保护生态:生态系统完整性的多方面的方面

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狮子座,g。,一个nd S. Levin. 1997. The multifaceted aspects of ecosystem integrity. Conservation Ecology [online]1(1):3。从互联网上可用的。URL: http://www.consecol.org/vol1/iss1/art3/

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合成

生态系统完整性的多方面的方面

朱里奥。a . De狮子座¹,西蒙•莱文²

¹倾斜。di Elettronica e Informazione,米兰理工大学;²生态学和进化生物学,普林斯顿大学

文摘
介绍
生态系统完整性
为什么保护生物多样性?
分配的经济价值
管理和生态系统管理不善
结论
反应
文献引用

文摘

需要减少人类对生态系统的影响产生的压力足够的响应,但是急于解决方案促进简化等概念的可持续发展和生态系统的健康。因此,它有利于倾向于忽视自然系统的复杂性。本文简要分析后的使用和滥用生态系统健康的概念,我们解决这一问题的良好定义的生态系统完整性、批判性审查不同的方法论和自然资源管理的概念方法,和草图的实际意义源于实施。我们展示有优点和限制在生态系统完整性的定义不同,对于每个承认生态系统结构和功能的不同方面,反映了人类的主观视角的价值,重要性,生物多样性的作用。这个评价是基于链接的概述在生物多样性,生态系统功能和弹性,和出现的描述问题,区分自然和人为干扰。我们也强调的难度评估物种和栖息地的经济价值和需要使用自适应管理政策来处理不确定性和生态系统的复杂性。总之,在承认环境立法需要客观陈述生态系统状态和趋势,我们强调生态完整性的概念是如此复杂,其测量不能通过单一指标来表达,而是需要一组指标在不同的空间、时间和层级组织的生态系统。生态系统完整性不是绝对的,整体的概念。关于生物多样性的存在不同的价值观和环境风险必须明确占纳入决策过程,而不是忽视或平均。

关键词:适应性管理;生物多样性;复杂性和稳定性;保护策略;人为干扰;干扰,自然;生态系统完整性;生态系统功能;ecosytem结构;自然资源管理; resilience; sustainable development.

介绍

简单而有吸引力的概念可持续利用前景十分诱人,生态学家和经济学家都(1996年Levin)。大型文学了生态经济学的概念(戴利1990 Costanza 1991,皮尔斯和Warford 1993简颂et al . 1994年)和生态管理(Gladwin 1992 Callenbach et al . 1993,给1993,Gladwin et al . 1995年,Shrivastava 1995)。然而,生态系统健康和可持续发展的被滥用的概念,和其他生态和经济的相关概念,依然模糊而滑,对不同的人有不同的含义(与1995)。面对这样的模棱两可,决策者需要简单,界面友好,具有成本效益的工具,允许可持续性标准引入一个经济框架,促进生态良好的商业实践。这个问题不是边际;考虑到前所未有的物种灭绝的速度和栖息地退化由于污染和过度开采,我们不能等太久之前采取行动反对贫困和破坏我们星球上的生命(多布森1996)。引人注目的必要性分析人类活动产生的环境影响的压力的答案。急于解决方案促进等概念的简化生态系统完整性和倾向于抑制自然系统的复杂性,取而代之的是简单和幼稚的方法研究社会和经济发展的生态影响。

医生的任务是评估和维护健康个体的功能;环境经理的评估和维护生态系统的健康运行。类比是诱人的,导致了生态系统健康的概念的发展(例如,Costanza et al . 1992年),它是以定义规范的自然系统和确定人工干预的极限。显然,这个概念是有吸引力。一个健康的身体是体力充沛,远离疾病。同样的,一个健康的生态系统或社区可能表示范围的值被认为是正常的,和属性被认为是稳定的和可持续的,而病理条件由相反的表示(Schaeffer et al . 1988年,1990年莱德Costanza et al . 1992年,和谐1992年,弗里德曼1995)。很大程度上,然而,这一概念植根于机体由弗雷德里克·克莱门茨推动生态学理论在本世纪初,和基于生物群落的结构上和功能上喜欢生物。Clementsian认为,社区是公认的拥有自己的身份可能会改变在时间,但最终达成固定的,规范的平衡状态的连续性的过程。这种生态系统的观点从而指导注意均衡发展理论,忽视动态特性。此外,“超个体”范式忽略了生态社区开放的程度,松散定义的组合只有疲软的进化关系(1992年Levin)。 This definition is highly dependent on the scale of description, and, GAIA notwithstanding, the ecological community is not an integral evolutionary unit in the sense that an individual is. Here the metaphor fails.

此外,重点放在稳定、独特的平衡,和规范国家历来提倡“良性”的观点能够处理任何类型的人为干扰和操纵,因为试验(错误)的任何可以保证复苏可能总是一次删除干扰的来源(温和1987)。在现实中,所有自然生态系统变化随着时间的推移,这是极难确定社区的正常状态的可测量的属性往往在变化,由于自然干扰或因为内部生态机制(艾伦菲尔德1993)。生态系统很少接近平衡状态,事实尚未充分承认在许多环境评估(Reice 1994)。一些社区可能会持续受到高水平的局部扰动,允许相同物种的共存竞争有限的资源(例如,潮间带社区),而其他人可能经历周期性的灾难性事件,如洪水、森林火灾、或害虫爆发,复位的时间连续性的周期。此外,干扰可能出现在各种时间和空间尺度上(1995年Levin)。因此,在定义生态系统健康,它可能很难单独的人类和自然干扰的影响。混淆更重要,一个生态系统的组件可以在多种方式相互连接,因此,可能出现一个的不同的功能。因此,任何试图评估生态系统健康取决于哪些功能和生态系统我们正在考虑哪些组件。

因为不同的社区可能表现出完全不同的空间和时间模式的物种丰度和功能活动(1995年Levin),试图重新定义为任何特定的系统健康的概念可以削弱任何更大的,统一的思想健康。最重要的是,机体的生态学理论,对生态系统健康的概念,未能认识到生态系统不是唯一标识实体,也不是由锋利的边界(卡尔1994)。相反,他们是松散定义的组合,表现出一系列的时间尺度特征模式,空间,和组织的复杂性。更有前途的生态系统管理方法是认识到,不同的基因,竞争力,和行为过程(而不是美国)负责维护观察生态系统的关键特性,和这些过程的动态随规模的描述。温和(1992)提出了一种动态视图的生态系统循环通过螺旋发展路径,不同阶段的特征。在这里,重点是可变性,空间异质性和非线性因果关系。

除了问题,至关重要的是,我们开发生态系统功能的措施,我们喜欢这个词“完整性”。The notion of integrity must accept the dynamic view incorporating processes. It must recognize a human perspective, the ability of an ecosystem to continue to provide the services that humans expect. For managed ecosystems, the ability to supply products such as food or timber may provide the integration; for natural systems, other valuations will enter. It is important to recognize that these are imposed measures, conditional on a definition of "use" for a system. In this way, the notion of integrity differs fundamentally from a unique definition of "health" as an evolved aspect. It is a tool for management.

生态系统完整性是如此复杂的一个问题,一个单一的指标或操作定义是把握其多方面的不足方面。本文的目的是审查仔细生态系统健康的概念和完整性;确定生物多样性之间的联系、生态系统功能和弹性;压力和区分自然和人为干扰的影响。在,我们不仅直接关注理论方面,也是生态系统理论之间的联系和管理,根据不同的观念和实际意义的生态系统的完整性。

生态系统完整性:理论方面和实际意义

虽然不代表生态系统进化的单位,对管理的重要性是显而易见的,受制于经理的操作定义。温和的(1992)的观点,生态系统定期循环通过不同的连续性是广泛的范例,如果不是万能,适用性。已经有效地推广一种新的自然资源管理的科学方法,明确承认的存在多个模式的功能和潜在的意想不到的系统行为的变化。因此,有两种主要的变异的生态系统政策源自这种方法。

1)在资源系统中,如森林、渔业、和农田,决策者倾向于投入了很多精力来保持系统的稳定域,保证最优开采率。他们试图阻止任何转向功能的新模式,通过减少环境特性转化,推动系统远离其最佳状态并导致不良的经济或生态效应。这施加弹性降低了系统的灵敏度外生因素可能影响利用人口(s),但付出的代价是牺牲信息生态系统的动态特性在变化的环境中。

2)相反,动态过程本身,保证生态系统的功能,和任何成功的努力限制自然变化最终将导致self-simplification和脆弱。因此,它既不可取,也无法合理消除自然连续性循环的自然系统。保持一个人口恒定水平可能导致其他相关物种的变化,这样的特性的生物物理环境通常被视为常数开始改变,并产生一个系统结构与原来不同。系统的弹性变化是嵌入式异构和动态属性,特别是在这些隐变量。

虽然他们认识到复杂,动态特性的生态系统,资源管理器,因此,通常旨在通过外部强加的规则实现恒常性,试图减少的概率事件,被视为生态或经济上不合理的,比如洪水、病虫害暴发,火(见附录1)。不幸的是,政策来消除这些自然滋扰经常导致戏剧性的对社区的影响。很多启发性的例子介绍了温和(1987),参照其他管理系统,如鲑鱼渔业在北美;半干旱草原生态系统的转换生产牛牧场在非洲,美国,印度和澳大利亚;和根除疟疾项目在发展中国家。所有这些例子分享共同的特点,盲目试图控制一些“不受欢迎的”生态或经济效应只在短时间内取得成功。然而,价格达到这个短期目标系统的定性行为的变化;自然的改变,长期循环导致失去弹性和生产系统危机更大的那些发生在非托管的生态系统。

皮克特和白色(1985),“荒野保护的一个重要矛盾是我们寻求保护必须改变什么。”On the other end, if ecosystems experience fluctuations and changes generated by internal ecological mechanisms, this does not mean that any change should be accepted. In contrast, Botkin (1990) states, "we must focus our attention on the rates at which changes occur, understanding that certain changes are natural, desirable, and acceptable, while others are not."

对生态系统完整性的范式

根据韦氏词典,“诚信”是“状态未受损伤的声音,“”的质量或条件或全部完成。”Therefore, a system subject to external disturbance will retain its integrity if it preserves all its components as well as the functional relationships among the components. Similarly, ecosystems are organized structurally into populations, species, and communities of organisms that interact with each other and with abiotic features of the environment, and functionally into production and consumption components that process energy and materials (Limburg et al. 1986). Measurable definitions of integrity include those of Cairns (1977): "the maintenance of the community structure and function characteristic of a particular locale or deemed satisfactory to society," and of Karr and Dudley (1981): "the capability of supporting and maintaining a balanced, integrated, adaptive, community of organisms having species composition, diversity, and functional organization comparable to that of natural habitats of the region." Integrity is a definition that reflects the capability of the system to support services of value to humans; even Karr and Dudley's definition reflects a human perspective.

生态系统完整性的概念不是自由的批评(安德森1991年,罗尔斯顿1994)。然而,而不是参与没完没了的争论是最好的和最全面的完整的定义,我们同意诺(1995一个),这是更有用的详细描述生态系统的功能和结构方面提供一个概念性的框架来评估人类活动对生物系统的影响,并确定实际后果源于这个框架。

还原论与整体论

固有的二元结构和功能组织的生态系统不仅是哲学辩论,但具有重要的实际意义论两种不同的方法研究地球的生物:

1)简化的方法强调自然系统的结构方面,侧重于个别物种和种群动态内孤立的物种的生态系统(苏尔1986);

2)整体方法侧重于宏观层面功能方面(特别是能源流、养分循环和生产力),在某种程度上忽视了历史进化因素和忽略的大部分细节观察到小尺度的空间和时间分布的功能组织和生物。

当然,在生物系统结构和功能的观点并不是相互排斥的。他们只是反映了广泛的生态流的许多分支理论蓬勃发展。在我们的情况下,他们是有用的在概述了两种截然不同的方法保持生态系统完整性的引人注目的问题(王1993)。在一个极端,事实上,它们会导致非常不同的完整性的定义:

1)严格关注生态系统的结构方面,主要在物种组成为代表,导致一个定义的损失甚至一个物种或损伤的一些组件之间的联系意味着失去诚信,因为生态系统不再是“完成”或“全部”。

2)相反,从功能完整性的角度来看,裁员在官能团减少生物成分有关。

要么是有价值的完整性的定义,或在他们的组合;的相关性取决于研究者的角度和生态系统服务的路上,资源种类、审美价值等方面的平衡(1997年Levin)。此外,结构和功能联系在一起。许多宏观性质(初级生产力,特别是)非常有弹性的系统结构的变化,至少在短时间尺度。即使受到高水平的干扰(,从而实质性结构)的变化,一个系统可以保护其宏观功能,如初级生产力和一些宏观指标可能不表现出任何明显的变化。

一个经常被引用的例子是美洲栗(齿栗叶dentata)。这树冠物种,一旦相当主要在北美东部的落叶林,已被引入疫病消灭真菌Endothia parasitica。人口已经取代了其他林分物种(1971年了庚,性欲和巴恩斯1980),没有实质性的森林的初级生产力的变化。河口社区提供一个生物系统的例子高水平的干扰,如飓风和洪水,特点是高可变性在社区组成。然而一些宏观结构函数有着惊人的适应力改变:生产力迅速复苏后重大灾难性事件完全重置社区的生物钟(Costanza et al . 1993年)。

根据功能方法的严格解释生态系统完整性(王1993),生态系统结构的改变不明显改变定性和定量功能方面应该解释,最多,正直的轻微损失。什么是错过在这个视图中,然而,失去多样性官能团可能削弱系统的适应能力在长时间尺度灾难性的变化。

纯粹的结构主义和纯粹的功能主义都不是完全合适;既包含有效性,但在一些界限。平等的重视每一个生物多样性是生态健全、战术无法实现(沃克1992)。另一方面,生态系统完整性的评估只基于几个宏观指标,如初级生产力或其他措施的能量和物质流,可能掩盖其他生态系统属性,最终确定生态系统的弹性和稳定性几个干扰的来源。事实上,两个极端简单的代表在多维连续边界点,多种措施的不同详细级别的可能应用。

在下面几节中,我们将简要地概括出一些最普遍的理论的重要性物种多样性和生物多样性和生态系统之间的关系属性。

为什么保护生物多样性?生物多样性与生态系统功能

生物多样性的测量是复杂的,它的估值是一个多维的概念(见附录2)。审美和内在价值理解的概念,尽管难以量化和投入运营。特别是审美价值,可以是至关重要的,因为他们产生共鸣的环保团体和组织的利益,媒体,和很大一部分的人口。直接评估渔业资源物种的森林,和农业土地是最明显的,即使考虑到不确定性的价值未被发现的天然产物对人类健康的潜在好处。然而,生物多样性之间的关系,生态系统功能,干扰,弹性可能是最重要的和最不理解(Tilman et al . 1996年,每日1997)。我们因此将注意力转向这方面。

关键物种和官能团

确定生态生物多样性的重要性,我们必须关注生物多样性方面,控制弹性,即。,the ability of the ecosystem to maintain its characteristic patterns and rates of process in response to the variability inherent in its climate regimes (Walker 1992). In some cases, attention may be directed to individual keystone species (Paine 1966) or groups of species whose removal may engender dramatic changes in the structure and functioning of its biological community. For example, in some regions, anadromous fishes in fresh water appear to be keystone food resources for vertebrate predators and scavengers, forming an ecologically significant link between aquatic and terrestrial ecosystems (Willson and Halupka 1995).

在大多数情况下,它确实是组的物种,而不是个别物种,假设的重要性,形成“梯形组”或“官能团,“关键物种的概念的泛化。官能团(公会)的物种集合执行相同的功能,在某种程度上,可能是可替换的,视为一个单元(Solbrig舒尔茨1982年,1994)。例如,删除数值优势种可能导致其替换功能类似的竞争对手,被镇压,离开没有宏观生态系统功能的指标(如生产力,或物质的量处理)。然而,损失的物种在一个公会可能减少长期的系统的弹性性质,并可能导致明显的短期变化系统动力学(1997年Levin)。

生态冗余的角色

的功能冗余物种在一个公会不应解释为理由取消。相反,冗余起着基本的作用在维持生态系统应对变化和扰动的能力,提供了一种对冲压力和灾难(Levin 1995, 1997)。迄今为止最有力的证据比种类丰富,物种的生态系统更稳定生态系统所提供的可能是Tilman和唐宁(1994)。在一个优雅的,长期研究的本地和连续性的草原在明尼苏达州,他们已经表明,物种草原比种类匮乏的,更耐干旱和其他物种的损失已经逐步提高对社会的适应力的影响。类似的结果获得了多德et al .(1994)公园草地植物群落的实验。

社区浏览功能分组而言,一般来说,被证明是比看更稳定和可预测的物种组成(草1994);这在很大程度上是平均的属性。例如,收敛生物地理学在组织生态系统模式已经很清楚当潮下的海藻社区的不同的物种在缅因州,华盛顿州,和加勒比地区分组基于共同的形态属性(Steneck和Dethier 1994)。事实上,物种的数量在一个官能团的变化通常发生在一个更快的时间尺度动态组间相比,允许系统的层次分解动力学(西蒙和安藤1961年,埃瓦萨et al . 1987年,1989年)。因此,在短时间尺度,减少类内异质性明显不太可能改变生态系统属性,和生物细节可能是无关紧要的。稍长一些的尺度,生物多样性和顺向反馈可能会从根本上改变对压力的反应系统。确定恰恰是“短”或“稍长”,当然,非常主观。Bolker et al。(1995),建模森林变化和反馈由于自然选择发生在和官能团,发现生物的重要反应可以预计在50 - 100年的时间尺度的森林和相对较短的时间地平线感兴趣的人类。

复杂性和稳定性

应该指出的是,简单的概括的多样性、复杂性和稳定性之间的关系是难以捉摸的。非常复杂的生态系统,如热带森林,可能仍然缺乏弹性对主要的人为扰动。例如,牧场从雨林不仅未能创建返回雨林,但往往会降低到贫瘠的网站(诺1995一个)。优雅的数学分析在5月(1973)表明,增加生态系统复杂性超过一定阈值只是增加了多种方式系统可能是摄动。虽然这个问题仍有争议(Hengeveld 1989),高度多样化的生态系统可能会比预计的更稳定的古典范式(克莱门茨和Shelford 1939•奥德姆1953)。争议是因为许多不同的含义的复杂性(的物种丰富度、连接性、交互强度,等等)和稳定性(的韧性、持久性、电阻、可变性,等等)和不同层次的功能性组织(个人物种丰度、物种组成、营养丰富,等等)的复杂性和稳定性的概念可以进行测试。解释的多样性和维护问题困惑(皮姆1984)。

一个核心问题

根据这些发现,考虑到由于人类活动加速生物多样性丧失的速度,我们需要回答的问题是多少,或者说多少,冗余没有推动系统我们可以失去一些不可逆转的和灾难性变化的边缘。问题是再次与生态系统的结构和功能之间的关系,并且复杂,没有简单的方法来描述生态系统的结构和功能的性质。不同的属性出现在不同空间和时间尺度的观察,以及在不同级别的生物组织。这个问题没有简单的答案,但其决议必须是任何管理工作的基础。

干扰和时间尺度的调查

进一步深刻重要的问题在于解决内生和外生因素模式在时间和空间上(1992年莱文,Durrett和莱文1994a、b,1996)。许多(如果不是大多数的话,自然系统的特点是表达对社区的影响和生态系统的环境变化以不同的方式在不同级别的生物组织和在不同空间和时间尺度的观察(Levin 1995)。在选择生物指标,应该牢记,人口变化的时间尺度与身体大小增加,因为这对生态调查具有非常重要的影响(彼得斯1983)。一些物种可能是更稳定的原因仅仅是因为他们生理上无法在短时间内,巨大的变化而丰富大波动发生在时间帧。另一方面,如果小的物种是一个关注的问题,应该使用一个适当的短的采样间隔监控人口数量的变化。选择一个合适的时间尺度评价的影响提出行动是至关重要的。

自然和人为干扰

有实质性的差异,形成了物种的进化历史,自然和人为干扰。一般来说,自然扰动随机影响的几个物种,可以分享一些功能或结构特点,和一般规模的物种在进化过程中经历了。相反,人类活动,如火灾和日志记录,可能有巨大的影响和消除个别物种甚至功能和结构类别的物种(巴斯金1994)。通常是规模过快进化调整。林业是一个著名的例子;扰动造成的木材提取是定性和定量不同于自然干扰(引导和Gullison 1995)。死亡率的树在森林里只有自然干扰的每年1 - 2%(斯et al . 1987年)。相反,择伐,收获政策最近流行因为它应该促进可持续性,可以杀死55%的残余茎在森林(引导和Gullison 1995)。择伐明显影响植物群落的各种物种不均匀。尤其如此,如果密度制约的过程应用在公会级别,而不是在单一物种,指出通过引导和Gullison (1995)。 In this case, increased productivity due to the reduced density of the exploited species will spread over the entire guild. The tree species that is heavily harvested may experience virtually no benefit in terms of increased productivity, because of compensatory increase in other species. Selective mortality implies a substantial competitive disadvantage of the target species with respect to species not subject to exploitation; the target species will form a proportionately smaller part of the guild after harvest, and its subsequent regeneration will be reduced accordingly. Selective logging may also cause soil compaction, erosion, and changes in drainage, all of which will disrupt normal succession (Gullison and Hardner 1993). Pioneer species, which are of no commercial value, may be released as a consequence of high levels of disturbance caused by extraction. The lessons derived from forest management have general validity and can be applied to a variety of other communities, as suggested by Beddington (1986) for tropical fisheries.

生态系统受到人类活动影响通常表现出减少阻力自然压力,如火灾、干旱、害虫、疾病,积极反馈的方式。当天然草地转化为单作玉米,例如,由此产生的系统(这是高度简化对原)本质上是不稳定的,需要投入巨大的能源和材料,如化肥和杀虫剂,留在(诺斯1995年所需的条件一个)。另一方面,人类干扰模拟或模拟自然干扰不太可能威胁到生态完整性比扰动截然不同的自然机制。因此,生态系统管理,目标不应该是消除各种形式的干扰,而是维护过程的限制或范围内可能被认为是自然的变化,历史,或可接受的(诺1995一个)。

分配对生物多样性的经济价值

生物多样性问题是复杂的,但有效的立法和生态系统管理需要客观的陈述,而不是主观的考虑特定物种的未来潜在的效用。它被认为是很有帮助的分配一个物种和栖息地的经济价值。这将使生态完整性被整合在一个经济框架中,在成本效益分析可以应用替代行为之间的区别。

对生物多样性的保育生物学家,把经济价值看起来傲慢的和无用的。奥尔多·利奥波德(1953)写道:“无知的人说的最后一个词的动物或植物:它有什么好处?…让每一个齿轮和齿轮是第一个智能修修补补的预防措施。”Placing an economic value on biodiversity prevents us from coping with the root causes of loss of diversity and from recognizing the value of the environment, other than as a commodity to be exploited (Meyer and Helfman 1993); it forces us to accept the old economic paradigm that assumes a perfect substitution between the natural capital and market capital, and it reinforces the technological premise that makes the biological impoverishment of the planet inevitable (Ehrenfeld 1988). Given the present interest rate on money, there is no hope that traditional economic approaches will preserve natural systems. Clark (1973一个)优雅地证明了这种方法的谬论,证明它可以在经济上比杀死每一个蓝色的鲸鱼在海洋和利润再投资于股票市场,而不是等待的物种恢复到它可以维持每年捕获。经济学家可能会说,这个问题,在本例中,是一种评价资源的不足;如果审美价值是很重要的,只是给他们一个价格。然而在实践中,这忽略了估值的复杂性,包括说话的问题越强大或后代。

留下了许多,如果不是大多数,物种似乎没有任何传统价值,甚至一个隐藏(艾伦菲尔德1988),应该牢记,任何一段生物多样性的真正经济价值不能确定总不考虑生物多样性的价值。分类多样性的物种只有一个可能性,和其他形式的多样性,在评价过程中应该考虑(见附录3)。破碎和生态系统的多样性景观(森林、湿地、草原、河口和海洋生态系统)扮演着重要的角色在保持土壤和养分有效性和净化空气和水。

总之,分配一个经济价值的物种非常复杂,非常主观,非常简单的。很难连接的概率水平的潜在好处在缺乏适当的信息。赋值的过程中,特别是那些反映潜在的未来使用,是非常主观的,不可避免地受到目前可怜的生态系统结构和功能的科学知识。代替僭取自己的估值物种,科学家应该限制他们的科学建议,通知决策过程,但离开涉众需要解决的复杂的权衡。当然,这是一个非常有争议的领域,有必要寻找新的机制将科学插入到决策过程。Multisector伙伴关系涉及科学、工业、公众和决策者提供伟大的对未来的希望。

管理和生态系统管理不善

大量的科学文献可以在理论和应用方面的可再生资源管理和可持续收获(如1976年克拉克,1990年),但政治和社会学因素通常覆盖科学建议(路德维希等1993)。因为不受监管的开放获取资源(特别是渔业、)已经证明了经济和生物效率低下(戈登1954),提出了几种方法转向过度开发资源从接受bioeconomic平衡更容易接受条件。规范方法的形式实现了时间,地点,和限制,总分配配额,收割工具限制和许可限制。监管工具的另一个类别的结果从一个不同的哲学,即削减补贴和税收等金融约束,或版税努力和收获的生物量(Berck安德森1977年,1981年,1985年克拉克·德·利奥et al . 1991年)。

这个话题如此彻底的研究,在理论和实践上,这当然是一个最好的理解环境科学领域。不幸的是,很少有生态系统的持续开发已经证明是成功的(克拉克,1973b路德维希et al . 1993年)。世界各地,可再生资源已系统地过度开发和减少当地大批杀害或灭绝。一直认为,管理不善的原因源于固有的生物群落的复杂性和高水平的环境特性转化,使任何努力向一个生态良好的开发实践。在这一点上,最具吸引力的概念之一是实现自适应的方法管理(1986年1978年温和,Walters)关注的链接和生物因素之间的相互作用,经济因素和自然变化。现代决策理论的使用(伯杰1985,1985年林德利,甜菜1985年Hilborn 1987)允许自然资源管理器显式地包括环境不确定性的决策过程,通过持续的监控管理系统和递归地升级管理协议,以应对观察。然而,除了一些例外,适应性管理是更希望实现。

资源管理,即使包含在一个自适应框架,传统上一直专注于相对较小的空间尺度和功能组织,忽视整体生态环境环境通常是利用资源,如果不总是,嵌入式。二阶、间接,有时不可逆的影响一直在努力降低一阶系统忽视了直接影响目标资源,增加产量和可能减少利用生物质能的波动。因此,资源开发可能是可持续的商业物种,但可能严重威胁生态系统的其他组件的可行性。例如,甜菜et al。(1993)报道,当前全球penaeid抓虾可能是可持续的,但估计有89 - 90%的虾拖网渔船的捕鱼不属预定目标的物种。不属预定目标的物种最受虾剥削是坎皮海龟(摘要本文kempi),它经历了人口规模下降99%在过去的50年中(1990年Pritchard);意外捕获的其他物种(安德鲁和Pepperell 1992),尽管他们下降,更加不容易被注意到。

严格关注目标或濒危物种很少是最好的策略:物种为方法可能是低效的有几个原因(卡罗尔et al . 1996年)。首先,它可能很难主张或需要特定生物多样性的重要性,只要特定物种的相对重要性的整体生态系统的功能尚不清楚。第二,保护措施可能被激活只有当大部分的伤害已经造成了,和人类活动的不利影响终于被体现。诺斯(1995b)指出,“许多濒危物种分化社会冲突……可以说可以避免如果管理机构已采取措施保护足够的数量和分布的生境种群之前拒绝清单是法律规定的。”Species at the brink of extinction must be managed intensively, at great cost, and may require immediate and extreme changes in land use that may be strongly opposed by economic interest groups (Noss 1995b)。相反,基层保护策略可以保护到85 - 90%的物种保护代表个别物种的自然社区没有一个单独的库存(诺斯1987年)。生态层面规划,比如加州自然社区保护规划过程,可能是一个有效的方式“避免失去物种之间的最后时刻的危机迫使选择和关闭区域经济”(1992年特诺et al . 1995年)。

结论

我们正面临前所未有的各级生物多样性的丧失。忽视的影响是鲁莽的,不仅为人类,也为生活本身的支持。物种和栖息地的丧失和生态系统退化由于污染和过度开采发生在如此快速的时间尺度,我们不需要等太久之前意识到他们的影响。我们需要措施和概念来描述生态系统的现状和趋势,并提供一个标准的管理。没有相关的生态系统健康的概念,然而,作为人类的存在:一组属性,通过进化,因为他们选择最大化健身。生态系统是松散定义,生物和非生物成分的动态变化的关联。措施的完整性必须反映生态系统维护服务的能力价值的人类。

我们的知识维护生态系统完整性的因素仍然是不完整的,主要是因为内在的自然系统的复杂性。保持生态系统完整性的任务是具有挑战性的。即使不受人类活动的影响,生态系统表现出高度的可变性,在不同时间和空间尺度上的多样性,结构和功能。这样的变化反映了社会的变化和物理环境由于内部和外部扰动(Ravera 1991)。这种固有的可变性通常使得很难单独相对自然和人为扰动的影响。然而,缺乏(科学)的证据不应该被解释为对环境影响不存在的证据。明确是非答案很少可用和决策必须面对不确定性。有成本的假设人类活动对生态系统完整性的影响实际上是没有,但假设的结果没有影响,是一个通常是更大的。在一个严格的统计意义上,零假设,人类活动不明显影响生态系统的完整性可以很少被拒绝(渔夫1990)。等待一个科学共识可能会推迟任何决定关于保护环境,与不可逆的后果。 This becomes crucially important if we accept that, in extent and intensity, human exploitation of natural resources seriously threatens the earth's natural capital; too much indulgence in risk-taking could be very dangerous (Woodwell 1989).

压力足够的答案将创建一个需要设计的概念工具,如生态完整性,帮助科学家和资源经理理解生物系统的复杂性(伯恩斯坦和戈德法布1995)。完整性的概念是远离任何管理问题的灵丹妙药。它的定义简单地反映了生态系统的功能,然而定义,支持服务,包括纯粹的美学,人类价值。生态系统完整性不是绝对的,整体的概念,而是一个多维,规模——依赖抽象;没有明确的方法运用于决策。措施的完整性必须认识到维护流程的重要性,支持那些至关重要的服务。

这些讨论的实际意义是什么?一个经理应该如何实现生态系统完整性的概念?第一步是认识到这不是域的经理或科学家。完整反映了人类生态系统维持服务的能力,和这些服务的识别可以最好摆脱multisector伙伴关系,在所有涉众寻求协议使用一个生态系统将,认识到与其他生态系统联系。从这样的协议使用能识别一系列措施,这是这些服务的状况和趋势。一个基本研究问题出来了:如何描述生态系统的结构特点之间的关系(如生物多样性或营养联系)和措施的功能?这是一个早期和新兴领域的调查,但对推进蕴藏的巨大潜力的科学管理(每天1997,莱文1997,莱文和埃利希1997年)。

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确认很高兴认识到NSF支持格兰特dmi - 9421398项目“研究、开发、和工业可持续发展影响评价系统”的测试与托马斯Gladwin合作,纽约大学的。

文献引用

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