生态系统论文范例

一、稳定碳同位素分析方法

目前常用的稳定碳同位素测定方法有：质谱法、核磁共振法和光谱法，其中质谱法是稳定同位素分析中最通用、最精确的方法。稳定同位素质谱分析法是先使样品中的分子或原子电离，形成各同位素的相似离子，然后在电场、磁场的作用下，使不同质量与电荷之比的离子流分开进行检测。稳定同位素质谱仪不仅能用于气体，也可用于固体的研究，能用于几乎所有元素的稳定同位素分析。近年来，随着生物地球化学元素循环研究的发展，借助同位素质谱（EA－IRMS），多用途气体制备及导入装置－同位素质谱（GasBenchII－IRMS）及痕量气体预浓缩装置－同位素质谱（PreCon－IRMS）联用技术的兴起，碳稳定同位素的研究有了更快的发展。稳定同位素质谱仪测定同位素比率大致分3个步骤（见图2）：（1）样品的收集、制备和前处理；（2）将材料转化成具有所测元素的纯气体，（3）进入质谱仪检测。

一般样品通过前处理后，同位素质谱联用装置可以完成后续的气体转化和测定。通常，稳定同位素质谱仪在计算机辅助下直接给出同位素比值，更先进的仪器已可以进行自动化分析，如美国热电公司的Thermosci－entificMAT253，德国元素公司的Isoprime100稳定同位素质谱仪等。植物和土壤等固体样品，在进行同位素质谱分析之前必须进行干燥、粉碎、称量等处理。如果采集的土壤样品中含有无机碳，在干燥前应该进行酸处理。制备好的样品称量后通过固体自动进样器送入到元素分析仪－同位素质谱（EA－IRMS）进行碳氮同位素测定。测定土壤样品中碳酸盐δ13C的样品称量后放入样品管，置于GasBenchII仪的恒温样品盘中通过酸泵滴加100％磷酸，生成的CO2气体通过气体自动进样器送到同位素质谱进行碳同位素测定。

液体样品包括土壤DOC和微生物生物量碳（MBC）等浸提液在进行同位素质谱分析之前要进行分离转化、冷冻干燥等前处理。其中土壤DOC和微生物MBC按照参考文献方法用0．05mol／LK2SO4溶液提取，浸提液经冷冻离心浓缩或者冻干机干燥获得的粉末称量后通过固体自动进样器送入到元素分析仪－同位素质谱（EA－IRMS）进行碳氮同位素测定。气体样品包括空气和培养富集气体，用已抽真空的顶空样品瓶采集，其中CO2气样需采集20～30mL，样品中的碳同位素比值可直接通过多用途气体制备及导入装置－同位素质谱联用仪（GasbenchII－MS）测定。对于空气中的CH4需采集100～150mL，样品中的C同位素比值可通过带有全自动气体预浓缩装置－同位素质谱联用仪（如，美国热电公司的PreCon－IRMS）测定。

二、稳定同位素技术应用

土壤是地球表层最为重要的碳库也是温室气体的源或汇，但对关键过程及其源或汇的研究却十分有限。随着全球变化趋势的日趋明显，农田生态系统在碳素的吸收、转移、贮存和释放过程中所起的作用越来越受到人们的关注。农田土壤碳的动态变化和循环特征及其微生物驱动机理研究，成为当今生态学、生物地球化学和环境科学研究的共同热点。

1.稳定同位素技术与Keeling曲线法

一、课堂生态系统的内涵

在一定时间、空间条件下，与课堂教学实践存在相互关系的要素之间以及要素与外部环境之间，形成的互相影响的复杂系统称为课堂生态系统。其中，要素间因相互依存、相互作用而产生一种链状结构，这就是课堂生态链；要素与外部环境间因相互影响而产生的关系网络，这就是课堂生态网。课堂生态网的正常运行离不开课堂生态链的完美运作。不同类型的课堂生态系统，拥有不一样的课堂生态链。由于其教学目的的不同，即使是相同的课堂生态系统，其课堂生态链也会发生变化。

二、课堂生态系统的特征

（一）整体性

组成课堂生态系统的主体是学生和老师，他们拥有不一样的生活背景、知识水平以及认知能力，是相互联系的独立个体。组成课堂生态系统的其他要素，具有不一样的时空位置、结构功能、属性，是相互影响的独立存在。他们之间的相互联系、相互影响，共同构成了一个有机整体———课堂生态系统。

（二）动态开放性

学生和老师是有生命活力的动态个体，为了满足其自身的需求而不断向前发展。因而由他们构成的课堂生态系统，与自然界的其他生态系统一样，处于相对稳定的状态，具有动态开放性。

1信息生态环境下的企业生态系统

1.1信息生态的内涵

信息生态学是信息科学与生态学交叉融合形成的一门交叉性学科，构成其理论的基础是生态学与信息科学理论基础的总和。由于信息科学的范围过于宽泛，信息生态这一理论的提出为其提供了一个理论框架。生态学系统的研究对象为多种生态要素在复杂的动态时空中发生极其复杂关联的生态系统。信息生态问题是人们在信息时代面临的一个重要且跨越多学科领域的复杂问题，越来越多的学者开始关注并积极投身信息生态的研究中，其研究内容涵盖信息生态系统、信息生态环境、信息生态平衡、信息生态危机、和谐信息社会等多主题，呈现出多级分层和不断演化的形态。目前学者们对信息生态学的研究包括对它的学科范围进行研究，以及对其中的关键要素的研究，例如：信息生态圈、信息生态链、信息生态位、信息生态系统以及信息生态因子、信息生态系统的演化规律等。信息生态系统是信息生态学的主要研究对象。信息生态具有多样性的特点，每个信息因子处于不同的信息位上，信息生态系统的复杂性为每一信息因子的存在提供了可能。信息生态具有协同演化的特性，同样在信息生态中新思想、新技术、新专业的涌现或者是信息人自身态度的变化也将影响信息生态的演化。

1.2信息生态系统要素

信息生态系统是信息自身与生命体及其周围环境相互联系相互作用的有机整体。狭义的信息生态研究发轫于本世纪中叶，当时它不包括人和社会环境的内容，仅局限于生物信息的产生、传递和接受等内容，如今广义的信息生态研究应包括人和社会环境的内容【1】。信息生态系统的要素特征决定其复杂性、多样性、系统性以及演化性的基本特征，且这些特征具有普适规律，所以本文将信息生态系统作为一个大的环境来分析其背景下的企业生态系统的结构特征及管理规律。

1.3企业生态系统

企业生态系统就是借用自然生态系统的概念，来解释企业组织内部及企业组织与环境之间的关系。企业组织不是孤立存在的，企业与生活在他周围的其他相关企业和组织相互联系相互作用，与其外部环境通过物质、能量、信息的交换，构成了一个相互影响、相互依赖、共同发展的统一体。企业不仅受到自然环境的限制，更重要的是受到变化越来越剧烈的社会环境的影响。企业本身是一个开放的系统，它不断地与其生态环境发生物质、能量、信息的交换，企业生态环境的复杂性使得企业与其环境的相互作用异常复杂；此外，企业生态系统中自然资源与社会资源的转化过程离不开人类的活动，企业生态系统受“人类活动”的影响相当显著，比如科学技术的进步、政策的变化、体制的改革等等都会使企业生态环境发生极大的变化【2】。对于企业外部来说，物质环境、经济环境、社会环境，是影响企业生存以及发展的重要信息因素。企业生态环境是指围绕生命主体、占据一定空间、构成生命主体存在的条件的各种物质实体和社会因素。除了物质、经济以及社会环境之外，企业的竞争对手也是影响企业发展的重要的外部环境因素，这也是企业在制定和确定自身核心竞争力和制定企业战略重要的参考因素【2】。企业生态系统是以企业为核心的，特别是拥有核心能力的主导企业，从其构成成员的紧密性和重要性的不同，可以将其划分为三个层次：核心生态系统、扩展生态系统、完整生态系统。核心生态系统主要包含主导企业及其供应商、分销商、顾客等要素：扩展生态系统是在核心生态系统包含这些要素的基础上加上供应商的供应商以及顾客的顾客要素；涵义最为全面的是完整的生态系统，他还包括政府组织、风险承担者、竞争机构以及外部宏观环境要素等等。对于企业内部环境来说，高度集成化的信息生态系统根据职能划分为驱动力（信息生产者），工作流为主线（信息传递者）将信息反馈到企业内部各部门或者企业外部的供应商（信息消费者），进一步进行信息处理工作，在企业内部每天处理业务的同时，会有大量的信息在企业信息管理系统中产生，形成大量的信息流在各部门或层级之间流转，从而推进工作流的进行，信息的产生、传递、消费都无时无刻不在发生。以目前较为发达的SAP系统为例，其中包含了生产计划（PP）、物料管理（MM）、销售管理（SD）、财务会计（FI）、管理会计（CO）、财产管理（AM），以上6个模块为企业运营的核心模块，另外还包含了：质量管理（QM）、项目管理（PM）、人事管理（HR）、信息管理(IS)、工作流（WF）、项目系统管理(PS)。SAP系统是高度集成化的企业管理软件和信息生态系统，支持多接口可与多种系统集成，内部有开放的代码编写环境，开发人员可以进入软件的底层，直接利用系统提供的计算机语言或者自定义表结构来满足不同的业务需求。由于企业内部的生态系统中的各个模块的紧密联系以及相互作用，形成了一个集采购、库存、生产、销售以及财务相互作用为一体的负责的企业生态系统，因此也决定了SAP系统的高度集成化，每一个业务模块从采购到库存以及生产相关的环节都在业务流程上有着相互影响和制约。在受到内因与外因的共同作用时，企业有可能在竞争的环境中经历共生发展、协同发展以及蜕变或者企业种群变动的变化。

1材料与方法

1．1数据来源

本研究所用数据主要来自于连云港海州湾渔业生态修复水域2003年度5月(春季)、8月(夏季)和10月(秋季)渔业资源大面调查，其中游泳生物调查使用有翼单囊拖网，底栖生物调查使用阿氏拖网，浮游生物调查使用浅海Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ浮游生物网。样品鉴定和分析按照《海洋调查规范》(GB/T12763．6-2007)执行。调查区域34°52．00'～34°58．00'N、119°21．150'～119°34．800'E。

1．2Ecopath模型建立

1．2．1功能组划分

构建模型所需功能组通常既可以选择生态学或分类学地位相似物种的集合，也可选择单个物种或单个物种某个生长阶段(幼体或成体)的集合，而且一些具有重要经济价值或生态功能的物种，也可单独列为一个功能组。例如，林群等在研究渤海生态系统时将鳀鱼(Engraulisjaponi-cus)、小黄鱼(Larimichthyspolyactis)口虾蛄(Ora-tosquillaoratoria)等单独列为功能组。段丽杰等在研究珠江口近海生态系统时将具有重要经济价值的竹筴鱼(Trachurusjapenicus)、蓝圆鰺(Decapterusmaruadsi)、刺鲳(Psenopsisanomala)列为独立功能组;吴忠鑫等在研究荣成俚岛人工鱼礁区生态系统时将生物量较多且生态功能重要的许氏平鮋(SebastesschlegeliHigendorf)、大泷六线鱼(Hexagrammosotakii)，刺参(OplopanaxelatusNa-kai)等单独列为功能组;李云凯等在研究太湖生态系统时将青鱼(piceus)、鲢鱼(Hypophthal-michthysmolitrix)、鲫鱼(Carassiusauratus)、鳙鱼(Hypophthalmichthysnobilis)、鲤鱼(Cyprinuscarpio)等在太湖中具有代表性的鱼种单独研究。根据对象生物的生态位，习性及食性特点，海州湾渔业生态修复水域海洋生态系统的能量流动模型共划分成14个功能组。分别为:碎屑、浮游植物、浮游动物、头足类、虾类、蟹类、软体类、棘皮类、杂食性鱼类、口虾蛄、小黄鱼、鯷、肉食性鱼类(黄鮟鱇)，草食性鱼类等。

1．2．2参数确定

一、煤炭生态环境演化机理和煤炭动态补偿机理

1.煤炭生态环境演化机理。

生态系统的演化过程可以用图1来表示，根据生态系统演化规律，生态系统在一定的外部干扰范围内具备自我恢复的功能，但是当外部干扰超过一定限度时，则需要人工干预进行恢复，帮助其达到新的平衡态，当外部干扰持续增强，生态系统则会出现崩溃甚至不可逆的情况。对于具体的煤炭生态系统而言，山西省煤炭矿区大量开采煤炭资源，对矿区的生态系统施加了极大的外力作用，以促使煤炭开采地区的生态系统在外力干扰作用下演化。在可恢复阶段，煤炭开采对生态环境的破坏未超过生态系统的承载力，生态系统完全可以依靠自身的能力来保持煤炭生态系统的良性循环；在新平衡阶段，对煤炭资源的大量开采导致生态环境损失加剧，需要人类进行干预补偿，以使煤炭生态系统演化为新的平衡状态；对于熵增超过生态阈值的崩溃阶段，此时由于煤炭开采而带来的生态环境破坏相当严重，加之人类未能对其进行有效的补偿，致使生态系统走向崩溃，补偿的效果微乎其微且补偿成本巨大，生态系统很难恢复平衡。

2.煤炭动态补偿机理。

由于煤炭资源开发的特殊性，其对生态环境的污染伴随着整个开矿、开采和闭矿的全过程，矿区生态环境的恢复和治理也不是一蹴而就的，需要一个比较长的时间过程。煤炭动态补偿机理就是针对煤炭开发过程中不同的开采阶段和对环境的破坏程度，通过预先规划和多时点动态补偿，以期减少生态服务功能的损失，缩短恢复生态功能的时间，降低生态补偿的成本。

二、山西省煤炭资源开发生态补偿的实证研究

依据煤炭生态环境演化机理，对于山西省煤炭开采区而言，当煤炭开采造成的生态环境损失的时间序列从有到无显著上升时，即是生态系统的外部干扰致使熵增超过触发点的时刻。当这一环境损失的时间序列显著上升，并和煤炭产量的时间序列存在某种协整关系时，就处于上文所述的新平衡阶段，在这一阶段，因为二者存在协整关系，说明煤炭矿区生态系统还存在着能够将其拉回平衡状态的调节机制。若二者不存在协整关系，则反映了煤炭开采对于生态环境的干扰过于强烈，以至于无法将各项环境损失拉回到均衡状态，致使生态环境系统走向崩溃，生态补偿效果不显著。基于以上的煤炭生态环境演化机理，本文要对煤炭开发生态环境损失和煤炭产量进行实证研究，来验证山西省煤炭生态系统的演化是否处于生态补偿的有效阶段，由于宏观数据的不完备，因此本文只对水污染、废气污染和重金属污染进行时间序列分析，通过这三个方面的数据结合煤炭产量来进行验证。本文依据山西省统计年鉴和中国环境统计年鉴的数据进行分析，选取选取1975-2013年原煤产量和工业废水排放量、工业废气排放量和工业固体废弃物产生量，并做对数化处理，分别用LNY、LNW、LNG和LNM表示。首先利用ADF检验法检验山西省煤炭生态环境各项损失和煤炭产量的时间序列的平稳性。利用Eviews软件，对山西省煤炭产量和各项环境损失进行ADF单位根检验。可判定煤炭产量和各项生态环境损失时间序列是非平稳的，在一阶差分后，煤炭产量在5%的检验水平上是平稳的，各项环境损失在10%的检验水平上是平稳的。接下来通过EG检验煤炭产量和各项生态环境损失之间的两两协整关系，以判断这些变量是否存在长期均衡关系，我们分别以各项环境损失量作为因变量，以煤炭产量作为自变量，对其残差序列进行单位根检验，如果残差序列是平稳的，就能够说明二者之间是协整的，得到的检验结果如下：可以得出山西省煤炭产量和各项环境损失的残差序列是平稳的，因此，山西省煤炭产量时间序列和各项环境损失时间序列均是（1，1）阶协整关系，存在长期稳定的均衡关系。然而两两协整仅表示存在长期均衡关系，还需要分别构建误差修正模型，以判断在短期内出现偏离时，是否能够得到修正。B0表示煤炭产量的短期变动对某项环境损失产生的影响，表示短期调整系数，它的大小反映了对均衡偏差的修正力度。通过以上的实证分析，能够证明山西省煤炭开发对于生态环境的破坏符合生态系统的演化规律且处于生态系统演化的新平衡阶段，即生态补偿有效阶段，可以通过各种补偿措施帮助生态系统恢复平衡。

1生态系统服务的定义

第一种定义是以联合国千年生态系统评估（MA）的定义为代表，认为生态系统服务（Ecologicalservices，ES）是人类从生态系统获得的各种利益。既包括纤维、食品和药材等生态系统产出物，也包括维持生物多样性、消纳废物和水土保持等来自生态系统自身功能及其变化过程的利益。在Daily等关于生态系统服务的论著和Costanza等关于全球生态系统服务价值核算研究中都使用了这种较宽泛的定义。第二种定义把生态系统产品和服务视为2个不同的范畴，把生态系统有形产出物称为“产品”，把人类获得的、通常不以实物形式出现的利益称为“服务”。DeGroot等在探讨生态系统功能与生态系统产品和服务之间关系的论述中就区分了这2个范畴。研究生态补偿（包括森林生态补偿）应使用第二种定义，因为根据生态补偿的概念，可以把生态补偿看作一种交易，很明显，交易对象是无形的“服务”而不是传统意义上的有形的“产品”。如果在生态补偿研究中使用第一种定义，将引起价值评估结果偏大，使补偿标准偏高。下文提及的生态系统产品和服务均属于第二种定义的范畴。

2森林生态系统产品与服务的价值类型

参考普遍认同的MA报告，同时结合第1节的分析以及生态补偿研究与实践的需要，可以把生态系统服务分为调节、文化和支持三大类型。支持服务是森林生态系统得以存在的根本，是森林提供调节和文化服务的基础。对支持服务的探讨更多的是在生态学和环境保护学范畴内展开，所以讨论支持服务中的土壤形成、养分循环和维持生物多样性的生态价值比经济价值更有意义。支持服务中的初级生产则兼有生态和经济价值，由该过程产出的木材和非木质林产品具有消耗性使用价值。调节服务中的子类型，例如固定二氧化碳、水文调节和农田防护等，间接为人类提供福利，属于间接使用价值。文化服务中的森林游憩和精神宗教价值属于非消耗性使用价值，科教价值大体上属于非消耗性使用价值，因为科教活动以非消耗性使用为主。根据是否具有市场价格、是否可以在市场上进行交易，是另外一种分类方法。此时，可以把森林生态系统产品价值划归“市场价值”，把生态系统服务价值划归“非市场价值”。在这种分类方法中，产品的“市场价值”与服务的“非市场价值”之和相当于分类系统中的总价值。

3生态补偿的概念、内涵与要素

目前国内外对生态（效益）补偿没有统一的定义，但是具有代表性的一般都是从环境或生态经济学角度给出，例如Wunder提出的PES定义，李文华等对生态补偿概念和内涵的解析。综合国内外研究，本研究认为可以把生态补偿理解为：为保证一定数量和质量的生态系统服务的可持续供应，而向生态系统服务提供者支付现金或提供物质、技术和优惠政策等作为奖励，或者向破坏者收费用以补偿和修复生态系统的一种基于利益关系调节的经济刺激手段或制度安排。这是从较宽泛角度的理解，包括激励和惩罚2个方面。因此，可以把森林生态效益补偿看作是一种市场化的交易行为，它包括供应者、购买者、交易对象和交易价格等要素，这些要素缺一不可。1）供应者一般是林权所有人或者实际占有者，在土地私有制国家一般指私有林地所有人。在中国，北方主要是国有林区；南方为集体林区，经过林权改革，个人林权所有者比例已经增大。2）交易对象是具有一定价值的某一种或者几种森林生态系统服务，具有“公共物品”属性，其载体是特定林地和地上森林植被构成的生态系统。交易对象的“外部性”特征决定了它们的边界有时不甚清晰，但其载体具有清晰的边界和权属关系，这是实现交易的前提。3）购买者通常是公共利益的代表者———政府，当然也可以是一些非政府组织、国际机构等，或者多种组织的联合体。4）交易价格即补偿标准。为便于实践操作，一般按森林面积逐年支付，元／（hm2•年）。

4“理性”决策下的机会成本

1材料与研究方法

1．1研究区域概况

陕西省长武县洪家镇，位于黄土高原南部丘陵沟壑区(35°12'－35°16'N，107°40'－107°42'E)，海拔940－1220m，属暖温带半湿润大陆性气候，年均气温9．1℃，年均≥10℃积温为3029．8℃，年均日照时数2226．5h，年均降水量578．5mm，多集中在7－9月且年变率较大，多年平均无霜期为171d，热量供作物一年一熟有余。该区域是黄土高原地区典型的生态脆弱的强人类活动区域，辖区地域总面积49km2，其中耕地面积约为1718hm2，复种后的农业用地面积约为2342hm2，其中粮食播种(夏秋复种)面积为1161hm2，果园面积1124hm2，经济作物面积57hm2;当地从事农业人口数为13486人，占总人口数的90%以上(2008年数据)。历史上，洪家镇是陕西省的粮食主产区之一，当地农业经济的产业基础是单一的种植业(包括苹果种植业)，以生产初级农产品为主，生产、加工和销售未形成产业链，而由于家庭分散经营，又存在的市场信息不畅、技术含量低、规模小、生产效率低、抗风险能力差等状况。随着长武县发展成为全国的苹果优生区，洪家镇也成为该县重要的苹果产区之一，当地农业产业逐渐发展为以粮食种植业、果业、工副业为主的三元经济结构，农户家庭的土地利用方式、生计方式和收入结构等方面都发生了剧烈变化。

1．2数据来源与研究方法

对社会－生态系统的研究，受系统本身的复杂性和开放性制约，相关数据的获取异常困难。文中主要采用传统的社会学调查方法，即将田野调查、问卷调查和半结构式访谈等方法结合起来获取数据，在2008－2011年间，共进行了两次问卷调查，内容涉及农户家庭的人员构成、经济收入结构及土地利用方式等各方面情况(收回有效问卷348份)。在此基础上，分别进行了5－6次的田野调查和入户访谈，就80年代以来农户自身的家庭状况、经济结构以及土地利用结构方面的变化等一系列的主题展开讨论。最后再抽取10户典型农户进行更为详细的问卷调查和访谈，跟踪其家庭情况的动态变化，运用社会－生态系统理论及其恢复力(resilience)思维，基于农户视角对乡村人地关系的演变与农户适应能力进行分析。

2农户家庭体制转换的结果与分析

2．1农户家庭基本情况

1将天然林作为健康模板

所谓天然林是指以人工的方法促进天然的更新和萌生或者单纯是自然形成的森林。自然林的特点是森林结构稳定，适应环境能力强，但是成长期漫长。自然林具有丰富、生物链完整、自我恢复和调节能力强、物种多样性高的特点，而且是一种高产量、高价值的生态资源和环境资源，在调节环境和气候方面起了非常大的作用，是健康生态系统的典范。

2人工调节生物群落

森林的健康是由森林本身的生长、发育、更新等很多复杂的过程决定的，单一的纯林木群落内部树木之间竞争激烈、火灾和病虫害容易爆发。而人造林中树龄和结构单一、生物多样性不高，很难维持群落稳定性，会导致人工林群出现不健康的特点。假设，将不同类型的人造林放置在一起进行培育，就会打破生物多样性较低这个尴尬困境，可以很大程度上降低火灾和病虫害的发生，加上科学合理的景观布局，对发挥景观生态功能和保持森林系统健康经营都是一个很大的进步。

3结合经济效益原则

森林生态系统健康经营与经济效益是密切相连的，在培育的同时以经济的眼光进行合理建设，尽可能多地培育人工混交林，增加主要树种的混交比例，对特殊树种或者非目的树种进行适当保留，加强人工混交林的生物多样性，在满足经济效益最大化的基础上，将林地的生产力和森林的生态系统维持在一个平衡状态。森林生态系统健康经营最终的目标就是追求林木的经济产出与森林生态系统的稳定性处于相对平衡和稳定的状态。

4充分发挥森林健康经营的主导原则