1. 廣東省生態(tài)環(huán)境與土壤研究所，廣東 廣州 510650；2. 廣州市農(nóng)業(yè)學(xué)校，廣東 廣州 510450；3. 廣州市環(huán)境監(jiān)測中心站，廣東 廣州 510030

摘要：討論了生態(tài)系統(tǒng)健康的概念及內(nèi)涵，指出了生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)中存在的主要問題，最后對今后生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)的研究方向作了展望。

關(guān)鍵詞：生態(tài)系統(tǒng)健康；評價(jià)；問題

中圖分類號：X171.1        文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B        文章編號：1672-2175（2004）02-0287-03

生態(tài)系統(tǒng)健康學(xué)是最近發(fā)展的又一新領(lǐng)域。生態(tài)系統(tǒng)健康研究在自然科學(xué)、社會科學(xué)和健康科學(xué)之間架起了一座橋梁，并為環(huán)境問題的解決帶來了新的希望[1]。歐美學(xué)者已經(jīng)在該領(lǐng)域做了許多研究工作，這方面的研究正方興未艾。本文試圖討論生態(tài)系統(tǒng)健康的評價(jià)問題，并展望生態(tài)系統(tǒng)健康未來的研究方向。

1  生態(tài)系統(tǒng)健康的概念及內(nèi)涵

生態(tài)系統(tǒng)健康理念的提出，作為環(huán)境管理和可持續(xù)發(fā)展的新思路、新方法，使得人類在面臨全球生態(tài)環(huán)境惡化，生態(tài)系統(tǒng)受到前所未有的脅迫挑戰(zhàn)的時(shí)候，尋找到一條解決之路。從20世紀(jì)40年代Leopold提出“土地健康”的概念，并對之進(jìn)行了全面的闡述和研究，到80年代后期，經(jīng)過學(xué)者們的努力和探索，生態(tài)系統(tǒng)健康學(xué)正在成為自然科學(xué)、社會科學(xué)以及人類健康學(xué)相互交叉和整合的一門學(xué)科。不同的學(xué)者們在不同的生態(tài)系統(tǒng)領(lǐng)域（水生態(tài)系統(tǒng)、濕地生態(tài)系統(tǒng)、海洋生態(tài)系統(tǒng)、森林生態(tài)系統(tǒng)等）進(jìn)行著研究和探索，不同的認(rèn)識產(chǎn)生了不同的生態(tài)系統(tǒng)健康概念和思想[2]。

生態(tài)系統(tǒng)健康（學(xué)）主要研究人類活動、社會組織、自然系統(tǒng)及人類健康的整體性。生態(tài)系統(tǒng)健康是指生態(tài)系統(tǒng)隨著時(shí)間的進(jìn)程保持活力并且能維持其組織結(jié)構(gòu)及自主性，在外界脅迫下容易恢復(fù)。評估生態(tài)系統(tǒng)健康的標(biāo)準(zhǔn)有活力、恢復(fù)力、組織結(jié)構(gòu)、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的維持、管理選擇、外部輸入減少、對鄰近系統(tǒng)的影響及人類健康影響等8個方面。它們分屬于生物物理范疇、社會經(jīng)濟(jì)范疇、人類健康范疇以及一定的時(shí)間、空間范疇。這8個方面的標(biāo)準(zhǔn)中最重要的是前3個方面[3]。

　　也有學(xué)者[4]認(rèn)為，健康生態(tài)系統(tǒng)的一般特征是恢復(fù)力、多樣性和生產(chǎn)力。建立生態(tài)系統(tǒng)健康評估指標(biāo)的第一步是指標(biāo)選擇原則的確定，根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)的目的和指標(biāo)篩選的原則，把生態(tài)系統(tǒng)健康指標(biāo)體系（Ecosystem Health Indicator, EHI）分為生物物理指標(biāo)、生態(tài)學(xué)指標(biāo)、人類健康和社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。生態(tài)指標(biāo)是反映生態(tài)系統(tǒng)特征和狀態(tài)的生物指標(biāo)，它分為生態(tài)系統(tǒng)、群落和種群與個體等不同層次的指標(biāo)或指標(biāo)體系。物理化學(xué)指標(biāo)是檢測生態(tài)系統(tǒng)的非生物環(huán)境的指標(biāo)。人類健康與社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)著眼于生態(tài)系統(tǒng)對人類

生存與社會發(fā)展的支持作用，采用經(jīng)濟(jì)參數(shù)和社會發(fā)展的環(huán)境壓力指標(biāo)等來衡量生態(tài)服務(wù)的質(zhì)量與可持續(xù)性。根據(jù)其敏感程度和功能性，生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)指標(biāo)分為早期預(yù)警指標(biāo)、適宜程度和診斷指標(biāo)等3類。一個完整的生態(tài)系統(tǒng)評價(jià)應(yīng)包括上述3大類指標(biāo)或指標(biāo)體系，但在具體的評價(jià)實(shí)踐中往往因評價(jià)目的和對象的不同而有所選擇[5]。

就農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)而言，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)健康研究的主要內(nèi)容包括：農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)方法，土壤質(zhì)量和水質(zhì)與農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)健康的聯(lián)系，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)健康與人類健康的關(guān)系，害蟲生態(tài)管理（EBPM）對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)健康的貢獻(xiàn)，雜草綜合管理（IWM）在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)健康中的作用，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)健康的指示生物，轉(zhuǎn)基因作物（transgenic crops）對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)健康的生態(tài)影響，農(nóng)業(yè)投入政策對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)健康的影響，景觀生態(tài)學(xué)在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)中的應(yīng)用，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)健康與綠色食品開發(fā)等[6]。

影響生態(tài)系統(tǒng)健康的原因有很多，這些原因多為人類活動所致。例如，污染物排放、非點(diǎn)源污染、過度捕撈、圍湖造田、水土流失、外來種入侵和水資源不合理利用等是影響水生態(tài)系統(tǒng)健康的主要原因[7]。

生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)的目的不是為生態(tài)系統(tǒng)診斷疾病，而是定義生態(tài)系統(tǒng)的一個期望狀態(tài)，確定生態(tài)系統(tǒng)破壞的閾限，并在文化、道德、政策、法律、法規(guī)的約束下，實(shí)施有效的生態(tài)系統(tǒng)管理[7]。生態(tài)系統(tǒng)健康是保證生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的前提。一個生態(tài)系統(tǒng)只有保持了結(jié)構(gòu)和功能的完整性，并具有抵抗干擾和恢復(fù)能力，才能長期為人類社會提供服務(wù)。因此，生態(tài)系統(tǒng)健康是人類社會可持續(xù)發(fā)展的根本保證。

2  生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)存在的問題

　　一個健康的生態(tài)系統(tǒng)是穩(wěn)定的和可持續(xù)的，在時(shí)間上能夠維持它的組織結(jié)構(gòu)和自治，也能夠維持對脅迫的恢復(fù)力。評價(jià)生態(tài)系統(tǒng)是否健康可以從活力（vigor）、組織結(jié)構(gòu)（organization）和恢復(fù)力（resilience）等3個主要特征來定義。評價(jià)生態(tài)系統(tǒng)健康首先需要選用能夠表征生態(tài)系統(tǒng)主要特征的參數(shù)，如生境質(zhì)量、生物的完整性、生態(tài)過程、水質(zhì)、水文、干擾等。但度量這些參數(shù)是一件非常困難的事[8]。在健康評價(jià)時(shí)，還要考慮生態(tài)系統(tǒng)不同尺度和進(jìn)化史。因此，

給出生態(tài)系統(tǒng)是否健康的定量信息是非常困難的。

生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)存在的問題，主要體現(xiàn)在：（1）生態(tài)系統(tǒng)健康的不可確定性；（2）生態(tài)系統(tǒng)健康的研究要求綜合考慮生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會因子，但對各種時(shí)間、空間和異質(zhì)的生態(tài)系統(tǒng)而言實(shí)在太難；（3）由于生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性，生態(tài)系統(tǒng)健康很難簡單概括為一些易測定的具體指標(biāo)，評估方法還有待改進(jìn)；（4）生態(tài)系統(tǒng)是一個動態(tài)的過程，有一個產(chǎn)生、成長到死亡的過程，很難判斷哪些是演替過程中的癥狀，哪些是干擾或不健康的癥狀，尤其是幼年的和老年的生態(tài)系統(tǒng)；（5）健康的生態(tài)系統(tǒng)具有吸收、化解外來脅迫的能力，但這種能力還很難測定；（6）生態(tài)系統(tǒng)的健康到底能持續(xù)多長時(shí)間？（7）生態(tài)系統(tǒng)保持健康的策略是什么？雖然生態(tài)系統(tǒng)健康為我們解決環(huán)境問題提供了新的概念構(gòu)架和一系列研究手段，但這些問題尚有待進(jìn)一步深入研究[3]。

也就是說，針對一個或一類生態(tài)系統(tǒng)，如何去評價(jià)它的健康程度？用哪些因子去度量？這些度量因子的健康標(biāo)準(zhǔn)是多少？通過哪些途徑評價(jià)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、持續(xù)性和完整性？這些問題仍需進(jìn)一步探討[9]。

就農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)來說，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)健康研究是一個涉及多學(xué)科的研究領(lǐng)域，目前在研究方法上還存在許多問題，例如，如何確定農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)指標(biāo)體系？如何對評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行計(jì)量？如何確定一個健康的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)？在研究的時(shí)空尺度上也存在一些問題，例如，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)在空間上包括從農(nóng)田到生物圈等不同的等級結(jié)構(gòu)，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)從一個尺度轉(zhuǎn)變到另一個尺度也需要注意一致性問題；由于農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)具有動態(tài)特征（如穩(wěn)定性、恢復(fù)性），因此農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)將取決于所選擇的時(shí)間范圍，短期內(nèi)系統(tǒng)特征的變化可能被解釋為顯著的不健康，但同樣的變化從更長的時(shí)間范圍內(nèi)加以考慮可能是不顯著的[6]。此外，隨著環(huán)境污染的日益加重，化學(xué)農(nóng)藥、化學(xué)肥料等的大量應(yīng)用和食品生產(chǎn)加工過程中合成添加劑（如防腐劑、人工色素等）的普遍使用，食品污染和品質(zhì)下降問題也是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)不健康的因素。

農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)健康和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的思想是分不開的，一個有病或不健康的生態(tài)系統(tǒng)是不可持續(xù)的。健康的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)主要是指那種能夠滿足人類需要而又不破壞甚至能夠改善自然資源的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，其目標(biāo)是高產(chǎn)出、低投入、合理的耕作方式、有效的作物組合、農(nóng)業(yè)與社會的相互適應(yīng)、良好的環(huán)境保護(hù)、豐富的物種多樣性等。這對人類的生存和發(fā)展都十分重要。要同時(shí)達(dá)到所有這些要求是很困難的，甚至是不可能的。農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展在一定程度上受到工業(yè)的影響，并不能只從農(nóng)業(yè)的角度出發(fā)去考慮，因?yàn)槠茐纳鷳B(tài)環(huán)境的污染物主要來源于工業(yè)，特別是化學(xué)工業(yè)。另外，社會和經(jīng)濟(jì)等方面的操作對自然資源的破壞作用也是不容忽視的[10]。

　　有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)健康的概念也存在著一些爭議。有學(xué)者[4]認(rèn)為，生態(tài)系統(tǒng)健康可以被理解為生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)部秩序和組織的整體狀態(tài)況，系統(tǒng)正常的能量流動和物質(zhì)循環(huán)沒有受到操作、關(guān)鍵生態(tài)成分保留下來（如野生動植物、土壤和微生

物區(qū)系）、系統(tǒng)對自然干擾的長期效應(yīng)具有抵抗力和恢復(fù)力，系統(tǒng)能夠維持自身的組織結(jié)構(gòu)長期穩(wěn)定、具有自我調(diào)控能力，并且能夠提供合乎自然和人類需要的生態(tài)服務(wù)。

生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)目前有兩個亟待解決的問題：如何有效確立評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與參照系以及如何正確區(qū)分人為壓力和自然干擾。

3  討論與展望

健康生態(tài)系統(tǒng)的核心內(nèi)容是生態(tài)系統(tǒng)健康的結(jié)構(gòu)和健康的功能，要了解生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，就必須了解生態(tài)系統(tǒng)的形成、演變、過程、特征及其發(fā)展規(guī)律，必須了解生態(tài)系統(tǒng)與環(huán)境因子的作用機(jī)制[11]。不同的指標(biāo)涉及生態(tài)系統(tǒng)健康的不同方面。要充分掌握生態(tài)系統(tǒng)的健康和完整性，必須同時(shí)選取多個指標(biāo)，因?yàn)樯鷳B(tài)系統(tǒng)健康的范圍非常廣泛，它不僅包括生物物理問題，而且包括社會經(jīng)濟(jì)和人的諸多方面。為了獲取生態(tài)系統(tǒng)的所有特征，評價(jià)生態(tài)系統(tǒng)狀況過程中，需要從多個角度來進(jìn)行評價(jià)指標(biāo)的選擇[12]。

生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)應(yīng)該發(fā)展適用于特定生態(tài)系統(tǒng)的框架，最重要的是考慮生態(tài)系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)和功能，在此基礎(chǔ)上，明確區(qū)分特定生態(tài)系統(tǒng)的脅迫狀況，辨識出最危險(xiǎn)的組分和最應(yīng)該重視的問題，同時(shí)應(yīng)該研究環(huán)境脅迫與生態(tài)參數(shù)變化的重要關(guān)聯(lián)，應(yīng)用這些基礎(chǔ)去發(fā)展綜合適宜生態(tài)系統(tǒng)健康指標(biāo)的管理對策[9]。

健康的生態(tài)系統(tǒng)是穩(wěn)定的和可持續(xù)的，在時(shí)間和空間上，能夠維持它的組織結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)內(nèi)部的調(diào)節(jié)。健康的生態(tài)系統(tǒng)具有很強(qiáng)的對脅迫因子的負(fù)荷能力和恢復(fù)能力，因此對生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)最重要的指標(biāo)應(yīng)是生態(tài)系統(tǒng)的完整性（integrity）、適應(yīng)性（adaptability）和效率（efficiency）。評價(jià)生態(tài)系統(tǒng)健康首先要選用能夠表征生態(tài)系統(tǒng)主要特征的參數(shù)；其次要對這些特征進(jìn)行歸類區(qū)分，分析各個特征的生態(tài)健康的意義；再次是對這些特征因子進(jìn)行度量，確定每個特征因子在生態(tài)系統(tǒng)健康中的權(quán)重系數(shù)，每類特征因子在生態(tài)系統(tǒng)健康中的比重；最后確定生態(tài)系統(tǒng)健康的評價(jià)方法，建立生態(tài)系統(tǒng)健康的評價(jià)體系。[11]。

生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)主要包括指示物種和指標(biāo)體系兩種方法。在生態(tài)系統(tǒng)健康研究中，指示物種的選擇應(yīng)該謹(jǐn)慎，要綜合考慮到它們的敏感性和可靠性，即要明確它們對生態(tài)系統(tǒng)健康指示作用的強(qiáng)弱[7]。

從生態(tài)系統(tǒng)健康研究的現(xiàn)狀，大致可以總結(jié)出它的兩個發(fā)展方向：一是實(shí)驗(yàn)科學(xué)的數(shù)量化或半數(shù)量化的生物學(xué)途徑。主要包括生物指標(biāo)、物種豐富度、多樣性和均勻度、多元分析方法、生物完整性指數(shù)、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能途徑等。二是通過實(shí)驗(yàn)科學(xué)的定量經(jīng)和半定量化與理論科學(xué)和技術(shù)科學(xué)相結(jié)合的發(fā)展方向。退化生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和恢復(fù)迫切需要生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)技術(shù)，以期獲得對尚不明確的生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)健康狀態(tài)的綜合評價(jià)。由于對生態(tài)系統(tǒng)途徑、生態(tài)系統(tǒng)完整性等的定義還比較模糊，因此，應(yīng)該采取一個更加全面和完整的方式，把實(shí)驗(yàn)科學(xué)的定量化和半定量化能力與現(xiàn)實(shí)和適當(dāng)?shù)睦碚摽茖W(xué)和技術(shù)科學(xué)相結(jié)合來進(jìn)行綜合評價(jià)[9]。

　　就農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)來說，深入開展農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)健康研究，生產(chǎn)無公害農(nóng)產(chǎn)品、綠色食品和有機(jī)食品，對促進(jìn)我國農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)和增進(jìn)人類健康具有十分重要的意義[6]?，F(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)是以生態(tài)理論為基礎(chǔ)，以現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)技術(shù)為手段，通過農(nóng)業(yè)與環(huán)境，生態(tài)與經(jīng)濟(jì)的平衡，達(dá)到農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、農(nóng)業(yè)安全和人類健康的最終目標(biāo)[13]。為此，目前農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)健康研究應(yīng)優(yōu)先研究以下幾項(xiàng)內(nèi)容：（1）農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)方法；（2）農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)健康與人類健康之間的關(guān)系；（3）轉(zhuǎn)基因作物對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)健康的影響；（4）農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)健康與生物多樣性之間的關(guān)系；（5）化感作用對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)健康的影響；（6）土壤動物群落對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)健康的生物指示作用；（7）農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)健康與農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)；（8）農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)健康與精細(xì)農(nóng)業(yè)試驗(yàn)示范[6]。

因?yàn)槟壳斑€缺乏客觀根據(jù)評價(jià)生態(tài)系統(tǒng)健康，沒有建立一套區(qū)別健康和病態(tài)生態(tài)系統(tǒng)的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)。在關(guān)鍵指示生物種類的鑒定、生物指示器（bioindicator）的開發(fā)、系統(tǒng)和化學(xué)循環(huán)的影響及地形和生態(tài)區(qū)域的影響等方面的評估問題上，也還需要進(jìn)一步的研究。生態(tài)系統(tǒng)健康的整體性評價(jià)主要是一種定性的判斷，如何將定性評價(jià)與定量分析有效結(jié)合，將是以后生態(tài)系統(tǒng)健康研究的一個重要課題。此外，建立脅迫與生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生病變行為（癥狀）的對應(yīng)關(guān)系也是很重要的。農(nóng)業(yè)活動究竟對自然環(huán)境有哪些正面和負(fù)面的影響，不同農(nóng)業(yè)政策又是怎樣對環(huán)境產(chǎn)生影響的，這些都是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)健康評估所要考慮的[10]。

生態(tài)系統(tǒng)健康的定義和指標(biāo)涉及很多方面，生態(tài)系統(tǒng)健康不能簡單地定義或理解為生物的、倫理的、美學(xué)的或是歷史的概念[12]。也就是說，生態(tài)系統(tǒng)健康是一門交叉學(xué)科，解決生態(tài)系統(tǒng)健康領(lǐng)域所涉及到的問題，必須綜合社會科學(xué)，自然科學(xué)和健康科學(xué)的知識。

　　由于生態(tài)系統(tǒng)健康研究是一個新領(lǐng)域，有關(guān)它的概念、評價(jià)的指標(biāo)物種和指標(biāo)體系等方面存在各種爭論，生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)正在不斷的爭論中走向成熟。其未來發(fā)展方向是結(jié)合經(jīng)濟(jì)學(xué)、社會學(xué)和健康科學(xué)的定量化途徑[7]。

總之，如何建立一個更合理的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和參照系仍需要大量的工作，并有待于從新的角度開拓思路。

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Ecosystem health valuation and the existing problems

ZENG Xiao-duo1, DING Chang-rong2, ZHENG Xi-jian3

1. Guangdong Institute of Ecology, Environmental and Soil Sciences, Guangzhou 510650, China;

2. Guangzhou Agricultural School, Guangzhou 510450, China;

3. Guangzhou Station for Environmental Monitoring, Guangzhou 510030, China

Abstract: In this paper, the concept and connotation of ecosystem health are discussed, the problems existing in the ecosystem health valuation are pointed out, and finally the research orientation of ecosystem health valuation in the future is forecasted.

Key words: ecosystem health; valuation; problem

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