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生态问题的特点:积累效应、放大效应、滞后效应、转移效应

已有 12888 次阅读 2009-2-10 11:24 |个人分类:生态人生1:生态知识|系统分类:科研笔记| 生态学, 生态, 生态环境, 生态智慧, 生态教育积累效应, 生态智慧, 生态教育积累效应

引用索引: http://www.sciencenet.cn/u/生态人/

引用网址:http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=214038

生命运动是最复杂的物质运动形式,而生态现象更是因集生命活动和环境变化于一体而显得极为复杂和多样。生态学曾经被认为不是一门科学,而是一种观点,但经过一个多世纪的努力,已经为复杂的自然现象建立了概念、方法和理论体系,成为人类可持续发展的最重要的支撑学科。但是应该指出的是,“生态学过去是,现在仍然是一门与人们所熟悉的建立在经典物理学之上的科学模式不同的学科”,目前还不是一个可以进行预测的学科。生态学已经建立起来的科学思想,对理解环境危机具有重要的指导作用,但无法支持那些根本不能成立的“生态学”疗方。虽然真正理解生态现象和生态过程需要经过严格的专业训练,但理解一些生态问题的基本特点对真正关注环境问题的人来说都是必要的。

生态问题具有很强的积累效应

无论是环境污染,还是生态破坏,除了个别情况下是突如其来的环境灾难外,更多的环境变化是逐步发展的,一开始并不被人们所察觉或重视,通过初步积累,最后产生不可逆转的后果。这就是积累效应(段昌群,2004)。

积累效应可以通过这样一个比喻来类比。一个人满头黑发,拔掉一根是微不足道的,拔掉10根是无足轻重的,拔掉100根也是无伤大雅的,但如果拔掉1000根、10000根、100000根呢?在这个过程中逐步变成秃头、最后可能成为光头。绝大多数环境污染和生态破坏就是在这种不知不觉中发生的。

积累效应存在一个量的积累到质的变化这样一个过程,而这个过程往往在发生中很难确定其中的转折点。为了更有效地管理生态环境,防治不可逆转的生态后果,越来越多的人认为,需要分析这个转折点。这就是生态系统在保持其基本结构和功能、维持良性运转条件下能够接受污染物的最大量或承受取走的最大量,即环境容量和资源、生态承载力问题。也是说,任何环境污染和生态破坏,最后的积累都应控制在这个限度以内,否则生态系统最后走向崩溃,人类将丧失生存和发展的基本环境条件和资源支持能力。

积累效应包括两个层面,一是人类活动对环境因子的改变程度及其效应程度是不断积累的,二是环境因子的改变范围和效应范围也是不断积累的。前者主要侧重于环境污染,后者主要侧重于生态破坏。量的积累和范围的延伸是受损环境及其效应不断发展的两个方面。

目前,对于突如其来的环境污染和生态破坏已经得到了广泛的关注,而对于经常发生的、范围较大的、普遍存在的、短期内难以觉察效应的生态破坏行为,往往也是视而不见,研究工作往往也很少涉及。正是这些眼前看来不值得一提环境受损,经过积累后很容易发展成为不可逆转的生态衰退。这类属性的环境问题,日益成为最终伤害人类生存和发展、酿成环境危机的最大杀手。积累效应往往使人们在环境问题上“因恶小而为之,善小而不为”。

环境问题具有显著的放大效应

在人类的干扰和影响下,环境变化并不是线性增加的,而是逐步以加速度发展,呈现放大效应。

对于环境污染而言,这种放大效应主要表现在:(1)污染物随着食物链的延伸而不断积累,呈现放大效应,如南极大气中没有检测到的DDT在当地的企鹅体内则有检出;(2)污染物对生物的影响在个体水平上的毒害效应可能不大,但在种群、群落乃至生态系统层次上产生了很大的影响,如温室气体的排放对个体性的生物而言影响较小,但对全球气候和生物圈的影响则十分巨大。

对生态破坏而言,这种放大效应主要表现在:(1)局部的生态破坏产生的后果在全局上表现出来,从而产生更大的危害,如上游地区的毁林开荒引起的水土流失,对中下游地区产生洪涝之害,且在下游进行防治的代价远高于源发地区的上游;(2)关键地区的生态破坏将对很大范围的生态环境产生重大的影响。如在生物多样性极为丰富的地区过度利用资源、破坏环境,使这里的生物多样性丧失,带来的是整个区域生物多样性显著降低(姜汉侨等,2004)。

环境问题具有很强的滞后效应

人类对生态环境的破坏和环境的污染引起的后果并不是伴随着成因的出现立刻表现出来的,而是要经过一定的时间后才充分展示出来,这就是滞后效应。

环境污染和生态破坏的后果往往具有很强的滞后效应,而且这种效应普遍存在。例如,美国在19世纪中期开始为了开发中西部,将大面积的森林开辟为种植园,到20世纪30-40年代,这些生态破坏酿造了大范围的生态危机,在这场危机中美国中西部数百万公顷良田的表土被飓风卷入大西洋。在我国,云南西双版纳是热带雨林比较集中的地区,在上世纪50年代后期为了种植橡胶,毁灭了大量的热带雨林,至70年代雨林气候特征发生了明显的变化:每年雾日减少了32天,降雨量降低了100mm左右,年空气平均湿度降低。我国富营养化程度最高的湖泊之一滇池,在20世纪60年代这里是山清水秀、湖水碧波荡漾、岸边水草肥美的渔米之乡,进入70年代在湖泊流域内发生了“围海造田”,湖泊面积丧失了20多平方千米,进入80年代伴随工业发展和城市规模的不断扩大,大量的工业废水和城市污水进入滇池,湖泊水质从90年代初的Ⅳ类直线下降到90年代后期Ⅴ类,湖泊内大量水生生物消亡,水体功能丧失。这类状况在国内外环境变迁史上不胜枚举。

滞后效应之所以出现,是由生态系统的反应过程所决定的。生态破坏和环境污染对生态环境的影响具有一定的积累效应,这种积累需要一定的时间;生态系统结构破坏和功能丧失是一个复杂的生态过程,这个过程在生态系统中的环境与生物之间、生物与生物之间发生的恶性循环需要经过多个环节、多个层次的食物链、食物网传递,在整个过程中因果关系转化需要一定的时间跨度;生态系统本身对外来的干扰具有一定的缓冲能力,这种能力也使人类破坏所产生的后果在一段时间之后才展现出来。同时,人类的认识有一定的局限性,只有酿成较大规模的不可逆转的后果时,才能确认所引起的破坏和污染。从轻微的、局部的、不为人们所重视的不良后果发展成为严重的、大范围的、得到人们重视的,需要一定的时间。

正是滞后效应的形成受这些因素所影响,所以,越是小范围、小强度的人类干扰形成的生态后果,滞后效应越突出;生态系统越复杂,滞后效应越突出;产生的后果对人类经济社会发展的直接影响越小,滞后效应越突出。

由于有滞后效应,当前的生态破坏和环境污染往往不会马上呈现出明显的恶果,从而使人们在发展中对破坏和污染问题放在脑后;同样也因为有滞后效应,当前的生态建设和环境保护未必马上产生效果,从而难以调动治理和保护的积极性。有必要对这种现象给予高度关注,以避免某些人在口头上高举环境保护的大旗,却将真正的生态环境问题置之脑后,回过头来又不得不付出沉重的代价,最终每个社会成员成为毫无意义的环境受害者和牺牲品。

生态环境问题具有显著的空间转移效应

经常我们可以看到,一个地方生态环境破坏了,受害的不仅仅是当地,往往其他相关地方也成为受害区域;一个地方环境好转了,相关区域也享受到风调雨顺的好气象。这就是生态环境具有的转移效应。

转移效应最显著的表现莫过于在河流流域尺度方面(Duan et al, 1998; 2000)。江河上游原生植被一旦破坏,将会导致严重的水土流失,森林等各种自然植被的生态水文作用丧失或降低,从而旱季地表径流严重降低,下游遭受干旱的威胁,雨季极易形成洪涝灾害,使下游经济社会受到严重干扰。从而,江河方面的生态环境问题,常常是问题表现在下游,而根子还在上游,需要将整个流域的上下游进行通盘考虑,才能取得长远的效果。为此,要形成一个理念,就是上游的生态环境就是下游大力发展经济的支撑条件,下游的经济发展应该将如何维持这种支持条件整合到自己的发展思路中。

转移效益在更大尺度上表现出来的空间转移效应反应在气候变迁上。人类释放温室气体最集中、强度最大的主要在欧洲、北美、日本等局部区域,但随着全球环流等自然因素的作用,使全球发生温室效应,导致全球的气候变化。

环境问题的空间转移效应告诉我们,任何人都是环境问题的受害者,只有全社会共同关注环境问题,解决环境问题,生态环境危机才能真正得到缓解和消除。

博客首发:http://hi.baidu.com/ecoeducation/blog/item/a1e1af034a039c8bd43f7c02.html

摘录自:段昌群,2006. 生态约束与生态支撑。科学出版社。



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