:y=0.0381x2-2.9413x+35.928,R2=0.0753,F=2.3608,P=0.1034,两者相关性不显著。
2.6平均风速对大气水汽稳定同位素组成的影响对图10进行分析:平均风速最大值为9月18日2.56m•s-1,相应大气水汽稳定同位素组成为-15.18‰;平均风速最小值为8月24日和8月25日0m•s-1,相应大气水汽稳定同位素组成分别为-21.69‰和-22.97‰。图11为两者拟合后的结果:y=0.5942x-20.5090,R2=0.0179,F=1.0729,P=0.3045,表明两者相关性不显著。
2.7净辐射对大气水汽稳定同位素组成的影响对图12进行分析:是每日平均瞬时净辐射值同大气水汽稳定同位素组成的变化趋势,图13是两者的拟合曲线:y=-0.8261lnx-16.3640,R2=0.0460,F=1.6618,P=0.1987,两者相关性不显著。
3讨论
本研究结果表明:森林生态系统中降水量、环境温度、土壤5cm温度对大气水汽稳定同位素组成δv的影响较大。降水过后,大气水汽稳定同位素组成会明显降低。这与石俊杰等[10]在玉米田生态系统,袁国富等[9]在小麦生态系统得到的结论一致。环境温度和大气水汽稳定同位素组成相关性极显著。但在本实验中呈现的是负相关,而石俊杰等[10]在玉米田生态系统得到的结论是两者呈线性正相关。原因可能比较复杂,位于亚热带的天目山森林生态系统和北方的玉米田生态系统相比大气环境都有很大的不同,植被因素也不容忽略,导致环境温度对于土壤水分的蒸发和植被叶片蒸腾的影响作用不同,对于生态系统的大气水汽稳定同位素组成的影响也有很大不同。在计算土壤蒸发水汽的Craig-Gordon模型中,土壤5cm处可以作为土壤液态水蒸发面[17],理论上此处的温度和湿度对土壤蒸发水汽同位素组成有影响。
生态系统的组成范文4
[关键词] 城市生态系统 城市生态规划 可持续发展
生态城市是当前人类在面临严峻的生态危机时所提出的一种对策,对世界各国都具有重大的现实意义与强大的生命力。我国是一个人口大国,而且又正处在经济高速增长、城市化进程迅猛的阶段,因此如何在发展经济、改善人民生活的同时保护环境、减少对自然的伤害,是历史赋予我们的义不容辞的责任。在城市建设领域,走生态城市之路亦是大势所趋。因而,不少地方政府已经将生态城市作为城市发展的战略目标并予以实施。在城市建设过程中,我们首先应该认真研究城市生态规划,使生态学思想深入人心。
一、什么是城市生态系统
“生态系统”一词最初由英国植物群落学家A・G・坦斯利于1935年首先提出,他根据前人和他本人对森林动态的研究,把物理学中的“系统”引入生态学,提出了生态系统的概念。生态系统是一个相当广泛的概念,任何生命系统及其环境都可以称之为生态系统,在空间边界上是模糊的,其空间范围很大程度上是依据人们所研究的对象、内容、目的或地理条件等因素而确定,是一个完整而复杂的生态综合体。
“城市生态”由美国芝加哥学派创始人帕克于1925年提出后,得到了迅速的发展。与自然生态系统成为生态学的研究中心一样,城市生态系统也成为城市生态学的研究中心和重点。城市生态系统是指特定地域内的人口、资源与环境(包括生物的和物理的,社会的和经济的,政治的和文化的)通过各种相生相克的关系建立起来的人类聚居地或社会、经济、自然复合体。
在城市生态系统中,以人为核心,是一个融合了自然、经济与社会的人工生态系统。城市生态系统是人类生态系统的主要组成部分,在人类生态系统的发展过程中,经历了自然生态系统到农业生态系统的演变,最后才产生了城市生态系统。在工业革命以后,农村人口开始向城市转移,出现了大规模的城市化。尽管城市生态系统的发展历史在整个人类发展史中只占了很小的一部分,但是城市生态系统却对整个人类生态系统起着越来越重要的作用,已经成为人类生态系统的主体。
二、城市生态系统的组成要素
关于城市生态系统的组成要素有很多种不同的观点,不过有一点是一致的:城市生态系统是一个以人为中心的复合型的人工生态系统,它具有很强的人工性。除了人这一主体之外,还包括自然系统、经济系统与社会系统。这种划分是一种广义生态系统观,是把整个城市当作一个巨大的生态系统,按照这种组成方式可以从整体上研究城市的生态机理,进行城市生态建设。
在社会学中,将城市生态系统分为城市社会和城市空间两部分。城市社会包括了城市居民和城市组织,城市空间则是人工环境和自然环境的集合。将城市生态系统的组成要素重新分析,可分为两部分:一是生命系统,指城市人群和自然生物(包括野生动植物和人工栽培或饲养的动植物)。二是环境系统,包括次生自然环境、人工环境和广域环境。次生自然环境就是一些自然要素和自然资源;人工环境又分为物质环境和精神环境,广域环境是在更大的范围上来说的环境,包括城市周边的郊区环境以及整个区域环境。 这种组成形式严格遵循了生态系统的要素构成,人与环境之间的关系是城市生态系统中的主导关系。在城市中,自然生物的生长、发育和分布在很大程度上都是由人安排的,在人的干预下,城市生物种群单一,优势物种突出,群落结构简单,空间分布也受到人为的限制
三、如何实现城市生态的可持续规划
(一)生态城市与可持续发展
现代城市作为一个多元化、多介质、多层次的人工复合生态系统,各层次、各子系统之间和各生态要素之间的关系错综复杂,城市生态规划坚持以整体优化、协调共生、趋适开拓、区域分异、生态平衡和可持续发展的基本原理为指导,以环境容量、自然资源承载能力和生态适宜度为依据,有助于生态功能合理分区和创造新的生态工程,其目的是改善城市生态环境质量,寻求最佳的城市生态位,不断地开拓和占领空余生态位,充分发挥生态系统的潜力,促进城市生态系统的良性循环,保持人与自然、人与环境的可持续发展和协调共生。
城市生态规划是与可持续发展概念相适应的一种规划方法,它将生态学的原理和城市总体规划、环境规划相结合,同时又将经济学、社会学等多学科知识以及多种技术手段应用其中,对城市生态系统的生态开发和生态建设提出合理的对策,辨识、模拟、设计和调控城市中的各种生态关系及其结构功能,合理配置空间资源、社会文化资源,最终达到正确处理人与自然、人与环境关系的目的。在生态规划中,体现着一种平衡或协调型的规划思想,综合时间、空间、人三大要素,协调经济发展、社会进步和环境保护之间的关系,促进人类生存空间向更有序、稳定的方向发展,实现人和自然的和谐共生。
首先,城市生态规划强调协调性,即强调经济、人口、资源、环境的协调发展,这是规划的核心所在;其次,强调区域性,这是因为生态问题的发生、发展及解决都离不开一定的区域,生态规划是以特定的区域为依据,设计人工化环境在区域内的布局和利用;第三,强调层次性,城市生态系统是个庞大的网状、多级、多层次的大系统,从而决定了其规划有明显的层次性。城市生态规划的目标更强调城市生态平衡与城市生态发展,认为城市现代化与城市可持续发展依赖于城市生态平衡和城市生态发展。
(二)城市生态规划需遵循的设计原则
1.社会生态原则。这一原则要求生态规划设计要重视社会发展的整体利益,体现尊重、包容和公正,生态规划要着眼于社会发展规划,包括政治、经济、文化等社会生活的各个方面。公平是这一原则的核心价值。
2.经济生态原则。经济活动是城市最主要、最基本的活动之一,经济的发展决定着城市的发展,生态规划在促进经济发展的同时,还要注重经济发展的质量和持续性。这一原则要求规划设计要贯彻节能减排、提高资源利用效率以及优化产业经济结构,促进生态型经济的形成。效率是这一原则的核心价值。
3.自然生态原则。城市是在自然环境的基础上发展起来的,这一原则要求生态规划必须遵循自然演进的基本规律,维护自然环境基本再生能力、自净能力和稳定性、持续性,人类活动保持在自然环境所允许的承载能力之内。规划设计应结合自然,适应与改造并重,减少对自然环境的消极影响。平衡是这一原则的核心价值。
4.复合生态原则。城市的社会、经济、自然系统是相互关联、相互依存、不可分割的有机整体。规划设计必须将三者有机结合起来,三者兼顾,综合考虑,使整体效益最高。规划设计要利用这三方面的互补性,协调相互之间的冲突和矛盾,努力在三者之间寻求平衡。协调是这一原则的核心价值。
以上这些原则都是普遍性的,但城市是地区性的,地区的特殊性又受自然地理和社会文化两方面的影响。因此,这些原则的具体应用需要与空间、时间和人(社会)的结合,在特定的空间中有不同的应用。
(三)城市生态规划的主要内容
1.高质量的环保系统。对不同的废弃物按照各自的特点及时处理和处置,同时加强对噪声和烟尘排放的管理,使城市生态环境洁净、舒适。
2.高效能的运转系统。包括畅通的交通系统,充足的能流、物流和客流系统,快速有序的信息传递系统,相应配套有保障的物质供应系统和城郊生态支持圈,完善的专业服务系统等。
3.高水平的管理系统。包括人口控制、资源利用、社会服务、医疗保险、劳动就业、治安防火、城市建设、环境整治等。保证水、土等资源的合理开发利用和适度的人口规模,促进人与自然,人与环境的和谐。
4.完善的绿地生态系统。不仅应有较高的绿地覆盖率指标,而且还应布局合理,点、线、面有机结合,有较高的生物多样性,组成完善的复层绿地系统。
5.高度的社会文明和生态环境意识。应具有较高的人口素质、优良的社会风气、井然有序的社会秩序、丰富多彩的精神生活和高度的生态环境意识,这是城市生态建设非常重要的基础条件。
从生态规划内容可以归纳出一些具体的城市生态规划目标:从人类的角度来说,城市中具有合理的人口规模,人与人、人与社会、人与自然之间关系和谐;从土地的角度来说,城市用地结构合理,开发有序,土地资源得到优化配置,城市功能获得适宜的生态区位;从空间的角度来说,城市空间与其承载的城市功能相适应,具有高效、低耗的空间分布特征,城市空间的多样性和异质性使得城市既呈现动态发展的态势又保持稳定有序的结构;从环境的角度来说,城市功能的发挥不超过其环境容量的限制,促进城市健康、持续发展。
归根到底,城市生态规划最主要的目的是实现可持续发展,城市居民作为城市中的主体,在生态规划中要体现出“以人为本”的精神,围绕主体――人来展开各种规划措施。城市生态规划的对象主要是城市中的各种生态关系,这种生态关系又集中体现在以土地为基础的人与环境的关系上,处理好人与环境的关系,不断优化城市建设、利用保护城市资源、保护好生态环境。这样才能实现城市生态规划的主要宗旨,体现“城市让生活更美好”的真正价值。
参考文献:
[1]沈清基.城市生态系统基本特征探讨[J].华中建筑,1997.
[2]戴天兴.城市环境生态学[M].北京:中国建材工业出版社,2002.
[3]王发曾.城市生态系统基本理论问题辨析[J].城市规划汇刊,1997.
生态系统的组成范文5
关键词:煤矿区;生态环境;环境变异
中图分类号:F2文献标识码:A文章编号:1672-3198(2012)19-0054-02
1煤矿区生态环境系统及其特征
煤矿区是指准备开采、正在开采或曾经开采的煤矿资源富集区域,应该包括若干矿井或者露天矿的区域,具有完整的生产工艺、地面运输、电力供应、通信调度、生产管理以及生活服务等设施。它是一个功能结构远较矿山企业复杂的多样性的社区;它具有一个完整的功能系统,经济产业结构是以矿物开采和加工为主导,资源结构相对依赖于煤炭这一种耗竭性资源,生态结构相对比较脆弱。除了煤炭资源这一主导资源外,还有土地、水、大气、景观、人口劳动力、人文历史、乡镇、社会等其他重要环境资源。在煤炭资源开发过程中,对其他环境资源的合理利用和保护,是煤矿区生态系统协调与平衡的关键,是矿区能够持续发展的重要条件。
1.1煤矿区生态系统结构
煤矿区的生态环境结构是由空气、土壤、地表水和地下水以及生物群落和岩体等生物与非生物相互作用结合而成的结构有序的系统。在生物学里,生态系统的结构主要指构成生态诸要素及其量比关系,各组分在时间、空间上的分布,以及各组分间能量、物质、信息流的途径与传递关系。生态系统结构主要包括组分结构、时空结构和营养结构三个方面。
组分结构是指生态系统中由不同生物类型或品种以及它们之间不同的数量组合关系所构成的系统结构。时空结构也称形态结构,是指各种生物成分或群落在空间上和时间上的不同配置和形态变化特征,包括水平分布上的镶嵌性、垂直分布上的成层性和时间上的发展演替特征,即水平结构、垂直结构和时空分布格局。营养结构是指生态系统中生物与生物之间,生产者、消费者和分解者之间以食物营养为纽带所形成的食物链和食物网,它是构成物质循环和能量转化的主要途径。
煤矿区生态环境是指矿区范围内由水、土壤、大气、生物群落、噪声等各种环境因子组成的总和,它是一个多层次的自然和生态经济网络所组成的开放型耗散结构系统。由于人类的开采活动,使矿区系统内外协同配合,进行大量的物质、能量和信息交换,成为推动矿区发展的巨大动力。煤矿区生态系统作为一个整体,各要素无论在时间上还是空间上都是相互联系、相互制约和相互影响的。矿区的自然资源、社会、经济等多种因素相互作用、相互交织、相互渗透,构成具有一定结构和功能的区域自然——社会复合环境生态系统。系统中各组成要素在空间上的配置和联系,形成区域自然——社会经济复合环境生态系统的结构。
1.2煤矿区生态系统的一般特征
从矿区的产生和发展过程以及从生态系统生态学角度来看,矿区生态系统是一个被改变了结构和功能的、受人类生产和生活影响明显的复合生态系统。
矿区生态系统的主要特点表现为:
(1)矿区生态系统是以人为中心的生态系统,且该系统的产生、存在、发展和消亡都是按人的意愿进行。矿区生态系统大都是在对原有农业生态系统进行一定程度破坏之后建立起来的生态系统。我国的大部分矿区主要集中在农业区,矿区开发之后,随着物流、能流、信息流的输入和大量非农业人口的涌入,原有农业生态系统的结构已发生了变化。环境系统的功能也演化为以矿产资源和交通条件为主,加入了大量人工环境,使得矿区生态系统的环境更加复杂和多样化。
(2)矿区生态系统是一个开放系统,它与整个社会的自然——经济——社会复合系统息息相关。既受自然生态规律的支配,又受社会经济规律的支配。生物群落发生改变,生产者数量减少,生物性生产下降;有相当数量家养动物和一定数量野生动物,但主要消费者是人。
(3)特殊的能量流动和物质循环,表现为能流与物流是开放式的。大量的物质和能量在矿区生态系统中输入、输出、排放都大大超过了原来的生态系统,剧烈的人为活动在改变原环境的同时也不断地对其产生破坏;另外,矿区生态系统需要大量的辅助能源和辅助物质以维持其生产、生活的正常运行。
总之,煤矿区生态系统大都是在对原有自然生态系统进行一定程度破坏之后建立起来的新的生态系统。
2煤矿区生态环境演变的模式
我国大多煤矿区的共同特点是:处于生态脆弱区,有较充足的光温资源、较贫瘠的水土资源和较丰富的矿产资源。煤炭资源开发对于煤矿区生态环境造成的影响表现在:光温不变、水土废弃、矿石耗竭。因此我国目前煤矿区生态系统演变的模式主要有两种:
生态系统的组成范文6
关键词 生态系统服务:生态功能;人类需求;分类体系
中图分类号F062.2 文献标识码A 文章编号1002-2104(2010)06-0064-04
20世纪90年代以来,生态系统服务及其价值评估成为了生态学和生态经济学研究的热点。不过,生态系统服务是一项复杂的综合研究,往往涉及多项生态功能指标的取舍问题,因此构建一套科学合理的生态服务分类体系是生态服务研究的重点内容。然而由于生态系统提供的服务功能不仅多种多样,而且不同功能之间又存在着错综复杂的依存关系,以至于生态系统服务的分类体系比较复杂,而且有些功能根本无法分割,因此生态系统服务分类一直是生态服务研究中的难点。本文从人类需求的角度出发,建立了一套新的生态系统服务分类体系,将生态系统服务与人类需求紧密联系起来,希望为当前的生态系统服务研究提供参考依据。
1 人类需求的特点
人类需求是客观存在的,不过关于其组成存在不同观点。马克思认为人类需求包括物质需求和精神需求;而美国心理学家Maslow认为人类需求包括生理需求、安全需求、社交需求、尊重需求和自我实现5个层次,后来Aldeffe又将其简化为生存需求、交往需求和发展需求;不过McClelland和Burnham认为,当人类的生存需求基本得到满足时主要有权利需求、情谊需求和成就需求3种。如果从人类需求与生态系统服务的关系出发,本文认为人类需求主要包括物质需求、安全需求和精神需求3个层次,其中物质需求是指人们对衣食住行等有关物品、劳动工具、文化用品等的需求,又可分为生活资料需求和生产资料需求;安全需求是指人类为维护自身的生存生活或生产所需要的健康安全的生态环境,包括健康舒适的大气环境、水环境、土壤环境以及丰富的生物资源等;精神需求是指人们自由地施展创造才能和对文化成果的享用,包括对知识的需求、美的需求、文化的需求等。
同时,人类需求具有动态变化性。在不同的历史发展阶段或者处于不同经济收入水平下,人们的实际需求有所不同。比如,在传统落后的农业社会,从自然界获取尽可能多的物质产品(如粮食)是人类的最大理想;到了经济较为发达的工业社会,环境问题的出现威胁到了人类生存,环境安全需求开始成为人类关注的重点;而在社会经济高度发达的现代社会,消遣娱乐等精神文化需求成为主流。因此,人类对生态系统服务的需求也具有动态变化性,并直接关系到人们对生态系统服务的支付意愿,进而对生态系统服务价值评估有着重要影响。不同社会发展水平下或不同空间尺度上人们对生态系统服务认识的差异性已经引起研究者的注意。然而,现有的生态系统服务分类体系未能与人类需求有效结合起来,虽然MAL将生态系统服务与人类福祉有效联系在一起,但并不利于反映人类需求的差异对生态系统服务及其价值的影响。因此,有必要从人类需求的角度建立一套生态系统服务分类体系。2现有的生态系统服务分类方法
国内外对于生态系统服务的分类研究历来相当重视,目前已有多种分类方法。比如De Groot将生态系统服务分为调节功能、承载功能、生产功能和信息功能4类;Freeman提出四分法,即为经济系统输入原材料、维持生命系统、提供舒适、以及分解、转移和容纳经济活动的副产品;张象枢等118_将其划分为物质性资源功能、环境容量资源功能、舒适性资源功能和自维持资源功能4类;李金昌等提出两分法:物质功能和生态功能。此外,还有诸多国内外专家学者对生态系统服务的分类进行了探索,其中以Costanza、De Groot以及MA的分类方案最具有代表性(见表1)。
虽然这些分类体系较全面地概括了生态系统提供的生态产品或功能,为生态系统服务及其价值评估建立了框架,有助于开展针对不同生态服务功能的专项研究。但是它们属于以生态系统为起点,依据生态系统的组分、结构以及生态过程所进行的生态属性分类。由于通常情况下一种生态组分或过程对应多种生态服务,或者一种生态服务对应多个生态组分或过程,因此划分起来相当复杂,容易造成某些生态服务的重复;同时这些分类体系未能与人类需求有效结合起来,尽管MA将生态服务与人类福利对应起来,有助于反映生态系统变化对人类福利的影响,但是不利于反映不同社会经济条件下人类需求的变化对生态系统的影响。虽然生态系统的产品或功能多种多样,但是人类对这些生态产品或功能的需求具有选择性。比如,在遭受洪水威胁或水资源缺乏地区,森林的水源涵养功能往往受到特别关注;而在大气环境高污染地区,森林的空气净化功能更加受到重视。因此,生态系统服务的有效存在与人类的实际需求有着紧密联系。
3 基于人类需求的生态系统服务分类
从人类需求的三个层次来看,生态系统服务应该包括丰富充足的物质产品、健康安全的生态环境和独特别致的景观文化。其中物质产品主要包括维持人们生活的粮食、果品、木材、薪柴、淡水等生活资料,以及作为生产原料的橡胶、纤维、树脂、颜料等生产资料;健康安全的生态环境包括健康舒适的大气环境、安全的水环境和丰富的水资源、肥沃的土地资源以及丰富多样的生物资源;独特别致的景观文化是指生态系统作为人们的休闲消遣对象,或具备历史、宗教、地方感和激励作用的文化载体,以及作为教育、科研或产生灵感的知识源泉。
因此,基于人类需求的生态系统服务可分为3类12项,即物质产品、生态安全维护功能和景观文化承载功能3类,其中物质产品是指生态系统利用大气、水等组分以及光合作用等生态过程,将太阳能转化为有机质(生物量),从而为人类生产生活所提供的基本物质,一般包括粮食、薪柴等生活资料以及橡胶、纤维等生产资料;生态安全维护功能是指生态系统通过一系列生态过程维护大气环境、水环境、土壤环境以及生物资源等生态安全,包括气候调节、大气调节、水文调节、水质净化、土壤保持、土壤培育、物种保护等7项;景观文化承载功能是指生态系统因其独特的组成或结构作为美学景观、历史文化、科研教育
等的载体功能,可细分为景观游憩、历史文化承载和科研教育等3项(见表2)。
目前国内外的生态系统服务价值评估以瞬时价值评估为主,未深入考虑时间变化与区域差异。随着未来研究的不断深入,生态系统服务的时空差异和供需平衡研究将受到重视,因此基于人类需求的生态系统服务分类对于生态系统服务的深化研究具有重要意义。首先,它将生态系统服务与人类需求有效对应起来,有助于开展不同社会发展阶段或经济收入水平下人类需求存在较大差异的生态系统服务价值评估;其次,有助于将人类对生态系统服务的需求与生态系统的服务供给结合起来,从而开展生态系统服务的供需平衡研究;同时,它将生态系统理论与人类需求理论有效结合起来,有助于自然科学与社会科学的交流与合作。
4 讨论