下载 - Frontiers in Ecology and the Environment

目录ESA“ 生 态 远 景 委 员 会 ” 成 员 .......................................................................................................1译 者 简 介 ...........................................................................................................................................2校 、 编 者 简 介 ...................................................................................................................................4序 ......................................................................................................................................................5前 言 ...............................................................................................................................................9拥 挤 地 球 的 生 态 学 .........................................................................................................................10《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》............................................................................................14总 纲 .........................................................................................................................................14生 态 远 景 委 员 会 的 历 史 和 方 法 .............................................................................................16生 态 科 学 与 全 球 可 持 续 发 展 战 略 行 动 计 划 的 必 要 性 .........................................................18战 略 目 标 一 : 促 进 以 生 态 学 为 基 础 的 科 学 决 策 .................................................................20战 略 目 标 二 : 推 进 面 向 可 持 续 发 展 的 创 新 性 生 态 学 研 究 .................................................27战 略 目 标 三 : 促 进 文 化 交 融 创 建 一 个 前 瞻 性 的 国 际 生 态 学 .............................................37生 态 学 未 来 之 展 望 .........................................................................................................................60走 向 可 持 续 发 展 的 生 态 学 .....................................................................................................61二 十 一 世 纪 的 生 态 学 与 可 持 续 发 展 .....................................................................................63物 种 入 侵 的 对 策 、 管 理 及 未 来 研 究 需 要 .............................................................................73海 洋 景 观 、 捕 捞 和 养 殖 的 未 来 .............................................................................................88生 态 学 理 论 对 加 强 传 染 病 控 制 和 制 定 公 众 健 康 政 策 的 指 导 作 用 ...................................98协 调 农 业 生 产 力 与 环 境 整 体 性 : 对 农 业 的 巨 大 挑 战 .......................................................111理 解 和 维 系 内 陆 水 生 生 态 系 统 的 空 间 显 示 工 具 ...............................................................124生 态 系 统 服 务 功 能 整 合 评 估 : 我 们 能 否 把 握 自 然 界 的 脉 搏 ? .......................................135全 球 化 下 的 中 国 环 境 ...................................................................................................................140中 华 海 外 生 态 学 者 协 会 简 介 .......................................................................................................163中 国 生 态 学 学 会 简 介 ...................................................................................................................166中 国 科 学 院 系 统 生 态 重 点 实 验 室 简 介 .......................................................................................167

ESA“ 生 态 远 景 委 员 会 ” 成 员ESA“ 生 态 远 景 委 员 会 ” 成 员• Emily S. Bernhardt, Duke University, Durham, NC• Elizabeth A. Chornesky, University of California, Santa Cruz, CA• Scott L. Collins, University of New Mexico, Albuquerque, NM• Andrew P. Dobson, Princeton University, Princeton, NJ• Clifford S. Duke, Ecological Society of America,Washington, DC• Barry D. Gold, David and Lucile Packard Foundation, Los Altos, CA• Robert Jacobson, U.S. Geological Survey, Columbia, MO• Sharon Kingsland, Johns Hopkins University, Baltimore, MD• Rhonda Kranz, Ecological Society of America,Washington, DC• Michael J. Mappin, University of Calgary,Alberta, Canada• M. Luisa Martinez, Instituto de Ecologia, Xalapa, Mexico• Fiorenza Micheli; Stanford University, Pacific Grove, CA• Jennifer L. Morse, Univ.of Maryland, College Park, MD,• Michael L. Pace, Institute of Ecosystem Studies, Millbrook, NY• Margaret A. Palmer*, Univ.of Maryland, College Park, MD,• Stephen Palumbi, Stanford University, Pacific Grove, CA• Mercedes Pascual, University of Michigan, Ann Arbor, MI• O. J. Reichman, University of California, Santa Barbara, CA• Ashley Simons, COMPASS, Washington, DC• Alan Townsend, University of Colorado, Boulder, CO• Monica G.Turner University of Wisconsin, Madison, WI.1

译 者 简 介译 者 简 介程 维 信 : 美 国 佐 治 亚 大 学 生 态 学 博 士 , 美 国 加 里 佛 尼 亚 大 学 Santa Cruz 分 校 环 境 研 究 系 教授 。 主 要 研 究 方 向 : 土 壤 资 源 、 根 系 统 功 能 结 构 与 呼 吸 、 全 球 变 化 、 农 业 生 态 学 等 。 电 子邮 箱 :wxcheng@ucsc.edu方 炜 : 美 国 纽 约 州 立 大 学 石 溪 分 校 生 态 进 化 系 博 士 , 现 任 美 国 长 岛 大 学 布 鲁 克 林 分 校 生物 系 助 理 教 授 。 主 要 研 究 方 向 : 入 侵 生 物 学 , 恢 复 生 态 学 。 联 系 电 话 :1-718-488-1470; 电子 邮 箱 :wei.fang@liu.edu高 方 : 美 国 加 州 大 学 河 滨 分 校 环 境 与 土 壤 科 学 系 博 士 、 美 国 农 业 部 土 壤 盐 份 研 究 所 博 士后 、 美 国 注 册 职 业 工 程 师 。 现 为 美 国 特 拉 华 州 自 然 资 源 与 环 境 保 护 部 高 级 环 境 工 程 师 , 负责 该 州 室 外 空 气 质 量 及 污 染 控 制 规 划 。 电 子 邮 箱 :frank.gao@state.de.us古 滨 河 : 美 国 阿 拉 斯 加 大 学 海 洋 学 博 士 、 佛 罗 里 达 大 学 博 士 后 。 现 为 美 国 南 佛 罗 理 达 州 水资 源 管 理 署 高 级 环 境 科 学 家 。 研 究 方 向 : 应 用 湖 沼 学 , 湿 地 生 态 学 , 生 物 地 球 化 学 和 稳 定 性同 位 素 生 态 学 。 电 子 邮 箱 :bgu@sfwmd.gov关 蔚 禾 : 美 国 佐 治 亚 大 学 生 态 学 博 士 ,Marshall 咨 询 公 司 高 级 项 目 主 管 。 研 究 兴 趣 : 地 理信 息 系 统 , 遥 感 技 术 在 资 源 管 理 中 的 应 用 。 电 子 邮 箱 :weihe_guan@yahoo.com何 希 : 美 国 维 斯 康 辛 大 学 博 士 , 从 事 湖 沼 学 和 海 洋 科 学 研 究 , 现 于 美 国 国 家 海 洋 大 气 管理 总 局 国 家 海 洋 渔 业 署 任 职 。 电 子 邮 箱 :xi.he@noaa.gov花 东 : 美 国 南 达 科 达 州 矿 产 理 工 大 学 博 士 , 现 为 魁 北 克 大 学 蒙 特 利 分 校 博 士 后 研 究 员 。主 要 研 究 兴 趣 : 卫 星 数 字 图 像 处 理 、 线 性 谱 分 离 技 术 、 卫 星 数 字 图 像 融 合 技 术 、 卫 星 数 字图 像 分 类 技 术 和 森 林 类 别 识 别 、 树 木 生 长 参 数 的 遥 感 遥 测 、 碳 氮 模 拟 、 火 动 态 模 型 。 电 子邮 箱 :C2050@er.uqam.ca黄 长 志 :1977 年 考 入 华 南 农 业 大 学 , 毕 业 于 园 艺 系 。1983 年 赴 美 国 戴 维 斯 加 州 大 学 学 习 , 分别 于 1986 年 和 1991 年 获 生 态 学 硕 士 博 士 学 位 。 目 前 在 美 国 加 州 政 府 资 源 署 任 生 态 毒 理 正研 究 员 。 主 要 从 事 生 态 毒 理 学 和 生 态 风 险 评 估 的 研 究 。 电 子 邮 箱 :chuang@ospr.dfg.ca.gov江 洪 : 博 士 , 美 国 保 护 生 物 学 研 究 所 高 级 研 究 员 。 主 要 研 究 兴 趣 : 植 物 生 态 与 森 林 生 态 、遥 感 与 空 间 分 析 的 应 用 、 保 护 生 物 学 和 生 态 模 型 等 。 电 子 邮 箱 :hongjiang@consbio.org林 光 辉 :1992 年 获 美 国 迈 阿 密 大 学 生 态 学 博 士 学 位 。1992-1994 年 在 美 国 犹 他 大 学 从 事博 士 后 研 究 。 现 为 中 国 科 学 院 植 物 研 究 所 首 席 研 究 员 。 研 究 方 向 : 植 物 生 理 生 态 学 、 全 球变 化 生 态 学 和 稳 定 性 同 位 素 技 术 在 生 态 和 环 境 科 学 研 究 中 的 应 用 。 电 子 邮 箱 :ghlin@ibcas.ac.cn2

译 者 简 介刘 峰 :1995 年 获 中 国 科 学 院 植 物 研 究 所 生 态 学 硕 士 , 现 为 德 克 萨 斯 A&M 大 学 牧 地 生 态与 管 理 系 博 士 生 。 研 究 兴 趣 : 景 观 生 态 学 , 生 态 系 统 生 态 学 , 全 球 变 化 。 电 子 邮 箱 :asherliu@hotmail.com刘 秦 勤 :1985 美 国 威 斯 康 星 大 学 硕 士 ,1990 年 美 国 戴 维 斯 加 州 大 学 植 物 学 博 士 ,1990~1993美 国 加 州 大 学 Berkeley 分 校 博 士 后 。 目 前 在 美 国 加 州 政 府 资 源 署 任 研 究 协 调 员 。 主 要 从 事生 态 系 统 内 物 种 和 生 境 保 育 的 研 究 和 政 策 协 调 工 作 。 电 子 邮 箱 :drqliu@yahoo.com廖 成 章 : 复 旦 大 学 生 命 科 学 学 院 生 态 学 博 士 生 。 从 事 生 物 入 侵 对 长 江 河 口 湿 地 生 态 系 统 生产 力 和 碳 、 氮 动 态 影 响 及 湿 地 生 物 地 球 化 学 循 环 的 研 究 。 电 子 邮 箱 :031023079@fudan.edu.cn骆 亦 其 : 美 国 戴 维 斯 加 州 大 学 博 士 , 洛 杉 矶 加 州 大 学 和 斯 坦 福 大 学 博 士 后 。 现 任 俄 克 拉 荷 马大 学 教 授 , 复 旦 大 学 长 江 讲 座 教 授 。 长 期 致 力 于 全 球 变 化 研 究 , 其 研 究 方 向 主 要 为 植 物 生理 生 态 学 , 生 态 系 统 生 态 学 , 生 物 地 球 化 学 循 环 和 生 态 模 型 。 电 子 邮 箱 :yluo@ou.edu缪 世 利 : 美 国 波 士 顿 大 学 博 士 , 哈 佛 大 学 博 士 后 , 现 为 美 国 南 佛 罗 理 达 州 水 资 源 管 理 署 高 级主 管 科 学 家 。 中 国 科 学 院 海 外 知 名 学 者 , 中 国 科 学 院 植 物 研 究 所 客 座 研 究 员 。 研 究 方 向 : 植物 生 态 学 , 湿 地 生 态 学 , 恢 复 生 态 学 和 入 侵 生 物 学 。 电 子 邮 箱 :smiao_33406@yahoo.com彭 长 辉 : 法 国 马 赛 第 三 大 学 生 态 学 博 士 。 现 任 加 拿 大 首 席 科 学 家 ( 生 态 模 型 ),Quebec 大学 终 身 教 授 。2002 年 中 国 国 家 杰 出 青 年 科 学 基 金 (B 类 ) 获 得 者 ,2004 获 得 中 国 科 学 院 海外 评 审 专 家 。 学 科 领 域 : 全 球 气 候 变 化 , 陆 地 生 态 系 统 碳 循 环 和 生 态 模 型 。 电 子 邮 箱 :peng.changhui@uqam.ca邬 建 国 : 博 士 、 美 国 亚 利 桑 那 州 立 大 学 教 授 , 国 际 《 景 观 生 态 学 》 主 编 。 主 要 研 究 含 景 观生 态 学 、 城 市 生 态 学 、 以 及 可 持 续 性 科 学 。 电 子 邮 箱 :Jingle.Wu@asu.edu武 昕 原 : 美 国 田 纳 西 大 学 生 态 学 博 士 , 俄 亥 俄 州 立 大 学 博 士 后 。 现 任 德 克 萨 斯 A&M 大 学牧 地 生 态 与 管 理 系 副 教 授 。 主 要 研 究 兴 趣 : 景 观 生 态 学 、 湿 地 生 态 与 恢 复 、 生 态 保 护 、 及生 态 教 育 。 电 子 邮 箱 :xbw@tamu.edu伍 业 钢 : 美 国 怀 俄 明 大 学 植 物 学 系 博 士 , 现 为 美 国 Consulting Engineers 公 司 主 任 生 态 学 家 。主 要 研 究 兴 趣 : 景 观 生 态 学 、 火 生 态 学 、 植 被 生 态 学 、 生 态 模 型 等 , 目 前 参 与 密 西 西 比 河流 域 航 运 与 生 态 系 统 恢 复 模 拟 研 究 。 电 子 邮 箱 :ywu_mail@yahoo.com张 志 辉 : 美 国 佛 罗 里 达 大 学 博 士 , 现 为 美 国 南 佛 罗 理 达 州 水 资 源 管 理 署 高 级 地 理 信 息 科 学家 。 研 究 方 向 : 空 间 与 环 境 信 息 系 统 。 电 子 邮 箱 :frank.chang@gmx.net朱 伟 兴 : 美 国 新 泽 西 州 罗 格 斯 大 学 生 态 学 博 士 、 统 计 学 硕 士 , 弗 德 姆 大 学 、 亚 利 桑 那 州 立大 学 博 士 后 , 现 为 纽 约 州 立 大 学 宾 汉 姆 分 校 副 教 授 。 研 究 领 域 : 生 物 地 球 化 学 循 环 、 土 壤生 态 学 、 城 市 生 态 学 、 植 物 与 土 壤 相 关 关 系 、 及 氮 循 环 与 氮 滞 留 问 题 。 电 子 邮 箱 :wxzhu@binghamton.edu3

校 、 编 者 简 介校 、 编 者 简 介陈 亮 (1977 -), 中 国 科 学 院 生 态 环 境 研 究 中 心 系 统 生 态 实 验 室 博 士 研 究 生 。 主 要 研 究 方向 生 态 资 产 评 估 、 产 业 生 态 学 。 电 子 邮 箱 :ecochenliang@yahoo.com.cn陈 求 稳 (1974 -), 博 士 , 中 国 科 学 院 生 态 环 境 研 究 中 心 研 究 员 , 博 士 生 导 师 , 荷 兰 注 册 工程 师 。 主 要 从 事 生 态 模 拟 和 生 态 信 息 学 研 究 。 电 子 邮 箱 :qchen@mail.rcees.ac.cn胡 聃 , 理 学 博 士 , 中 国 科 学 院 生 态 环 境 研 究 中 心 副 研 究 员 。 现 主 要 从 事 城 市 生 态 学 、 生态 经 济 学 、 复 杂 城 市 生 态 系 统 分 析 与 模 拟 等 方 面 的 学 术 研 究 。 电 子 邮 箱 :hudan@mail.rcees.ac.cn李 栋 (1980 -), 中 国 科 学 院 生 态 环 境 研 究 中 心 系 统 生 态 实 验 室 博 士 研 究 生 。 主 要 研 究 方向 生 态 城 市 规 划 、 可 持 续 人 居 环 境 及 能 源 管 理 。 电 子 邮 箱 :uriel_li@yahoo.com.cn李 锋 (1973 -), 生 态 学 博 士 , 中 国 科 学 院 生 态 环 境 研 究 中 心 助 理 研 究 员 。 主 要 从 事 区 域与 城 市 系 统 生 态 学 、 生 态 服 务 、 生 态 规 划 和 产 业 生 态 学 方 面 研 究 。 电 子 邮 箱 :lifeng@mail.rcees.ac.cn欧 阳 文 锐 (1979 -), 湖 北 天 门 人 。 硕 士 , 助 教 。2004 年 毕 业 于 中 国 农 业 大 学 生 态 学 专 业 。现 为 中 国 科 学 院 生 态 环 境 研 究 中 心 生 态 学 博 士 生 , 研 究 方 向 为 城 市 生 态 学 。 电 子 邮 箱 :oydragon@126.com欧 阳 志 云 , 生 态 学 博 士 , 中 国 科 学 院 生 态 环 境 研 究 中 心 副 主 任 , 研 究 员 , 博 士 生 导 师 ,中 国 科 学 院 系 统 生 态 重 点 实 验 室 主 任 , 主 要 从 事 人 类 活 动 胁 迫 下 的 生 态 系 统 特 征 与 演化 规 律 , 自 然 保 护 、 生 态 规 划 与 生 态 评 价 的 理 论 与 应 用 研 究 。王 如 松 (1947 -), 系 统 生 态 学 博 士 , 中 国 科 学 院 生 态 环 境 研 究 中 心 研 究 员 、 国 际 科 联 环 境问 题 科 学 委 员 会 第 一 副 主 席 , 国 际 生 态 学 会 执 委 , 中 国 生 态 学 会 理 事 长 , 中 国 生 态 学 会 城市 生 态 专 业 委 员 会 主 任 。 主 要 从 事 复 合 生 态 系 统 理 论 、 城 市 生 态 规 划 与 管 理 和 产 业 生 态 工程 集 成 技 术 研 究 。郑 华 (1974 -), 博 士 , 中 国 科 学 院 生 态 环 境 研 究 中 心 助 理 研 究 员 。 主 要 从 事 生 态 系 统 服务 功 能 、 生 态 评 价 与 生 态 规 划 研 究 。 电 子 邮 箱 :zhenghua@mail.rcees.ac.cn4

序 —— 拥 挤 地 球 的 生 态 福 音序—— 拥 挤 地 球 的 生 态 福 音大 千 世 界 , 熙 熙 攘 攘 , 蜂 拥 蚁 聚 ; 物 质 进 进 出 出 , 能 量 聚 聚 散 散 , 生 命 生 生 不 息 。 人们 无 时 无 处 不 在 和 周 围 环 境 中 的 物 、 事 、 人 打 交 道 。 荀 子 曰 :“ 金 石 有 形 而 无 气 , 水 火 有 气而 无 生 , 草 木 有 生 而 无 知 , 禽 兽 有 知 而 无 义 , 人 有 气 、 有 生 、 有 知 、 且 有 义 , 故 最 为 天 下贵 也 !” 水 、 火 、 草 、 木 、 禽 、 兽 、 天 、 地 构 成 绚 丽 多 彩 的 地 球 生 命 支 持 系 统 , 加 上 人 气 、人 生 、 人 知 、 人 义 和 人 文 便 构 成 了 我 们 生 机 昂 然 的 地 球 生 态 景 观 。人 既 是 现 代 文 明 的 创 造 者 , 也 是 地 球 生 命 支 持 系 统 的 最 大 破 坏 者 。 如 果 将 地 球 上 的 生态 史 化 约 为 1 年 , 即 假 设 最 早 的 原 核 生 物 出 现 在 1 月 1 日 , 则 人 类 种 群 出 现 在 12 月 31 日傍 晚 7:00, 而 城 市 文 明 的 诞 生 则 是 12 月 31 日 深 夜 11:59 分 13 秒 的 事 , 即 只 有 短 短 的 47秒 。 但 就 是 在 这 短 短 的 47 秒 内 , 人 类 赖 以 生 存 的 地 球 生 态 景 观 发 生 了 翻 天 覆 地 的 变 化 。一 个 半 世 纪 以 来 , 生 态 学 作 为 一 门 研 究 生 物 与 其 环 境 之 间 关 系 的 科 学 , 一 直 试 图 避 开人 而 “ 客 观 ” 存 在 , 避 开 社 会 而 独 立 研 究 , 以 保 持 其 清 纯 的 “ 自 然 ” 属 性 。 但 地 球 生 态 破坏 的 速 度 要 远 远 高 于 自 然 生 态 恢 复 的 速 度 , 生 态 研 究 的 范 围 远 远 小 于 生 态 影 响 的 范 围 。 在这 个 拥 挤 不 堪 地 球 的 很 多 地 方 , 往 往 是 山 上 保 护 , 山 下 破 坏 , 局 部 修 复 , 整 体 破 坏 。 人 和自 然 脱 离 , 经 济 和 环 境 脱 钩 , 研 究 和 管 理 脱 节 。为 此 , 美 国 生 态 学 会 1991 年 提 出 了 由 全 球 气 候 变 化 、 生 物 多 样 性 和 可 持 续 生 物 圈 组 成的 90 年 代 生 态 学 研 究 议 题 , 使 生 态 学 研 究 与 人 类 活 动 的 联 系 更 加 紧 密 。 但 迄 今 大 多 数 这 类研 究 还 只 是 将 人 作 为 外 生 变 量 , 聚 焦 在 对 气 候 、 生 物 和 地 球 生 态 系 统 的 自 然 变 化 规 律 的 探讨 上 。 究 竟 人 是 生 态 系 统 的 外 生 变 量 还 是 系 统 内 的 主 导 因 子 ? 生 态 系 统 除 保 护 、 恢 复 外 可否 设 计 、 创 建 ? 生 态 学 研 究 的 主 要 目 的 是 发 表 科 学 文 章 还 是 推 进 地 球 生 态 系 统 的 可 持 续 发展 ? 生 态 学 只 是 一 门 保 护 性 、 描 述 性 的 生 物 科 学 还 是 一 门 建 设 性 、 指 导 性 的 系 统 关 系 学 、是 科 学 与 社 会 的 桥 梁 ?一 个 由 M.Palmer 等 20 名 著 名 生 态 学 家 组 成 的 美 国 生 态 学 会 生 态 远 景 委 员 会 2004 年 完成 的 一 个 战 略 研 究 报 告 (www.esa.org/ecovisions) 回 答 了 这 些 问 题 :“ 我 们 未 来 的 环 境 由 人类 为 主 体 的 、 人 类 有 意 或 无 意 管 理 的 生 态 系 统 所 组 成 ; 一 个 可 持 续 发 展 的 未 来 将 包 括 维 持性 、 恢 复 性 和 创 建 性 的 综 合 生 态 系 统 ; 生 态 学 注 定 会 成 为 制 定 可 持 续 发 展 规 划 与 决 策 过 程中 的 重 要 组 成 部 分 ; 为 了 更 好 地 开 展 生 态 学 研 究 和 有 效 地 利 用 生 态 学 知 识 , 科 学 家 , 政 府 ,企 业 界 和 公 众 必 须 在 区 域 以 至 全 球 范 围 内 结 成 前 所 未 有 的 合 作 关 系 , 形 成 一 种 新 型 的 生 态文 化 。”“ 长 期 以 来 , 生 态 学 家 一 直 热 衷 于 对 原 生 生 态 系 统 的 研 究 , 新 世 纪 的 生 态 学 研 究 将把 重 点 转 移 到 生 态 系 统 和 人 类 关 系 的 可 持 续 能 力 建 设 上 , 未 来 的 发 展 要 求 生 态 学 家 不 仅 仅是 一 流 的 研 究 人 员 , 而 且 是 决 策 制 定 过 程 中 生 态 信 息 的 提 供 者 。” 该 报 告 的 简 介 以 “ 拥 挤 地球 的 生 态 学 ” 为 名 刊 登 在 《 科 学 》 杂 志 2004 年 5 月 28 第 304 卷 1251~1252 页 上 。《 生 态学 与 环 境 科 学 前 沿 》 杂 志 2005 年 2 月 出 版 “ 生 态 可 持 续 发 展 未 来 之 展 望 ” 专 辑 , 专 门 介 绍了 该 报 告 总 纲 的 详 细 内 容 和 相 关 领 域 的 行 动 方 略 。5

序 —— 拥 挤 地 球 的 生 态 福 音作 为 世 界 上 会 员 最 多 、 实 力 最 强 的 美 国 生 态 学 会 发 表 的 这 一 报 告 是 划 时 代 的 。 它 代 表着 世 界 生 态 学 在 继 续 深 化 现 有 研 究 领 域 的 同 时 , 正 从 传 统 生 物 生 态 学 向 人 类 可 持 续 发 展 生态 学 、 经 院 生 态 学 向 管 理 决 策 生 态 学 、 自 然 生 态 学 向 社 会 生 态 学 、 恢 复 生 态 学 向 工 程 生 态学 的 拓 展 和 升 华 。 报 告 中 建 议 的 促 进 生 态 科 学 与 决 策 管 理 的 联 姻 、 推 进 以 生 态 学 为 基 础 的科 学 决 策 ; 深 化 面 向 可 持 续 发 展 的 多 尺 度 、 预 测 性 、 创 新 性 、 信 息 化 的 生 态 学 研 究 ; 营 建跨 领 域 、 跨 学 科 、 前 瞻 性 和 国 际 性 的 生 态 文 化 交 融 氛 围 等 三 大 战 略 和 相 应 的 行 动 计 划 对 快速 经 济 发 展 中 的 我 国 城 乡 环 境 保 护 、 生 态 建 设 和 生 态 科 学 发 展 有 着 重 要 的 参 考 价 值 。 报 告中 提 出 的 生 态 服 务 、 生 态 设 计 、 生 态 信 息 和 生 态 文 化 研 究 已 成 为 生 态 学 前 沿 的 几 朵 奇 葩 ,也 是 当 前 中 国 生 态 学 研 究 的 热 点 。为 让 更 多 的 中 国 读 者 了 解 该 报 告 的 详 细 内 容 , 中 华 海 外 生 态 学 者 协 会 (SINO-ECO)、美 国 生 态 学 会 亚 州 分 会 与 中 国 生 态 学 会 和 中 国 科 学 院 系 统 生 态 重 点 实 验 室 合 作 将 报 告 全文 、 专 刊 的 全 部 文 章 以 及 《 科 学 》 杂 志 上 的 简 介 翻 译 成 中 文 , 并 编 印 成 册 , 遍 飨 读 者 。 为配 合 读 者 从 国 际 角 度 了 解 中 国 环 境 的 机 遇 与 挑 战 , 我 们 还 翻 译 和 转 载 了 《 自 然 》 杂 志 2005年 6 月 30 日 第 435 期 刊 载 的 中 华 海 外 生 态 学 者 协 会 前 主 席 刘 建 国 与 J. Diamond 合 写 的 一篇 有 关 中 国 环 境 问 题 的 综 述 文 章 。 所 有 译 文 均 根 据 编 译 者 的 理 解 译 出 , 不 代 表 编 译 单 位 的观 点 , 仅 供 参 考 , 准 确 含 义 以 原 文 为 准 。生 态 一 词 当 前 在 国 内 外 颇 为 流 行 。 生 态 是 生 物 与 环 境 、 生 命 个 体 与 整 体 间 的 一 种 相 互作 用 关 系 , 在 生 物 世 界 和 人 类 社 会 中 无 处 不 在 , 无 时 不 有 。 而 生 态 学 则 是 一 门 学 问 , 只 在生 态 学 工 作 者 圈 子 里 使 用 。F. Darling(1967) 指 出 , 生 态 学 作 为 一 门 研 究 生 物 与 其 环 境 之间 关 系 的 科 学 , 是 一 个 超 出 初 创 者 想 象 的 意 义 更 为 重 大 的 思 想 。 英 文 中 只 有 ecology( 生 态学 ) 和 ecological( 生 态 的 或 生 态 学 的 ) 两 单 词 , 没 有 作 为 名 词 的 “ 生 态 ” 一 词 。 著 名 生 态学 家 H.T.Odum 教 授 1988 年 访 问 中 科 院 生 态 环 境 研 究 中 心 时 , 我 们 曾 讨 论 过 此 事 。 他 认 为ecology 也 可 以 表 示 生 态 关 系 , 但 最 好 象 经 济 (economy) 和 经 济 学 (economics) 的 区 别 一样 , 将 ecology 解 释 为 生 态 , 而 另 为 生 态 学 创 造 一 个 新 词 , 比 如 ecologics 以 代 替 ecology。这 在 汉 语 中 就 没 有 这 种 歧 义 。 生 态 的 词 义 本 身 是 中 性 的 , 但 作 为 一 个 形 容 词 的 生 态(ecological) 与 名 词 连 用 时 , 常 常 变 成 一 个 褒 义 词 , 如 生 态 旅 游 、 生 态 城 市 、 生 态 产 业 等 ,其 实 是 “ 生 态 合 理 或 和 谐 的 ” 的 简 称 。本 书 中 的 生 态 具 有 生 态 学 和 生 态 关 系 的 双 重 涵 义 。21 世 纪 的 生 态 学 , 既 是 包 括 人 在 内的 生 物 与 环 境 之 间 关 系 的 一 门 系 统 科 学 , 也 是 人 类 认 识 环 境 、 改 造 环 境 的 一 门 世 界 观 和 方法 论 或 自 然 哲 学 , 还 是 人 类 塑 造 环 境 、 模 拟 自 然 的 一 门 工 程 美 学 , 是 科 学 与 社 会 的 桥 梁 ,是 天 地 生 灵 和 人 类 福 祉 的 纽 带 。拥 挤 地 球 的 生 态 关 系 应 是 谐 和 的 , 遵 循 整 体 协 同 、 循 环 自 生 、 物 质 不 灭 、 能 量 守 恒 ; 是进 取 的 , 追 求 高 效 竞 争 、 开 放 共 生 、 优 胜 劣 汰 、 协 同 进 化 ; 是 整 合 的 , 倡 导 富 裕 、 健 康 、文 明 的 调 和 , 生 理 、 心 理 、 伦 理 的 健 康 , 城 市 、 乡 村 、 郊 野 的 宁 逸 ; 更 是 辨 证 的 , 和 谐 而不 均 衡 、 开 拓 而 不 耗 竭 、 适 应 而 不 保 守 , 循 环 而 不 回 归 。早 在 3000 多 年 前 , 中 华 民 族 就 形 成 了 一 套 “ 观 乎 天 文 以 察 时 变 , 观 乎 人 文 以 化 成 天 下 ”的 人 类 生 态 思 想 体 系 , 包 括 道 理 、 事 理 、 义 理 和 情 理 等 。 中 国 封 建 社 会 正 是 靠 着 这 些 天 时 、地 利 及 人 际 关 系 的 正 确 认 识 , 靠 着 物 质 循 环 再 生 , 社 会 协 调 共 生 和 修 身 养 性 自 我 调 节 的 生态 观 , 维 持 着 其 3000 多 年 稳 定 的 农 业 社 会 结 构 , 形 成 了 独 特 的 华 夏 文 明 。6

序 —— 拥 挤 地 球 的 生 态 福 音生 态 一 词 自 上 世 纪 初 引 进 中 国 以 来 , 其 天 生 的 整 体 论 学 科 性 质 很 快 就 与 中 国 传 统 的 天人 合 一 思 想 相 共 鸣 , 在 生 态 农 业 、 生 态 工 程 、 自 然 保 护 等 领 域 得 到 广 泛 的 应 用 。 中 国 人 多地 薄 历 史 悠 久 的 国 情 也 决 定 了 中 国 生 态 学 研 究 的 亲 民 特 色 和 人 文 关 联 。 早 在 八 十 年 代 初 ,马 世 骏 等 就 提 出 了 人 类 社 会 是 一 类 以 人 的 行 为 为 主 导 、 自 然 环 境 为 依 托 、 资 源 流 动 为 命 脉 、社 会 体 制 为 经 络 的 社 会 - 经 济 - 自 然 复 合 生 态 系 统 。 可 持 续 发 展 问 题 的 实 质 是 以 人 为 主 体的 生 命 与 其 栖 息 劳 作 环 境 、 物 质 生 产 环 境 及 社 会 文 化 环 境 间 关 系 的 协 调 发 展 。 作 为 可 持 续发 展 理 论 基 础 的 生 态 学 , 其 核 心 就 是 要 调 节 好 以 水 、 土 、 能 、 生 物 、 地 球 化 学 循 环 为 主 体的 自 然 生 态 过 程 , 与 以 生 产 、 流 通 、 消 费 、 还 原 、 调 控 为 主 流 的 经 济 生 态 过 程 和 以 人 的 科技 、 体 制 、 文 化 为 主 线 的 社 会 生 态 过 程 在 时 、 空 、 量 、 构 、 序 范 畴 的 生 态 耦 合 关 系 和 推 进以 整 体 、 协 同 、 循 环 、 自 生 为 基 础 的 生 态 规 划 、 生 态 工 程 与 生 态 管 理 。 二 十 多 年 来 , 中 国生 态 学 理 论 与 应 用 研 究 以 及 城 乡 环 境 保 护 和 生 态 建 设 工 作 取 得 了 长 足 进 展 , 但 在 技 术 手 段 、人 才 培 养 、 管 理 体 制 、 社 会 基 础 和 研 究 的 文 化 氛 围 等 方 面 我 们 和 欧 美 发 达 国 家 还 有 较 大 的差 距 。 相 信 本 文 集 的 编 印 将 对 中 国 生 态 学 工 作 者 了 解 国 际 生 态 学 前 沿 动 向 , 制 定 中 国 生 态学 发 展 战 略 有 重 要 的 参 考 价 值 。 对 即 将 于 2007 年 5 月 在 北 京 召 开 的 由 Elsevier 出 版 社 和 中国 生 态 学 会 发 起 , 国 际 生 态 学 会 、 国 际 科 联 环 境 问 题 科 学 委 员 会 等 国 际 组 织 和 美 国 生 态 学会 等 联 合 支 持 的 第 三 届 世 界 生 态 高 峰 会 (Eco-Summit III) 也 是 一 种 理 论 准 备 。这 本 文 集 是 当 今 世 界 上 东 西 方 两 个 最 大 的 生 态 学 会 通 力 合 作 以 及 海 内 外 中 华 生 态 学 子联 手 奉 献 的 结 晶 。 文 集 的 编 译 和 刊 印 得 到 美 国 生 态 学 会 前 任 、 现 任 和 下 任 主 席 Jerry Melillo,Nancy Grimm,Alan Covich 以 及 美 国 生 态 学 会 《 生 态 学 与 环 境 科 学 前 沿 》 杂 志 主 编 Sue Silver的 全 力 支 持 , 特 向 他 们 以 及 文 集 的 所 有 作 者 表 示 衷 心 的 感 谢 。 我 们 特 别 要 感 谢 中 华 海 外 生态 学 者 协 会 、 美 国 生 态 学 会 亚 州 分 会 、 中 国 生 态 学 会 、 中 国 科 学 院 系 统 生 态 重 点 实 验 室 和中 国 科 协 海 外 智 力 为 国 服 务 行 动 委 员 会 为 本 文 集 的 刊 印 和 传 播 提 供 的 人 力 物 力 支 持 。本 文 集 的 译 者 大 多 是 SINO-ECO 的 前 主 席 、 创 始 人 或 热 情 奉 献 的 活 跃 分 子 , 他 们 在 繁忙 的 学 习 、 工 作 中 奉 献 出 自 己 的 时 间 、 精 力 和 资 源 , 特 别 是 伍 业 钢 、 缪 世 利 、 彭 长 辉 、 古滨 河 等 为 本 文 集 的 编 译 和 组 织 工 作 付 出 了 艰 辛 的 劳 动 , 中 国 生 态 学 会 和 中 国 科 学 院 系 统 生态 重 点 实 验 室 的 研 究 人 员 和 研 究 生 为 本 文 集 的 编 印 和 校 核 也 投 入 了 很 多 的 精 力 , 在 此 表 示诚 挚 的 谢 意 。中 华 海 外 生 态 学 者 协 会 自 80 年 代 末 成 立 以 来 , 一 直 在 联 络 、 组 织 海 外 生 态 学 工 作 者 ,为 促 进 中 国 生 态 学 事 业 的 繁 荣 兴 旺 和 推 进 祖 国 的 环 境 保 护 和 生 态 建 设 事 业 而 辛 勤 奔 波 、 牵线 搭 桥 , 在 学 术 交 流 、 合 作 研 究 、 决 策 咨 询 、 论 著 出 版 、 期 刊 编 辑 、 人 才 培 养 等 方 面 为 振兴 中 华 生 态 学 事 业 作 出 了 重 要 贡 献 。 一 批 会 员 已 陆 续 回 国 从 事 生 态 学 研 究 或 与 国 内 一 些 科研 单 位 开 展 合 作 研 究 。 是 科 学 的 事 业 心 、 民 族 的 认 同 感 、 环 境 的 忧 患 意 识 和 报 效 家 国 的 责任 心 激 励 他 们 年 复 一 年 、 持 之 以 恒 地 协 同 奉 献 。SINO-ECO 在 20 世 纪 末 -21 世 纪 初 中 国生 态 学 发 展 史 上 的 作 用 是 不 可 磨 灭 的 。交 叉 、 融 合 、 适 应 、 进 化 是 现 代 生 态 学 的 显 著 特 征 。15 世 纪 欧 洲 大 陆 的 文 艺 复 兴 运 动使 自 然 科 学 获 得 新 生 , 一 场 科 学 革 命 冲 破 了 中 世 纪 封 建 势 力 和 经 院 哲 学 的 层 层 罗 网 , 物 理学 的 突 飞 猛 进 为 工 业 革 命 的 辉 煌 成 就 奠 定 了 理 论 基 础 。 就 像 作 为 研 究 数 与 形 抽 象 关 系 的 数学 从 物 理 学 中 脱 颖 而 出 , 又 推 动 了 物 理 学 的 突 飞 猛 进 一 样 ,20 世 纪 后 半 叶 的 环 境 运 动 催 生了 自 然 科 学 和 社 会 科 学 交 叉 的 可 持 续 发 展 科 学 , 而 从 生 物 学 、 地 学 和 环 境 科 学 的 实 体 抽 象出 来 的 研 究 人 口 、 资 源 、 环 境 间 的 时 、 空 、 量 、 构 、 序 耦 合 关 系 的 生 态 学 将 在 新 千 年 大 放异 彩 , 形 成 一 门 独 立 于 传 统 科 学 之 外 的 科 学 工 具 而 又 推 动 人 和 自 然 永 续 发 展 的 基 础 科 学 。7

序 —— 拥 挤 地 球 的 生 态 福 音本 书 若 能 为 这 一 襁 褓 中 的 婴 儿 带 来 福 音 , 为 新 世 纪 的 中 国 生 态 学 吹 来 新 风 , 为 东 西 方 生 态思 想 的 融 合 以 及 国 家 、 民 族 和 全 球 的 永 续 发 展 推 波 助 澜 , 编 者 将 不 胜 荣 幸 。王 如 松2005 年 9 月 , 北 京8

前 言前言生 态 学 是 研 究 生 物 与 环 境 之 间 相 互 关 系 和 作 用 的 科 学 。 近 一 个 世 纪 以 来 , 随 着 世 界 人口 剧 增 , 人 类 对 自 然 资 源 和 环 境 的 不 合 理 开 发 和 利 用 , 以 及 对 生 态 系 统 的 不 断 干 扰 和 破 坏 ,全 球 的 生 态 环 境 发 生 了 急 剧 的 变 化 , 如 全 球 变 暖 、 海 平 面 上 升 、 大 气 和 水 体 污 染 、 生 物 入侵 、 生 物 多 样 性 丧 失 、 荒 漠 化 加 剧 、 生 态 系 统 退 化 、 水 资 源 短 缺 等 一 系 列 全 球 性 生 态 与 环境 问 题 和 生 态 灾 难 。 人 类 社 会 正 面 临 环 境 、 资 源 危 机 与 可 持 续 发 展 的 严 峻 挑 战 。经 济 越 发 展 , 环 境 越 重 要 。21 世 纪 全 人 类 面 临 的 可 持 续 发 展 挑 战 可 谓 “ 世 之 大 事 , 死生 之 地 , 存 亡 之 道 , 不 可 不 察 ”。21 世 纪 的 生 态 学 不 仅 将 指 导 人 类 生 存 和 发 展 , 而 且 是 人类 社 会 可 持 续 发 展 的 基 础 和 核 心 。 研 究 和 探 讨 中 国 生 态 科 学 与 可 持 续 发 展 战 略 , 是 中 华 民族 生 态 工 作 者 所 肩 负 的 重 要 历 史 使 命 。科 学 没 有 国 界 。 为 了 中 国 生 态 科 学 超 越 国 界 , 走 向 世 界 , 为 了 及 时 报 道 国 际 上 的 最 新动 态 , 进 一 步 增 进 与 国 内 同 行 在 生 态 学 与 可 持 续 发 展 领 域 的 交 流 与 合 作 , 由 中 华 海 外 生 态学 者 协 会 (SINO-ECO) 的 几 位 会 员 , 伍 业 刚 、 缪 世 利 、 古 滨 河 博 士 倡 议 , 翻 译 由 美 国 生态 学 会 主 持 编 写 的 《 生 态 科 学 与 可 持 续 发 展 战 略 远 景 报 告 》 以 及 发 表 在 《 生 态 学 与 环 境 科学 前 沿 》 上 的 相 应 文 章 。 该 报 告 包 括 三 个 战 略 目 标 :(1) 强 化 以 生 态 学 为 基 础 的 科 学 决 策 ;(2) 推 进 面 向 拥 挤 地 球 可 持 续 发 展 能 力 的 创 新 性 生 态 学 研 究 ;(3) 促 进 生 态 学 中 文 化 氛 围 的 交 融 以 开 创 一 个 前 瞻 性 和 国 际 化 的 生 态 学 事 业 。本 书 由 部 分 中 华 海 外 生 态 学 者 协 会 会 员 翻 译 。 他 们 都 是 在 繁 忙 的 工 作 之 余 , 放 弃 周末 与 家 人 共 享 天 伦 之 乐 , 抽 出 时 间 赶 译 出 来 的 。 古 滨 河 博 士 花 了 大 量 时 间 审 阅 译 稿 。 全书 最 后 由 伍 业 钢 博 士 归 纳 综 合 。 此 外 , 本 译 书 得 到 中 华 海 外 生 态 学 者 协 会 、 美 国 生 态 学会 - 亚 洲 分 会 , 中 国 生 态 学 会 及 《 生 态 学 与 环 境 科 学 前 沿 》 刊 物 总 编 Sue Silver 博 士的 大 力 支 持 。为 此 , 我 们 十 分 欣 慰 为 这 部 十 分 重 要 的 译 著 写 上 几 句 前 言 , 并 借 此 机 会 推 荐 本 书 给 我国 的 生 态 研 究 人 员 、 教 育 工 作 者 , 以 及 相 关 政 府 部 门 的 决 策 人 员 、 管 理 者 和 关 心 环 境 问 题的 企 业 家 、 大 专 院 校 的 研 究 生 和 学 生 。 希 望 该 书 能 为 中 国 21 世 纪 生 态 学 的 发 展 和 制 定 适 合中 国 国 情 的 可 持 续 发 展 战 略 起 到 “ 抛 砖 引 玉 ” 的 作 用 。最 后 , 值 此 译 著 出 版 之 际 , 我 们 特 向 支 持 和 参 与 本 书 翻 译 的 所 有 译 者 、 有 关 单 位 和 学术 团 体 , 再 一 次 表 示 衷 心 的 感 谢 。彭 长 辉 博 士缪 世 利 博 士中 华 海 外 生 态 学 者 协 会 现 任 主 席 美 国 生 态 学 会 - 亚 洲 分 会 现 任 主 席加 拿 大 首 席 科 学 家 , 魁 北 克 大 学 教 授 美 国 南 佛 罗 里 达 洲 水 资 源 管 理 局 高 级 主 管 研 究 员9

原 文 刊 于 2004 年 5 月 28 日 《Science》304 卷 1251-1252 页 , www.sciencemag.org拥 挤 地 球 的 生 态 学Margaret Palmer*, Jennifer Morse, Emily Bernhardt, Elizabeth Chornesky,Scott Collins, Andrew Dobson, Clifford Duke, Rhonda Kranz, Barry Gold, Robert Jacobson,Sharon Kingsland, Michael Mappin, M. Luisa Martinez, Fiorenza Micheli; Stephen Palumbi,Michael Pace, Mercedes Pascual, O. J. Reichman, Ashley Simons, Alan Townsend, MonicaTurner本 文 英 文 原 文 刊 于 2004 年 5 月 28 日 《Science》304 卷 1251-1252 页 , www.sciencemag.org今 后 50 到 100 年 , 世 界 人 口 将 达 到 80 到 100 亿 , 维 持 如 此 巨 额 人 口 的 生 存 将 会 变 得十 分 困 难 。 人 类 消 耗 对 健 康 至 关 重 要 的 资 源 的 速 率 远 远 超 过 了 其 供 给 能 力 , 有 限 的 地 球 空(1,间 难 以 承 载 人 类 如 此 巨 大 的 生 态 足 迹 2) 。 化 石 燃 料 燃 烧 和 化 肥 生 产 所 排 放 的 氮 已 超 过 地 球固 氮 速 率 的 两 倍 , 这 在 肥 沃 地 球 荒 芜 土 地 的 同 时 也 加 剧 了 日 益 严 重 的 富 营 养 化 过 程 (3) 。 全球 化 的 商 业 贸 易 导 致 病 虫 害 的 扩 散 和 为 害 , 因 为 它 们 脱 离 了 其 自 然 天 敌 的 控 制 (4) 。虽 然 对 所 剩 无 几 并 迅 速 退 化 的 原 生 生 态 系 统 的 研 究 十 分 重 要 , 可 现 在 该 是 研 究 面 向 未来 的 生 态 学 的 时 候 了 。 由 于 在 可 以 预 料 的 将 来 , 地 球 人 口 会 过 度 膨 胀 , 而 自 然 资 源 的 消 耗速 率 在 进 一 步 加 快 , 人 类 对 地 球 的 改 造 只 会 加 剧 。 因 此 , 将 人 类 活 动 融 入 地 球 生 态 系 统 的一 个 整 合 组 分 来 研 究 十 分 必 要 , 未 来 研 究 的 焦 点 将 是 在 满 足 人 类 需 求 的 同 时 维 持 地 球 生 命系 统 的 活 力 。生 态 学 在 改 善 人 民 生 活 中 起 过 重 要 的 作 用 (5) 。 而 对 社 会 生 态 系 统 可 持 续 能 力 和 恢 复 能(6,力 的 研 究 已 经 开 始 7) 。 人 们 到 处 都 在 讨 论 伙 伴 关 系 并 制 定 所 需 要 的 研 究 计 划 (8) 。 本 文 将 推荐 一 个 有 关 生 态 系 统 服 务 和 生 态 恢 复 与 设 计 科 学 的 研 究 议 程 。生 态 系 统 服 务 科 学自 然 生 态 系 统 为 人 类 社 会 提 供 了 大 量 生 态 服 务 , 如 纯 净 的 饮 水 , 植 物 的 水 土 保 持 , 菌源 性 传 播 疾 病 的 缓 冲 , 花 粉 传 授 等 。 这 些 服 务 在 大 多 数 场 合 下 是 不 可 替 代 的 , 或 即 使 有 技术 可 替 代 也 是 十 分 昂 贵 的 。 比 如 , 人 们 经 常 建 议 的 为 自 然 保 育 和 发 展 生 产 使 用 的 在 淡 水 资源 缺 乏 地 区 推 广 的 盐 碱 地 治 理 技 术 , 其 成 本 是 大 多 数 淡 水 用 户 支 付 意 愿 的 两 倍 以 上 (9) 。维 护 生 态 系 统 的 服 务 功 能 要 求 对 提 供 服 务 的 自 然 格 局 和 过 程 有 一 更 透 彻 的 了 解 (10) 。 要回 答 以 下 一 些 关 键 问 题 需 要 创 新 型 的 研 究 方 法 : 哪 些 生 态 服 务 是 不 可 替 代 或 十 分 昂 贵 的 ,或 其 替 代 技 术 将 会 产 生 意 想 不 到 的 负 面 效 果 ? 哪 些 生 境 必 须 保 护 以 保 障 生 态 系 统 能 为 人 类提 供 关 键 的 服 务 功 能 ? 哪 些 因 素 会 削 弱 生 态 服 务 ? 怎 样 才 能 减 缓 或 逆 转 它 们 的 影 响 ? 个人 、 企 业 和 政 府 的 行 为 是 怎 样 维 持 或 削 弱 生 态 服 务 功 能 的 ? 当 自 然 保 育 对 策 不 能 生 效 时 ,生 态 学 家 能 采 取 些 什 么 样 的 对 策 ?对 某 些 服 务 功 能 来 说 , 其 作 用 机 理 已 经 清 楚 , 但 这 些 知 识 并 没 有 得 到 广 泛 的 传 播 和 应用 。 比 如 , 由 于 硬 化 地 表 和 屋 顶 没 有 植 被 覆 盖 , 原 本 渗 透 到 土 壤 中 去 的 雨 水 通 过 下 水 管 道或 地 表 径 流 白 白 流 进 江 河 湖 海 , 导 致 洪 涝 灾 害 和 水 体 富 营 养 化 。 开 发 过 程 中 , 人 们 往 往 忽10

原 文 刊 于 2004 年 5 月 28 日 《Science》304 卷 1251-1252 页 , www.sciencemag.org视 绿 色 廊 道 、 河 岸 保 护 区 、 泄 洪 设 施 等 可 以 减 缓 生 态 退 化 的 基 础 设 施 建 设 。 强 化 对 生 态 系统 服 务 功 能 的 公 众 评 估 将 有 利 于 促 进 科 学 和 管 理 的 结 合 。 在 德 国 的 很 多 城 市 , 屋 顶 花 园 和其 它 有 关 降 低 硬 化 地 表 的 环 境 影 响 的 技 术 正 在 得 到 广 泛 的 支 持 。没 有 全 社 会 对 生 态 系 统 和 人 类 福 祉 关 系 的 广 泛 了 解 , 科 学 是 没 有 用 的 。 比 如 , 美 国 东部 切 沙 匹 克 海 湾 集 水 区 的 居 民 们 都 懂 得 保 护 湾 区 水 质 和 渴 望 恢 复 美 国 牡 蛎 的 退 化 生 境 。 他们 懂 得 干 净 的 海 水 和 适 宜 的 牡 蛎 生 境 为 他 们 提 供 了 多 大 的 物 质 、 文 化 和 精 神 价 值 。 他 们 希望 改 进 水 处 理 设 施 , 引 进 外 地 牡 蛎 种 以 替 代 本 地 的 贝 类 。 但 是 , 他 们 应 该 明 白 , 在 引 进 外来 种 的 同 时 , 也 引 进 了 风 险 , 科 学 证 据 表 明 , 不 改 变 现 行 的 土 地 利 用 方 式 , 要 恢 复 原 来 的贝 类 是 不 可 能 的 。要 确 定 自 然 系 统 是 怎 样 提 供 生 态 服 务 的 , 必 须 有 一 测 度 方 法 并 研 究 其 相 应 生 态 系 统 尺度 的 动 力 学 机 制 。 要 弄 清 生 态 响 应 是 如 何 依 赖 于 时 间 和 空 间 的 , 需 要 探 讨 空 间 的 、 解 析 的和 其 它 定 量 分 析 的 新 方 法 (11) 。 开 展 集 多 变 量 的 因 果 关 系 分 析 , 非 线 性 的 反 馈 机 理 和 基 于 个体 行 为 的 决 策 为 一 体 的 交 叉 学 科 研 究 , 是 将 人 类 组 分 纳 入 生 态 系 统 研 究 的 关 键 。人 工 生 态 设 计生 态 系 统 恢 复 已 成 为 美 国 社 会 的 一 个 热 门 事 务 , 每 年 有 数 十 亿 美 元 用 于 污 染 水 体 的 修复 , 以 及 退 化 、 破 碎 或 表 层 铺 装 土 地 的 植 被 重 建 ( 见 附 图 1)。 然 而 , 人 工 设 计 的 生 态 系 统已 经 超 越 了 将 生 态 系 统 修 复 到 过 去 状 态 的 传 统 理 念 , 有 些 是 可 能 或 有 些 是 不 可 能 的 。 它 要求 创 造 一 个 功 能 完 善 的 生 物 群 落 , 并 与 人 类 耦 合 成 自 然 - 社 会 复 合 生 态 系 统 , 使 其 为 人 类提 供 最 优 的 生 态 服 务 。人 工 设 计 的 生 态 系 统 可 以 包 括 从 对 原 生 生 态 系 统 的 轻 微 改 造 到 重 新 设 计 的 不 可 替 代 的生 态 系 统 。 后 者 是 一 类 为 满 足 人 类 的 生 态 、 社 会 和 经 济 目 标 而 刻 意 创 造 的 综 合 型 系 统 。 比如 在 荷 兰 , 一 些 人 口 密 集 的 城 市 多 年 来 一 直 在 抽 取 海 滩 沙 丘 底 下 的 淡 水 作 为 饮 用 水 , 为 减缓 对 地 下 水 的 过 度 抽 取 , 建 了 一 些 人 工 湖 泊 , 并 向 沙 丘 底 层 回 灌 内 河 淡 水 。 尽 管 还 不 能 完全 杜 绝 环 境 问 题 , 这 些 生 态 举 措 确 实 展 现 了 很 大 的 潜 力 (12) 。这 类 系 统 并 不 一 定 要 象 恢 复 自 然 生 态 系 统 那 样 恪 守 特 定 地 点 的 生 态 系 统 结 构 与 功 能 的传 统 理 念 。 相 反 , 一 个 人 工 生 态 系 统 可 以 设 计 成 通 过 各 种 组 合 的 技 术 手 段 并 配 以 当 地 物 种的 新 型 组 合 来 减 缓 不 利 的 生 态 影 响 , 并 有 利 于 特 定 生 态 服 务 功 能 的 培 育 。 这 种 公 然 倡 导 人工 设 计 生 态 系 统 的 作 法 可 能 会 引 起 一 些 自 然 保 护 主 义 者 和 一 些 自 然 生 态 学 家 的 反 感 。 我 们当 然 不 提 倡 用 这 种 人 工 设 计 系 统 去 替 代 自 然 生 态 系 统 , 但 毫 无 疑 问 , 他 们 将 成 为 未 来 可 持续 世 界 的 一 部 分 。为 满 足 日 益 增 长 的 人 类 需 求 , 我 们 需 要 建 立 人 工 生 态 设 计 科 学 。 为 此 , 研 究 工 作 者 必须 与 实 施 恢 复 工 作 的 机 构 、 公 司 和 相 关 团 体 紧 密 结 合 , 帮 助 他 们 在 在 下 列 问 题 上 掌 握 分 寸 ,建 立 指 导 原 则 : 要 将 某 一 地 点 维 持 或 恢 复 到 某 一 可 接 受 的 基 线 , 需 要 多 大 的 人 工 干 预 ? 何时 恢 复 努 力 不 起 作 用 或 没 有 好 处 ?生 态 设 计 方 法 需 要 将 生 态 学 原 则 与 其 他 学 科 的 方 法 和 技 术 相 结 合 。 比 如 , 污 水 处 理 工程 师 与 生 态 学 家 享 有 共 同 的 科 学 兴 趣 , 但 很 少 彼 此 对 话 。 工 艺 过 程 设 计 可 以 从 生 态 学 基 于新 的 分 子 技 术 的 营 养 传 输 方 法 中 受 益 , 而 生 态 学 家 可 以 引 进 生 物 系 统 工 程 作 为 研 究 工 具11

原 文 刊 于 2004 年 5 月 28 日 《Science》304 卷 1251-1252 页 , www.sciencemag.org(13) 。当 前 , 在 城 市 化 、 淡 水 生 态 退 化 和 不 同 生 态 系 统 间 的 物 质 迁 移 等 领 域 迫 切 需 要 研 究 生态 方 案 的 人 工 设 计 。 洁 净 地 表 水 的 短 缺 、 地 下 水 的 过 度 抽 取 以 及 跨 流 域 的 调 水 等 问 题 正 以不 寻 常 的 速 度 发 展 (9) 。 研 究 的 优 先 领 域 应 包 括 对 怎 样 恢 复 水 体 的 自 然 服 务 功 能 , 怎 样 恢 复和 设 计 人 工 调 控 河 流 的 自 然 水 流 , 以 及 怎 样 降 低 淡 水 生 态 系 统 中 物 种 的 快 速 灭 绝 速 率 的 研究 。 河 流 上 游 的 水 源 保 护 对 下 游 河 口 及 海 岸 带 水 质 和 鱼 类 生 境 的 保 护 至 关 重 要 。 迄 今 在 有关 怎 样 最 好 地 恢 复 上 游 集 水 区 生 态 和 设 计 最 小 化 下 游 和 海 岸 带 生 态 影 响 的 生 态 方 案 的 基 础研 究 中 , 自 然 资 源 管 理 者 、 执 法 部 门 以 及 基 础 研 究 工 作 者 间 的 交 流 太 少 。到 2030 年 , 世 界 一 半 以 上 人 口 将 生 活 在 城 市 里 , 这 些 城 市 多 数 位 于 沿 海 地 区 。 城 市 化 ,包 括 那 些 建 成 区 面 积 不 构 成 土 地 利 用 主 导 成 分 的 城 市 , 将 对 区 域 和 全 球 环 境 产 生 重 大 影 响(14) 。 为 减 缓 伴 随 城 市 化 过 程 而 急 遽 增 长 的 进 出 城 市 和 沿 海 地 区 的 人 流 、 物 流 和 能 流 的 环 境影 响 , 需 要 设 计 生 态 解 决 方 案 。 需 要 增 加 对 城 市 生 物 多 样 性 和 进 化 过 程 的 设 计 , 以 恢 复 和增 强 城 市 生 态 服 务 功 能 。 人 工 设 计 的 生 态 解 决 方 案 对 减 缓 城 市 化 、 气 候 变 化 和 人 体 健 康 间的 相 互 作 用 风 险 至 关 重 要 。 比 如 , 水 火 灾 害 对 于 恢 复 和 维 持 人 类 赖 以 支 持 的 自 然 服 务 功 能有 着 重 要 作 用 , 但 在 人 口 密 集 地 区 这 些 自 然 干 扰 可 能 造 成 生 命 财 产 的 损 失 , 因 此 社 会 - 生态 研 究 必 须 处 理 好 人 类 需 求 和 生 态 系 统 需 求 间 的 矛 盾 。生 命 有 机 体 和 非 生 命 物 质 的 流 动 会 影 响 生 态 系 统 和 生 态 过 程 , 这 种 生 态 流 的 变 化 并 不只 在 城 市 地 区 。 由 于 人 类 活 动 排 放 的 氮 氧 化 合 物 合 二 氧 化 硫 以 及 旅 游 活 动 的 增 加 , 使 得 全球 流 行 病 和 入 侵 物 种 的 加 剧 扩 散 , 这 是 一 类 非 人 们 所 期 望 的 生 态 流 。 人 们 期 望 的 生 态 流 包括 候 鸟 的 迁 徙 以 及 洪 水 , 如 果 没 有 这 类 生 物 和 水 的 流 动 , 渔 业 、 农 业 和 生 物 多 样 性 将 受 到负 面 影 响 (15) 。 我 们 需 要 研 究 生 态 流 的 路 径 和 由 于 路 径 和 物 质 交 换 速 率 的 变 化 造 成 的 影 响 ;需 要 研 究 利 用 调 节 生 态 流 来 解 决 环 境 问 题 的 方 案 ; 以 及 找 出 用 于 消 除 负 面 影 响 的 生 态 学 原理 和 方 法 。面 向 应 用 的 生 态 科 学人 类 未 来 的 环 境 很 大 一 部 分 将 由 人 工 不 同 程 度 影 响 的 生 态 系 统 所 组 成 , 其 中 人 类 赖 以生 存 的 自 然 服 务 功 能 将 越 来 越 难 维 持 。 一 个 更 可 持 续 的 未 来 要 求 科 学 在 设 计 生 态 解 决 方 案中 取 得 更 大 的 进 展 , 这 种 方 案 不 光 是 通 过 自 然 保 护 和 恢 复 , 更 需 要 通 过 人 类 对 生 态 系 统 有目 的 的 干 涉 去 提 供 生 机 勃 勃 的 服 务 。 从 原 生 的 、 现 存 的 、 未 被 扰 动 的 生 态 系 统 研 究 向 以 人类 为 重 要 组 分 、 聚 焦 生 态 系 统 服 务 和 人 工 生 态 设 计 的 生 态 系 统 新 研 究 的 转 型 , 将 为 维 持 地球 生 命 的 质 量 和 多 样 性 奠 定 科 学 基 础 (16) 。( 王 如 松 译 )参 考 文 献 与 备 注1. J. Lubchenco et al., Ecology 72, 371 (1991).2. A. J. McMichael, C. D. Butler, C. Folke, Science 302, 1919 (2003).3. P. M.Vitousek et al., Ecol. Appl. 7, 737 (1997).4. W. F. Font, Bioscience 53, 1061 (2003).5. 生 态 科 学 在 解 决 关 键 问 题 中 的 作 用 的 例 子 可 在 科 学 杂 志 的 在 线 参 考 材 料 中 得 到 。12

原 文 刊 于 2004 年 5 月 28 日 《Science》304 卷 1251-1252 页 , www.sciencemag.org6. Millennium Ecosystem Assessment, Ecosystems and Human Well-Being(Island,Washington,DC, 2003).7. L.H.Gunderson, L.Pritchard, Resilience and the Behavior of Large-Scale Systems (Island,Washington, DC, 2002).8. M. A. Palmer et al., Ecological Science and Sustainability for a Crowded Planet: 21st CenturyVision and Action Plan for the Ecological Society of America (2004); available athttp://esa.org/ecovisions/9. P. H. Gleick, The World’s Water, the Biennial Report on FreshwaterResources(Island,Washington, DC, 2000).10. G. C. Daily, Ed., Nature’s Services: Societal Dependence on Natural Ecosystems (Island,Washington, DC, 1997).11. 可 以 利 用 移 动 的 传 感 器 去 跟 踪 、 辨 识 和 研 究 微 生 物 的 实 时 实 地 习 性 , 从 而 了 解 自 然 发生 和 引 进 的 微 生 物 是 怎 样 影 响 海 洋 生 态 系 统 的 , 见 http://deerhound.ats.ucla.edu:7777/12. M. L. Martinez, N. Psuty, Eds., Coastal Dunes: Ecology and Conservation (EcologicalStudies Series, 171. Springer-Verlag 2004).13. D.W. Graham,V. H. Smith, Front. Ecol. Environ. 2, 199 (2004).14. M. Alberti et al., Bioscience53, 1169 (2003).15. S. R. Palumbi, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 100, 1197 (2003).16. 本 文 是 美 国 生 态 学 会 生 态 远 景 委 员 会 委 员 们 的 工 作 集 成 。 感 谢 P. Matson 以 及 美 国 生 态学 会 理 事 会 和 办 公 室 得 到 的 来 自 Mellon 基 金 会 、Packard 基 金 会 、 美 国 国 家 环 保 局 、 科学 基 金 会 、 地 调 局 及 发 展 署 的 支 持 。在 线 参 考 材 料 可 见 :www.sciencemag.org/cgi/content/full/304/5675/1251* 联 系 地 址 :mpalmer@umd.edu.图 注 :人 工 设 计 的 生 态 系 统 上 图 : 美 国 西 南 荒 漠 中 的 自 然 溪 流 在 夏 季 强 降 水 后 有 了 变 化 , 径 流显 著 增 加 。 中 图 : 常 用 的 工 程 解 决 办 法 : 将 自 然 溪 流 截 弯 取 直 为 水 泥 涵 道 , 这 虽 然 减 少 了洪 水 发 生 时 的 经 济 损 失 , 却 牺 牲 了 其 它 生 态 的 、 社 会 的 甚 至 经 济 的 利 益 。 下 图 : 作 为 水 泥涵 道 替 代 方 案 的 人 工 生 态 系 统 , 如 亚 利 桑 那 州 Scottsdale 地 方 的 印 度 第 安 弯 溪 , 这 里 植 物通 道 和 湿 地 既 能 减 少 洪 水 的 损 失 , 又 能 改 善 水 质 , 提 高 周 边 土 地 的 价 值 , 还 能 创 造 一 种 类似 公 园 的 游 息 环 境 。13

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》美 国 生 态 学 会 “ 生 态 远 景 委 员 会 ” 提 交 ESA 董 事 会 的 报 告《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》2004 年 4 月*Margaret A. Palmer 1 , Emily S.Bernhardt 2 , Elizabeth A. Chornesky 3 ,Scott L. Collins 4 , Andrew P. Dobson 5 , Clifford S. Duke 6 , Barry D. Gold 7 ,Robert. Jacobson 8 , Sharon Kingsland 9 , Rhonda Kranz 6 , Michael J Mappin 10 ,M. Luisa Martinez 11 , Fiorenza Micheli 12 , Jennifer L. Morse 1 , Michael L Pace 13 , MercedesPascual 14 ,Stephen Palumbi 12 , O.J. Reichman 15 , Alan Townsend 16 , and Monica G. Turner 17www.esa.org/ecovisions总 纲随 着 世 界 人 口 的 急 剧 增 长 和 人 类 对 生 态 系 统 的 不 断 干 扰 和 破 坏 , 环 境 问 题 将 是 二 十 一世 纪 人 类 所 面 临 的 最 大 挑 战 , 也 是 未 来 这 个 已 经 拥 挤 不 堪 的 地 球 可 持 续 发 展 的 要 害 。 生 态学 能 够 也 应 该 成 为 未 来 人 类 与 自 然 生 态 系 统 共 存 的 理 论 依 据 和 行 动 指 南 。 生 态 科 学 可 利 用其 所 掌 握 地 有 关 自 然 系 统 的 广 泛 知 识 去 帮 助 人 类 更 好 地 管 理 、 恢 复 和 创 建 生 态 系 统 , 为 这一 拥 挤 不 堪 的 地 球 村 提 供 更 多 的 生 态 服 务 。 为 了 达 到 这 一 目 的 , 生 态 学 家 必 须 在 不 同 尺 度上 、 以 各 种 不 同 形 式 在 各 领 域 间 开 展 全 方 位 的 前 所 未 有 的 合 作 , 并 为 实 现 如 下 三 个 战 略 目标 而 付 诸 行 动 :(1) 强 化 以 生 态 学 为 基 础 的 科 学 决 策 ;(2) 推 进 面 向 拥 挤 地 球 可 持 续 发 展 能 力 的 创 新 性 生 态 学 研 究 ;(3) 促 进 生 态 学 中 文 化 氛 围 的 交 融 以 开 创 一 个 前 瞻 性 和 国 际 化 的 生 态 学 事 业 。为 迎 接 生 态 学 大 尺 度 、 多 学 科 研 究 的 新 纪 元 , 把 生 态 学 作 为 可 持 续 发 展 的 理 论 基 础 ,我 们 必 须 建 立 全 球 性 的 新 型 战 略 伙 伴 关 系 , 加 强 不 同 层 面 上 生 态 学 研 究 的 相 互 合 作 。 为 此 ,在 现 有 的 生 态 学 研 究 基 础 上 我 们 呼 吁 :(1) 加 强 和 不 断 开 拓 生 态 学 研 究 的 项 目 ;(2) 提 倡 大 尺 度 的 研 究 和 合 作 ;(3) 注 重 资 料 采 集 和 数 据 存 档 ;(4) 强 调 科 研 与 实 际 结 合 , 解 决 实 际 问 题 。我 们 一 再 呼 吁 不 断 改 善 和 提 高 科 学 家 、 管 理 者 和 决 策 层 之 间 的 合 作 和 交 流 。 同 时 , 应不 断 提 高 公 众 对 生 态 系 统 作 用 的 科 学 认 识 , 理 解 生 态 系 统 与 人 类 的 生 存 发 展 的 息 息 相 关 。我 们 建 议 , 展 开 一 个 大 规 模 的 公 众 自 我 教 育 运 动 , 交 流 信 息 , 讨 论 公 众 关 心 的 焦 点 问 题 ,14

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》促 使 公 众 对 可 持 续 发 展 必 须 建 立 在 生 态 科 学 基 础 上 的 重 要 意 义 有 一 个 共 识 。我 们 特 别 强 调 针 对 每 一 个 战 略 目 标 所 提 出 具 体 的 行 动 计 划 要 尽 快 得 到 落 实 。 我 们 应 该从 资 料 搜 集 、 数 据 存 档 、 信 息 共 享 着 手 , 建 立 起 完 善 的 生 态 信 息 系 统 , 并 尽 快 对 专 业 人 士和 研 究 生 进 行 有 关 生 态 信 息 系 统 技 术 和 应 用 的 培 训 。 我 们 呼 吁 各 级 政 府 成 立 一 个 “ 生 态 科学 与 可 持 续 发 展 快 速 反 应 专 家 委 员 会 ”, 保 证 政 府 决 策 、 立 法 和 行 政 管 理 符 合 可 持 续 发 展 战略 原 则 , 并 保 证 生 态 科 学 对 可 持 续 发 展 战 略 的 理 论 指 导 作 用 。 我 们 还 要 充 分 利 用 各 种 可 能的 资 源 , 促 进 生 态 学 与 各 相 关 学 科 研 究 人 员 的 广 泛 的 和 卓 有 成 效 的 合 作 。 我 们 建 议 召 开 一个 生 态 学 家 、 管 理 者 和 企 业 家 的 高 峰 会 议 , 制 定 出 一 种 对 生 态 研 究 人 员 、 生 态 教 育 工 作 者 、以 及 生 态 事 业 合 作 者 的 奖 励 机 制 。 我 们 还 建 议 建 立 一 个 全 球 共 享 的 生 态 信 息 系 统 , 这 一 全球 生 态 信 息 系 统 需 要 不 同 语 言 的 相 互 翻 译 来 保 证 。 另 外 , 我 们 应 鼓 励 不 同 国 家 、 不 同 研 究机 构 之 间 的 学 生 、 学 者 、 管 理 人 员 、 工 作 人 员 的 交 流 交 换 和 互 相 学 习 。我 们 所 提 出 的 生 态 学 与 全 球 可 持 续 发 展 的 三 大 战 略 目 标 和 及 其 具 体 实 施 方 案 , 为 促 进生 态 学 的 研 究 和 保 证 生 态 科 学 对 可 持 续 发 展 的 指 导 提 供 了 一 个 社 会 合 作 与 行 动 的 框 架 。 而实 现 这 些 战 略 目 标 的 核 心 是 公 众 的 能 力 建 设 和 生 态 意 识 。 实 现 本 报 告 所 提 出 的 生 态 学 与 全球 可 持 续 地 球 的 三 大 战 略 目 标 和 及 其 具 体 实 施 方 案 , 将 促 进 一 类 新 型 生 态 学 的 诞 生 , 其 特征 在 于 , 将 实 现 其 区 域 性 和 全 球 紧 密 的 合 作 , 为 生 态 系 统 及 其 支 持 的 人 类 福 祉 带 来 一 个 更可 持 续 的 未 来 。( 伍 业 钢 译 )15

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》生 态 远 景 委 员 会 的 历 史 和 方 法建 立 一 个 可 持 续 的 未 来 , 并 发 展 一 门 科 学 来 达 到 这 一 目 的 , 是 美 国 生 态 学 会 (ESA) 普遍 的 愿 望 和 十 多 年 来 的 一 贯 目 标 。 可 持 续 性 生 物 圈 计 划 ( 注 1) 就 是 ESA 提 出 的 , 旨 在 强 调基 础 生 态 学 研 究 的 的 关 键 作 用 , 阐 明 生 态 学 研 究 在 全 球 变 迁 , 生 物 多 样 性 , 及 可 持 续 性 生态 系 统 战 略 中 的 重 要 性 。 前 两 项 研 究 已 经 并 将 继 续 得 到 相 当 的 重 视 , 但 对 于 可 持 续 性 生 态系 统 研 究 到 底 要 做 些 什 么 , 我 们 还 不 怎 么 清 楚 , 只 知 道 一 系 列 至 关 重 要 的 生 态 系 统 服 务 都要 靠 这 样 的 系 统 来 提 供 (Kates et al. 2001, Cash et al. 2003)。 应 当 说 , 我 们 对 与 可 持 续 性 的 认识 还 处 在 最 初 级 的 阶 段 。2002 年 ,ESA 理 事 会 授 权 一 个 远 景 委 员 会 来 起 草 一 份 行 动 计 划 , 加 速 对 当 代 主 要 环 境问 题 的 研 究 , 增 加 生 态 科 学 在 未 来 几 十 年 对 解 决 这 些 问 题 的 贡 献 。 可 持 续 性 生 物 圈 计 划 (SBI)推 进 了 这 一 委 员 会 的 工 作 。 我 们 的 任 务 是 为 ESA 和 整 个 生 态 科 学 的 未 来 起 草 一 份 行 动 计划 , 我 们 没 有 被 要 求 去 确 认 最 关 键 的 科 学 问 题 , 也 没 有 去 确 定 研 究 的 优 先 邻 域 。 这 项 工 作已 经 由 许 多 享 有 盛 誉 的 组 织 卓 有 成 效 地 完 成 了 。 我 们 的 委 员 会 同 意 他 们 的 整 体 评 估 ( 注 2)。该 委 员 会 工 作 的 起 点 , 是 全 面 领 会 在 Pamela Matson 主 席 领 导 下 的 ESA 理 事 会 的 指 示 精 神 :… 为 了 进 一 步 解 决 主 要 环 境 问 题 , 确 保 生 态 科 学 对 于 一 个 更 加 可 持 续 性的 世 界 的 贡 献 , 我 们 需 要 一 个 大 胆 的 , 明 确 的 行 动 计 划 …在 广 泛 征 求 了 我 们 的 会 员 和 许 多 ESA 以 外 的 组 织 和 个 人 的 大 量 意 见 后 , 我 们 行 动 计 划的 焦 点 集 中 在 以 下 三 方 面 : 培 养 公 众 的 生 态 知 情 ; 推 进 创 新 性 和 预 测 性 研 究 ; 营 造 前 瞻 性和 国 际 性 生 态 文 化 氛 围 。 我 们 建 议 的 行 动 计 划 要 依 靠 决 心 和 努 力 去 实 现 , 要 依 靠 ESA 和 相关 学 会 、 组 织 、 机 构 及 商 界 的 协 作 。 而 且 这 些 协 作 的 重 点 要 放 在 国 际 范 围 上 。框 注 1: 可 持 续 性 生 物 圈 计 划ESA 提 出 可 持 续 性 生 物 圈 计 划 (SBI), 作 为 “ 对 所 有 生 态 学 者 的 征 战 令 ”, 也 是 “ 与 其 他 相 关专 业 人 员 的 交 流 方 式 ”。 生 态 学 者 必 须 与 这 些 相 关 专 业 的 人 员 携 手 合 作 以 应 对 我 们 共 同 面 临的 困 境 。 这 一 计 划 呼 吁 人 们 学 习 生 态 知 识 , 把 知 识 传 播 给 民 众 , 并 将 其 结 合 到 政 策 和 管 理决 策 中 (Lubchenco et al. 1991)。 自 1991 年 以 来 , 这 一 计 划 对 许 多 ESA 的 项 目 有 着 重 大 的 影响 和 促 进 。本 行 动 计 划 包 括 的 范 围 很 广 : 从 大 尺 度 、 时 间 跨 度 、 高 投 资 的 项 目 , 到 不 用 增 加 投 入马 上 就 能 执 行 的 小 项 目 。 面 对 宏 观 、 多 变 的 大 尺 度 生 态 研 究 , 我 们 没 有 退 缩 , 我 们 相 信 为了 建 立 一 个 可 持 续 性 科 学 , 这 是 作 为 一 个 生 态 学 术 团 体 所 必 需 思 考 和 行 动 的 尺 度 。 我 们 期望 ESA 将 在 所 有 本 报 告 建 议 的 行 动 中 扮 演 关 键 的 角 色 。 这 一 角 色 可 能 是 活 动 的 主 持 人 或 倡议 者 。 活 动 类 型 包 括 需 要 各 种 参 与 者 的 共 同 完 成 、 需 要 大 量 投 资 的 、 或 ESA 自 己 就 能 单 独完 成 的 。本 报 告 建 议 的 行 动 是 委 员 会 辛 勤 工 作 的 结 晶 。 我 们 收 到 了 很 多 单 位 ( 政 府 机 构 , 民 间 组织 [NGO], 商 业 部 门 ) 和 个 人 以 及 学 会 会 员 和 理 事 会 的 大 量 建 议 。 提 建 议 的 形 式 包 括 一 对 一的 讨 论 、 委 员 会 成 员 的 会 议 ( 附 件 2), 在 首 都 华 盛 顿 与 政 府 机 关 , 民 间 组 织 , 及 工 业 界 代 表的 工 作 早 餐 , 联 邦 政 府 和 民 间 组 织 代 表 的 报 告 会 ( 附 件 3), 以 及 电 脑 邮 件 往 来 和 ESA 会 员16

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》在 电 脑 网 络 上 的 民 意 调 查 ( 附 件 4)。框 注 2: 按 生 态 学 研 究 重 要 性 排 序 的 关 键 性 环 境 问 题 *研 究 生 态 系 统 服 务 的 科 学生 物 多 样 性 , 物 种 组 合 , 及 生 态 系 统 功 能生 物 地 球 化 学 循 环 的 生 态 学 研 究传 染 病 的 生 态 和 进 化 研 究生 物 入 侵土 地 利 用 和 生 境 的 变 迁淡 水 资 源 和 海 岸 带 环 境* 这 一 清 单 是 ESA 生 态 远 景 委 员 会 在 研 究 了 许 多 报 告 的 基 础 上 ( 见http://www.esa.org/ecovisions/ev_projects/ref_ducoments.php) 列 出 的 。 清 单 的 项 目 没 有 按 重 要性 排 序 。 它 代 表 委 员 会 的 看 法 , 资 料 主 要 来 源 于 两 个 报 告 :NRC(2003),NSF-ERE(2003) 。( 关 尉 禾 译 )17

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》生 态 科 学 与 全 球 可 持 续 发 展 战 略 行 动 计 划 的 必 要 性随 着 21 世 纪 的 到 来 , 人 们 广 泛 认 识 到 人 类 已 经 改 变 了 地 球 上 几 乎 所 有 的 生 态 系 统 。 极少 有 地 方 还 可 被 称 为 是 原 始 地 区 。 人 类 及 其 组 织 需 要 木 材 , 于 是 就 连 最 偏 僻 的 热 带 雨 林 都被 砍 伐 到 了 耗 竭 殆 尽 的 地 步 (Kremen et al. 2000)。 对 能 源 和 运 输 的 需 要 导 致 了 大 气 层 二 氧 化碳 , 甲 烷 和 氧 化 氮 的 增 加 (NRC 2000,IPCC 2001) 。 地 球 的 供 水 能 力 是 有 限 的 , 但 可 用 部分 已 减 少 ; 几 乎 所 有 淡 水 水 体 都 亦 或 水 质 下 降 , 亦 或 取 水 过 度 以 至 有 些 地 区 已 干 枯 (Gleick2003) , 极 易 引 发 相 邻 地 区 的 暴 力 冲 突 。 人 类 正 在 严 重 地 损 害 地 球 生 态 系 统 的 健 康 。人 类 对 环 境 的 损 害 与 人 类 对 只 有 健 康 的 生 态 系 统 才 能 提 供 的 丰 富 多 样 的 自 然 服 务 功 能的 依 赖 是 相 互 矛 盾 的 (Daily 1997)。 在 世 界 人 口 急 剧 上 升 和 各 国 居 民 自 然 地 寻 求 生 活 水 平 的提 高 时 , 怎 样 保 护 这 些 至 关 重 要 的 自 然 服 务 功 能 是 我 们 面 临 的 挑 战 。 问 题 不 光 在 于 人 口 过度 膨 胀 , 还 在 于 人 们 对 自 然 资 源 的 过 度 开 发 , 尤 其 是 在 象 美 国 这 样 的 发 达 国 家 的 人 们 。据 联 合 国 统 计 , 世 界 人 口 在 2004 年 春 达 到 了 60 亿 。 增 长 预 测 显 示 即 使 增 长 率 如 预 期的 那 样 减 慢 , 过 去 人 口 增 长 的 惯 性 也 会 导 致 到 本 世 纪 末 世 界 生 态 系 统 不 得 不 负 担 80~110亿 人 口 (Lutz et al. 2001)。 但 是 , 从 生 态 可 持 续 性 的 角 度 , 很 难 看 到 任 何 可 行 的 未 来 方 案 可以 按 现 今 的 资 源 消 耗 率 支 持 如 此 众 多 的 人 口 (Dobkowski and Wallimann 2002)。 即 使 是 今 天的 人 口 数 量 , 地 球 生 态 系 统 维 持 人 类 的 能 力 也 在 很 多 地 区 很 快 地 减 弱 和 超 支 。 同 时 , 地 球生 产 物 资 和 提 供 生 态 服 务 的 能 力 也 在 进 一 步 减 少 。 因 此 , 不 管 最 终 人 口 的 数 量 是 多 少 , 现在 我 们 就 需 要 新 的 思 维 方 式 和 新 的 解 决 方 案 , 以 保 证 这 一 星 球 能 维 持 膨 胀 的 人 口 。框 注 3: 可 持 续 性“ 可 持 续 性 ” 从 拉 丁 词 根 讲 , 是 保 持 存 在 的 意 思 。“ 可 持 续 性 发 展 ” 这 个 词 自 1980 年 国 际自 然 保 护 联 盟 (International Union for the Conservation of Nature) 发 表 世 界 保 护 策 略 (WorldConservation Strategy) 起 被 使 用 。 八 年 以 后 世 界 环 境 发 展 委 员 会 (the World CommissiononEnvironment and Development), 也 称 布 伦 特 兰 委 员 会 , 发 表 了 著 名 的 报 告 :《 我 们 共 同 的 未来 》(Our Common Future), 可 持 续 发 展 一 词 得 到 广 泛 流 传 。 该 词 的 定 义 已 有 许 多 变 异 。本 报 告 采 用 的 是 美 国 国 家 研 究 理 事 会 (National Research Council) 的 定 义 :“ 在 满 足 人 类 需 要的 同 时 保 护 地 球 的 生 命 支 持 系 统 并 减 少 饥 饿 和 贫 困 ”(NRC 1999)。生 态 学 家 们 传 统 上 最 关 注 的 是 地 球 上 最 少 受 干 扰 的 地 区 —— 雨 林 , 岛 屿 , 原 始 地 区 等 。他 们 的 研 究 已 经 提 供 了 对 于 复 杂 的 生 态 互 动 过 程 的 意 义 的 重 大 理 解 。 这 一 宝 贵 的 工 作 引 导研 究 者 们 去 建 立 一 个 有 关 未 来 的 生 态 学 。 未 来 生 态 学 将 重 新 勾 勒 对 关 键 性 生 态 问 题 的 认 识 ,人 类 对 环 境 的 主 导 性 影 响 , 包 括 其 中 的 生 态 学 。 生 态 学 和 生 态 学 家 们 正 在 进 入 一 个 新 的 、关 键 性 历 史 时 期 。 这 一 新 时 期 要 求 观 念 和 行 动 都 的 重 大 转 变 。我 们 相 信 , 生 态 学 家 们 ( 以 及 环 境 科 学 家 和 决 策 者 们 ) 一 定 会 接 受 地 球 的 人 口 快 速 增 长和 资 源 过 度 开 发 是 不 可 避 免 的 现 实 。 所 有 人 都 在 思 考 、 计 划 和 研 究 中 考 虑 到 人 类 不 可 避 免地 改 变 着 他 们 周 围 世 界 的 趋 势 。 人 类 的 这 一 倾 向 只 有 在 地 球 的 居 民 更 加 清 楚 地 了 解 了 地 球的 危 险 处 境 后 才 可 能 会 有 所 减 缓 。 但 在 这 一 天 到 来 之 前 , 我 们 的 思 维 必 须 反 映 今 天 的 现 实 。18

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》未 来 生 态 学 必 须 对 人 类 的 巨 大 足 迹 更 有 响 应 , 更 懂 得 尊 重 。 生 态 学 知 识 能 够 , 也 必 须为 建 设 未 来 世 界 发 挥 核 心 中 心 作 用 , 在 这 个 世 界 里 人 们 都 生 存 在 一 个 可 持 续 的 生 态 系 统 中 。它 不 是 一 种 乌 托 邦 的 幻 想 , 而 是 现 实 可 行 的 。 它 也 不 是 杞 人 忧 天 , 而 是 实 在 的 。 问 题 导 向的 环 境 科 学 和 预 测 作 为 决 策 的 关 键 因 素 。 而 且 , 它 需 要 人 们 为 一 个 更 可 持 续 的 未 来 采 取 保护 性 、 恢 复 性 和 创 造 性 相 结 合 的 生 态 对 策 。因 此 我 们 倡 导 一 个 更 有 前 瞻 性 的 国 际 性 的 生 态 科 学 , 着 眼 于 如 何 能 让 自 然 系 统 及 其 所支 持 的 大 量 人 口 更 可 持 续 性 地 共 存 于 地 球 这 个 星 球 上 。 我 们 称 之 为 拥 挤 地 球 上 的 生 态 科 学和 可 持 续 能 力 。 它 是 建 立 在 这 样 的 共 识 上 的 :1) 基 础 生 态 学 研 究 的 丰 富 历 史 为 我 们 进 一 步建 立 可 持 续 性 科 学 奠 定 了 坚 实 的 基 础 ; 另 外 ,2) 生 态 科 学 在 决 定 我 们 星 球 的 未 来 中 必 须 起到 中 心 作 用 , 这 给 予 了 生 态 学 家 们 一 个 特 殊 的 使 命 , 那 就 是 制 定 和 执 行 行 动 计 划 。 中 心 目标 必 须 是 对 以 下 几 点 明 确 认 识 : 生 态 系 统 是 如 何 支 持 人 类 , 提 供 人 们 所 需 的 生 态 效 益 , 以及 怎 么 权 衡 保 护 性 、 恢 复 性 和 创 造 性 的 生 态 解 决 办 法 以 确 保 持 续 的 生 态 服 务 。对 于 行 动 计 划 的 需 要 是 从 以 下 事 实 衍 生 出 来 的 : 地 区 性 和 全 球 性 的 高 级 协 作 研 究 还 没有 把 生 态 科 学 定 义 为 能 够 影 响 可 持 续 性 问 题 的 学 科 。 生 态 学 也 还 没 有 实 际 有 效 地 为 影 响 我们 环 境 的 决 策 提 供 咨 询 。 我 们 需 要 加 强 研 究 , 但 也 许 更 重 要 的 是 , 我 们 需 要 比 以 前 更 有 效地 宣 传 生 态 科 学 。 生 态 科 学 的 重 大 变 迁 已 经 为 这 些 变 化 奠 定 了 基 础 , 因 为 许 多 过 去 专 注 于研 究 人 类 影 响 最 小 的 系 统 的 生 态 学 家 现 在 已 经 把 研 究 焦 点 转 向 人 与 自 然 的 相 互 作 用(Povilitis 2001, Turner et al. 2003) 并 考 虑 到 他 们 的 工 作 与 政 策 的 相 关 性 。 但 这 还 不 够 , 生 态学 研 究 还 必 须 再 向 前 迈 一 步 。现 在 需 要 的 是 与 自 然 和 人 文 各 科 学 , 以 及 与 公 众 , 政 策 和 企 业 界 的 前 所 未 有 的 互 动 。还 需 要 跨 越 以 下 的 三 个 前 沿 领 域 的 关 键 性 新 动 议 。 的 确 , 我 们 建 议 的 许 多 行 动 都 需 要 地 区性 和 全 球 性 的 协 作 来 完 成 。ESA 不 可 能 , 也 不 应 该 试 图 单 独 完 成 这 些 需 要 全 世 界 各 界 提 供建 议 , 看 法 和 资 助 的 行 动 。 但 是 , 由 于 其 国 际 政 治 影 响 , 对 非 再 生 资 源 超 比 例 的 消 费 , 以及 对 全 球 扩 散 性 污 染 物 的 超 比 例 释 放 (UNEP 1999), 美 国 和 美 国 的 生 态 学 家 们 对 于 促 成 这 些国 际 协 作 负 有 特 殊 的 责 任 。目 前 已 有 不 少 国 际 层 次 的 项 目 正 在 进 行 , 但 这 些 项 目 还 需 要 加 强 , 并 在 这 些 协 作 中 起更 重 要 的 作 用 。 例 如 , 千 年 生 态 系 统 评 价 (the Millennium Ecosystem Assessment, MA) 是 由 联合 国 秘 书 长 安 南 于 2001 年 六 月 发 起 的 国 际 研 究 项 目 。 它 的 目 的 是 给 决 策 者 和 公 众 提 供 关 于生 态 系 统 变 化 后 果 的 科 学 信 息 (MA 2002)。 与 其 类 似 , 恢 复 联 盟 (the Resilience Alliance 2004)也 有 一 个 协 助 建 立 理 论 和 实 施 方 案 以 管 理 社 会 生 态 系 统 的 国 际 项 目 。研 究 人 员 与 政 府 机 构 的 协 作 也 是 重 要 的 。 政 府 机 构 有 条 件 帮 助 实 施 新 的 研 究 项 目 , 并从 他 们 的 角 度 理 解 我 们 需 要 应 对 或 预 期 的 关 键 问 题 。 例 如 , 濒 危 物 种 保 护 法 (EndangeredSpecies Act) 的 实 施 , 美 国 政 府 机 构 为 之 设 立 了 专 门 的 生 态 信 息 标 准 , 并 在 实 施 过 程 中 非 常有 效 地 控 制 了 现 有 知 识 的 空 缺 (Levy 2003)。 多 国 联 合 的 项 目 , 如 泛 欧 生 物 和 景 观 多 样 性(Pan-European Biological and Landscape Diversity) 项 目 代 表 了 政 府 和 民 间 组 织 之 间 创 造 性 的合 作 。 这 种 合 作 也 沟 通 了 科 学 , 政 策 和 经 济 , 使 之 共 同 保 护 多 样 性 。 这 些 及 其 他 许 多 项 目的 成 熟 为 生 态 学 科 社 群 的 更 科 学 、 更 多 地 参 与 提 供 了 条 件 。现 在 让 我 们 来 看 看 三 个 战 略 目 标 及 其 相 关 的 行 动 - 以 生 态 知 识 推 进 科 学 决 策 , 促 进 创新 性 和 前 瞻 性 研 究 , 以 及 促 进 生 态 学 研 究 的 文 化 变 迁 。 没 有 这 三 方 面 的 共 同 进 步 , 我 们 就19

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》不 能 达 到 加 强 生 态 科 学 和 我 们 这 拥 挤 地 球 的 可 持 续 能 力 的 目 的 。( 关 尉 禾 译 )战 略 目 标 一 : 促 进 以 生 态 学 为 基 础 的 科 学 决 策战 略 目 标 陈 述 :生 态 学 应 为 人 类 可 持 续 管 理 我 们 这 个 星 球 及 其 资 源 提 供 重 要 的 决 策 依 据 。 面 对 这 一 挑战 , 生 态 学 必 须 成 为 可 持 续 管 理 和 决 策 的 理 论 基 础 , 必 须 在 全 球 范 围 各 社 会 阶 层 强 调 这 种生 态 科 学 与 决 策 的 联 姻 。背 景 与 依 据 :当 前 , 生 态 学 家 和 现 有 的 生 态 学 知 识 对 于 影 响 生 态 可 持 续 发 展 的 日 常 决 策 的 作 用 是 非常 有 限 的 (NRC 2001,Walters 1998)。 这 些 决 策 包 括 每 一 位 公 民 对 于 如 何 利 用 资 源 的 选 择 ,从 是 否 回 收 一 个 饮 料 罐 , 要 买 一 部 什 么 样 的 车 , 到 如 何 处 理 养 鸡 场 的 排 泄 物 , 这 些 选 择 或决 策 也 包 括 人 们 对 环 保 部 门 行 动 的 认 同 程 度 。 这 些 决 策 更 应 包 括 地 方 政 府 、 州 ( 省 ) 政 府 、联 邦 政 府 以 及 国 际 范 围 内 各 国 政 府 对 于 土 地 和 自 然 资 源 的 管 理 、 生 态 恢 复 、 技 术 开 发 和 环境 污 染 的 处 理 等 重 大 问 题 的 决 定 和 选 择 。目 前 , 我 们 往 往 不 能 及 时 地 将 生 态 科 学 的 知 识 转 化 为 政 策 、 管 理 和 教 育 的 实 际 , 为 其提 供 准 确 的 和 可 运 用 的 信 息 服 务 。 这 种 生 态 科 学 的 进 步 与 将 其 运 用 于 决 策 过 程 间 的 时 滞 有种 种 原 因 (Bradshawad Borchers 2000)。 生 态 学 研 究 有 时 不 能 回 答 管 理 者 的 实 际 问 题 , 这是 由 于 科 研 人 员 并 不 能 理 解 使 用 者 的 需 要 , 也 不 能 认 识 到 解 决 实 际 问 题 的 重 要 意 义 。 结 果是 , 决 策 者 并 没 有 认 识 到 生 态 学 与 决 策 之 间 的 关 系 (Cash et al. 2003)。 因 此 , 生 态 学 家 并不 是 常 常 有 发 言 权 。 这 种 情 况 是 可 以 改 变 的 , 那 就 是 要 求 在 美 国 和 全 球 建 立 起 一 个 生 态 学交 流 的 新 框 架 。 我 们 不 能 只 仅 满 足 于 为 科 学 而 做 科 学 , 生 态 必 须 提 供 决 策 者 以 新 的 科 学 知识 , 转 变 理 论 为 行 动 (Cash et al. 2003), 并 能 让 决 策 者 认 识 到 这 种 以 生 态 科 学 为 基 础 的 决策 过 程 的 重 要 性 。 这 种 生 态 科 学 知 识 应 该 是 全 球 共 享 的 , 从 而 让 全 世 界 都 能 享 受 到 获 取 生态 学 信 息 的 便 利 。可 是 , 目 前 只 有 为 数 不 多 的 一 些 科 学 工 作 者 和 科 研 机 构 在 不 断 地 将 生 态 科 学 信 息 和 概念 转 化 为 能 被 现 实 世 界 运 用 的 科 学 知 识 , 或 者 根 据 使 用 者 的 需 要 提 出 科 学 问 题 。 公 众 和 决策 者 对 他 们 的 努 力 的 理 解 和 重 要 性 的 认 识 是 远 远 不 够 的 (Cash et al. 2003)。 这 种 科 学 与 管理 实 际 的 脱 节 留 下 了 一 个 真 空 , 这 一 真 空 让 许 多 非 盈 利 性 的 环 保 组 织 和 企 业 集 团 的 游 说 者得 以 大 肆 销 售 问 题 导 向 的 环 保 信 息 和 资 料 。 另 外 , 许 多 管 理 者 和 公 众 取 得 信 息 的 途 径 也 是五 花 八 门 , 这 些 途 径 包 括 专 业 杂 志 、 各 种 集 团 利 益 的 资 料 和 数 据 , 新 闻 报 道 , 以 及 各 种 网页 。 这 样 , 决 策 者 、 管 理 者 、 教 育 者 以 及 公 众 也 无 法 辨 别 这 些 信 息 的 服 务 对 象 、 科 学 可 靠性 以 及 信 息 的 来 源 。诸 如 美 国 生 态 学 会 一 类 的 机 构 必 须 承 担 起 一 个 重 要 的 责 任 , 来 保 证 在 各 个 层 次 上 的 决策 人 员 都 能 有 效 地 , 便 利 地 获 取 关 于 生 态 可 持 续 性 的 科 学 信 息 。 而 且 应 保 证 这 些 信 息 建 立在 一 个 全 球 数 据 信 息 管 理 的 框 架 下 。 如 不 考 虑 其 对 全 球 或 其 他 国 家 的 环 境 影 响 , 美 国 所 设20

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》立 的 任 何 环 境 决 策 都 将 是 不 适 宜 的 。 我 们 就 此 提 出 两 大 战 略 方 针 和 行 动 纲 领 , 从 而 最 大 限度 地 加 速 生 态 学 知 识 和 生 态 学 家 与 决 策 , 管 理 和 教 育 过 程 的 融 合 , 每 一 个 针 对 不 同 问 题 的行 动 纲 领 都 具 有 同 等 重 要 性 。以 生 态 知 识 和 信 息 为 基 础 的 科 学 决 策 的 行 动 领 域 :一 、 融 生 态 知 识 和 信 息 于 决 策 和 管 理 之 中 , 全 方 位 促 进 生 态 学 最 新 成 果 对 生 态 可 持 续 性 的 科学 指 导 。二 、 增 强 公 众 的 生 态 科 学 意 识 , 教 育 后 代 , 使 公 众 能 更 自 觉 地 运 用 生 态 科 学 知 识 指 导 人 生 的每 一 个 选 择 都 能 以 生 态 可 持 续 性 为 目 标 , 自 觉 维 护 生 态 可 持 续 性 。行 动 领 域 一 : 融 生 态 知 识 和 信 息 于 决 策 和 管 理 之 中 , 全 方 位 促 进 生 态 学 最 新 成 果 对 生 态 可持 续 性 的 科 学 指 导 。一 个 好 的 环 境 政 策 的 形 成 往 往 是 科 学 家 、 决 策 者 和 公 众 相 互 沟 通 和 共 同 努 力 的 结 果 ,这 一 点 目 前 在 全 球 范 围 内 已 经 逐 渐 成 为 人 们 的 共 识 和 希 望 (OST and Wellcome Trust 2001,Parsons 2001, Worcester 2002, 2000)。 但 是 , 现 有 的 生 态 可 持 续 性 的 决 策 途 径 和 经 验 , 并 没有 包 含 了 最 新 的 生 态 学 成 果 。 而 且 , 这 些 决 策 过 程 并 没 有 生 态 学 专 家 参 与 。 由 于 各 种 各 样的 原 因 , 生 态 学 家 并 没 有 参 与 许 多 与 生 态 学 关 系 密 切 的 可 持 续 性 的 决 策 。 而 且 , 有 些 科 学家 即 使 参 加 了 , 但 他 们 对 决 策 和 管 理 问 题 的 了 解 和 理 解 程 度 也 限 制 了 他 们 提 供 科 学 咨 询 和参 与 所 发 挥 的 作 用 。当 然 , 问 题 并 不 仅 限 于 科 学 家 。 决 策 管 理 者 在 运 用 生 态 科 学 知 识 时 , 不 能 充 分 理 解 这些 知 识 的 含 义 、 概 念 和 它 们 内 在 的 联 系 , 也 是 问 题 的 另 一 方 面 (Alpert and Keller et al 2003)。生 态 学 无 法 参 与 决 策 过 程 的 原 因 是 多 种 多 样 的 , 其 他 学 科 的 作 用 也 有 可 能 掩 盖 了 生 态 学 的作 用 。 相 对 而 言 , 生 态 学 是 一 门 新 的 学 科 , 在 某 些 范 围 内 , 它 仍 然 没 有 被 认 为 是 一 门 真 正的 科 学 , 按 生 态 学 的 定 义 , 它 是 ( 也 应 该 是 ) 一 门 多 学 科 交 叉 的 科 学 。 这 对 于 习 惯 于 追 求简 单 的 “ 一 对 一 ” 答 案 的 决 策 者 是 很 头 痛 的 事 情 。 但 是 , 有 时 生 态 学 家 不 能 将 自 己 融 入 决策 过 程 , 也 是 问 题 的 主 要 原 因 之 一 。这 些 年 来 , 生 态 学 家 已 经 创 造 了 许 多 科 学 成 果 , 提 供 有 利 于 决 策 的 科 学 依 据 。 但 是 ,生 态 学 家 并 不 懂 得 如 何 推 广 他 们 的 科 研 成 果 , 使 之 成 为 决 策 者 和 公 众 可 理 解 的 及 可 运 用 的知 识 。 为 了 让 生 态 科 学 知 识 更 好 地 为 公 众 决 策 和 管 理 服 务 , 我 们 必 须 加 强 生 态 学 家 与 决 策管 理 者 之 间 的 交 流 、 沟 通 和 合 作 。 为 此 , 我 们 提 出 如 下 具 体 行 动 :具 体 行 动 一 : 建 立 一 个 解 决 实 际 问 题 的 国 际 生 态 学 网 络 中 心 。 这 个 中 心 将 建 立 在 现 有美 国 生 态 学 会 和 其 他 专 业 组 织 以 及 政 府 、 民 办 企 业 和 项 目 的 专 家 和 机 构 的 合 作 基 础 上 , 致力 于 促 进 建 立 科 学 家 、 管 理 者 和 决 策 者 之 间 的 合 作 伙 伴 关 系 , 积 极 地 促 进 和 传 播 生 态 学 的新 信 息 。 这 个 中 心 将 努 力 开 发 各 种 宣 传 途 径 ( 如 研 讨 会 , 合 作 小 组 等 ) 和 各 种 公 众 教 育 的具 体 措 施 ( 如 网 络 教 育 材 料 , 白 皮 书 等 )。同 时 , 我 们 应 该 重 视 传 媒 的 作 用 。 我 们 并 不 期 望 所 有 的 传 媒 都 能 负 责 任 , 并 花 时 间 去处 理 和 理 解 复 杂 的 生 态 学 信 息 。 即 使 有 些 传 媒 愿 意 这 么 做 , 但 他 们 的 编 辑 对 这 一 类 主 题 往往 缺 乏 兴 趣 , 他 们 认 为 这 类 主 题 缺 乏 奇 发 性 , 也 不 能 用 日 常 简 单 词 句 来 表 述 。 因 此 , 生 态21

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》学 家 必 须 培 养 与 那 些 独 立 思 考 的 记 者 和 编 辑 的 友 谊 , 争 取 得 到 他 们 的 支 持 。另 外 , 这 一 中 心 将 致 力 于 加 强 科 学 家 和 管 理 者 的 合 作 , 以 确 保 对 生 态 学 的 更 深 入 的 理解 , 推 进 可 持 续 发 展 进 程 。 这 个 中 心 必 须 和 不 同 学 科 的 科 学 家 以 及 管 理 者 一 起 解 决 局 部 性到 全 球 性 的 决 策 和 管 理 问 题 。这 样 , 我 们 将 采 用 不 同 的 形 式 , 促 进 生 态 学 在 决 策 和 管 理 问 题 上 的 应 用 , 以 实 现 生 态可 持 续 性 目 标 。 该 中 心 所 主 持 的 项 目 应 着 重 于 解 决 从 局 部 地 区 到 全 球 范 围 的 不 同 尺 度 内 决策 所 产 生 的 问 题 。 该 中 心 鼓 励 科 学 家 、 决 策 者 、 自 然 资 源 管 理 者 以 及 企 业 管 理 者 向 中 心 申请 项 目 。 这 些 项 目 都 本 着 一 个 目 的 , 那 就 是 , 每 一 个 项 目 都 应 追 求 真 正 意 义 上 的 合 作 , 追求 生 态 学 工 作 者 与 决 策 管 理 者 之 间 同 等 的 代 表 性 和 合 作 关 系 。另 外 , 这 一 中 心 还 应 提 供 一 个 “ 平 台 ”, 以 鼓 励 决 策 者 和 科 学 家 之 间 高 质 量 的 、 双 向 的信 息 交 流 。 双 向 的 交 流 是 非 常 重 要 , 因 为 我 们 的 目 标 是 要 加 强 生 态 学 知 识 与 政 策 和 管 理 的完 美 融 洽 ; 并 要 及 时 地 按 社 会 的 需 要 指 导 生 态 学 的 研 究 。 同 时 , 由 于 生 态 可 持 续 性 本 身 就包 含 许 多 交 叉 学 科 的 性 质 , 这 一 中 心 也 将 提 供 生 态 学 家 与 生 态 经 济 学 家 、 工 程 师 、 水 文 学家 以 及 各 个 学 科 之 间 的 合 作 交 流 , 应 对 和 研 究 我 们 共 同 面 临 的 问 题 。该 中 心 所 主 持 的 这 些 研 究 项 目 融 合 生 态 学 与 可 持 续 发 展 政 策 和 管 理 进 行 大 量 的 实 验 ,从 而 丰 富 了 “ 经 验 ”, 并 为 这 一 融 合 提 供 了 大 量 的 机 会 。 中 心 还 将 对 这 些 项 目 不 断 地 进 行 评估 , 分 析 各 种 互 动 合 作 和 交 流 的 经 验 , 评 价 每 一 个 项 目 对 生 态 可 持 续 性 的 重 要 意 义 。 科 学工 作 者 将 从 这 些 评 估 中 吸 取 经 验 教 训 。 这 些 评 估 也 应 作 为 机 构 管 理 的 学 术 文 件 存 档 , 因 为这 些 学 术 文 件 总 结 了 生 态 学 运 用 最 佳 的 组 织 形 式 和 过 程 ( 如 Bennett et al 2003, Cash et al2003, Castillo 2000)。该 中 心 还 应 配 备 一 个 短 小 精 干 的 长 期 职 员 队 伍 和 支 持 项 目 的 各 种 设 施 。 管 理 项 目 的 评估 活 动 , 保 证 各 项 目 之 间 、 各 专 业 领 域 之 间 的 联 系 。 例 如 , 在 一 段 时 间 内 , 中 心 的 主 要 项目 可 能 是 一 些 包 括 森 林 管 理 、 可 持 续 农 业 以 及 湿 地 恢 复 的 专 业 研 究 问 题 。 一 个 致 力 于 中 心项 目 的 职 员 团 队 , 将 保 证 不 同 项 目 之 间 的 协 调 和 对 各 个 项 目 详 细 进 展 的 了 解 和 把 握 。该 中 心 的 功 能 和 作 用 可 归 纳 为 :(1) 通 过 各 种 形 式 的 会 议 、 讲 座 和 研 讨 会 分 析 各 种 研 究 项 目 , 使 之 真 正 为 促 进 生 态 科 学 知识 为 现 实 世 界 的 决 策 和 管 理 服 务 。 这 一 服 务 应 该 在 全 球 、 国 家 、 区 域 以 及 地 方 等 不 同 尺 度上 不 断 推 广 。(2) 对 于 那 些 致 力 于 促 进 生 态 学 新 发 现 或 新 概 念 并 将 其 应 用 于 决 策 和 管 理 的 特 殊 项 目 应 给予 大 力 的 支 持 。 这 些 项 目 将 扩 大 对 可 能 的 用 户 和 公 众 的 宣 传 作 用 , 增 加 相 互 之 间 的 合 作 和交 流 。(3) 凝 炼 科 学 问 题 以 有 效 地 促 进 生 态 科 学 知 识 对 地 方 土 地 利 用 规 划 决 策 中 的 指 导 作 用 。 这些 决 策 对 于 环 境 和 可 持 续 性 的 影 响 深 远 。 遗 憾 的 是 , 在 这 一 个 层 面 上 我 们 的 工 作 是 非 常 之薄 弱 。具 体 行 动 二 : 制 定 一 个 诸 如 “ 诚 实 的 经 纪 人 ” 的 服 务 计 划 , 并 建 立 一 支 快 速 反 应 团 队22

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》为 决 策 者 及 时 提 供 生 态 科 学 信 息 。 美 国 生 态 学 会 将 在 华 盛 顿 首 府 设 立 一 个 合 作 行 动 计 划 机构 , 邀 请 生 态 专 家 来 评 审 立 法 和 执 法 部 门 的 各 种 政 策 文 件 和 项 目 报 告 对 生 态 可 持 续 性 的 影响 , 并 选 择 各 领 域 内 权 威 的 生 态 学 家 对 这 些 政 策 和 条 例 提 供 专 家 意 见 和 建 议 。 如 果 这 一 计划 能 成 功 地 付 诸 现 实 , 它 将 产 生 深 远 的 影 响 。 这 样 , 生 态 学 将 对 决 策 过 程 产 生 具 体 的 指 导和 影 响 , 生 态 学 家 也 能 直 接 参 与 立 法 和 政 策 的 制 定 过 程 。这 一 计 划 需 要 配 备 懂 科 学 , 有 水 平 的 工 作 人 员 , 并 且 他 们 需 要 科 学 决 策 的 分 析 能 力 和能 在 华 盛 顿 首 府 与 决 策 者 建 立 长 久 联 系 的 关 系 网 。 这 些 工 作 人 员 还 应 熟 悉 和 掌 握 美 国 生 态学 会 的 会 员 以 及 其 他 学 科 的 人 才 库 , 以 便 对 不 同 的 决 策 领 域 推 举 不 同 的 专 家 。 另 外 , 他 们还 要 保 证 这 些 专 家 与 决 策 者 之 间 在 任 何 场 合 或 任 何 形 式 的 沟 通 和 交 流 的 通 畅 和 相 互 理 解 ,其 中 包 括 听 证 发 言 、 书 面 报 告 以 及 面 对 公 众 的 交 流 。这 些 工 作 人 员 的 职 责 范 围 还 包 括 :(1) 建 立 一 个 生 态 学 知 识 传 播 的 评 分 系 统 。 这 个 评 分 系 统 将 独 立 客 观 地 对 各 种 待 立 法 案 进行 评 分 , 并 提 交 报 告 。 这 样 , 将 极 大 地 提 高 生 态 学 知 识 对 立 法 的 指 导 , 并 保 证 立 法 的 质 量 。这 样 的 客 观 分 析 也 将 避 免 激 进 的 做 法 和 影 响 。(2) 建 立 起 一 个 联 系 美 国 生 态 学 会 会 员 和 其 他 学 术 团 体 专 家 的 枢 纽 , 该 枢 纽 应 是 以 及 一 个科 学 、 可 信 的 、 可 靠 的 服 务 中 心 。 这 样 , 华 盛 顿 首 府 的 决 策 者 在 他 们 立 法 、 决 策 需 要 时 ,能 及 时 地 找 到 快 速 反 应 的 团 队 , 为 他 们 提 供 高 质 量 的 、 独 立 、 无 政 府 偏 向 的 、 客 观 的 生 态学 知 识 背 景 和 证 明 , 给 立 法 、 制 定 政 策 和 管 理 提 供 生 态 学 依 据 ( 在 这 种 意 义 上 , 这 个 团 队将 类 似 于 “ 美 国 国 会 研 究 服 务 中 心 ”, 或 已 解 散 的 “ 技 术 评 估 办 公 室 ”, 它 将 及 时 应 对 紧 急的 决 策 和 管 理 问 题 提 供 生 态 咨 询 )。我 们 认 为 , 这 一 计 划 的 模 式 可 以 在 全 世 界 各 大 城 市 推 广 。具 体 行 动 三 : 增 加 政 府 部 门 中 生 态 学 家 的 数 量 , 以 此 直 接 影 响 政 府 有 关 生 态 可 持 续 性政 策 的 制 定 。 具 有 较 扎 实 生 态 学 知 识 的 政 府 工 作 人 员 对 促 进 政 府 应 用 生 态 学 指 导 决 策 和 管理 过 程 起 着 非 常 重 要 的 作 用 。 而 且 , 这 些 政 府 工 作 人 员 能 努 力 促 进 政 府 的 决 策 和 管 理 人 员从 具 体 的 生 态 学 知 识 中 寻 求 答 案 。 同 时 , 他 们 也 会 呼 吁 和 支 持 为 解 决 政 策 和 管 理 中 的 实 际问 题 开 展 针 对 性 的 生 态 学 研 究 。 如 果 这 些 生 态 学 家 受 聘 于 政 府 的 公 关 部 门 , 直 接 接 触 和 面对 公 众 服 务 , 那 他 们 对 公 众 进 行 生 态 可 持 续 性 教 育 的 作 用 则 不 可 低 估 。 这 种 增 加 政 府 部 门中 生 态 学 家 数 量 的 模 式 也 应 在 全 球 范 围 内 推 广 。 我 们 建 议 , 为 了 更 好 地 促 进 生 态 学 家 进 入政 府 部 门 工 作 , 美 国 生 态 学 会 应 采 取 如 下 措 施 :(1) 建 立 一 个 博 士 后 就 业 计 划 , 促 进 和 帮 助 年 轻 的 生 态 学 家 成 为 国 会 工 作 职 员 , 或 进 入 联邦 政 府 部 门 工 作 。 这 方 面 美 国 科 学 促 进 会 、 科 技 政 策 研 究 员 、 国 家 海 洋 政 策 奖 学 金 (AAASScience, Technology and Policy Fellows, National Sea Grant, John .A. Knauss Marine PolicyFellowships) 等 组 织 都 作 出 了 榜 样 。(2) 加 强 与 联 邦 政 府 和 州 政 府 人 事 部 门 的 合 作 和 联 系 , 建 立 一 个 生 态 学 人 才 库 和 知 识 库 ,特 别 是 对 于 直 接 为 公 众 服 务 的 政 府 部 门 更 应 重 视 ( 如 美 国 国 家 研 究 理 事 会 的 服 务 台 站 代 表 ,土 地 管 理 局 的 各 部 门 , 县 农 业 部 门 等 等 )。 另 外 , 我 们 还 应 增 加 政 府 部 门 各 项 生 态 学 内 容 的研 究 , 这 方 面 过 去 并 没 有 给 与 足 够 的 重 视 。 我 们 应 尽 可 能 地 说 服 管 理 者 在 其 部 门 工 作 职 责23

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》中 增 加 对 生 态 学 的 知 识 的 要 求 , 增 加 他 们 部 门 对 雇 员 必 须 的 生 态 学 背 景 的 要 求 , 并 促 进 政府 积 极 在 美 国 生 态 学 会 的 会 员 中 招 聘 雇 员 。行 动 领 域 二 : 促 进 公 众 的 生 态 学 意 识 , 教 育 后 代 , 使 公 众 能 更 自 觉 地 运 用 生 态 科 学 知 识 指导 个 人 , 人 生 的 每 一 个 选 择 都 能 以 生 态 可 持 续 性 为 目 标 , 自 觉 维 护 生 态 可 持 续 性 。目 前 , 为 了 达 到 此 目 的 , 我 们 必 须 最 大 限 度 地 努 力 推 动 全 方 位 的 生 态 学 知 识 的 普 及 。我 们 必 须 让 公 众 理 解 生 态 可 持 续 性 的 重 要 意 义 , 理 解 可 持 续 性 的 挑 战 对 每 一 个 人 的 生 活 ,对 子 孙 后 代 的 影 响 。 显 然 , 公 众 一 般 能 理 解 可 持 续 性 的 挑 战 , 也 理 解 到 “ 可 持 续 性 ” 与 我们 的 子 孙 后 代 的 关 系 。 但 是 , 公 众 对 于 如 何 达 到 可 持 续 性 , 如 何 看 待 “ 环 境 保 护 主 义 ” 和“ 发 展 主 义 ” 的 争 论 往 往 拿 不 定 主 意 。 通 过 这 一 生 态 学 知 识 的 普 及 活 动 , 我 们 希 望 公 众 能理 解 到 他 们 的 每 一 个 决 定 都 与 生 态 可 持 续 性 息 息 相 关 , 也 希 望 他 们 能 理 解 到 , 丰 富 的 生 态科 学 知 识 将 为 他 们 的 选 择 确 立 一 个 坚 实 的 科 学 基 础 。 他 们 也 许 还 能 理 解 到 关 心 生 态 可 持 续性 不 仅 是 关 心 诸 如 气 候 变 迁 和 物 种 灭 绝 这 些 大 家 关 注 的 “ 大 问 题 ”, 也 包 括 我 们 日 常 生 活 中的 许 许 多 多 细 微 选 择 。从 长 远 来 说 , 我 们 必 须 建 立 一 个 全 方 位 的 公 众 教 育 计 划 , 以 确 保 对 公 众 教 育 的 长 期 性 ,使 公 众 不 断 认 识 到 生 态 学 与 可 持 续 性 的 重 要 联 系 。 在 今 后 五 十 年 里 , 全 球 生 态 系 统 的 变 化将 是 巨 大 的 , 我 们 的 子 子 孙 孙 必 须 明 白 到 他 们 所 面 临 的 挑 战 。 他 们 必 须 具 有 作 出 可 行 的 、科 学 的 选 择 的 能 力 , 并 能 从 局 部 、 区 域 以 及 全 球 等 不 同 尺 度 上 去 保 护 人 类 赖 以 生 存 的 环 境 。因 此 , 教 育 是 关 键 。 只 有 教 育 才 能 提 供 他 们 的 选 择 所 必 需 的 知 识 、 态 度 、 技 术 与 方 法 (Castilloet al 2002, Jenkins 2003)。 很 多 证 据 表 明 , 公 众 尤 其 是 年 轻 一 代 非 常 欢 迎 这 种 教 育 。为 了 保 证 生 态 学 教 育 为 公 众 提 供 一 个 以 生 态 学 为 依 据 来 面 对 人 生 的 各 种 选 择 的 平 台 ,我 们 首 先 必 须 对 教 师 队 伍 加 强 生 态 可 持 续 性 的 教 育 和 培 训 , 各 级 政 府 应 该 把 生 态 可 持 续 性作 为 学 校 的 主 选 和 必 修 课 程 (Berkowitz 1997, MCSE 2003, Slingsby and Barker 1998)。 对 于那 些 繁 忙 的 教 育 工 作 者 , 我 们 应 该 为 他 们 提 供 一 个 便 利 的 生 态 学 知 识 库 , 方 便 他 们 了 解 最新 的 生 态 学 知 识 以 及 生 态 学 理 论 和 实 践 教 育 的 进 展 和 前 沿 。 为 此 , 我 们 推 荐 如 下 的 具 体 行动 :具 体 行 动 四 : 开 展 一 个 大 规 模 的 宣 传 活 动 , 提 高 公 众 生 态 可 持 续 性 的 意 识 和 认 知 。 这一 宣 传 活 动 必 须 有 足 够 大 的 规 模 和 声 势 , 要 使 社 会 各 阶 层 的 生 态 可 持 续 性 意 识 有 一 个 飞 跃 。我 们 还 应 着 重 加 强 对 有 影 响 力 的 社 会 阶 层 的 宣 传 力 度 。当 然 , 美 国 生 态 学 会 应 该 与 不 同 的 基 金 会 和 合 作 伙 伴 合 作 共 同 组 织 这 一 宣 传 活 动 , 保证 生 态 可 持 续 性 的 科 学 基 础 , 避 免 使 之 成 为 某 些 决 策 集 团 激 进 的 政 治 标 签 。 宣 传 活 动 还 可以 集 中 讨 论 一 些 非 常 敏 感 的 以 及 大 众 关 心 的 问 题 , 帮 助 公 众 从 科 学 的 高 度 上 去 理 解 这 些 问题 , 理 解 生 态 可 持 续 性 的 科 学 基 础 。 由 于 有 许 多 组 织 已 经 展 开 了 这 些 宣 传 活 动 , 美 国 生 态学 会 没 有 必 要 另 起 炉 灶 , 应 该 与 这 些 组 织 合 作 , 提 供 资 源 和 支 持 , 并 鼓 励 其 会 员 投 入 到 这一 宣 传 活 动 之 中 。为 了 广 泛 地 将 生 态 可 持 续 性 的 科 学 信 息 传 播 于 广 大 民 众 之 中 , 我 们 的 宣 传 工 作 应 该 很好 地 利 用 现 有 的 出 版 业 、 广 播 和 网 络 传 媒 的 框 架 。 我 们 要 象 全 美 禁 烟 宣 传 那 样 , 更 好 地 利用 互 联 网 、 电 视 、 广 播 和 出 版 业 的 宣 传 , 让 公 众 理 解 到 每 一 个 人 的 选 择 都 与 他 所 赖 以 生 存的 生 态 系 统 息 息 相 关 , 在 全 国 范 围 内 提 高 每 一 个 公 众 的 生 态 可 持 续 性 意 识 。24

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》为 此 , 美 国 生 态 学 会 可 以 在 各 媒 体 聘 用 一 些 专 业 人 士 负 责 设 计 和 组 织 实 施 这 一 宣 传 活动 。 其 具 体 策 略 可 包 括 在 电 视 、 广 播 和 网 络 上 做 广 告 , 做 大 标 语 广 告 牌 , 或 在 交 通 系 统 上做 宣 传 广 告 , 并 充 分 利 用 各 种 公 众 教 育 服 务 的 节 目 。 比 如 “ 这 是 一 个 生 态 系 统 ” 的 教 育 宣传 , 展 示 了 一 系 列 的 图 像 , 显 示 不 同 的 生 态 系 统 , 这 些 生 态 系 统 从 小 到 一 滴 雨 水 , 大 到 巴西 的 亚 马 逊 河 流 域 。 还 有 “ 你 最 近 关 照 过 你 的 生 态 系 统 吗 ?” 的 宣 传 活 动 , 也 很 成 功 。 我们 还 应 提 供 更 多 的 专 题 评 论 的 资 料 , 让 人 们 更 多 地 了 解 生 态 可 持 续 性 丰 富 的 科 学 内 涵 。 我们 必 须 对 国 会 议 员 、 全 国 工 业 、 企 业 团 体 、 环 境 游 说 组 织 以 及 州 政 府 内 那 些 对 决 策 富 有 影响 力 的 重 要 机 构 和 工 作 人 员 作 专 门 的 重 点 宣 传 。具 体 行 动 五 : 加 强 与 公 众 、 非 盈 利 组 织 、 宗 教 团 体 的 合 作 , 将 生 态 学 知 识 和 生 态 可 持续 性 的 概 念 融 合 于 他 们 各 自 的 宣 传 和 教 育 活 动 之 中 。 许 多 宗 教 团 体 在 面 对 环 境 问 题 时 , 往往 会 将 其 对 这 些 问 题 的 态 度 和 反 应 寄 托 于 某 一 环 境 机 构 , 让 这 些 环 境 机 构 充 当 他 们 的 代 言人 。 美 国 生 态 学 会 可 以 为 这 些 机 构 提 供 各 种 生 态 学 报 告 和 讲 座 , 着 重 讲 解 当 地 的 和 全 国 范围 内 重 大 的 生 态 问 题 , 提 高 他 们 的 生 态 学 知 识 水 平 。 比 如 , 美 国 生 态 学 会 可 以 给 不 同 的 宗教 团 体 准 备 一 套 宣 传 材 料 , 讲 述 生 态 可 持 续 性 和 宗 教 的 关 联 , 这 方 面 “ 全 国 宗 教 与 环 境 合作 伙 伴 组 织 ”(http://www.nrpe.org/mission.html) 以 及 “ 哈 佛 大 学 全 球 宗 教 研 究 中 心 ”(http://www.hds.harvard.edu/cswr) 都 很 有 经 验 。除 此 之 外 , 许 许 多 多 的 政 府 部 门 和 民 众 组 织 都 会 直 接 地 或 间 接 地 向 公 众 宣 传 生 态 可 持续 性 。 他 们 还 会 积 极 宣 传 各 种 通 过 严 格 评 审 的 科 学 成 果 ( 比 如 , 美 国 联 邦 和 州 政 府 的 许 多部 门 就 是 这 么 做 的 )。 生 态 学 家 的 参 与 对 于 这 些 政 府 部 门 包 括 环 保 组 织 和 可 持 续 性 非 政 府 组织 以 及 其 他 社 会 团 体 , 都 将 同 我 们 一 起 共 同 努 力 , 为 生 态 可 持 续 性 建 立 一 个 坚 实 的 科 学 基础 。 但 目 前 来 说 , 这 些 团 体 组 织 并 没 有 意 识 到 具 有 8000 多 名 会 员 的 美 国 生 态 学 会 的 重 要 作用 。 美 国 生 态 学 会 理 事 会 首 先 要 建 立 一 个 与 这 些 团 体 组 织 的 互 动 机 制 , 以 促 进 其 会 员 的 参与 。 然 后 , 要 具 体 地 为 这 些 团 体 组 织 “ 当 红 娘 ”, 为 他 们 推 荐 对 口 的 优 秀 的 生 态 学 家 。 美 国生 态 学 会 还 可 以 通 过 一 对 一 的 形 式 , 或 是 通 过 生 态 学 信 息 (EIN 2004) 网 的 专 家 库 的 开 放形 式 实 现 这 种 专 业 支 持 。具 体 行 动 六 : 建 立 一 个 国 际 生 态 学 教 育 计 划 。 这 个 计 划 的 目 标 是 保 证 生 态 学 教 育 不 断地 与 时 俱 进 , 更 好 、 更 有 效 地 运 用 生 态 可 持 续 性 科 学 的 新 概 念 和 成 果 。 全 美 工 程 院 促 进 工程 学 教 育 奖 学 金 中 心 (CASEE)(NAE2002) 则 是 这 个 教 育 计 划 的 模 式 。 美 国 生 态 学 会 必须 与 其 他 生 态 学 教 育 专 业 团 体 、 教 育 研 究 机 构 和 各 种 基 金 会 合 作 , 在 各 个 地 区 、 以 及 全 国和 全 球 范 围 推 广 这 一 教 育 计 划 。为 促 进 生 态 教 育 体 系 的 变 革 , 我 们 还 必 须 注 重 生 态 学 教 育 的 研 究 。 同 时 , 我 们 必 须 通过 教 育 研 究 、 教 师 培 养 、 科 学 教 育 政 策 的 开 拓 以 及 个 人 专 业 发 展 , 更 好 地 加 强 生 态 学 家 与教 育 工 作 者 的 互 动 。 遗 憾 的 是 , 目 前 , 对 于 这 种 生 态 学 教 育 的 支 持 是 远 远 不 够 的 。 我 们 必须 创 立 一 个 全 新 的 计 划 , 通 过 各 种 教 育 研 究 的 提 高 , 更 好 地 将 生 态 学 知 识 传 授 给 中 小 学 生 、大 学 生 以 及 其 他 受 教 育 者 (D'Avan 2003, Keys and Bryan 2001, Walczyk and Ramsey 2003)。这 一 教 育 计 划 还 将 进 一 步 鼓 励 生 态 学 家 积 极 参 与 教 学 活 动 、 教 学 研 究 以 及 与 教 育 学 专 家 的互 动 , 建 立 起 更 切 合 实 际 的 教 学 大 纲 和 课 程 (Mckeown 2003)。美 国 生 态 学 会 对 这 一 教 育 计 划 所 付 诸 的 行 动 包 括 :(1) 建 立 一 个 生 态 可 持 续 性 的 中 小 学 教 育 的 培 训 计 划 。 这 个 计 划 包 括 每 年 的 生 态 学 教 育 国25

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》际 会 议 , 促 进 生 态 学 家 与 优 秀 的 教 育 工 作 者 和 专 家 的 交 流 。 每 一 次 年 会 , 都 注 重 讨 论 全 国与 各 州 关 注 的 生 态 可 持 续 教 育 计 划 和 课 程 的 改 进 。 年 会 还 促 进 生 态 学 家 与 教 育 工 作 者 在 各个 层 次 上 的 合 作 和 相 互 理 解 关 系 。 在 这 方 面 , 中 小 学 教 育 的 “ 小 学 教 师 的 生 态 学 园 地 ” 是一 个 典 范 。(2) 大 力 推 广 “ 生 态 学 2004 年 的 教 育 问 题 和 经 验 ” 和 “2004 年 教 师 队 伍 科 学 教 育 改 革 ”的 经 验 , 促 进 以 生 态 可 持 续 性 为 主 体 的 生 态 学 教 育 。 美 国 生 态 学 会 应 该 与 其 他 教 育 专 业 团体 和 教 育 研 究 机 构 加 强 合 作 , 共 同 开 拓 生 态 学 教 育 的 潜 力 。(3) 积 极 参 与 大 、 中 、 小 学 生 态 学 教 育 教 学 大 纲 的 标 准 化 设 立 和 教 科 书 的 编 写 。 政 府 应 该以 立 法 形 式 设 定 全 州 或 全 国 范 围 内 统 一 的 教 学 计 划 。 并 且 , 每 5 至 10 年 对 这 一 计 划 进 行 评审 和 改 进 , 充 实 新 的 内 容 和 主 题 ( 比 如 , 进 化 与 创 世 的 辨 认 就 是 一 个 很 好 的 借 鉴 )。 这 种 评审 , 将 是 生 态 学 家 提 出 生 态 可 持 续 性 的 新 问 题 和 解 答 这 些 问 题 的 良 好 机 会 (Blank andBrewer 2003)。 另 外 , 美 国 生 态 学 会 主 管 教 育 的 官 员 还 应 关 注 教 育 政 策 的 改 革 , 为 生 态 学家 参 与 这 一 改 革 提 供 机 会 。(4) 在 全 美 和 全 球 范 围 内 鼓 励 增 加 生 态 学 教 育 工 作 者 队 伍 的 多 样 性 。 教 育 工 作 者 直 接 面 对中 小 学 的 学 生 , 他 们 的 科 学 知 识 水 平 对 学 生 有 直 接 的 影 响 (Slingsby 2001)。 我 们 要 对 不 同的 大 、 中 、 小 学 校 的 学 生 起 到 示 范 作 用 , 美 国 生 态 学 会 应 该 在 大 学 教 育 里 培 养 更 多 的 、 不同 民 族 的 生 态 学 特 别 是 生 态 可 持 续 性 学 科 的 学 生 , 他 们 才 有 可 能 增 加 中 小 学 教 师 队 伍 的 多样 性 。 这 方 面 SEEDS 项 目 是 个 成 功 的 先 例 。(5) 建 立 一 个 互 联 网 图 书 馆 , 以 提 供 生 态 可 持 续 性 教 育 的 研 究 进 展 和 最 新 成 果 。 这 个 互 联网 图 书 馆 应 在 全 美 和 全 球 范 围 内 , 为 教 育 工 作 者 、 教 学 大 纲 制 定 者 和 公 众 提 供 信 息 便 利 。ERIC Digests 在 这 方 面 提 供 了 很 好 的 典 范 作 用 , 它 们 为 各 层 次 的 教 育 工 作 者 提 供 优 秀 的 教育 研 究 和 实 践 的 经 验 和 总 结 。具 体 行 动 七 : 与 联 合 国 共 同 发 起 “ 国 际 生 态 学 教 育 年 代 宣 言 ”, 并 将 其 作 为 “ 可 持 续发 展 教 育 10 年 计 划 (2005~2015)” 的 一 部 分 。 国 际 生 态 学 教 育 的 改 革 需 要 国 际 间 的 合 作和 努 力 。 这 个 宣 言 将 提 高 全 美 和 全 球 对 生 态 学 知 识 的 重 视 和 生 态 学 知 识 对 了 解 可 持 续 生 态系 统 的 重 要 性 。 它 还 可 能 会 促 进 政 府 新 政 策 的 出 笼 , 并 可 能 要 求 政 府 部 门 必 须 用 生 态 学 知识 和 原 则 指 导 决 策 、 教 育 和 文 化 的 发 展 。 与 此 同 时 , 我 们 还 应 采 取 如 下 措 施 :(1) 组 织 召 开 一 系 列 的 生 态 学 教 育 大 会 , 让 科 学 和 教 育 的 各 种 专 业 团 体 一 起 讨 论 生 态 可 持续 性 教 育 的 成 果 、 差 距 和 急 需 解 决 的 问 题 和 挑 战 。 具 体 的 会 议 系 列 包 括 :2005 年 召 开 的 美国 生 态 学 年 会 及 国 际 生 态 学 会 议 上 “ 美 国 生 态 学 会 生 态 教 育 研 讨 会 ”,2010 年 科 学 和 教 育专 业 学 会 组 织 的 全 美 生 态 学 教 育 大 会 , 以 及 2015 年 的 国 际 生 态 学 教 育 大 会 。(2) 出 版 和 广 泛 散 发 生 态 学 教 育 大 会 的 会 议 文 献 。 其 紧 迫 性 表 现 在 , 各 生 态 学 专 业 学 会 、研 究 机 构 和 生 态 学 工 作 者 自 1966 年 以 来 , 在 大 学 教 育 中 直 接 阐 述 生 态 学 教 育 (Lumbert1966)、 环 境 教 育 (Bakshi and Naveh 1980, Hale 1993) 和 都 市 生 态 系 统 (Berkowitz et al 2003)的 主 要 书 籍 仅 有 四 部 。 这 些 新 发 表 的 会 议 文 献 提 倡 增 加 生 态 学 教 育 的 奖 学 金 , 并 为 各 个 阶层 的 教 育 工 作 者 提 供 定 期 的 教 育 实 践 经 验 和 进 步 成 果 的 综 合 信 息 。总 结 : 生 态 科 学 信 息 为 明 智 决 策 服 务26

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》如 果 我 们 认 为 生 态 学 必 然 是 现 在 和 未 来 应 对 环 境 问 题 和 挑 战 的 重 要 科 学 指 南 , 那 么 ,我 们 所 能 做 的 和 必 须 做 的 是 将 生 态 学 的 科 学 知 识 和 信 息 及 时 地 , 并 以 适 当 的 形 式 和 内 容 传送 到 急 需 的 决 策 者 和 管 理 者 以 及 公 众 手 里 。 我 们 将 面 临 前 所 未 有 的 困 难 。 但 是 , 我 们 必 须克 服 困 难 , 以 实 现 生 态 学 更 好 地 指 导 可 持 续 性 的 远 景 目 标 。 为 达 此 目 标 , 我 们 必 须 保 证 我们 所 从 事 的 生 态 学 研 究 能 与 实 际 相 结 合 , 能 为 各 个 阶 层 的 决 策 服 务 。 我 们 所 提 出 的 战 略 目标 是 , 为 了 使 生 态 学 超 越 现 有 的 水 平 和 作 用 , 为 更 好 地 为 生 态 可 持 续 性 的 决 策 作 出 科 学 指导 , 我 们 必 须 促 进 生 态 学 的 进 一 步 发 展 , 并 将 其 建 立 在 坚 实 的 科 学 基 础 上 。我 们 所 憧 憬 的 目 标 是 , 生 态 学 知 识 将 成 为 社 会 每 一 个 层 次 决 策 的 标 准 的 和 必 需 的 科 学依 据 。 如 果 我 们 能 达 到 这 一 目 标 , 生 态 学 工 作 者 将 在 各 地 以 至 全 国 和 全 球 范 围 内 承 担 更 重要 的 责 任 , 对 决 策 者 和 管 理 者 负 责 。 这 样 , 工 业 界 和 企 业 界 将 视 生 态 科 学 为 朋 友 而 不 是 反对 者 。 生 态 学 将 成 为 成 功 的 商 业 决 策 中 具 有 经 济 和 社 会 综 合 效 益 的 不 可 缺 少 的 信 息 。 而 自然 资 源 管 理 者 也 必 然 加 强 与 生 态 学 工 作 者 的 合 作 , 共 同 开 发 更 多 的 、 更 信 息 化 的 、 更 具 有指 导 意 义 的 生 态 学 研 究 项 目 。 同 时 , 我 们 将 不 断 地 看 到 全 人 类 生 态 学 教 育 的 丰 硕 果 实 。 人们 将 进 一 步 认 识 到 生 态 服 务 的 重 要 性 和 不 可 替 补 性 , 也 会 更 加 重 视 和 理 解 生 物 多 样 性 。 我们 认 为 , 我 们 的 目 标 一 定 能 实 现 。 但 它 的 实 现 必 须 依 赖 于 我 们 今 日 的 即 时 行 动 。 在 我 们 的远 景 报 告 中 , 我 们 还 同 时 呼 吁 整 合 现 有 的 生 态 学 信 息 , 加 强 和 加 快 生 态 学 研 究 , 促 进 技 术创 新 , 鼓 励 新 的 合 作 。 这 些 都 是 我 们 所 憧 憬 的 目 标 的 组 成 成 分 。 但 重 要 的 是 , 我 们 必 须 建立 一 个 框 架 , 促 使 我 们 的 生 态 学 工 作 者 从 研 究 数 据 中 走 出 来 , 走 向 公 众 , 走 向 决 策 者 和 管理 者 , 走 向 生 态 学 的 实 际 应 用 。( 伍 业 钢 译 )战 略 目 标 二 : 推 进 面 向 可 持 续 发 展 的 创 新 性 生 态 学 研 究战 略 目 标 陈 述 :为 了 在 二 十 一 世 纪 开 展 创 新 性 的 并 且 有 效 的 生 态 学 研 究 , 生 态 学 工 作 者 必 须 主 动 提 出具 有 前 瞻 性 的 科 学 问 题 与 要 求 , 发 展 有 创 造 性 的 ( 有 时 伴 随 高 风 险 性 的 ) 新 思 想 , 使 用 新 方 法 ,敢 于 向 前 所 未 有 的 尺 度 与 范 围 挑 战 。 在 这 十 年 里 , 我 们 必 须 在 概 念 上 , 分 析 方 法 上 , 以 及技 术 手 段 上 有 新 的 发 展 与 突 破 。背 景 与 依 据 :生 态 学 研 究 的 课 题 涉 及 广 泛 的 层 面 , 从 越 来 越 丰 富 与 复 杂 的 分 子 水 平 的 生 态 系 统 分 析到 环 球 整 体 观 全 部 包 括 之 中 (e.g.,Thompson et el. 2001)。 生 态 学 研 究 不 仅 仅 是 对 地 球 的 研 究也 是 对 整 个 太 阳 系 的 研 究 。 其 地 域 涉 及 我 们 熟 悉 的 乡 村 城 市 到 天 涯 海 角 。 尽 管 如 此 , 生 态学 的 进 展 经 常 落 后 于 快 速 的 全 球 变 化 (Vitousek 1994, Lubchenco 1998, NRC 2001)。 人 类 活 动带 来 的 全 球 变 化 使 得 生 态 科 学 对 未 来 地 球 上 的 生 命 的 前 途 起 着 至 关 重 要 的 作 用 (Lubchenco1998, NRC 1999, 2001, NEON 2000, NSF 2000, NSF-ERE 2003)。 我 们 一 定 要 预 先 估 计 由 此所 导 致 的 科 学 需 求 , 而 非 仅 是 简 单 、 被 动 地 报 道 问 题 并 做 出 反 应 。27

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》为 了 使 生 态 学 更 好 地 面 对 未 来 的 挑 战 , 我 们 一 定 要 发 展 并 创 新 前 瞻 性 的 理 论 框 架 , 分析 模 式 以 及 交 叉 科 学 。 要 增 进 对 生 态 系 统 的 理 解 , 要 彻 底 地 知 道 生 态 系 统 怎 样 运 作 , 怎 样互 动 , 怎 样 恢 复 , 怎 样 创 造 生 态 系 统 以 保 证 所 提 供 的 生 态 服 务 , 我 们 必 定 要 有 新 的 而 且 理想 的 工 具 和 有 效 的 技 术 。 对 生 态 学 的 综 合 理 解 要 求 整 合 各 方 面 的 信 息 。 尽 管 有 些 新 设 备 目前 与 生 态 持 续 性 的 关 系 并 不 明 显 , 为 了 更 好 地 获 取 生 态 及 相 关 学 科 的 信 息 , 我 们 亦 需 要 开放 集 合 型 设 备 。 生 态 学 研 究 的 交 叉 学 科 性 要 求 我 们 构 建 新 的 国 内 与 国 际 的 合 作 模 式 。生 态 学 研 究 的 最 终 目 的 是 更 好 地 理 解 生 态 系 统 的 可 持 续 能 力 与 生 态 服 务 功 能 。 基 础 研究 故 然 重 要 , 研 究 如 何 解 决 问 题 更 是 不 可 少 的 。 但 是 , 要 同 时 完 成 两 者 , 我 们 不 仅 要 有 创新 思 维 及 预 知 未 来 的 需 要 和 问 题 的 能 力 , 也 要 明 显 改 变 生 态 信 息 的 获 取 、 综 合 、 以 及 交 流的 方 式 , 更 需 要 新 的 工 具 、 方 式 及 基 础 设 施 。开 拓 以 全 球 可 持 续 发 展 为 纲 的 前 瞻 性 生 态 学 研 究 的 行 动 纲 领 :一 、 加 强 生 态 学 研 究 的 科 学 和 技 术 基 础二 、 采 用 新 的 激 励 手 段 , 以 便 鼓 励 和 认 同 创 新 性 与 前 瞻 性 的 生 态 学 研 究三 、 促 进 资 料 的 获 取 、 存 档 、 分 享 和 标 准 化行 动 领 域 一 : 加 强 生 态 学 研 究 科 学 和 技 术 基 础生 态 学 知 识 来 自 于 多 种 渠 道 , 其 中 包 括 试 验 、 理 论 与 模 型 、 对 比 观 察 、 长 期 试 验 、 综合 分 析 (Carpenter 1998)。 环 境 研 究 界 大 体 上 已 经 对 现 有 环 境 问 题 ( 例 如 : 生 物 多 样 性 的 减 少 ,外 种 侵 入 , 初 显 的 环 球 变 迁 ) 做 出 了 反 应 。 但 是 , 我 们 应 该 面 对 未 来 , 虽 然 对 未 来 知 之 甚 少 。我 们 需 要 新 的 知 识 体 系 , 截 然 不 同 的 着 眼 点 , 和 新 的 方 式 以 保 证 生 态 学 在 未 来 社 会 决 策 中起 重 要 作 用 。 我 们 也 需 要 更 多 的 研 究 经 费 , 同 时 , 我 们 更 需 要 培 养 在 学 术 人 员 之 间 的 相 互支 持 与 合 作 , 以 便 尝 试 新 的 理 论 框 架 与 新 的 分 析 方 法 。构 建 新 的 科 学 知 识 框 架 就 是 为 了 实 现 未 来 社 会 生 态 系 统 的 持 续 发 展 。 前 瞻 性 的 生 态 学研 究 要 超 越 现 有 技 术 可 行 性 的 限 度 , 为 实 现 进 一 步 的 飞 跃 而 寻 找 新 信 息 、 新 工 具 、 或 者 是一 些 新 的 数 学 分 析 解 ( 见 框 注 四 )。 很 好 地 完 成 前 瞻 性 的 研 究 不 仅 需 要 科 学 想 法 的 驱 动 , 而且 需 要 大 量 的 、 有 效 的 工 具 和 手 段 用 以 实 现 数 据 、 理 论 、 概 念 和 模 型 的 完 美 地 整 合 。 虽 然有 些 框 架 ( 例 如 : 软 件 , 算 法 等 ) 在 某 种 成 度 上 已 有 较 好 的 发 展 , 但 是 , 由 于 技 术 与 资 金 上的 限 制 , 这 些 框 架 还 不 能 帮 助 获 取 及 分 析 新 数 据 。 例 如 在 时 间 与 空 间 双 重 变 异 这 个 问 题 上 ,我 们 既 没 有 办 法 实 行 数 量 化 分 析 也 没 有 办 法 进 行 试 验 设 计 , 然 而 , 这 种 变 异 可 能 是 决 定 生态 反 应 的 主 要 因 素 (Rusack et al. 2002, Burrows et al. 2002, Fraterrigo et al.in rewiew)。在 很 多 情 况 下 , 要 验 证 新 理 论 必 须 进 行 大 规 模 的 重 复 控 制 试 验 。 这 类 试 验 所 产 生 的 大量 数 据 的 储 存 、 分 析 、 及 显 示 将 需 要 有 效 的 计 算 体 系 。 未 来 研 究 的 前 沿 将 属 于 综 合 人 文 与社 会 科 学 于 一 体 的 交 叉 科 学 , 并 且 着 重 于 研 究 多 因 子 的 、 非 线 性 的 、 复 杂 的 因 果 关 系 。 所以 , 为 了 进 行 这 类 大 规 模 的 试 验 并 且 优 化 数 据 的 搜 集 及 综 合 分 析 , 我 们 需 要 基 础 组 织 与 设施 ( 例 如 :NEON,LTER, 海 洋 观 测 网 等 ), 同 时 也 需 要 增 加 人 员 培 训 、 协 作 、 以 及 全 面 地发 展 理 论 分 析 体 系 (Clark et al. 2001, Hastings and Palmer 2003, Palmer et al. 2003)。28

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》将 来 生 态 科 学 的 关 键 在 于 研 究 技 术 的 进 步 , 这 显 然 包 括 可 以 用 于 测 定 生 态 现 象 的 野 外自 动 遥 感 系 统 的 进 一 步 发 展 。 在 有 些 方 面 , 科 学 工 作 者 已 经 很 好 地 采 用 先 进 技 术 解 决 很 复杂 的 现 代 生 态 学 难 题 。 同 时 , 生 态 学 工 作 者 也 推 动 了 新 技 术 的 发 展 与 研 究 。 自 从 第 一 颗 气象 卫 星 在 1960 年 发 射 以 来 (Hastings and Emery 1992), 包 括 生 态 学 工 作 者 在 内 的 科 学 工 作者 便 开 始 积 极 地 应 用 卫 星 技 术 搜 集 与 生 态 学 有 关 的 地 表 信 息 , 例 如 主 要 元 素 的 通 量 或 者 景观 结 构 等 (e.g., Botkin et al.1984, NRC 1986, NASA-EOS 2003)。 难 以 相 信 的 是 , 我 们 已 经 能够 从 全 新 的 角 度 观 察 和 测 度 我 们 的 地 球 。尽 管 如 此 , 我 们 仍 然 不 能 够 清 楚 细 致 地 理 解 地 球 体 系 , 也 不 能 够 在 必 要 的 时 空 尺 度 上得 到 我 们 需 要 的 物 种 遗 传 资 料 以 便 解 决 与 陆 地 或 者 海 洋 生 态 系 统 有 关 的 关 键 生 态 学 问 题(Soule and Orians 2001)。 在 生 态 学 研 究 中 应 用 新 的 分 子 生 物 学 技 术 的 潜 力 仍 然 没 有 得 到 充分 地 发 挥 。 应 用 新 的 、 更 复 杂 的 分 子 生 物 学 技 术 的 需 求 将 会 随 着 新 技 术 的 不 断 出 现 而 增 加 。新 技 术 ( 例 如 : 卫 星 平 台 、 更 大 功 率 的 电 脑 、 更 准 确 可 靠 的 全 球 定 位 仪 等 ) 将 会 帮 助 我们 排 除 障 碍 从 而 取 得 更 大 的 进 展 。 如 果 没 有 高 功 率 望 远 镜 , 天 文 学 家 就 不 可 能 解 开 太 阳 系之 迷 。 同 样 道 理 , 如 果 没 有 超 速 离 子 加 速 器 , 物 理 学 家 也 不 能 看 到 原 子 的 结 构 。 要 面 对 大挑 战 , 生 态 学 家 同 样 需 要 高 技 术 。 理 解 超 复 杂 的 地 球 生 命 体 系 不 仅 需 要 类 似 望 远 镜 或 者 离子 加 速 器 一 样 的 单 项 设 备 , 而 且 需 要 多 元 工 具 与 手 段 。 若 使 生 态 学 为 人 类 事 业 的 持 久 未 来做 出 成 功 的 贡 献 就 要 设 计 和 应 用 多 元 高 技 术 。29

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》框 注 4: 前 瞻 性 研 究至 今 大 部 分 的 生 态 学 研 究 都 是 被 动 的 。 我 们 要 知 道 为 什 么 气 候 在 变 , 为 什 么 物 种 会灭 绝 , 外 来 物 种 入 侵 之 后 生 态 系 统 会 如 何 变 化 。 随 着 环 境 威 胁 的 暴 炸 性 发 生 , 我 们 更 需要 进 行 “ 前 瞻 性 研 究 ”。 该 类 研 究 要 采 用 新 思 想 , 新 技 术 和 超 级 强 化 资 料 收 集 与 管 理 手 段 ,为 应 对 即 将 来 临 的 生 态 环 境 问 题 做 好 准 备 与 防 御 。例 证 : 理 解 大 江 河 与 其 所 产 生 的 冲 积 平 原 之 间 的 交 换 关 系江 河 冲 积 平 原 生 态 系 统 是 地 球 上 最 复 杂 , 变 化 最 大 , 物 种 最 丰 富 的 生 态 系 统 , 也 是社 会 与 环 境 的 主 要 交 叉 点 。 江 河 及 其 冲 积 平 原 组 成 的 生 态 系 统 位 于 水 陆 交 界 处 , 物 理 过程 与 生 物 过 程 之 间 的 交 互 作 用 使 得 其 生 产 力 与 生 物 多 样 性 都 高 于 其 它 生 态 系 统 。 随 着 河流 水 位 的 升 降 , 水 生 与 陆 生 面 积 也 随 之 变 化 , 进 而 导 致 水 陆 生 态 系 统 的 大 小 、 位 置 、 周期 也 随 之 剧 烈 地 变 化 (Ward et al. 1999,Malard et al. 1999, Tockner et al. 2000)。 这 种 不 断 变化 的 水 陆 镶 嵌 体 系 是 江 河 冲 积 平 原 生 态 系 统 的 独 特 性 。 这 种 独 特 的 变 化 导 致 很 多 关 键 的生 物 流 ( 比 如 有 机 物 的 运 输 与 沉 积 ) 在 方 向 与 幅 度 上 发 生 本 质 的 变 化 (Bayley 1989,Junk etal. 1989, Bayley 1995)。 这 种 有 机 物 的 流 动 对 生 态 系 统 的 服 务 功 能 有 着 极 其 重 要 的 作 用 。有 机 物 的 流 动 关 系 到 生 态 系 统 对 水 的 净 化 以 及 保 持 河 岸 植 被 与 生 境 。 然 而 , 由 于 其 复 杂的 交 互 作 用 与 独 特 生 物 种 群 结 构 的 存 在 , 我 们 仍 然 对 有 机 物 在 水 陆 之 间 的 流 动 知 之 甚少 。为 了 一 方 面 确 保 人 类 的 用 水 , 另 一 方 面 保 护 自 然 , 我 们 要 能 够 回 答 以 下 两 个 问 题 :(1) 在 什 么 样 的 尺 度 与 条 件 下 , 冲 积 平 原 会 向 河 流 输 出 有 机 物 , 而 又 在 什 么 样 的 尺 度 与 条件 下 , 冲 积 平 原 会 停 止 输 出 而 存 积 有 机 物 ?(2) 如 果 该 系 统 的 一 些 物 理 过 程 , 生 境 联 结 度以 及 生 物 种 群 结 构 的 变 化 存 在 临 界 值 , 那 么 超 临 界 值 的 变 化 是 否 会 导 致 冲 积 平 原 释 放 有机 物 而 不 是 存 积 有 机 物 ? 回 答 以 上 两 个 问 题 对 我 们 更 好 地 保 护 与 恢 复 河 岸 生 态 系 统 的生 态 服 务 功 能 有 着 很 重 要 的 意 义 。最 近 , 水 文 研 究 人 员 要 求 发 展 新 的 , 整 合 型 的 概 念 框 架 以 及 搜 集 关 键 的 实 测 数 据(Gurnell et al. 2000, Wiens 2002, Ward et al. 2002, CUAHSI 2004)。 要 达 到 这 两 项 目 的 , 就要 广 泛 地 使 用 多 种 远 距 离 无 线 传 输 型 野 外 探 测 器 , 从 而 对 一 些 关 键 的 功 能 变 量 进 行 适 度地 测 定 以 保 证 其 准 确 的 时 空 尺 度 , 也 要 对 每 一 次 水 淹 的 深 度 与 持 续 期 进 行 遥 感 监 测 , 还要 利 用 空 间 透 明 型 模 型 将 地 表 水 与 地 下 水 的 流 动 在 复 杂 的 地 貌 与 植 被 群 落 的 基 础 上 联接 起 来 , 也 需 要 处 理 复 杂 反 馈 与 非 线 性 动 态 的 数 学 分 析 方 法 , 最 后 还 需 要 多 幅 度 的 人 工控 制 淹 水 试 验 。具 体 行 动 一 : 全 面 推 动 “ 可 持 续 生 物 圈 创 新 计 划 ” 中 的 生 态 学 研 究 的 四 个 组 成 部 份 。该 计 划 要 求 紧 密 协 调 两 个 新 体 系 : 一 个 已 经 建 立 的 中 心 体 系 ( 国 家 生 态 分 析 与 整 合 中 心--NCEAS) 和 一 个 新 的 中 心 体 系 。 该 计 划 有 四 项 目 标 :(1) 发 展 研 究 项 目 ;(2) 推 动 大 尺 度 试验 及 数 据 搜 集 ;(3) 整 合 ;(4) 结 合 科 学 于 解 决 问 题 之 中 。为 了 成 功 地 管 理 、 恢 复 与 创 建 可 持 续 的 生 态 系 统 , 我 们 要 有 新 的 思 维 方 式 , 要 敢 于 并且 能 够 验 证 大 胆 的 设 想 , 也 要 冲 破 行 政 和 行 业 组 织 的 限 制 。 一 个 旨 在 研 究 拥 挤 的 地 球 体 系30

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》的 生 态 科 学 是 极 为 复 杂 的 , 包 括 广 泛 的 学 科 , 没 有 任 何 单 一 组 织 或 个 人 能 够 具 备 所 需 最 佳专 业 技 能 。 为 了 解 决 ( 复 杂 的 生 态 ) 问 题 , 研 究 人 员 必 须 能 够 从 容 地 获 取 来 自 多 学 科 的 研究 手 段 , 而 不 需 要 首 先 成 为 很 多 学 科 的 专 家 。 当 一 些 个 人 或 者 研 究 组 有 了 成 熟 的 研 究 设 想 ,就 需 要 给 予 研 究 经 费 。 虽 然 已 经 有 几 个 联 邦 基 金 组 织 在 支 持 科 学 设 想 的 发 展 ( 比 如 国 家 科 学基 金 会 的 培 养 基 金 ), 但 是 我 们 需 要 更 多 的 科 学 设 想 发 展 基 金 。因 此 , 我 们 提 倡 在 现 有 资 源 的 基 础 上 建 立 新 的 科 学 资 金 组 织 和 一 个 新 的 中 心 ( 框 注 5)。创 新 计 划 ( 指 可 持 续 生 物 圈 创 新 计 划 ) 的 每 一 个 部 份 本 身 应 该 提 供 以 电 子 网 络 或 者 研 究 地 点为 基 础 的 资 源 与 设 施 。 几 个 部 份 的 整 合 体 应 该 大 力 地 推 动 协 作 性 的 、 高 难 度 的 、 创 新 性 的研 究 。 这 类 研 究 通 常 需 要 进 行 多 方 面 数 据 分 析 以 及 向 公 众 解 读 复 杂 的 生 态 信 息 。 在 这 里 ,我 们 并 非 建 议 要 由 某 个 委 员 会 去 指 令 研 究 项 目 , 而 是 要 由 该 创 新 计 划 在 加 强 研 究 设 计 、 执行 、 以 及 整 合 方 面 为 需 要 的 个 人 或 者 用 户 提 供 服 务 。 该 创 新 计 划 所 属 的 资 源 应 该 对 全 部 用户 开 放 。该 创 新 计 划 应 该 在 整 体 上 做 到 以 下 几 个 方 面 :1) 针 对 可 持 续 发 展 这 个 大 题 或 者 与 可 持续 发 展 直 接 相 关 的 基 础 科 学 问 题 , 帮 助 发 展 复 合 研 究 项 目 ;2) 增 加 实 施 大 尺 度 试 验 和 获 取独 特 资 料 的 能 力 ;3) 整 合 研 究 ;4) 执 行 与 政 策 、 管 理 密 切 相 关 的 研 究 。 我 们 期 望 这 一 系 列的 计 划 与 中 心 的 一 个 主 要 益 处 会 来 自 于 生 态 学 家 与 很 多 其 它 学 科 专 业 人 员 的 多 产 互 作 方 式的 改 变 。这 一 系 列 的 学 术 与 技 术 基 础 设 施 应 该 建 立 在 现 存 的 中 心 (NCEAS) 和 计 划 成 立 中 的 研 究组 织 (NEON)(NRC 2003) 基 础 之 上 , 为 了 适 应 主 动 积 极 的 未 来 生 态 学 的 需 要 而 提 供 资 源 与 发展 基 础 。 而 且 , 该 创 新 计 划 应 该 与 其 它 现 有 科 学 实 体 进 行 整 合 以 达 到 其 最 佳 效 果 ( 例 如 : 高校 水 文 学 促 进 会 CUAHSI; 大 型 环 境 工 程 研 究 与 分 析 协 作 网 络 CLEANER)。开 展 以 全 球 可 持 续 发 展 为 目 标 的 生 态 学 研 究 需 要 认 真 协 调 现 存 研 究 中 心 与 新 建 中 心 之间 的 关 系 , 实 现 以 下 目 标 :一 、 进 一 步 使 用 最 佳 与 最 先 进 的 专 业 技 能 与 技 术 方 法 -PIER( 整 合 型 生 态 研 究 计 划 )。生 态 学 者 对 于 自 己 设 计 工 具 与 方 法 的 历 史 习 惯 是 很 自 豪 的 。 这 些 工 具 与 方 法 包 括 计 算机 程 序 、 统 计 软 件 以 及 数 据 收 集 设 备 , 比 如 , 记 录 飞 行 动 物 夜 间 活 动 的 摄 像 机 , 扑 土 壤 线虫 的 塑 料 管 道 体 系 等 等 。 但 是 , 随 着 研 究 复 杂 性 的 增 加 生 态 科 学 需 要 最 新 的 、 最 适 用 的 专业 技 能 、 设 施 与 技 术 。 目 前 , 这 些 新 的 专 业 条 件 仍 是 各 别 的 得 到 满 意 的 水 平 。 因 此 , 整 合型 生 态 研 究 计 划 应 该 能 够 提 供 小 规 模 研 究 经 费 以 求 发 展 前 瞻 性 研 究 设 想 。该 项 计 划 的 关 键 作 用 在 于 强 化 协 作 ( 专 业 技 能 的 调 配 ) 以 及 全 面 应 用 最 新 技 术 方 法 于 生态 学 研 究 之 中 。 如 果 不 全 面 应 用 最 新 技 术 方 法 就 会 严 重 阻 碍 生 态 学 的 发 展 与 进 步 。 尽 管 少数 科 学 家 能 够 克 服 困 难 , 应 用 一 些 新 技 术 方 法 于 生 态 学 研 究 , 但 是 , 永 续 型 生 态 研 究 的 复杂 性 的 不 断 增 加 , 全 面 应 用 最 新 技 术 方 法 的 难 度 也 会 随 着 增 加 。 为 了 更 有 效 地 克 服 这 些 困难 , 新 技 术 方 法 信 息 中 心 应 由 内 行 专 家 实 施 管 理 , 并 且 这 些 专 家 应 该 紧 紧 跟 踪 日 新 月 异 的技 术 信 息 。 该 计 划 应 该 特 别 支 持 创 新 思 维 , 为 最 佳 新 技 术 方 法 的 广 泛 应 用 开 拓 渠 道 。 这 些任 务 可 由 专 业 职 员 完 成 。 这 些 专 业 职 员 应 该 具 有 信 息 管 理 经 验 以 及 相 关 的 分 析 、 模 拟 、 统计 等 专 业 职 能 。 同 时 , 有 关 的 专 业 职 能 还 应 该 包 括 为 多 学 科 合 作 创 造 机 会 以 及 提 供 网 上 服务 和 供 给 与 生 态 科 学 有 关 的 最 新 技 术 信 息 。31

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》该 项 计 划 的 一 个 明 显 目 标 应 该 是 积 极 鼓 励 生 态 学 者 主 动 地 开 展 有 雄 心 的 、 综 合 性 的 、对 生 态 学 进 展 有 具 大 意 义 的 研 究 活 动 。二 、 继 续 支 持 针 对 生 态 挑 战 而 建 立 的 现 存 计 划 -ERIN 与 NCEAS。ERIN ( 已 提 出 的 “ 生 态 研 究 基 础 网 络 ”) 将 要 建 立 一 个 由 区 域 性 观 测 台 站 组 成 的 国 际 网 。各 台 站 将 由 野 外 试 验 区 , 密 集 探 测 网 , 分 析 实 验 室 , 以 及 处 理 试 验 等 组 成 , 旨 在 研 究 主 要的 、 具 有 挑 战 性 的 生 态 课 题 。 在 这 些 区 域 性 网 络 的 基 础 上 , 将 建 立 一 个 国 际 试 验 网 和 国 际监 测 组 织 , 其 设 计 目 的 在 于 解 决 对 永 续 性 主 题 有 重 要 意 义 的 生 态 难 题 。 将 现 有 的 网 站 与 计划 建 立 的 网 站 (NEON,LTER,OBFS,CUAHSI,CLEANER) 结 合 起 来 , 加 强 合 作 , 增 加基 础 设 施 , 提 高 研 究 能 力 , 该 国 际 网 几 乎 可 以 立 即 形 成 。已 经 建 立 了 几 年 的 美 国 国 家 生 态 分 析 与 整 合 中 心 (NCEAS, 设 在 加 利 福 尼 亚 大 学 圣 芭芭 拉 分 校 ) 运 用 协 作 与 整 合 的 方 式 , 支 持 合 成 (synthetic) 研 究 , 发 展 新 的 模 型 、 模 拟 、 以 及其 它 分 析 方 法 , 提 供 技 术 培 训 , 成 功 地 推 进 了 生 态 学 研 究 。 我 们 预 计 该 中 心 的 国 际 作 用 将会 越 来 越 大 , 其 电 子 网 络 平 台 将 为 合 成 生 态 研 究 提 供 全 面 的 信 息 。 我 们 坚 决 赞 同 NCEAS的 继 续 存 在 , 同 时 也 拥 护 联 邦 各 机 构 给 予 现 存 网 络 的 支 持 。我 们 以 为 在 前 面 “ 提 供 决 策 信 息 行 动 计 划 之 一 ” 已 经 提 到 的 “ 生 态 协 调 中 心 ”(CEIS)是 决 对 必 要 的 。 这 类 中 心 可 以 保 证 管 理 人 员 、 政 策 制 定 者 更 紧 密 地 与 研 究 人 员 共 同 工 作 。框 注 5发 展 可 持 续 性 生 态 学 研 究 的 4 个 组 成 部 分 。 一 个 研 究 项 目 可 以 从 所 有 的 组 成 部 分 得 益 , 或 根 据 需 要 , 可 以 从 任 何组 分 进 入 和 离 开 。 这 个 结 构 为 满 足 各 种 研 究 和 实 施 的 需 要 创 建 了 一 个 高 度 灵 活 的 资 源 库 。生 态 协 调 中 心加 强 管 理 人 员 , 政 策 制 定 者 和 研 究 人 员 的 协 调综 合 生 态 研 究 项 目生 态 研 究 基 础 设 施 网开 拓 新 思 路 , 提 供 技 术 服 务 和鼓 励 开 发 新 的 研 究 手 段支 持 现 有 和 未 来 的 研 究 项 目和 联 网 实 验 ( 例 如 ,NSF 生 态 、水 文 和 海 洋 观 察 站 )国 家 生 态 分 析 与 综 合 中 心分 析 和 归 纳 数 据 , 确 定 未 来 全 球 的研 究 重 点 和 促 进 信 息 的 开 发 和 使 用总 体 上 , 可 持 续 性 生 态 研 究 计 划 应 该 有 广 阔 的 视 野 , 甚 为 重 要 的 是 我 们 能 否 将 生 态 研究 推 向 未 来 并 且 有 效 地 为 区 域 级 的 、 国 家 级 的 以 及 国 际 级 的 决 策 提 供 信 息 。 当 然 , 可 持 续性 生 态 研 究 计 划 的 四 个 部 份 都 会 发 展 其 各 自 的 计 划 以 达 到 各 自 的 远 景 目 标 。 各 部 分 的 一 些功 能 将 由 电 子 设 施 完 成 , 另 一 些 功 能 将 由 当 地 承 担 。 然 而 , 四 个 部 份 的 集 合 体 应 该 是 一 个大 的 逻 辑 信 息 研 究 所 , 应 该 成 为 一 个 提 供 过 去 和 未 来 生 态 信 息 及 其 应 用 的 中 心 港 。32

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》可 持 续 性 生 态 研 究 计 划 的 各 部 份 详 细 操 作 规 程 应 该 由 美 国 生 态 学 会 及 其 全 体 会 员 负 责拟 定 提 案 。 自 然 基 金 会 (NSF) 和 其 他 机 构 可 能 提 供 经 费 , 支 持 有 关 的 研 讨 会 和 部 份 研 究 所 。同 时 , 我 们 也 应 该 积 极 争 取 其 他 公 共 或 者 私 人 团 体 的 支 持 。行 动 领 域 二 : 建 立 新 的 激 励 机 制 鼓 励 和 认 同 具 前 瞻 性 及 创 新 性 的 生 态 学 研 究 。生 态 学 家 必 须 检 讨 目 前 的 学 科 文 化 去 最 大 程 度 地 拓 展 创 新 性 研 究 思 维 。 比 如 , 生 态 学家 需 要 协 调 一 致 去 建 立 和 获 得 大 尺 度 , 高 清 晰 度 的 数 据 库 以 解 决 当 前 面 临 的 众 多 生 态 学 挑战 。 生 态 学 家 需 要 和 资 助 单 位 合 作 , 给 予 清 晰 一 致 的 声 音 去 引 导 基 金 资 助 方 向 , 从 而 解 决大 范 围 的 , 高 复 杂 性 的 生 态 学 问 题 。 这 些 研 究 思 维 的 转 变 需 要 广 泛 地 建 立 新 的 奖 励 机 制 和新 的 培 养 机 制 。生 态 学 不 仅 需 要 , 而 且 务 必 鼓 励 在 技 术 , 综 合 , 信 息 , 和 数 量 化 方 面 的 创 造 性 发 明 。物 理 , 化 学 , 和 工 程 领 域 , 学 位 授 予 经 常 基 于 新 方 法 , 新 设 备 的 发 明 。 这 些 发 明 为 学 科 的发 展 提 供 了 源 源 不 断 的 新 手 段 。 与 此 相 比 , 生 态 学 学 位 的 取 得 很 少 基 于 发 明 创 造 , 尽 管 后者 对 于 学 科 的 发 展 有 着 巨 大 的 贡 献 。我 们 需 要 鼓 励 学 生 去 从 事 基 于 现 存 信 息 综 合 的 学 位 研 究 , 因 为 这 些 综 合 研 究 对 于 生 态学 的 持 续 发 展 意 义 重 大 (NSF-ERE 2003)。 目 前 的 培 养 方 法 不 足 以 训 练 年 轻 的 生 态 学 工 作 者使 用 新 的 生 态 信 息 手 段 。 由 于 现 代 生 态 学 愈 来 愈 注 重 量 化 与 计 算 机 化 方 面 的 基 础 , 故 而 严格 的 数 量 化 训 练 必 须 成 为 研 究 生 培 养 的 重 要 组 成 部 分 。 不 断 的 技 术 层 面 上 的 训 练 也 是 所 有生 态 学 家 必 须 面 对 与 解 决 的 一 个 问 题 。恰 当 的 认 同 与 激 励 是 推 动 包 括 生 态 学 在 内 的 科 学 学 科 进 步 的 重 要 手 段 。 以 下 我 们 列 举几 种 重 要 的 激 励 机 制 以 推 动 21 世 纪 生 态 学 科 学 的 全 方 位 发 展 与 进 步 。具 体 行 动 二 : 设 立 诺 贝 尔 生 态 学 奖 或 相 应 奖 项 。 现 有 的 授 予 生 态 学 家 的 国 际 性 奖 项 ( 如蓝 色 地 球 奖 , the Blue Planet Prize) 尚 远 远 无 法 与 诺 贝 尔 奖 相 比 。 国 际 性 的 环 境 保 护 奖 无 法 取代 高 知 名 度 的 , 针 对 生 态 科 学 的 奖 项 。 这 和 生 态 科 学 在 全 球 环 境 问 题 中 的 地 位 是 极 其 不 相称 的 。 设 立 诺 贝 尔 生 态 学 奖 将 有 助 于 对 学 科 和 有 杰 出 贡 献 的 生 态 学 家 的 承 认 。设 立 一 个 新 的 诺 贝 尔 奖 毫 无 疑 问 将 是 一 项 巨 大 的 工 作 。 最 近 新 加 的 诺 贝 尔 奖 是 1967年 设 立 的 , 由 瑞 士 银 行 赞 助 的 经 济 学 奖 。 一 项 新 的 诺 贝 尔 奖 必 然 需 要 广 泛 的 基 金 资 助 和 国际 间 的 合 作 , 但 此 类 奖 金 的 设 立 将 造 成 生 态 学 知 名 度 质 的 转 变 。 美 国 生 态 学 会 (ESA) 应 成立 一 个 由 知 名 生 态 学 家 和 其 他 领 域 学 科 领 袖 组 成 的 委 员 会 去 启 动 这 一 过 程 , 探 讨 设 立 诺 贝尔 生 态 学 奖 或 相 应 奖 项 的 可 能 性 。具 体 行 动 三 : 设 立 年 度 最 佳 设 备 或 最 佳 技 术 奖 。 生 态 学 家 在 借 鉴 其 他 学 科 的 技 术 方 面取 得 了 很 大 的 成 就 。 但 就 整 个 学 科 而 言 , 与 生 态 问 题 相 关 的 技 术 发 明 仍 然 是 零 星 的 。 主 动地 整 合 技 术 发 明 , 如 设 立 年 度 最 佳 设 备 奖 , 是 一 项 必 须 的 工 作 。 环 境 问 题 对 于 生 态 知 识 的日 渐 依 赖 意 味 着 生 态 技 术 的 发 明 有 着 很 大 的 盈 利 市 场 。 我 们 预 期 一 个 ESA 年 度 最 佳 设 备 或最 佳 技 术 奖 将 推 动 技 术 与 学 科 双 向 的 发 展 。具 体 行 动 四 : 设 立 年 度 国 际 竞 赛 以 解 决 一 个 生 态 学 挑 战 。 我 们 预 期 一 个 类 似 于 工 程 与数 学 竞 赛 的 年 度 生 态 学 竞 赛 。 在 每 年 的 生 态 学 年 会 上 , 一 个 竞 赛 课 题 将 被 公 布 。 这 个 课 题33

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》的 解 决 将 有 赖 于 小 组 间 的 合 作 和 强 调 研 究 生 的 参 与 , 有 助 于 新 技 术 , 新 方 法 , 新 思 想 的 产生 与 应 用 ,以 及 模 型 与 实 验 方 法 上 的 突 破 。 在 第 二 年 的 生 态 学 年 会 上 , 所 有 解 决 方 案 将 被 公 布 以显 示 方 案 的 创 造 性 与 多 样 性 。 最 佳 方 案 将 被 授 予 年 度 生 态 学 竞 赛 奖 。 美 国 国 家 环 境 保 护 署(EPA) 最 近 宣 布 了 “ 最 佳 可 持 续 设 计 学 生 竞 赛 ”, 我 们 完 全 赞 成 这 项 行 动 。具 体 行 动 五 : 建 立 一 个 高 质 量 的 方 法 技 术 杂 志 , 或 在 现 有 的 ESA 杂 志 上 开 辟 技 术 专 栏 ,将 有 助 于 鼓 励 与 承 认 这 方 面 的 研 究 。 一 个 专 门 介 绍 有 关 生 态 技 术 创 新 的 刊 物 , 这 将 充 分 显示 技 术 突 破 对 于 生 态 学 科 发 展 的 重 要 意 义 。行 动 领 域 三 : 促 进 数 据 收 集 , 数 据 管 理 , 和 数 据 分 析 的 标 准 化 :生 态 分 析 与 管 理 建 立 在 广 泛 的 数 据 基 础 上 。 不 幸 的 是 , 大 量 信 息 仍 积 存 于 落 后 的 , 不易 获 取 的 形 式 。 在 数 字 化 时 代 的 今 天 , 这 已 成 为 学 科 发 展 的 致 命 障 碍 。 环 境 数 据 内 在 的 高异 质 性 也 使 其 获 取 , 归 类 , 和 分 享 困 难 重 重 。 这 些 数 据 分 享 的 障 碍 限 制 了 环 境 科 学 的 发 展 ,极 大 地 制 约 了 资 源 管 理 者 , 经 济 学 家 , 政 治 分 析 家 , 和 决 策 者 对 数 据 的 使 用 。大 量 现 存 数 据 处 于 无 效 储 存 状 态 。 环 境 科 学 的 进 步 很 大 程 度 上 已 不 受 限 于 信 息 的 缺 乏 ,而 是 由 于 数 据 的 不 可 分 享 性 。信 息 技 术 革 命 极 大 地 方 便 了 数 据 的 储 存 、 调 用 、 转 换 、 分 析 和 展 示 , 使 得 生 态 知 识 的飞 跃 成 为 可 能 。 信 息 技 术 的 发 展 使 得 生 态 学 家 可 以 运 用 标 准 化 的 手 段 去 进 行 数 据 收 集 , 并以 优 化 管 理 的 方 式 进 行 数 据 储 存 。 这 些 数 据 然 后 通 过 中 心 数 据 库 进 行 连 通 和 分 析 。 生 态 科学 可 以 很 大 程 度 上 得 益 于 技 术 的 进 步 , 观 念 的 转 变 , 和 有 效 展 示 生 态 知 识 的 训 练 。 这 些 可以 通 过 持 续 不 断 的 数 据 整 合 , 以 及 理 论 , 观 点 , 和 模 型 的 反 复 融 合 来 取 得 。我 们 呼 吁 加 强 生 态 技 术 的 发 展 , 生 态 信 息 的 训 练 , 及 建 立 生 态 网 络 结 构 (ECI)( 框 注 6)。ECI 有 助 于 加 强 研 究 者 与 数 据 , 硬 件 , 软 件 及 其 他 工 具 的 连 接 , 从 而 促 进 生 态 知 识 的 产 生与 展 示 。ECI 的 发 展 需 要 对 数 据 的 输 入 , 获 取 与 分 析 进 行 标 准 化 。 生 态 数 据 需 要 在 数 据 获得 的 早 期 数 字 化 , 并 同 时 产 生 数 据 摘 要 。 这 样 的 标 准 化 数 据 获 取 程 序 可 使 数 据 在 全 球 范 围内 共 享 。 不 同 大 小 的 数 据 系 统 , 包 括 常 用 的 数 据 库 , 将 被 连 接 起 来 。 在 这 起 关 键 作 用 的 是一 套 灵 活 的 , 标 准 化 的 生 态 信 息 定 位 方 法 和 强 有 力 的 索 引 工 具 。 信 息 的 标 准 化 将 大 大 地 节约 生 态 学 家 用 于 数 据 收 集 的 时 间 , 从 而 可 以 专 注 于 更 具 探 索 性 的 研 究 。数 字 化 技 术 使 得 数 据 的 储 存 和 取 用 得 以 大 大 改 进 。 不 久 以 前 , 生 态 学 家 还 在 使 用 防 水的 野 外 工 作 手 册 记 录 手 写 的 数 据 , 堆 积 数 据 于 办 公 室 的 书 架 上 与 纸 箱 中 。 数 据 的 收 集 者 拥有 对 信 息 的 独 一 控 制 , 随 着 研 究 者 的 退 休 或 去 世 , 数 据 也 随 之 消 亡 。数 据 收 集 与 管 理 的 标 准 化 要 求 研 究 者 在 获 得 数 据 后 , 尽 快 进 行 数 据 分 析 , 并 进 行 适 当的 图 像 化 处 理 以 使 数 据 得 以 广 泛 使 用 。 在 不 久 的 将 来 , 远 距 离 数 据 的 交 换 , 下 载 , 与 分 析将 成 为 日 常 研 究 工 作 的 一 部 分 , 如 同 我 们 今 天 使 用 文 献 索 引 去 迅 速 获 得 新 知 识 一 样 。 先 进的 图 像 技 术 , 包 括 数 字 化 地 图 和 地 理 信 息 系 统 (GIS), 将 极 大 地 方 便 生 态 学 家 之 间 , 生 态 学家 与 公 众 之 间 的 交 流 , 以 及 生 态 模 型 的 发 展 。 通 过 标 准 化 的 数 据 输 入 , 存 取 , 分 析 , 以 及环 境 数 据 共 享 政 策 , 全 面 的 生 态 数 据 分 析 与 综 合 将 成 为 可 能 。 其 结 果 将 是 , 数 据 的 原 始 收34

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》集 者 和 整 个 学 科 , 乃 至 于 我 们 的 地 球 , 将 共 同 受 益 。我 们 建 议 的 一 些 行 动 方 案 已 被 某 些 机 构 采 用 。 比 如 , 美 国 国 家 科 学 基 金 (NSF) 资 助 的 长期 生 态 研 究 网 络 (LTER) 在 数 据 共 享 方 面 已 取 得 了 非 凡 的 成 就 。具 体 行 动 六 : 建 立 数 据 登 录 系 统 。 数 据 登 录 可 包 括 简 单 的 对 于 数 据 核 心 内 容 的 描 述 ,数 据 分 类 , 以 及 数 据 拥 有 者 的 姓 名 。ESA 可 以 鼓 励 所 有 在 学 会 刊 物 上 发 表 文 章 和 在 年 会 上发 表 工 作 的 作 者 使 用 数 据 登 录 系 统 。具 体 行 动 七 : 促 进 原 始 数 据 与 数 据 摘 要 的 共 享 。ESA 可 以 要 求 在 2006 年 以 前 ,20%在 学 会 刊 物 上 发 表 的 文 章 应 包 含 数 据 摘 要 。 至 2008 年 , 所 有 文 章 应 包 含 原 始 数 据 与 数 据 。ESA 可 以 鼓 励 联 邦 与 地 方 机 构 , 非 政 府 组 织 (NGO), 科 研 中 心 , 野 外 实 验 站 , 以 及 其 他 学科 组 织 共 同 促 进 数 据 分 享 。具 体 行 动 八 : 促 使 资 助 单 位 与 联 邦 机 构 制 订 数 据 共 享 政 策 。具 体 行 动 九 : 鼓 励 在 研 究 生 院 中 进 行 生 态 信 息 方 面 的 训 练 。ESA 可 以 通 过 在 年 会 中 进行 学 术 训 练 研 讨 会 的 方 式 促 进 生 态 信 息 的 训 练 。框 注 6: 生 态 信 息 学 与 生 态 信 息 网 络 (ECI)国 际 生 态 信 息 学 会 定 义 生 态 信 息 学 为 : 生 态 信 息 学 是 一 门 使 用 计 算 机 高 级 技 术 来阐 释 信 息 学 原 理 在 从 基 因 到 生 态 网 络 的 复 杂 生 态 系 统 中 的 应 用 的 学 科 。 生 态 信 息 学 帮助 重 要 生 态 课 题 如 可 持 续 性 , 生 物 多 样 性 , 和 全 球 热 化 等 的 决 策 透 明 化 。 众 多 其 他 学科 , 如 医 学 , 农 学 , 和 工 程 学 , 都 在 发 展 与 完 善 其 信 息 学 应 用 。生 态 信 息 网 络 与 生 态 信 息 学 密 切 相 关 。 美 国 国 家 科 学 基 金 认 为 ECI 可 以 造 成 高 层次 的 硬 件 , 软 件 , 和 服 务 的 融 合 。ECI 可 以 使 科 学 家 从 事 以 前 不 可 解 决 的 高 级 科 学 与教 学 问 题 。总 结 : 创 新 性 与 前 瞻 性 研 究生 态 学 是 一 门 跨 学 科 的 科 学 , 任 何 一 个 生 态 学 家 不 可 能 精 通 所 有 领 域 并 熟 悉 其 方 法 与设 备 。 因 而 , 生 态 学 家 携 手 起 来 去 共 同 领 会 , 解 决 , 及 揭 示 世 界 面 临 的 环 境 问 题 已 逐 渐 成为 共 识 。 生 态 学 家 需 要 将 自 己 视 为 市 场 环 境 中 的 企 业 家 , 不 断 地 寻 求 战 略 性 合 作 和 作 出 快速 反 应 。 我 们 成 功 的 关 键 是 要 从 事 包 容 性 的 , 而 非 排 他 性 的 研 究 。 我 们 必 须 不 断 地 吸 取 学科 外 的 经 验 , 同 时 改 造 我 们 自 己 的 文 化 氛 围 去 达 到 不 断 创 新 的 目 的 。 我 们 就 像 一 个 面 临 巨大 挑 战 的 公 司 , 但 战 胜 挑 战 就 是 巨 大 的 盈 利 。 如 同 一 个 成 功 的 公 司 , 我 们 必 须 不 断 地 调 整自 己 以 满 足 现 在 与 未 来 世 界 的 需 要 。如 果 这 些 行 动 计 划 得 以 成 功 , 我 们 预 期 未 来 的 生 态 学 将 是 一 门 充 满 新 思 想 , 新 理 论 ,新 方 法 , 新 技 术 的 科 学 。 至 2010 年 , 全 方 位 的 生 态 学 研 究 项 目 将 为 学 科 提 供 源 源 不 断 的 新知 识 , 以 满 足 教 育 者 , 决 策 者 , 公 众 , 以 及 最 富 活 力 的 年 轻 人 的 需 要 。 所 有 增 进 生 态 理 解的 步 骤 , 从 数 据 的 取 得 与 分 析 , 解 释 , 综 合 和 应 用 , 以 及 面 向 未 来 和 针 对 现 在 与 过 去 的 研35

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》究 , 都 将 在 今 后 十 年 内 得 到 加 强 。 这 些 生 态 学 知 识 的 新 深 度 与 广 度 , 以 及 与 其 他 学 科 的 深入 交 流 , 将 使 生 态 学 家 在 影 响 地 球 可 持 续 性 的 多 层 次 决 策 中 起 到 关 键 的 作 用 。( 程 维 信 、 朱 伟 兴 译 )36

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》战 略 目 标 三 : 促 进 文 化 交 融 创 建 一 个 前 瞻 性 的 国 际 生 态 学战 略 目 标 陈 述 :为 了 达 到 全 球 持 续 发 展 , 生 态 学 必 须 国 际 化 。 生 态 学 家 需 要 具 备 很 强 的 科 学 合 作 能 力 ,建 立 新 的 合 作 伙 伴 关 系 和 在 学 科 中 建 立 多 样 性 。 生 态 研 究 的 文 化 氛 围 必 须 改 革 , 改 变 我 们作 为 一 个 科 学 家 和 作 为 一 个 研 究 机 构 的 思 维 方 式 , 以 便 达 到 这 些 目 标 和 创 立 促 进 而 不 是 妨碍 开 展 合 作 , 建 立 伙 伴 关 系 和 多 样 性 的 奖 励 制 度 。背 景 与 依 据 :在 人 口 膨 胀 , 不 断 恶 化 的 情 况 下 , 为 世 界 创 建 一 门 可 持 续 发 展 的 科 学 必 须 把 人 类 活 动和 全 球 观 作 为 生 态 学 研 究 的 极 为 重 要 的 内 容 。 这 意 味 着 我 们 不 能 只 局 限 于 研 究 人 类 活 动 对一 两 个 特 定 地 区 环 境 的 影 响 , 而 要 把 区 域 以 至 全 球 范 围 内 人 类 经 济 , 社 会 , 政 治 和 环 境 管理 的 复 杂 性 作 为 生 态 系 统 的 重 要 组 成 部 分 。 生 态 学 研 究 的 目 的 不 仅 仅 限 于 描 述 现 象 , 更 重要 的 是 要 解 决 问 题 。 我 们 正 在 把 人 类 活 动 纳 入 生 态 学 研 究 之 中 (McDonnell and Pickett 1993;McMichael et al. 2003), 但 是 这 项 工 作 必 须 加 快 进 行 。 例 如 , 美 国 有 些 地 方 的 农 民 和 其 它公 众 正 在 与 科 学 家 配 合 研 究 人 类 活 动 对 河 溪 生 态 的 影 响 。我 们 的 报 告 强 调 通 过 互 联 网 , 新 的 研 究 方 案 , 教 育 普 及 , 完 善 技 术 和 数 据 共 享 来 加 快生 态 学 研 究 。 然 而 , 生 态 学 对 传 播 知 识 , 帮 助 社 会 了 解 和 解 决 环 境 问 题 的 能 力 必 须 进 一 步提 高 。 生 态 学 领 域 要 求 新 的 工 作 方 法 , 更 好 的 激 励 机 制 , 以 及 与 其 它 学 科 、 合 作 伙 伴 和 公众 在 全 国 以 至 全 球 范 围 内 的 交 流 。在 过 去 10 年 里 , 我 们 已 经 认 识 到 科 研 合 作 , 应 用 研 究 和 生 态 学 职 业 多 样 化 的 重 要 性 。但 是 我 们 仍 然 要 继 续 努 力 。 我 们 必 须 与 自 然 科 学 家 , 社 会 科 学 家 和 政 策 制 定 人 员 一 起 共 同建 立 、 发 展 和 支 持 成 功 的 和 多 样 的 合 作 。 必 须 给 与 有 突 出 贡 献 的 学 术 带 头 人 以 奖 励 , 提 高生 态 相 关 领 域 研 究 的 多 样 性 。 为 了 更 好 地 解 决 大 尺 度 的 环 境 问 题 及 寻 找 国 际 合 作 的 解 决 方案 , 生 态 学 家 和 研 究 机 构 还 须 意 识 到 从 全 球 性 角 度 来 思 考 和 行 动 的 必 要 性 。促 进 社 会 文 化 的 变 革 创 建 具 一 个 积 极 创 新 的 国 际 生 态 学 的 行 动 纲 领 :一 、 收 集 、 解 释 和 传 播 关 于 成 功 合 作 的 信 息 。二 、 拓 展 人 类 生 态 学 和 其 它 交 叉 学 科 的 生 态 学 范 畴 。三 、 在 生 态 学 家 之 间 加 强 国 际 联 系 和 促 进 生 态 学 信 息 全 球 化 。行 动 领 域 一 : 收 集 、 解 释 和 传 播 关 于 成 功 合 作 的 信 息毫 无 疑 问 , 不 断 涌 现 的 和 已 经 预 料 到 的 环 境 问 题 越 来 越 复 杂 。 因 此 , 寻 求 和 整 合 有 关的 专 业 知 识 越 来 越 重 要 。 跨 学 科 的 研 究 已 不 再 是 泛 泛 之 谈 , 而 已 成 为 现 实 和 必 需 。 我 们 需要 迅 速 组 建 新 的 科 研 队 伍 , 而 这 些 新 队 伍 往 往 要 吸 收 没 有 合 作 经 验 的 新 成 员 。 新 的 合 作 队伍 必 须 迅 速 提 供 解 决 问 题 的 方 法 , 或 至 少 要 提 出 科 学 建 议 。 鉴 于 这 种 需 要 , 生 态 学 家 在 面37

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》对 合 作 的 挑 战 时 , 必 须 做 到 深 思 熟 虑 , 以 减 少 合 作 失 败 的 风 险 。 我 们 对 以 下 这 一 点 已 经 有了 初 步 的 理 性 认 可 : 有 效 合 作 对 生 态 学 科 的 发 展 起 关 键 作 用 。 但 是 , 却 很 少 有 工 作 去 探 讨 跨学 科 的 合 作 是 如 何 产 生 , 在 何 地 产 生 , 何 时 、 为 何 合 作 会 推 动 科 学 的 发 展 , 以 及 为 何 合 作有 时 会 失 败 。 我 们 必 须 要 搞 明 白 , 是 哪 些 因 素 促 成 了 成 功 的 合 作 团 体 。 然 后 , 在 我 们 的 科研 同 行 之 间 交 流 成 功 的 合 作 经 验 。 只 有 这 样 , 生 态 科 学 的 整 合 文 化 层 面 才 能 发 生 显 著 的 变化 。解 决 复 杂 的 生 态 环 境 问 题 需 要 许 多 新 的 合 作 形 式 , 同 时 也 需 要 有 力 的 基 础 设 施 支 持 这些 新 的 合 作 形 式 。 各 种 基 金 项 目 必 须 用 以 支 持 层 次 越 来 越 高 的 交 流 和 管 理 需 求 , 以 确 保 有效 的 团 队 研 究 ( 美 国 国 家 科 学 基 金 会 的 生 物 复 杂 性 项 目 资 金 是 反 映 了 这 一 点 的 少 数 几 个 例子 之 一 )。 我 们 需 要 各 种 机 制 来 推 动 跨 国 界 、 跨 学 科 和 跨 研 究 单 位 的 合 作 。 实 现 的 方 式 之 一是 为 那 些 特 殊 的 挑 战 性 课 题 提 供 必 要 的 资 金 和 指 导 意 见 。 这 些 课 题 之 所 以 特 殊 , 是 因 为 它们 的 研 究 组 是 由 不 同 专 业 背 景 和 不 同 专 业 水 平 的 专 家 和 非 专 家 组 成 。 所 有 这 些 都 要 求 生 态学 者 在 履 行 合 作 义 务 时 , 必 须 首 先 充 分 明 了 整 个 合 作 过 程 。有 关 如 何 进 行 合 作 的 专 业 培 训 应 实 施 于 生 态 科 学 各 个 层 面 , 不 但 包 括 各 个 专 科 领 域 之间 , 还 要 包 括 生 态 学 与 其 它 学 科 之 间 。 这 将 有 利 于 推 动 在 学 术 界 、 政 府 机 构 和 私 立 部 门 的生 态 学 者 之 间 的 对 话 交 流 。 合 作 还 会 促 进 生 态 学 家 与 其 它 学 科 专 家 、 以 及 生 态 学 者 与 管 理机 关 之 间 的 交 流 对 话 。 生 态 学 者 与 行 政 管 理 者 之 间 的 合 作 , 对 自 适 应 性 管 理 尤 其 重 要 。 有关 专 家 指 出 , 缺 乏 相 互 信 赖 和 对 话 , 常 常 是 一 些 很 被 看 好 的 管 理 方 法 为 何 失 败 的 原 因 。(Walters, 1998)近 期 对 社 会 学 领 域 多 学 科 合 作 成 效 的 研 究 表 明 , 成 功 的 合 作 都 有 共 同 之 处 。 环 境 科 学领 域 的 学 者 应 该 从 这 一 新 的 研 究 成 果 中 得 到 启 发 , 加 强 自 身 领 域 的 有 效 合 作 , 以 解 决 各 种复 杂 的 环 境 问 题 。 我 们 建 议 , 高 层 次 多 学 科 的 环 境 科 研 团 体 与 社 会 学 研 究 人 员 以 及 职 业 促进 人 员 建 立 合 作 夥 伴 关 系 。 这 样 , 环 境 生 态 学 家 既 能 了 解 社 会 科 学 领 域 的 研 究 成 果 , 又 能同 时 学 会 如 何 更 加 有 效 地 进 行 合 作 。 促 进 有 效 的 合 作 需 要 管 理 技 巧 , 而 不 仅 仅 依 靠 个 人 在学 术 研 究 上 的 成 功 。 美 国 生 态 学 会 可 以 与 其 它 专 业 学 会 共 同 努 力 , 并 可 在 共 同 努 力 中 起 领导 作 用 , 促 进 多 方 合 作 的 专 业 培 训 , 并 向 生 态 学 家 推 广 社 会 学 工 作 者 关 于 合 作 行 为 的 最 新研 究 成 果 。具 体 行 动 一 : 为 生 态 学 工 作 者 与 其 合 作 者 更 有 效 地 进 行 合 作 创 条 件 。在 最 新 的 社 会 科 学 研 究 成 果 中 , 以 及 各 学 科 成 功 合 作 人 员 的 经 验 中 , 我 们 可 以 收 集 到各 种 有 关 合 作 的 知 识 , 并 把 这 些 知 识 提 供 给 科 学 界 。由 环 境 学 家 和 社 会 学 家 组 成 一 个 工 作 小 组 , 并 制 定 一 份 指 导 合 作 的 “ 指 南 ”。 该 指 南 将用 于 教 育 合 作 团 体 , 并 且 为 以 后 的 合 作 提 供 一 份 重 要 的 素 材 。制 定 一 项 帅 才 培 养 计 划 , 主 要 集 中 在 应 用 生 态 学 者 、 社 会 学 者 和 政 策 制 定 者 之 间 合 作的 议 题 上 。 目 标 是 有 助 于 在 合 作 中 培 养 出 学 科 的 学 术 带 头 人 。 这 可 能 和 Aldo Leopold 领 导计 划 (http://www.leopoldleadership.org) 相 似 , 但 是 主 要 是 促 进 合 作 的 成 功 。具 体 行 动 二 : 积 极 促 进 生 态 学 核 心 刊 物 、 学 术 会 议 的 变 革 。 这 种 变 革 将 会 反 映 出 对 跨学 科 的 、 有 方 法 驱 动 的 交 融 科 学 日 益 受 到 重 视 。 尤 其 是 集 中 在 这 种 交 融 科 学 的 生 态 学 研 究38

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》人 员 和 从 业 者 , 有 共 同 利 益 的 领 域 和 全 球 尺 度 的 问 题 上 。具 体 行 动 三 : 召 开 一 次 研 究 、 管 理 和 商 业 的 首 脑 ( 国 家 科 学 院 或 皇 家 学 会 水 准 ) 会 议 ,制 定 增 强 激 励 机 制 的 计 划 , 对 在 环 境 科 学 上 起 领 导 作 用 和 促 进 新 的 科 学 合 作 的 人 员 进 行 奖励 。 对 于 应 用 性 的 和 采 用 新 的 方 法 的 生 态 学 研 究 , 也 应 该 设 立 奖 励 制 度 , 以 上 这 种 奉 献 精神 在 科 研 院 所 、 政 府 和 私 立 研 究 机 构 得 到 发 扬 。行 动 领 域 二 : 拓 展 人 类 生 态 学 和 其 它 交 叉 学 科 的 生 态 学 范 畴 。生 态 学 研 究 不 仅 是 一 个 理 论 上 的 学 科 , 它 的 范 畴 已 经 超 过 了 国 界 和 学 科 边 界 。 例 如 ,ESA 的 成 员 中 只 有 一 半 是 学 术 意 义 上 的 生 态 学 者 。 虽 然 它 是 美 国 的 一 个 组 织 , 却 有 16% 的人 不 是 美 国 居 民 , 并 有 78 个 国 家 参 加 这 个 组 织 。 为 了 使 生 态 学 更 实 用 有 效 , 生 态 学 者 、 管理 人 员 、 从 业 者 和 商 人 不 仅 必 须 协 调 工 作 , 还 须 跨 越 行 业 边 界 一 起 工 作 。 采 取 这 种 策 略 的一 个 例 子 是 欧 洲 海 岸 保 护 联 盟 (European Union of Coastal Conservation , EUCC )(http://www.eucc.npl)。EUCC 是 一 个 创 建 于 1989 年 的 社 团 , 拥 有 大 量 成 员 , 在 40 多 个 国家 中 设 有 分 支 机 构 , 其 目 标 是 把 科 学 家 、 环 境 保 护 主 义 者 、 地 方 管 理 者 、 规 划 者 和 政 策 制定 者 整 合 在 一 起 , 以 推 动 海 岸 带 的 保 护 工 作 。 当 前 ,EUCC 是 欧 洲 最 大 的 沿 海 从 业 者 和 专家 网 络 。EUCC 最 初 的 行 动 是 通 过 把 生 物 多 样 性 保 护 与 海 岸 带 发 展 结 合 起 来 , 推 动 海 岸 带的 保 护 。 它 是 通 过 动 员 专 家 和 权 益 双 方 来 实 现 的 , 并 且 提 供 建 议 、 信 息 和 执 行 示 范 项 目 。Ehrmann(2003) 提 到 “ 如 果 我 们 能 够 更 深 入 地 理 解 人 类 的 福 祉 和 生 态 系 统 提 供 物 质 和服 务 之 间 的 关 系 ”, 我 们 就 会 对 工 商 部 门 的 决 策 产 生 影 响 。 要 实 现 全 球 可 持 续 性 发 展 , 企 业决 策 过 程 中 对 环 境 影 响 的 考 虑 , 就 好 像 投 资 对 回 报 的 计 算 一 样 是 最 基 本 的 。 许 多 案 例 中 ,有 远 见 的 企 业 已 经 实 施 了 这 一 点 ; 他 们 已 经 开 始 懂 得 地 球 资 源 是 有 限 的 , 可 持 续 性 有 利 于经 济 发 展 。 在 过 去 的 几 十 年 间 , 工 商 业 显 著 地 受 到 环 境 问 题 的 影 响 , 生 态 学 家 因 此 对 生 态学 加 深 了 认 识 , 而 企 业 能 够 作 出 积 极 的 响 应 (Hoffman 1997)。 这 就 需 要 生 态 学 者 与 工 商 界之 间 的 关 系 有 一 个 根 本 的 改 变 。 生 态 学 工 作 者 都 倾 向 于 教 育 企 业 考 虑 环 境 的 影 响 , 但 这 种教 训 的 方 式 最 好 让 位 于 一 种 合 作 关 系 。 在 这 种 关 系 中 , 生 态 学 家 、 支 持 企 业 的 生 态 学 家 和企 业 界 代 表 为 实 现 经 济 和 环 境 可 持 续 性 相 结 合 的 目 标 , 要 相 互 学 习 、 取 长 补 短 。企 业 的 行 为 对 环 境 的 影 响 是 十 分 显 著 的 。 国 有 和 私 营 企 业 通 过 学 习 生 态 学 , 相 互 沟 通 ,形 成 良 好 的 伙 伴 关 系 , 就 更 能 使 得 生 态 系 统 的 服 务 功 能 发 挥 作 用 , 例 如 采 用 有 利 于 健 康 的消 费 方 式 或 者 停 止 使 用 在 环 境 中 难 分 解 的 化 学 物 质 (Loucks et al. 1999)。 环 境 经 济 委 员 会(Council for Environmentally Responsible Economies,CERES), 就 是 一 个 由 环 境 保 护 主 义者 、 投 资 商 和 民 间 团 体 联 合 组 成 的 机 构 , 它 已 经 提 出 了 一 个 报 告 即 关 于 世 界 上 前 20 个 温 室气 体 排 放 大 国 , 将 如 何 面 临 气 候 变 化 的 风 险 、 及 其 商 业 行 为 的 机 会 (Cogan 2003)。 这 个 报告 以 列 出 具 体 措 施 清 单 为 特 色 , 使 得 企 业 能 为 解 决 气 候 变 化 问 题 而 努 力 。 此 外 , 可 持 续 发展 系 统 研 究 中 心 (Center for Sustainable Systems Studies)(O. Loucks, 个 人 通 讯 ) 正 在 制 定一 个 投 资 指 南 , 指 南 分 别 对 比 了 成 本 低 、 价 格 便 宜 和 对 资 源 和 环 境 都 有 保 护 作 用 的 投 资 和成 本 高 、 价 格 贵 和 对 资 源 和 环 境 没 有 保 护 作 用 的 投 资 。 生 态 学 家 通 过 直 接 参 与 或 者 承 担 企业 提 供 的 项 目 , 在 这 些 计 划 中 起 着 越 来 越 积 极 的 作 用 。生 态 学 工 作 者 通 过 以 下 几 种 方 式 拓 宽 他 们 的 学 科 领 域 :1) 积 极 在 研 究 机 构 中 从 事 科 研 ,如 在 ESA 和 企 业 界 中 , 使 得 众 多 企 业 如 制 造 业 、 农 业 、 资 源 开 采 和 土 地 开 发 , 在 做 决 策 时更 加 重 视 生 态 环 境 因 素 ;2) 认 识 到 生 态 研 究 人 员 、 管 理 者 和 从 业 人 员 是 平 等 的 伙 伴 关 系 ;39

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》3) 主 动 地 招 募 不 同 职 业 和 技 能 的 人 来 从 事 生 态 学 研 究 ;4) 在 学 术 界 内 外 用 更 加 宽 阔 的 标 准来 评 价 科 学 家 的 业 绩 。 必 须 鼓 励 参 与 合 作 研 究 , 同 时 制 定 新 的 奖 励 制 度 。并 且 , 生 态 学 家 必 须 要 学 会 与 不 同 学 科 的 人 和 用 不 同 方 式 进 行 合 作 , 在 不 同 的 环 境 下处 理 问 题 。 教 育 民 众 , 说 服 民 众 接 受 生 态 学 观 点 , 是 成 功 处 理 问 题 的 关 键 。 生 态 学 家 必 须理 解 不 同 人 的 观 点 和 不 同 社 区 中 的 特 殊 问 题 。 生 态 学 界 应 该 反 映 出 广 泛 存 在 于 社 会 中 的 多样 性 , 以 确 保 生 态 学 的 观 点 能 够 被 应 用 , 并 与 社 会 各 个 领 域 沟 通 。 这 里 包 括 的 不 仅 仅 是 种族 、 性 别 , 还 包 括 企 业 、 非 政 府 组 织 、 管 理 和 学 术 部 门 。具 体 行 动 四 : 在 以 下 四 方 面 鼓 励 和 加 强 与 私 营 部 门 间 开 展 合 作 :a). 提 高 属 于 ESA 和 参 与 ESA 活 动 的 私 立 部 门 的 生 态 学 家 的 地 位 。 我 们 可 以 通 过 举 行生 态 学 知 识 应 用 的 年 度 和 地 方 性 活 动 , 邀 请 私 立 部 门 生 态 学 家 演 讲 , 通 过 研 讨 会 讨 论 私 立部 门 的 问 题 等 等 , 来 达 到 此 目 的 。 私 立 部 门 生 态 学 家 将 参 与 制 定 这 项 行 动 方 案 。b). 招 募 私 立 部 门 的 生 态 学 者 到 ESA 任 要 职 , 特 别 是 在 董 事 会 中 任 职 。c). 与 私 立 部 门 建 立 合 作 关 系 , 解 决 他 们 的 一 些 实 际 需 要 。 这 和 从 前 乃 至 今 天 ESA 与联 邦 机 构 的 合 作 关 系 相 似 , 为 了 促 进 与 联 邦 机 构 的 合 作 ,ESA 设 立 了 公 共 关 系 、 教 育 和 科学 项 目 办 公 室 ( 可 持 续 发 展 生 物 圈 ) 等 机 构 。d). 为 ESA 的 活 动 积 极 寻 找 企 业 支 持 。具 体 行 动 五 : 主 办 学 术 大 会 , 研 讨 会 和 开 展 合 作 项 目 , 重 点 放 在 生 态 科 学 家 与 生 态 从业 者 交 流 的 工 作 界 面 。 这 些 活 动 的 形 式 会 促 进 生 态 科 学 家 与 生 态 从 业 者 之 间 的 思 想 交 流 ,对 双 方 都 有 益 。 参 与 者 分 享 最 新 知 识 , 并 能 找 出 在 管 理 方 面 所 需 要 知 识 的 差 距 。具 体 行 动 六 : 在 生 态 科 学 研 究 中 倡 导 种 族 和 性 别 的 多 样 性 和 等 同 性 。 由 于 环 境 问 题 和可 持 续 发 展 本 身 就 具 有 国 际 化 和 多 元 化 的 特 点 , 因 此 生 态 学 的 研 究 范 围 应 超 越 国 界 和 种 族 。应 积 极 鼓 励 与 其 它 国 家 和 其 它 研 究 项 目 中 还 为 充 分 展 现 的 相 关 学 科 结 成 伙 伴 关 系 。ESA 不仅 要 收 集 材 料 , 还 要 报 告 学 会 成 员 的 组 成 , 以 促 进 在 生 态 学 中 性 别 、 种 族 和 研 究 机 构 的 多样 化 。 会 员 动 态 需 要 不 断 地 跟 踪 , 以 便 ESA 职 员 和 领 导 能 够 对 其 成 员 提 供 服 务 。ESA 应该 持 续 不 断 的 努 力 , 通 过 SEEDS(Strategies for Ecology Education, Development andSustainability) 及 其 它 项 目 的 开 展 , 招 收 少 数 民 族 的 学 生 到 生 态 学 领 域 来 。具 体 行 动 七 : 开 拓 非 学 术 职 业 , 如 SEEDS 和 其 它 教 育 机 构 。 我 们 将 通 过 宣 传 咨 询 公司 、 企 业 、 非 政 府 组 织 和 政 府 机 构 的 人 士 对 生 态 可 持 续 发 展 的 贡 献 , 通 过 宣 传 那 些 从 事 其他 职 业 人 士 , 来 吸 收 各 种 背 景 的 学 生 。行 动 领 域 三 : 加 强 国 际 领 域 里 生 态 学 家 之 间 的 联 系 , 促 进 生 态 学 信 息 交 流 的 全 球 化 。生 态 学 的 范 畴 必 须 与 生 态 可 持 续 性 挑 战 最 紧 迫 的 范 畴 相 匹 配 , 如 气 候 变 化 、 生 物 入 侵 、渔 业 资 源 的 枯 竭 , 水 资 源 和 土 地 利 用 的 变 化 等 (e.g., NRC 1999)。 生 态 学 必 需 与 其 面 临 的 环境 挑 战 一 样 受 到 重 视 。 许 多 专 业 学 会 和 研 究 机 构 的 优 先 意 识 是 有 偏 向 的 , 这 种 偏 向 阻 碍 了区 域 性 和 国 际 问 题 的 解 决 。 为 了 拓 宽 我 们 的 学 科 领 域 , 其 中 就 需 要 更 积 极 主 动 地 促 进 生 态40

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》学 和 环 境 科 学 家 合 作 , 简 而 言 之 就 是 一 种 生 态 学 人 文 环 境 的 改 变 。 尽 管 这 种 变 化 会 令 一 些研 究 者 感 到 不 安 , 但 从 长 远 来 看 , 生 态 学 将 从 这 种 改 变 中 收 益 : 其 将 转 变 为 一 门 被 公 众 广泛 接 受 的 科 学 、 并 提 供 全 球 问 题 的 解 决 方 案 。 我 们 必 须 营 造 一 个 跨 国 的 学 科 发 展 议 程 , 用于 在 对 生 态 可 持 续 性 至 关 重 要 的 领 域 间 交 流 知 识 并 构 筑 多 国 合 作 项 目 。具 体 行 动 八 : 生 态 学 知 识 的 全 球 化 。a). 定 期 把 国 外 ( 特 别 是 非 英 语 国 家 ) 优 秀 的 生 态 学 期 刊 和 其 它 刊 物 上 一 些 重 要 文 章翻 译 成 英 文 , 反 之 亦 然 。 语 言 的 障 碍 经 常 使 得 生 态 学 知 识 无 法 得 到 传 播 。 在 许 多 国 家 可 能只 用 唯 一 的 语 言 把 信 息 传 授 给 科 学 家 、 学 生 、 管 理 人 员 和 决 策 者 。 即 使 科 学 可 能 起 源 于 另一 个 国 家 , 但 是 可 用 于 公 开 发 表 的 语 言 常 常 是 英 语 。 如 果 是 用 地 方 语 言 发 表 , 科 学 知 识 就很 难 传 播 到 国 外 。 在 2003 年 ESA 年 会 期 间 , 美 洲 联 合 会 (Federation of the Americas) 成立 , 大 会 上 来 自 6 个 国 家 的 与 会 者 表 示 参 与 翻 译 重 要 科 学 文 献 的 优 先 行 动 。 他 们 推 荐 ESA《 生 态 学 与 环 境 科 学 前 沿 》 的 翻 译 作 为 最 初 的 举 措 。生 态 学 信 息 的 全 球 化 孕 育 着 新 的 合 作 研 究 , 对 正 在 进 行 的 研 究 项 目 的 质 量 将 有 进 一 步的 提 高 。 生 态 信 息 的 全 球 化 也 有 利 于 决 策 人 获 得 必 要 的 信 息 , 这 些 决 策 人 往 往 处 在 世 界 上生 物 多 样 性 最 高 、 生 物 多 样 性 受 到 的 威 胁 最 大 、 但 对 这 种 威 胁 的 响 应 却 很 低 的 那 些 角 落 。b). 放 宽 对 不 同 国 家 研 究 机 构 间 的 学 生 、 管 理 者 和 从 业 人 员 交 换 的 限 制 。 交 换 的 项 目有 几 个 方 面 的 显 著 成 果 :1) 对 生 态 学 知 识 和 技 术 的 更 新 ;2) 发 达 国 家 的 人 更 好 地 理 解 发展 中 国 家 的 生 态 知 识 ;3) 在 学 生 、 管 理 者 和 从 业 人 员 之 间 的 国 际 合 作 。c). 在 生 态 学 界 间 积 极 倡 导 国 际 合 作 。 帮 助 不 同 国 家 的 生 态 学 者 建 立 网 络 , 这 些 合 作将 会 对 研 究 议 程 和 教 育 项 目 产 生 深 远 的 影 响 。d). 学 术 界 同 应 用 领 域 的 多 边 合 作 , 通 过 寻 找 资 金 支 持 , 促 进 跨 国 链 接 的 研 究 项 目 国际 化 。 这 种 方 式 可 能 与 欧 盟 和 南 美 洲 正 在 进 行 的 合 作 项 目 相 似 。具 体 行 动 九 : 为 全 球 的 生 态 科 学 研 究 提 出 一 个 国 际 议 程 。ESA 应 该 召 开 以 可 持 续 发 展科 学 为 主 题 的 会 议 。 在 这 些 会 议 上 强 调 生 态 科 学 跨 国 界 、 跨 学 科 的 需 要 。 这 种 需 要 同 时 也已 经 由 诸 如 生 物 多 样 性 公 约 (CBD) 和 政 府 间 气 候 变 化 组 织 (IPCC) 等 很 多 论 坛 所 讨 论 得出 。 可 持 续 发 展 科 学 会 议 的 内 容 可 以 公 开 发 表 , 或 者 可 在 网 站 上 广 泛 下 载 利 用 。 在 2005年 8 月 召 开 的 ESA 和 INTECOL 联 合 大 会 即 是 一 个 良 好 的 开 端 , 同 时 2006 年 在 墨 西 哥 举行 ESA 大 会 也 已 被 写 入 计 划 。具 体 行 动 十 : 支 持 一 个 国 际 间 的 青 年 生 态 学 者 研 究 团 体 。a). 制 定 一 个 国 际 生 态 学 者 计 划 。 这 些 可 能 在 本 质 上 与 Rhodes 和 Gates Scholars 计 划 相似 。b). 制 定 学 生 和 博 士 后 到 实 验 室 和 参 加 学 术 会 议 的 交 流 项 目 。总 结 : 生 态 学 研 究 的 人 文 环 境 变 革 :生 态 学 的 人 文 环 境 随 着 这 个 学 科 的 发 展 而 发 展 , 适 应 和 改 变 。 我 们 现 在 正 处 在 一 个 关41

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》键 时 刻 , 如 果 生 态 学 要 为 我 们 的 星 球 , 在 发 展 可 持 续 性 的 将 来 扮 演 着 重 要 的 角 色 , 那 么 我们 必 须 加 速 这 种 变 化 , 使 之 与 我 们 所 面 临 的 挑 战 相 适 应 。 一 个 科 学 家 在 野 外 或 者 实 验 室 里单 打 独 斗 , 已 经 再 很 难 大 有 作 为 。 现 在 , 合 作 和 兼 容 已 经 成 为 主 流 , 只 有 这 样 我 们 才 能 解决 全 球 的 环 境 问 题 并 达 到 可 持 续 性 。 为 了 适 应 这 种 挑 战 , 我 们 必 须 考 虑 人 类 经 济 、 社 会 、政 治 和 管 理 , 促 进 包 括 自 然 科 学 家 、 社 会 科 学 家 和 决 策 者 在 内 的 合 作 , 以 及 从 地 方 尺 度 到国 际 水 平 的 合 作 。 我 们 必 须 致 力 在 全 球 传 播 生 态 学 知 识 , 推 动 国 际 合 作 , 提 出 一 个 关 注 地方 和 国 际 问 题 的 国 际 议 程 。 有 效 的 合 作 和 健 全 的 激 励 机 制 , 齐 心 协 力 地 培 养 生 态 学 工 作 者 ,这 些 将 会 产 生 创 造 性 的 、 杰 出 的 、 富 有 成 果 的 研 究 项 目 , 这 些 研 究 项 目 将 成 功 地 解 决 全 球可 持 续 性 的 问 题 。我 们 预 见 未 来 将 出 现 一 个 杰 出 的 生 态 学 大 家 庭 , 来 自 不 同 文 化 背 景 、 来 自 世 界 各 地 的研 究 机 构 、 工 业 界 、 非 政 府 组 织 、 教 育 界 、 管 理 层 和 政 策 层 的 成 员 之 间 互 相 尊 重 。 生 态 学国 际 团 体 内 的 合 作 , 以 及 生 态 学 与 其 它 学 科 间 的 合 作 , 将 成 为 很 平 常 的 事 情 , 成 为 科 研 资助 项 目 和 职 业 成 功 的 一 个 关 键 组 分 。 这 个 生 态 大 家 庭 的 成 员 将 包 括 全 世 界 各 地 的 性 别 和 种族 的 多 样 性 , 以 及 这 种 多 样 性 带 来 的 新 观 念 和 新 技 术 。 这 些 变 化 将 带 来 难 以 预 见 的 益 处 并将 跨 越 研 究 机 构 、 学 科 和 国 界 而 形 成 新 的 分 支 。 可 持 续 发 展 是 当 今 世 界 最 为 关 注 的 问 题 ,生 态 学 大 家 庭 的 成 员 们 正 在 为 生 态 学 科 发 展 铺 平 道 路 , 使 生 态 学 成 为 跨 团 体 、 跨 学 科 的 、解 决 全 球 可 持 续 性 问 题 的 有 力 武 器 。骆 亦 其 、 高 方 、 廖 成 章 译参 考 文 献Allen, W. 1999. Improving the use of collaborative approaches within natural resourcemanagement: knowledge and information management. [Online] URL:http://nrm.massey.ac.nz/changelinks/kno_inf.htmlAlpert, P. and A. Keller. 2003. Forum: The ecology–policy interface. Frontiers in Ecology and theEnvironment 1(1): 45-50.Bakshi, T.S. and Z. Naveh. (Ed.). 1980. Environmental education principles, methods andapplications. Proceedings of the Symposium on ‘Environmental Education’, 2nd INTECOLCongress, September 1978, Jerusalem, Israel. Plenum Press. New York.Bayley, P.B. 1989. Aquatic environments in the Amazon Basin with an analysis of carbon sources,fish production, and yield. Canadian Special Publications of Fisheries and Aquatic Sciences106: 399-408.Bayley, P. B. 1995. Understanding large river floodplain ecosystems. Bioscience 45:153-158.Bennett, E.M., S.R. Carpenter, G.D. Peterson, G.S. Cumming, M. Zurek, and P. Pingali. 2003.Why global scenarios need ecology. Frontiers in Ecology and the Environment 1(6): 322-329.Berkowitz, A.R. 1997. Defining environmental literacy: a call for action. Bulletin of theEcological Society of America 78(2): 170-172.Berkowitz AR, Nilon CH, and Hollweg KS. (Eds.)2003. Understanding urban ecosystems: a newfrontier for science and education. 8 th Cary Conference (1999): Institute of Ecosystem Studies.New York, NY: Springer-Verlag.Blank, L. and C.A. Brewer. 2003. Forum: ecology education when no child is left behind.Frontiers in Ecology and the Environment 1(7): 383-390.Botkin, D.B., J.E. Estes, R.M. MacDonald, and M. Wilson. 1984. Studying the earth’s vegetationfrom space. BioScience 34:508-514.Bradshaw, G.A. and J.G. Borchers. 2000. Perspective - uncertainty as information: narrowing thescience-policy gap. Conservation Ecology 4(1): 7. [Online] URL:http://www.consecol.org/vol14/iss1/art7.Burrows, S.N., S.T. Gower, M.K. Clayton, D.S. Mackay, D.E. Ahl, J.M. Norman, and G.Diak.42

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美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》Worcester, R. 2000. Science and society: what scientists and the public can learn from each other.Lecture to the Royal Institution of Great Britain, September 29, 2000.Worcester, R. 2002. Public understanding of science. Biologist 49(4): 14346

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》鸣 谢生 态 远 景 报 告 得 到 美 国 Packard 基 金 会 、Mellon 基 金 会 , 美 国 国 家 科 学 基 金 会 , 美 国国 家 海 洋 和 大 气 局 , 美 国 环 保 机 构 , 美 国 地 质 勘 探 局 以 及 美 国 农 业 部 的 资 助 。在 过 去 12 个 月 的 工 作 当 中 , 很 多 人 给 予 了 我 们 很 多 建 议 、 观 点 、 关 键 的 评 论 甚 至 对 我们 的 观 点 进 行 了 尖 锐 的 批 评 , 这 样 促 使 我 们 更 加 努 力 的 工 作 , 使 我 们 的 工 作 更 加 具 有 创 造性 。 我 们 接 受 了 美 国 生 态 学 会 、 其 他 科 学 学 科 、 政 府 以 及 非 政 府 组 织 团 体 和 工 业 部 门 人 员广 泛 的 资 助 。在 早 期 的 远 景 委 员 会 回 议 中 , 下 面 这 些 人 给 我 们 提 供 了 宝 贵 的 观 点 :Becky Allee, 国家 海 洋 和 大 气 局 ;Ann Bartuska, 上 届 美 国 生 态 学 会 主 席 ; 美 国 林 业 局 ;Jerry Elwood, 美国 能 源 部 ;Jeff Frithsen, 美 国 环 保 署 ;David Goldston, 美 国 住 宅 科 学 委 员 会 ;Lara Hansen,世 界 野 生 动 植 物 基 金 组 织 ;Susan Haseltine, 美 国 地 质 勘 探 局 ;Gretchen Hofmann, 加 利 弗里 亚 Santa Barbara 大 学 ;Anthony Janetos,Heinz Center,John Melack, 加 利 弗 里 亚 SantaBarbara 大 学 ;Mark Poth, 美 国 农 业 部 ;Peter Preuss, 美 国 环 保 署 ;Don Scavia, 密 歇 根Sea Grant;Gerald Selzer, 国 家 科 学 基 金 会 ;Mark Schildhaue, 国 家 生 态 分 析 中 心 ;Jeff Ruch,环 境 责 任 公 众 雇 员 ;Vikki Spruill,SeaWeb; 以 及 国 家 生 态 分 析 中 心 博 士 后 的 同 事 。下 面 这 些 人 在 2003 年 7 月 我 们 的 早 餐 会 或 其 他 场 合 奉 献 了 时 间 和 专 业 知 识 , 委 员 会 从中 接 受 了 对 我 们 最 初 想 法 的 大 量 反 馈 和 批 评 :Al Abee, 美 国 林 业 局 ;Becky Allee, 国 家 海洋 和 大 气 局 ;David Blockstein, 国 家 科 学 和 环 境 委 员 会 ;Peter Boice, 美 国 国 防 部 ;TomBrooks, 国 际 资 源 保 护 会 ;Jim Clark,Exxon 移 动 ;Jerry Elwood, 美 国 能 源 部 ;Penny Firth,国 家 基 金 委 员 会 ;Mike Frame, 美 国 地 质 勘 探 局 ;Thomas Franklin, 野 生 动 植 物 学 会 ;PeterFrumhoff,Concerned 联 合 会 的 科 学 家 ;Stephen Gasteyer, 乡 村 社 区 辅 助 计 划 ;Lara Hansen,世 界 野 生 动 植 物 基 金 会 ;Susan Haseltine, 美 国 地 质 勘 探 局 ;Ted Heintz, 环 境 质 量 委 员 会 ;Anthony Janetos,Heinz 中 心 ;Diana Jerkins, 美 国 农 业 部 ;Gretchen Hofmann, 加 利 弗 里 亚大 学 Santa Barbara 分 校 ;Janice Larkin, 美 国 国 防 部 ;Orie Loucks, 迈 阿 密 大 学 ;Nadine Lymn,美 国 生 态 学 会 ;Shirley Malcolm, 美 国 科 学 促 进 会 ;John Melack, 加 利 弗 里 亚 Santa Barbara分 校 ;Silvio Olivieri, 国 际 资 源 保 护 会 ;Samuel Rankin, 美 国 数 学 学 会 ;Douglas Ripley,国 家 空 中 警 卫 队 ;Keith Robinson, 联 合 国 环 境 署 ;Catriona Rogers, 美 国 环 保 署 ;SamScheiner, 国 家 科 学 基 金 会 ;Craig Schiffries, 国 家 科 学 和 环 境 委 员 会 ;Mark Schildhauer,国 家 生 态 分 析 中 心 ;Fran Sharples, 国 家 科 学 基 金 会 ;Robin White, 世 界 资 源 研 究 所 ;CalWieder, 国 家 科 学 基 金 会 ;John Wiens, 自 然 保 护 委 员 会 。我 们 还 要 感 谢 SeaWeb/ COMPASS 的 Nancy Baron 做 出 的 实 质 性 贡 献 , 特 别 感 谢SeaWeb 的 Ashley Simons, 社 会 科 学 研 究 委 员 会 的 Diana Rhoten, 蒙 大 拿 大 学 的 CarolBrewer, 杜 克 大 学 的 William Schlesinger, 他 们 对 委 员 会 的 工 作 作 出 了 突 出 的 贡 献 。 还 要 感谢 Jim Ehlringer 和 Rodolfo Dirzo, 因 为 时 间 冲 突 的 原 因 , 在 退 出 委 员 会 之 前 , 他 们 给 予 了早 期 的 资 助 。 同 时 感 谢 几 个 机 构 组 织 , 包 括 国 家 生 态 分 析 和 综 合 中 心 ;Sevilleta 野 外 研 究站 ;Harbor Hills Yacht 俱 乐 部 ;Maryland 大 学 的 协 作 。感 谢 美 国 生 态 学 会 董 事 会 在 该 项 目 进 行 和 报 告 完 成 的 过 程 中 的 支 持 和 资 助 , 特 别 是47

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》Ann Bartuska 和 William Schlesinger, 在 他 们 作 为 美 国 生 态 学 会 主 席 的 任 期 内 同 我 们 一 起工 作 。 我 们 还 要 感 谢 华 盛 顿 地 区 、 银 泉 和 马 里 兰 的 生 态 学 会 工 作 人 员 , 在 整 个 项 目 进 行 过程 中 所 给 予 的 智 慧 和 精 力 的 支 持 。 特 别 要 感 谢 ESA 的 执 行 主 任 Katherine McCarter, 还 有网 站 管 理 员 Moe Zaw-Aung, 是 他 帮 助 开 设 了 本 项 目 的 网 站 和 成 员 的 问 卷 调 查 。我 们 还 要 感 谢 ESA 教 育 和 人 类 资 源 委 员 会 的 委 员 们 , 他 们 对 生 态 教 育 提 出 了 很 好 的 建议 , 还 要 感 谢 Fred Powledge, 他 为 我 们 的 报 告 进 行 了 校 改 , 使 之 通 俗 易 懂 。特 别 感 谢 上 届 ESA 主 席 , 斯 坦 福 大 学 的 Pamela Matson, 在 我 们 项 目 的 早 期 阶 段 , 是他 对 我 们 的 项 目 提 供 了 最 初 的 想 法 , 提 供 了 相 关 的 专 业 知 识 和 支 持 。我 们 还 要 感 谢 ESA 会 员 的 帮 助 , 感 谢 他 们 通 过 问 卷 调 查 、2003 年 Savannah 的 ESA 年会 , 通 过 个 人 的 EMAIL 以 及 同 委 员 会 成 员 的 讨 论 等 多 种 方 式 所 提 供 的 宝 贵 支 持 和 想 法 。( 欧 阳 文 锐 译 )附 录 一 : 首 字 母 略 语 与 缩 写AAAS — American Association for the Advancement of Science 美 国 科 学 促 进 协 会AR — anticipatory research 前 瞻 性 研 究ASLO — American Society of Limnology and Oceanography 全 美 湖 泊 及 海 洋 学 会AVHRR — advanced very high resolution radiometer 高 级 高 解 析 度 的 辐 射 计BEN — Biological Education Network 生 物 学 教 育 网 络CASEE — Center for the Advancement of Scholarship on Engineering Education 促 进 工 程 学教 育 奖 学 金 中 心CC — cultural changes 文 化 的 变 革CEIS — Centers for the Ecological Implementation of Solutions 生 态 解 决 途 经 实 施 中 心CERC — Center for Environmental Research and Conservation 环 境 研 究 保 护 中 心CERES — Council for Environmentally Responsible Economics 环 境 经 济 委 员 会CLEANER — Collaborative Large-scale Engineering Analysis Network for EnvironmentalResearch 大 规 模 环 境 工 程 研 究 与 分 析 协 作 网 络CUAHSI — Consortium of Universities for the Advancement of Hydrologic ScienceIncorporated 高 校 水 文 学 促 进 会ECI — Ecological Cyber Infrastructure 生 态 网 络 结 构EIN — Ecological Information Network 生 态 学 信 息 网 络EPA — Environmental Protection Agency (US) 美 国 环 境 保 护 署ERIC — Educational Resources Information Center 教 育 资 源 信 息 中 心ERIN – Ecological Research Infrastructure Network 生 态 研 究 基 础 设 施 网 络ESA — Ecological Society of America 美 国 生 态 学 会EUCC — European Union of Coastal Conservation 欧 洲 海 岸 保 护 联 盟FIRST — Faculty Institutes Reforming Science Training 提 供 科 学 培 训 的 大 学 及 研 究 所GIS — Geographical Information System 地 理 信 息 系 统ICSU — International Council of Scientific Unions 国 际 科 学 联 合 委 员 会ID — informing decisions 以 资 讯 为 基 础 的 明 智 决 策48

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》IEK — informed by ecological knowledge 以 生 态 学 为 基 础 的 …..INTECOL — International Ecology Education Conference 国 际 生 态 教 育 大 会IPCC — International Panel on Climate Change 国 际 气 候 变 化 委 员 会K-12 — kindergarten through 12 th grade 从 幼 儿 园 到 12 年 级 ( 高 中 )LTER — Long Term Ecological Research Network 长 期 生 态 研 究 网 络NAE — National Academy of Engineering (US) 美 国 工 程 院NASA-EOS — National Aeronautics and Space Administration—Earth Observing System (US)美 国 国 家 宇 航 局 — 地 球 观 测 系 统NCEAS — National Center for Ecological Analysis and Synthesis 美 国 国 家 生 态 分 析 与 整 合中 心NCSE — National Council on Science and the Environment 美 国 国 家 科 学 和 环 境 委 员 会NEON — National Ecological Observatory Network (US) 美 国 国 家 生 态 学 观 测 网 络NGO — non-governmental organization 非 政 府 组 织NIH — National Institutes of Health (US) 美 国 国 家 健 康 研 究 院NOAA — National Oceanic and Atmospheric Administration (US) 美 国 国 家 海 洋 大 气 局NRC — National Research Council (US) 美 国 国 家 科 研 委 员 会NSF — National Science Foundation (US) 美 国 国 家 科 学 基 金 会NSF-ERE — National Science Foundation— Environmental Research and Education (US) 美 国国 家 科 学 基 金 会 -- 环 境 科 研 教 育 基 金OBFS — Organization of Biological Field Stations 生 物 实 验 站 组 织PIER — Programs for Integrative Ecological Research 生 态 综 合 研 究 计 划SBI — Sustainable Biosphere Initiative 可 持 续 生 物 圈 行 动 计 划SeaWeb/COMPASS SeaWeb’s Communication Partnership for Science and the Sea 海 洋 网 站 的科 学 与 海 洋 通 讯 伙 伴 关 系SEEDS — Strategies for Ecology Education, Development, and Sustainability 有 关 生 态 教 育 、发 展 、 可 持 续 性 方 面 的 策 略SYEFEST — Schoolyard Ecology for Elementary School Teachers 为 小 学 教 师 写 的 学 校 操 场生 态 学TIEE — Teaching Issues and Experiments in Ecology 生 态 学 的 教 学 和 实 验TNC — The Nature Conservancy “ 自 然 保 护 ” 组 织UC-Santa Barbara — University of California at Santa Barbara Santa Barbara 加 州 大 学URL — Uniform Resource Locator 统 一 资 源 定 位USDA — United States Department of Agriculture 美 国 农 业 部WWF — World Wildlife Federation 世 界 野 生 生 物 基 金 会( 黄 长 志 译 )49

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》附 录 二 : 美 国 生 态 学 会 “ 生 态 远 景 委 员 会 ” 会 议 记 要第 1 次 会 议 :2003 年 1 月 6 日 —8 日 , 华 盛 顿 :与 会 者 :Margaret Palmer, Emily Bernhardt, Liz Chornesky, Cliff Duke , Jim Ehlringer,Robb Jacobson , Rhonda Kranz, Mike Mappin, Fiorenza Micheli, Jen Morse, Mike Pace,Mercedes Pascual, Steve Palumbi, Jim Reichman, Bill Schlesinger, Alan Townsend, MonicaTurner.嘉 宾 :Becky Allee, NOAA; Ann Bartuska, ESA Past-President, TNC; Scott Collins,NSF( now University of New Mexico); Jerry Elwood, USDE; Jeff Frithsen, EPA; Lara Hansen,WWF; Sue Haseltine, US Geological Survey; Tony Janetos , Heinz Center; Katherine McCarter,ESA Executive Director; Pamela Matson, ESA Past-President, Stanford;Mark Poth, USDA;Silvio Olivieri, Conservation International; Peter Preuss, EPA; Catriona Rogers, EPA; DavidRogers, NOAA; Don Scavia, NOAA; Gerald Selzer, National Science Foundation.Pam Maton 和 Ann Bartuska 受 委 员 会 的 委 托 , 为 发 展 美 国 生 态 学 会 的 战 略 行 动 计 划 而召 开 此 次 会 议 。 该 计 划 作 为 可 持 续 生 物 圈 报 告 的 后 续 工 作 , 具 有 战 略 执 行 意 义 , 结 果 应 当超 过 之 前 的 报 告 。 这 次 会 议 的 主 要 议 题 是 :1) 更 新 生 态 学 议 程 ;2) 明 确 生 态 学 发 展 中 的主 要 障 碍 以 促 进 其 发 展 ;3) 为 克 服 这 些 问 题 提 供 可 行 机 制 。 此 次 会 议 的 目 的 之 一 是 支 持 美国 生 态 学 会 近 期 关 注 点 的 转 变 —— 更 关 注 应 用 生 态 学 并 提 高 作 为 “ 实 用 科 学 ” 的 价 值 。在 会 议 的 第 一 天 和 第 二 天 上 午 安 排 了 一 些 发 言 。Katherine McCarter 和 Rhonda Kranz对 美 国 生 态 学 会 的 组 织 结 构 作 总 结 报 告 , 此 前 是 对 于 最 近 国 家 科 学 基 金 会 地 球 科 学 基 金 组关 于 ASLO 结 果 和 他 们 未 来 方 向 的 讨 论 。 委 员 会 将 会 听 取 发 言 , 并 与 来 自 6 个 政 府 组 织 和3 个 NGO 的 代 表 进 行 讨 论 , 这 些 代 表 提 供 了 各 自 机 构 对 生 态 学 界 关 注 问 题 的 总 结 。 讨 论 的议 题 主 要 包 括 : 作 为 一 种 手 段 , 为 机 构 和 组 织 规 划 提 供 信 息 以 供 行 动 ; 在 管 理 问 题 上 的 更多 涉 入 ; 帮 助 在 公 众 中 建 立 这 样 一 种 思 想 - 政 策 制 定 者 必 须 追 随 公 众 ; 让 优 秀 的 科 学 家 在基 金 会 中 居 于 高 位 ; 更 加 广 泛 的 和 更 加 快 速 的 提 供 研 究 结 果 ; 为 完 成 紧 急 任 务 共 享 数 据 ;更 加 大 胆 地 思 索 和 询 问 批 评 性 问 题 和 发 现 财 富 ; 提 高 生 态 学 研 究 生 的 数 学 技 能 ; 为 非 生 态学 者 提 供 更 多 的 训 练 ; 增 加 会 中 少 数 民 族 成 员 ; 更 多 的 建 模 、 预 报 和 预 测 能 力 ; 更 多 的 合作 ; 提 供 更 多 的 培 训 ; 增 加 科 学 行 动 和 保 护 管 理 需 要 间 的 交 汇 ; 支 持 在 网 络 监 测 上 的 增 长 。所 有 的 委 员 会 成 员 会 提 供 他 们 的 观 点 , 作 为 生 态 学 前 瞻 计 划 的 结 果 什 么 能 够 被 完 成 ,目 的 在 于 发 展 一 个 引 人 注 目 的 、 易 于 理 解 的 、 令 人 鼓 舞 的 和 我 们 未 达 到 的 领 域 的 短 期 预 见 。以 下 是 提 供 的 草 案 :我 们 正 处 于 环 境 空 前 变 化 的 时 代 , 这 对 生 态 学 家 提 出 了 更 多 的 要 求 。 未 来 的 生 态 学 必须 解 释 和 预 测 我 们 共 享 的 环 境 。 生 态 学 也 必 须 植 根 于 教 育 以 加 强 公 共 决 策 。 生 态 学 界 必 须随 时 准 备 去 创 造 一 个 可 响 应 的 和 一 体 化 的 科 学 以 控 制 生 态 学 知 识 的 爆 炸 , 解 决 社 会 问 题 ,增 加 人 类 和 自 然 界 的 基 础 知 识 。 这 些 都 要 求 一 个 革 命 , 即 生 态 学 知 识 应 当 被 收 集 并 用 于 研究 、 教 育 和 公 共 决 策 。委 员 会 讨 论 了 之 前 的 研 究 , 认 为 使 用 之 前 的 报 告 例 如 NSF 和 NRC 的 报 告 所 提 出 的 建50

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》议 是 非 常 重 要 的 , 但 是 委 员 会 必 须 超 越 他 们 以 确 定 要 执 行 的 特 殊 行 动 。 作 为 加 速 生 态 学 发展 优 先 考 虑 的 事 , 确 定 了 四 项 行 动 , 工 作 组 为 每 项 行 动 起 草 了 文 件 :• 即 得 信 息 的 获 取 及 全 方 位 的 介 入• 必 要 的 文 化 转 移• 超 越 和 教 育 ( 对 社 会 的 所 有 方 面 )• 技 术 革 新 和 发 展第 2 次 会 议 :2003 年 4 月 1 日 -3 日 ,NCEAS, Santa Barbara, CA:与 会 者 :Margaret Palmer, Emily Bernhardt, Scot Collins, Rodolfo Dirzo, Andy DOBSON,Cliff Duke, Barry Gold, Robb Jacobson, Sharon Kingsland, Rhonda Kranz, Mike Mappin,Fiorenza Micheli, Jen Morse, Mike Pace, Mercedes Pascual, Jim Reichman, Alan Townsend.嘉 宾 :Gretchen Hofmann, UC-Santa, Barbara; John Melack, UC-Santa Barbara; DarRoberts, UC-Santa Barbara; Mark Schildhauer, National Center for Ecological Analysis andSynthesis; NCEAS Post-doctoral Associates.委 员 会 欢 迎 三 位 新 成 员 :Scott Collins(University of New Mexico) , SharonKingsland(Johns Hopkins University) and Barry Gold(Packard foundation).这 次 会 议 集 中 于 在 “ 信 息 技 术 ” 和 “ 研 究 创 新 ” 上 的 未 来 展 望 ( 这 一 想 法 来 自 既 有 的信 息 获 得 和 对 技 术 手 段 革 新 的 介 入 及 展 开 )。 这 次 内 容 的 陈 述 由 来 自 NCEAS 和 UC-SantaBarbara 的 科 学 家 进 行 。与 会 者 将 国 际 化 作 为 第 五 个 生 态 学 发 展 的 战 略 目 标 。这 次 会 议 作 出 了 一 个 决 定 , 制 定 此 决 定 是 以 期 求 得 一 个 可 以 快 速 出 版 , 能 够 及 时 反 映关 于 委 员 会 的 各 项 建 议 ( 这 些 建 议 都 是 于 2003 年 12 月 之 前 以 全 文 或 者 提 要 的 形 式 给 出 )的 机 制 。 除 了 各 ESA Governing Board 的 报 告 之 外 , 委 员 会 还 将 继 续 出 版 两 份 材 料 以 使 公众 更 加 了 解 这 个 行 动 计 划 。委 员 会 还 制 定 了 一 份 计 划 以 获 得 来 自 ESA community 的 普 遍 支 持 , 以 及 联 邦 代 办 的 代表 、NGOs 和 行 业 代 表 们 的 帮 助 。 这 个 计 划 包 括 :1) 一 系 列 的 华 盛 顿 特 区 早 餐 简 报 ;2)给 ESA 成 员 的 调 查 问 卷 ;3)5 月 份 给 ESA 管 理 理 事 会 的 一 份 报 告 ;4) 同 ESA Section chairs的 交 流 ;5) 与 ESA 教 育 和 公 共 事 务 办 公 室 的 协 作 ;6) 在 Savannah 举 行 的 ESA 会 议 期 间和 拉 丁 美 洲 生 态 协 会 主 席 的 午 餐 会 ; 以 及 7) 主 动 举 行 一 个 关 于 在 Savannah 举 行 的 ESA会 议 的 公 开 的 论 坛 和 讨 论 。在 工 作 组 的 成 员 进 行 重 组 之 后 , 将 使 各 方 面 的 工 作 更 加 顺 利 , 继 续 完 善 这 5 个 生 态 学发 展 的 战 略 目 标 。第 3 次 会 议 :2003 年 8 月 24-28 日 , 马 里 兰 州 安 纳 波 利 斯 :与 会 者 :Margaret Palmer, Emily Berhardt, Liz Chornesky, Scott Collins, Andy Dobson,Cliff Duke, Barry Gold, Robb Jacobson, Sharon Kingsland, Rhonda Kranz, Mike Mappin,51

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》Marisa Martinez, Fiorenza Micheli, Jen Morse, Mike Pace, Mercedes Padcual, Steve Palumbi,Jim Reichman, Alan Townsend.嘉 宾 :Carol Brewer, University of Montana; David Goldston, the House Science Committee;Katherine McCarter, ESA; Diana Rhoten, Hybrid Vigor, Stanford University; Jeff Ruch, PublicEmployees for Environmental Responsibility; Ashley Simons, SeaWeb; Vikki Spruill, SeaWeb;Jason Taylor, ESA.委 员 会 接 受 了 委 员 Rodolfo Dirzo 和 Jim Ehlringer 的 辞 职 , 并 欢 迎 新 委 员 成 员 MarisaMartinez( 来 自 Universidad Nacional Autonoma de Mexico 的 生 态 学 院 )。这 次 会 议 主 要 围 绕 三 个 目 标 进 行 :1) 重 新 聚 焦 于 the goals of the projection 和 确 定 这 些行 动 的 主 次 关 系 上 来 ;2) 委 员 会 的 作 出 更 多 的 成 绩 发 展 更 多 的 思 想 和 框 架 ; 和 3) 加 强 “ 公众 教 育 并 得 到 更 大 的 延 伸 ”,“ 促 进 文 化 交 流 ”, 和 “ 国 际 化 ” 展 望 。委 员 会 接 受 了 来 自 ESA 成 员 问 卷 调 查 、 早 餐 会 和 ESA Governing board 的 值 得 考 虑 的反 馈 意 见 , 这 些 工 作 组 的 多 数 意 见 是 将 重 点 放 在 发 展 有 所 见 识 的 公 众 ( 包 括 学 生 , 市 民 ,消 费 者 , 管 理 人 员 和 公 务 人 员 ) 的 优 先 权 上 来 。委 员 会 讨 论 了 the until-now 的 暗 示 的 保 证 发 展 并 执 行 一 个 行 动 的 持 续 性 时 目 标 。 持续 性 将 要 被 作 为 一 项 开 始 行 动 计 划 的 具 有 组 织 性 的 主 题 。委 员 会 有 关 展 望 的 修 改 陈 述 如 下 :环 境 问 题 决 定 了 我 们 未 来 的 工 作 内 容 ; 生 态 科 学 将 帮 助 决 定 人 类 的 命 运 。 我 们 的 世 界拥 有 数 以 十 亿 计 的 人 口 , 我 们 像 所 有 其 它 生 命 有 机 体 一 样 改 变 我 们 的 环 境 并 将 继 续 改 变 。未 来 的 世 界 应 当 是 能 够 容 纳 数 以 十 亿 计 的 人 类 的 可 持 续 的 生 态 系 统 。 仅 靠 生 态 学 我 们 是 不能 够 达 到 这 一 目 标 的 , 但 我 们 的 投 入 是 必 要 的 。 生 态 科 学 使 社 会 达 到 可 持 续 性 成 为 可 能 。本 次 委 员 会 的 关 于 生 态 的 展 望 范 围 已 被 讨 论 , 与 会 者 一 致 同 意 , 对 环 境 科 学 家 、 基 金会 、 管 理 者 及 广 大 听 众 , 以 及 对 于 ESA 来 说 是 更 为 专 业 的 辅 助 性 的 和 更 直 接 性 的 目 标 来 说 ,我 们 关 于 每 一 个 方 面 的 展 望 都 具 有 超 前 性 和 并 具 有 一 定 的 挑 战 性 。由 生 态 展 望 委 员 会 提 出 的 5 项 成 果 已 被 确 认 :1) 给 ESA Governing Board 的 报 告 , 该报 告 清 楚 的 表 达 了 一 项 计 划 , 并 提 供 了 明 确 的 行 动 方 案 ;2) 在 高 知 名 度 杂 志 ( 诸 如 : 科 学 )上 发 表 论 文 , 以 引 出 “call to action”;3) 在 ESA 的 年 度 会 议 的 公 共 论 坛 上 集 中 讨 论 并 获取 反 馈 意 见 。4) 在 其 他 协 会 的 会 议 上 发 言 相 互 了 解 ; 和 5) 刊 行 Frontiers, 以 提 供 计 划 细节 和 在 广 泛 的 生 态 团 体 操 作 中 的 应 用 。第 4 次 例 会 :2003 年 10 月 31 日 -11 月 3 日 ,Sevilleta Field Research Station,Albuquerque,NM:与 会 者 :Margaret Palmer, Emily Bernhardt, Liz Chornesky, Scott Collins, Cliff Duke,Barry Gold, Robb Jacobson, Sharon Kingsland, Rhonda Kranz, Mike Mappin, Marisa Martinez,Fiorenza Micheli, Jen Morse, Mike Pace, Steve Palumbi, Jim Reichman, Bill Schlesinger, Alan52

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》Townsend, Monica Turner.嘉 宾 :Ashley Simons, SeaWeb.这 次 会 议 的 目 标 是 完 成 致 ESA 的 报 告 的 草 案 和 一 份 提 交 给 科 学 杂 志 的 论 文 的 草 稿 。 委员 会 这 次 还 将 原 先 5 个 方 面 的 远 景 精 简 成 3 个 :• 创 新 ( 研 究 思 想 创 新 和 技 术 手 段 创 新 )• 动 员 更 多 具 有 一 定 水 平 的 公 众 参 与• 多 元 文 化 交 流 的 促 成 ( 具 体 表 现 为 国 际 化 )( 江 洪 译 )附 录 三 : 有 关 生 态 远 景 构 想 的 早 餐 会 议 纪 要Margaret Palmer, Clifford Duke 和 Rhonda Kranz 于 2003 年 7 月 与 三 个 8-10 人 组 成 的 小组 召 开 了 早 餐 会 议 , 讨 论 有 关 生 态 远 景 构 想 的 计 划 、 征 求 反 馈 意 见 和 建 立 联 系 。 与 会 者 包括 来 自 各 政 府 机 关 、 非 政 府 组 织 、 商 界 和 各 协 会 的 代 表 ( 本 文 结 尾 处 附 有 出 席 人 名 单 )。 讨论 非 常 活 跃 , 每 次 都 远 远 超 出 原 计 划 的 一 个 半 小 时 时 间 。 到 会 者 对 此 项 目 非 常 看 好 , 纷 纷要 求 继 续 参 与 今 后 的 工 作 。 下 面 列 举 的 是 最 感 兴 趣 的 一 些 评 语 和 建 议 。合 作 和 有 关 生 态 学 知 识 的 使 用 :• 我 们 必 须 更 加 重 视 教 育 , 不 仅 仅 是 那 些 在 课 堂 和 非 正 式 场 合 的 教 育 , 我 们 应 该 将 科 学全 民 化 (democratization), 让 科 研 结 果 充 分 显 示 其 重 要 性 和 实 用 性 。• 美 国 生 态 学 会 (ESA) 应 该 充 当 不 同 组 织 和 社 区 沟 通 的 桥 梁 。• 我 们 应 该 鼓 励 所 有 相 关 的 人 员 参 与 合 作 , 而 不 只 是 科 研 人 员 。• 将 生 态 学 知 识 介 绍 到 基 层 政 府 决 策 人 的 手 中 , 使 生 态 学 方 法 和 工 具 更 易 于 使 用 。• 决 策 人 的 观 点 必 须 考 虑 在 内 , 因 为 生 态 学 家 未 必 了 解 当 地 的 决 策 过 程 。• 我 们 必 须 破 除 专 职 发 展 社 区 的 人 员 与 科 学 家 之 间 的 隔 膜 。• 地 方 社 区 的 管 理 人 员 和 工 程 技 术 人 员 应 该 和 生 态 学 家 们 一 起 合 作 。• 必 须 建 立 便 于 管 理 的 数 据 库 。• 发 挥 私 营 企 业 和 非 牟 利 组 织 的 作 用 , 鼓 励 他 们 参 与 生 态 学 研 究 。• 从 事 基 础 研 究 的 人 员 需 要 与 从 事 应 用 实 践 的 人 员 进 行 更 有 效 的 对 话 。 目 前 , 他 们 认 为自 己 在 实 际 决 策 过 程 中 并 没 有 什 么 影 响 力 。• 生 态 学 家 应 该 到 政 府 部 门 担 任 决 策 工 作 。• 向 大 众 进 行 科 学 普 及 。 许 多 社 会 调 查 表 明 , 大 众 尊 重 科 学 。 因 此 , 大 家 往 往 把 科 学 家所 说 的 话 当 作 终 极 真 理 , 而 科 学 家 自 己 知 道 那 并 不 是 终 极 真 理 。 这 正 是 问 题 所 在 。• 我 们 需 要 多 与 那 些 曾 经 研 究 过 水 资 源 利 用 和 同 类 型 问 题 的 社 会 科 学 工 作 者 合 作 , 向 他们 学 习 如 何 使 用 这 类 数 据 资 料 。• 我 们 应 该 设 法 让 大 众 把 思 考 的 重 点 放 在 过 程 , 而 不 仅 仅 是 思 考 孤 立 的 问 题 。 科 学 家 们往 往 以 为 “ 正 常 人 ” 并 不 这 么 思 考 问 题 , 只 有 象 他 们 那 样 经 过 特 殊 训 练 的 人 才 会 这 样思 考 。 其 实 , 如 果 这 个 过 程 能 够 分 繁 化 简 , 让 人 一 目 了 然 , 就 能 够 得 到 社 区 的 参 与 ,有 助 于 环 境 决 策 的 制 定 。53

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》• BEN( 生 物 学 教 育 网 络 ) 就 是 一 个 生 物 学 团 体 合 作 的 例 子 。 他 们 已 经 决 定 如 何 共 享 有关 信 息 了 。科 研 团 体 :• 应 该 在 私 营 企 业 、 政 府 机 构 、 以 及 学 术 界 设 置 奖 励 制 度 。• 应 该 鼓 励 科 学 家 进 行 科 普 宣 传 。 一 个 成 功 的 例 子 是 Canon 公 园 奖 学 金 。 持 有 奖 学 金 的学 生 必 须 撰 写 一 篇 如 何 将 其 研 究 工 作 应 用 于 公 园 管 理 的 文 章 , 并 向 公 众 宣 讲 他 们 的 工作 。• 生 态 学 家 应 该 常 常 自 省 自 己 在 其 它 学 科 眼 里 的 形 象 , 学 习 如 何 开 展 与 其 它 学 科 相 关 的研 究 。从 经 济 学 数 据 网 所 得 到 的 启 示 :• 政 府 项 目 定 期 更 新 数 据 库 , 对 经 济 非 常 有 利 。 一 个 生 态 学 数 据 收 集 网 的 建 立 , 将 会 有益 于 管 理 和 科 研 双 方 。• 要 想 推 行 这 个 想 法 , 我 们 就 要 象 经 济 学 家 曾 经 做 过 的 那 样 , 保 证 这 个 网 络 远 不 只 是 令科 研 受 益 。 我 们 需 要 让 公 众 了 解 这 些 数 据 , 每 年 进 行 更 新 , 就 象 他 们 所 习 惯 得 到 的 经济 数 据 一 样 。• 尽 管 经 济 数 据 有 漏 洞 , 但 经 济 学 家 已 达 成 共 识 : 在 现 有 的 基 础 上 不 断 改 进 。• 经 济 学 家 能 够 把 经 济 学 用 平 实 、 易 懂 的 语 言 表 达 出 来 , 生 态 学 家 也 应 这 样 做 。数 据 和 信 息 :• 长 期 数 据 库 是 关 键 。 做 到 这 一 点 主 要 靠 政 府 和 研 究 机 构 的 长 期 资 源 与 稳 定 性 。• 要 明 白 我 们 需 要 多 尺 度 的 数 据 , 而 不 仅 仅 是 大 尺 度 数 据 。• 预 测 性 模 型 非 常 重 要 。 在 与 公 众 进 行 宣 传 、 交 流 时 , 要 能 说 出 我 们 可 以 指 望 什 么 、 不可 以 指 望 什 么 。• 要 有 概 念 性 模 型 来 指 导 这 些 数 据 的 使 用 , 不 仅 要 知 道 哪 些 数 据 有 用 , 而 且 要 知 道 哪 些是 想 要 的 结 果 。• 在 全 球 范 围 内 制 定 并 协 调 生 态 标 准 、 发 展 高 科 技 , 培 训 使 用 这 些 技 术 的 专 业 人 员 。 我们 需 要 更 多 的 培 训 。国 际 问 题 :• 在 发 展 中 国 家 , 决 策 人 往 往 不 易 得 到 有 关 的 生 态 数 据 信 息• 我 们 需 要 在 发 展 中 国 家 建 立 生 态 学 家 的 联 络 网 , 为 数 据 和 复 合 数 据 的 流 通 积 极 创 造 条件 。• 应 用 科 学 与 基 础 科 学 的 区 分 是 美 国 特 有 的 产 物 , 对 其 它 许 多 国 家 的 科 学 家 来 说 是 个 挺奇 怪 的 概 念 。• 要 想 让 美 国 生 态 学 会 全 球 化 , 尤 其 是 在 地 球 上 那 些 生 物 多 样 性 及 其 所 受 威 胁 最 高 、 而对 付 那 些 威 胁 的 能 力 又 最 低 的 地 区 , 我 们 应 同 时 采 取 一 系 列 低 科 技 的 解 决 办 法 和 高 科技 的 尝 试 。• 要 让 私 营 企 业 在 做 规 划 时 就 更 加 重 视 环 境 问 题 , 这 是 件 非 常 不 容 易 的 事 。 企 业 在 全 球范 围 内 对 当 地 的 基 础 设 施 进 行 投 资 , 但 对 于 环 境 保 护 却 重 视 不 够 。54

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》• 在 许 多 国 家 , 对 环 境 问 题 的 认 识 不 能 对 外 , 而 且 是 个 政 治 问 题 。 我 们 需 要 更 加 理 解 当地 人 对 环 境 问 题 有 什 么 不 同 的 理 解 。• 在 发 展 中 国 家 , 人 们 往 往 只 在 提 高 生 活 品 质 的 时 候 才 想 起 生 态 学 。 城 市 生 态 学 在 许 多发 展 中 国 家 越 来 越 重 要 。• 对 于 许 多 想 法 , 我 们 需 要 和 来 自 或 工 作 在 国 际 社 会 的 同 事 共 同 审 查 、 思 考 。讨 论 框 架 :• 我 们 需 要 提 出 能 让 公 众 特 别 感 兴 趣 的 , 既 重 要 又 简 单 的 问 题 。 大 规 模 基 建 项 目 的 成 功都 是 因 为 能 够 提 出 清 晰 、 简 单 的 问 题 , 并 宣 称 该 项 目 可 以 回 答 这 一 问 题 而 得 到 支 持 的 。• 安 全 保 卫 是 大 家 都 理 解 的 一 个 概 念 。 例 如 , 我 们 需 要 理 解 集 水 区 的 生 态 特 性 , 以 便 能防 止 恐 怖 分 子 的 破 坏 。 但 我 们 也 必 须 小 心 , 提 及 安 全 保 卫 可 能 会 让 人 联 想 到 “ 发 国 难财 ”(ambulance chasing)。• 生 态 构 想 应 该 不 只 是 来 自 生 态 研 究 人 员 的 看 法 。 如 果 大 家 都 能 围 绕 “ 生 态 学 给 我 们 的提 示 ” 来 看 待 这 个 问 题 , 效 果 一 定 更 好 。• 持 续 发 展 是 囊 括 大 概 念 的 一 个 途 径 。 它 能 把 社 会 科 学 、 经 济 学 、 生 态 学 统 一 在 一 个 框架 下 。• 我 们 应 该 强 调 分 类 学 、 系 统 生 物 学 和 当 代 物 种 灭 绝 危 机 的 根 本 重 要 性 。• 公 众 应 该 是 生 态 构 想 的 组 成 部 分 。 生 态 构 想 不 仅 应 该 在 学 术 上 有 趣 味 、 鼓 舞 人 心 , 也应 该 体 现 人 类 的 价 值 观 。• 在 总 报 告 里 , 我 们 要 提 及 “ 私 有 ” 和 “ 公 众 ” 这 些 词 汇 。• 私 营 企 业 也 收 集 了 很 多 与 生 态 有 关 的 信 息 。 不 过 , 这 些 研 究 往 往 不 是 为 了 更 好 地 了 解一 个 系 统 , 而 是 为 了 申 请 有 关 的 许 可 证 或 其 它 急 用 。 这 些 信 息 常 常 是 由 顾 问 、 咨 询 机构 介 绍 到 圈 外 。研 究 和 资 金 分 配 方 向 :• 许 多 政 府 机 关 未 来 的 资 金 分 配 将 会 改 变 。 过 去 以 分 支 学 科 为 基 础 , 以 后 将 重 点 考 虑 大型 、 复 合 项 目 。 机 构 内 部 通 过 竞 争 得 到 资 金 的 方 式 也 许 会 被 取 消 , 而 与 多 学 科 合 作 、解 决 区 域 性 问 题 的 综 合 项 目 会 占 主 导 。• 对 跨 学 科 项 目 给 予 物 质 奖 励 。• 许 多 政 府 资 助 的 研 究 基 金 没 有 活 力 , 且 走 下 坡 路 。• 我 们 应 该 向 国 家 健 康 基 金 (NIH) 申 请 有 关 人 类 健 康 的 生 态 学 研 究 。七 月 二 日 、 十 一 日 、 十 八 日 早 餐 会 议 的 参 与 者 名 单 :( 略 )( 方 炜 译 )附 录 四 : 互 联 网 调 查 汇 总美 国 生 态 学 会 “ 二 十 一 世 纪 生 态 远 景 委 员 会 ” 就 关 于 《 生 态 科 学 与 全 球 可 持 续 发 展 战略 远 景 项 目 》 于 2003 年 6 月 3 日 至 8 月 20 日 在 Ecological Visions 网 站 上 发 起 了 “ 互 联 网调 查 ”, 借 此 了 解 生 态 学 工 作 者 和 公 众 对 本 项 目 进 展 的 了 解 和 意 见 。 这 一 调 查 在 2003 年Savanna 美 国 生 态 学 年 会 上 已 公 布 。55

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》我 们 一 共 收 到 280 份 调 查 表 , 其 中 85% 来 自 美 国 生 态 学 会 会 员 。 他 们 分 别 对 生 态 学 会的 这 个 计 划 项 目 提 出 具 体 建 议 , 这 些 人 中 有 67% 为 博 士 ,21% 为 硕 士 。 大 部 分 参 加 调 查 的人 来 自 于 研 究 和 学 术 机 构 ( 占 68%),16% 来 自 政 府 部 门 ,8% 为 非 盈 利 组 织 ,3% 来 自 工 业界 。我 们 的 调 查 包 括 五 个 部 分 , 每 一 个 部 分 着 重 于 一 个 战 略 目 标 , 再 加 上 第 六 部 分 的 综 合 ,分 别 汇 总 如 下 :第 一 部 分 : 二 十 一 世 纪 的 生 态 学 研 究 : 可 望 一 个 多 学 科 的 、 高 技 术 含 量 的 和 不 同 尺 度( 规 模 ) 的 科 学 研 究 途 径 。(1) 关 于 目 前 美 国 生 态 学 会 对 加 强 生 态 学 研 究 和 生 态 知 识 传 播 有 哪 些 重 大 项 目 和 支 持哪 些 项 目 : 人 们 了 解 较 多 的 项 目 是 , 美 国 生 态 分 析 和 综 合 中 心 , 长 期 生 态 研 究 网 站 , 以 及目 前 的 生 态 学 远 景 计 划 。(2) 关 于 美 国 生 态 学 会 如 何 为 今 后 几 十 年 提 高 生 态 学 工 作 者 对 生 态 学 问 题 的 研 究 能 力和 解 决 问 题 的 能 力 : 人 们 提 供 许 多 颇 有 创 见 性 的 建 议 , 其 中 包 括 : 加 强 对 新 技 术 、 新 方 法的 培 训 , 帮 助 生 态 学 研 究 人 员 与 政 府 部 门 建 立 良 好 的 合 作 关 系 , 确 立 研 究 目 标 , 以 及 促 进各 种 途 径 的 研 究 合 作 , 促 进 以 解 决 环 境 问 题 为 目 标 的 应 用 研 究 。(3) 关 于 创 新 和 新 技 术 运 用 的 障 碍 : 人 们 普 遍 认 为 , 资 金 不 足 是 影 响 生 态 学 研 究 对 新技 术 应 用 的 主 要 因 素 , 文 化 的 差 异 也 影 响 了 大 规 模 研 究 合 作 的 开 展 。 另 外 , 还 包 括 对 生 态学 工 作 者 进 行 数 量 分 析 新 技 术 的 培 训 不 足 等 问 题 。 当 然 , 新 技 术 代 价 高 和 实 用 性 能 低 也 是一 个 不 利 因 素 。 人 们 还 提 出 , 许 多 研 究 缺 乏 坚 实 的 理 论 基 础 , 许 多 研 究 受 到 片 面 追 求 发 表文 章 的 沉 重 压 力 , 以 及 许 多 研 究 基 金 会 并 不 重 视 研 究 的 创 新 , 这 些 都 是 阻 碍 生 态 学 研 究 创新 的 障 碍 。调 查 资 料 表 明 ,39% 的 人 认 为 缺 乏 研 究 资 金 ,30% 的 人 认 为 缺 乏 培 训 是 新 技 术 应 用 的主 要 障 碍 。 有 18% 的 人 对 新 技 术 、 新 方 法 没 有 兴 趣 ,7% 的 人 认 为 不 需 要 新 技 术 , 而 6% 的人 提 出 缺 乏 新 技 术 的 信 息 , 不 到 2% 的 人 认 为 他 们 所 需 要 的 技 术 尚 未 发 明 。 有 的 人 提 出 对目 前 项 目 报 告 和 论 文 审 稿 方 式 提 出 质 疑 , 还 有 的 认 为 大 尺 度 及 多 学 科 的 合 作 研 究 以 及 新 技术 的 应 用 并 不 是 生 态 学 研 究 的 唯 一 途 径 。(4) 关 于 新 工 具 的 应 用 : 当 我 们 问 及 哪 一 种 研 究 工 具 目 前 对 生 态 学 研 究 帮 助 最 大 , 许多 人 对 这 个 问 题 都 有 保 留 。 普 遍 认 为 遥 感 和 地 理 信 息 系 统 、 土 地 类 型 图 、 数 据 的 图 象 显 示 、土 壤 湿 度 感 应 系 统 , 还 有 纳 米 感 应 系 统 、 鸟 类 颈 环 感 应 卫 星 数 据 采 集 系 统 以 及 浮 游 生 物 自动 测 量 仪 等 等 , 对 目 前 的 生 态 学 研 究 帮 助 最 大 。第 二 部 分 : 生 态 信 息 和 资 料 :(1) 信 息 共 享 和 资 料 综 合 分 析 :57% 的 生 态 学 研 究 人 员 提 倡 信 息 共 享 及 愿 意 共 享 资 料综 合 分 析 的 结 果 ,36% 的 人 已 付 诸 于 行 动 。28% 的 研 究 人 员 参 与 综 合 分 析 , 并 作 为 论 文 第一 作 者 。57% 的 人 认 为 , 资 料 的 所 有 权 之 争 是 资 料 共 享 的 主 要 障 碍 , 而 资 料 的 相 融 性 带 来资 料 共 享 的 问 题 也 不 容 忽 视 (51%), 还 有 对 资 料 共 享 所 有 权 的 认 可 (49%), 资 料 建 档 (37%)和 资 料 数 字 化 存 贮 (18%) 等 问 题 都 应 该 得 到 关 注 。 另 有 27% 的 人 说 从 来 没 有 人 问 及 与 他56

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》们 共 享 资 料 , 而 2% 的 人 则 不 愿 资 料 共 享 。 其 他 问 题 还 包 括 共 享 资 料 的 整 理 和 培 训 时 间 、数 据 库 的 容 量 、 资 料 建 档 的 统 一 标 准 等 等 。(2) 资 料 存 贮 和 建 档 : 仅 35% 的 人 对 其 资 料 进 行 数 据 库 存 贮 和 编 辑 ,6% 的 人 倾 向 有一 个 规 格 化 的 数 据 库 ,54% 的 人 认 为 缺 少 时 间 ,44% 的 人 认 为 缺 少 资 金 。 一 般 认 为 有 两 个技 术 障 碍 , 一 是 缺 乏 合 适 的 软 件 (41%), 二 是 缺 乏 存 贮 空 间 (14%)。 许 多 人 明 显 不 理 解“metadata”( 组 合 数 据 库 ) 的 含 意 , 是 指 数 据 属 性 的 系 统 归 档 , 这 也 阻 碍 了 资 料 的 共 享 。63% 的 人 习 惯 于 将 数 据 保 留 在 实 验 室 的 笔 记 本 ,40% 存 在 软 盘 上 ,79% 放 在 硬 盘 上 ,49% 建立 了 个 人 数 据 库 ,26% 存 储 在 公 众 不 能 共 享 的 系 统 管 理 数 据 库 内 , 仅 有 18% 可 以 共 享 。(3) 关 于 便 于 公 众 利 用 的 数 据 库 : 仅 有 11 个 人 回 答 是 否 愿 意 利 用 共 享 数 据 库 的 资 料作 生 态 学 分 析 。 结 果 是 6 人 倾 向 于 利 用 , 但 5 个 人 无 意 利 用 这 种 数 据 库 。 有 162 人 表 达 了他 们 对 共 享 数 据 库 的 担 忧 , 其 中 担 心 质 量 是 否 有 问 题 (78%), 担 心 文 件 是 否 健 全 (65%),担 心 调 查 和 采 样 方 法 的 兼 融 性 是 否 有 问 题 (52%), 担 心 数 据 出 处 的 “ 可 靠 性 ”(38%) 等等 。 另 外 , 资 料 采 集 的 初 衷 、 目 的 、 手 段 不 一 样 都 会 产 生 一 定 的 隐 患 。(4) 关 于 美 国 生 态 学 会 对 促 进 资 料 共 享 的 作 用 : 许 多 建 议 包 括 建 立 一 个 标 准 化 、 规 格化 的 数 据 库 , 确 定 引 用 数 据 的 标 准 、 引 用 方 法 和 注 明 作 者 的 规 则 , 并 建 议 成 立 一 个 全 国 生态 学 数 据 共 享 库 , 及 扩 充 生 态 学 档 案 库 等 等 。第 三 部 分 : 加 速 社 会 、 文 化 、 习 俗 的 变 革(1) 加 强 生 态 学 科 研 究 的 合 作 : 当 问 到 如 何 加 强 生 态 学 交 叉 学 科 的 研 究 合 作 时 , 逾 一半 的 人 认 为 这 种 合 作 会 影 响 个 人 的 专 业 发 展 (45%), 个 人 作 用 没 有 得 到 公 正 的 承 认 也 会 影响 这 种 合 作 (58%), 还 有 语 言 不 通 (34%), 不 利 于 发 表 论 文 (32%), 以 及 合 作 者 之 间 的互 动 困 难 , 都 是 影 响 合 作 的 因 素 。 仅 有 1% 的 人 认 为 , 他 们 没 有 必 要 与 别 人 合 作 。 还 有 人归 结 为 没 有 时 间 、 没 有 研 究 经 费 , 特 别 是 缺 乏 支 持 合 作 研 究 的 经 费 。 有 些 研 究 所 并 不 需 要合 作 研 究 , 难 于 寻 找 合 适 的 合 作 伙 伴 , 都 是 阻 碍 合 作 的 因 素 。 但 是 , 许 多 人 并 不 认 为 合 作研 究 有 困 难 。(2) 研 究 生 培 养 : 在 154 个 被 调 查 者 中 ,54% 的 人 指 导 研 究 生 。 在 博 士 毕 业 生 中 :5名 研 究 机 构 的 研 究 人 员 ,8 名 政 府 部 门 的 科 研 人 员 , 咨 询 、 非 营 利 组 织 、 其 他 行 业 各 2 名 ,1 名 工 业 界 科 研 人 员 。 在 硕 士 毕 业 生 中 :3 名 研 究 机 构 研 究 人 员 ,4 名 政 府 部 门 的 科 研 人 员 ,3 名 咨 询 人 员 ,1 名 科 普 作 家 ,3 名 非 营 利 组 织 工 作 人 员 ,2 名 在 工 业 界 ,3 名 其 他 行 业 。(3) 学 术 界 对 研 究 生 培 养 及 支 持 研 究 生 寻 求 非 学 术 专 业 工 作 的 看 法 : 有 60% 的 支 持和 鼓 励 研 究 生 寻 求 非 学 术 专 业 工 作 ,26% 极 为 支 持 ,13% 不 支 持 。(4) 阻 碍 生 态 信 息 交 流 的 原 因 :71% 的 人 认 为 生 态 学 工 作 人 员 与 公 众 缺 乏 交 流 , 以 及公 众 混 淆 生 态 环 境 保 护 者 与 生 态 学 家 的 区 别 , 是 阻 碍 生 态 信 息 交 流 的 主 要 原 因 。 还 有 , 学术 界 与 非 学 术 界 的 生 态 学 家 之 间 也 缺 乏 交 流 和 互 信 (38%), 生 态 学 与 其 他 学 科 之 间 的 交 流也 是 如 此 。 另 外 , 公 众 缺 乏 对 科 学 以 及 对 生 态 学 的 理 解 , 科 学 家 纯 学 术 的 形 而 上 以 及 缺 乏对 公 众 的 联 系 与 教 育 , 还 有 生 态 信 息 缺 乏 与 社 会 现 实 问 题 的 联 系 都 是 阻 碍 生 态 信 息 交 流 的原 的 重 要 因 素 。57

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》(5) 生 态 科 学 知 识 在 决 策 过 程 中 的 指 导 作 用 :64% 的 人 认 为 缺 乏 政 治 上 的 支 持 , 并 提出 生 态 科 学 知 识 在 决 策 过 程 中 缺 乏 一 贯 的 、 有 效 的 和 与 实 际 结 合 的 指 导 , 是 得 不 到 有 力 的政 治 支 持 的 原 因 。55% 的 人 认 为 是 决 策 者 对 生 态 学 缺 乏 理 解 ,40% 的 人 认 为 缺 乏 资 金 ,36%的 人 认 为 缺 乏 时 间 ,6% 的 人 认 为 , 主 要 原 因 是 科 学 家 不 能 结 合 实 际 并 得 出 具 体 可 行 性 指 导方 案 ,23% 的 人 认 为 缺 乏 运 用 科 学 的 研 究 。 还 有 的 认 为 , 许 多 决 策 来 得 快 , 而 且 是 短 期 行为 , 对 生 态 学 的 指 导 意 义 认 识 不 够 。 另 外 , 生 态 学 的 研 究 与 管 理 目 标 的 不 一 致 也 是 个 问 题 。(6) 美 国 生 态 学 会 的 新 使 命 : 许 多 要 求 生 态 学 会 扩 充 对 公 众 的 教 育 项 目 , 对 公 众 进 行生 态 学 教 育 , 加 强 与 政 府 机 关 和 管 理 人 员 的 交 流 , 扩 大 《 生 态 学 议 题 》(Issues in Ecology)的 发 行 , 加 强 与 非 学 术 界 的 交 流 , 对 生 态 学 家 进 行 培 训 , 创 造 机 会 让 更 多 的 生 态 学 家 面 向公 众 和 社 会 。第 四 部 分 : 国 际 交 流 与 合 作(1) 国 外 工 作 经 历 : 美 国 生 态 学 会 及 其 成 员 应 该 加 强 国 际 间 生 态 学 研 究 合 作 , 发 挥 那些 有 国 际 合 作 经 验 的 生 态 学 家 的 示 范 作 用 , 鼓 励 参 加 国 际 会 议 以 及 参 与 国 际 学 生 的 培 养 。为 此 ,58% 的 人 认 为 增 加 国 际 合 作 交 流 的 资 助 非 常 重 要 , 并 且 要 提 高 生 态 学 家 的 外 语 水 平(47%), 对 国 际 生 态 学 者 放 宽 签 证 限 制 (39%), 促 进 信 息 交 流 (38%), 以 及 改 善 加 强 国际 研 究 的 组 织 机 构 (33%)。 我 们 已 经 有 许 多 国 际 合 作 的 经 验 , 比 如 蜻 蜓 协 会 (DragonflyAssociation), 鸟 学 家 协 会 (Ornithologists Unions), 全 美 生 态 综 合 分 析 中 心 (NCEAS) 工作 小 组 ,Fulbright 项 目 等 等 。35% 的 人 从 来 没 有 在 美 国 以 外 的 国 家 的 工 作 经 历 ,43% 仅 有为 数 不 多 的 机 会 , 而 40% 的 人 经 常 在 国 外 工 作 。 关 于 国 际 合 作 ,6% 的 人 一 直 从 事 国 际 合 作项 目 ,20% 常 有 国 际 合 作 项 目 ,53% 仅 有 一 些 合 作 项 目 ,14% 从 没 有 国 际 合 作 项 目 。(2) 美 国 生 态 学 会 国 际 会 员 : 当 问 国 际 会 员 为 什 么 参 加 美 国 生 态 学 会 , 他 们 认 为 是 由于 生 态 学 会 的 声 望 和 定 购 生 态 学 杂 志 。(3) 关 于 美 国 生 态 学 会 的 新 使 命 和 国 际 化 : 许 多 人 认 为 国 际 上 的 一 些 非 学 术 项 目 , 特别 是 在 热 带 , 蕴 藏 着 研 究 和 国 际 交 流 巨 大 的 潜 力 , 人 们 对 全 球 生 态 学 以 及 海 洋 生 态 系 统 与许 多 全 球 化 问 题 都 颇 有 兴 趣 , 积 极 寻 求 国 际 合 作 的 机 会 。 许 多 人 还 致 力 于 美 国 生 态 学 会 与其 他 国 际 学 会 的 合 作 , 如 国 际 生 态 学 会 、 英 国 生 态 学 会 , 还 有 加 拿 大 和 拉 丁 美 洲 等 学 会 。但 希 望 不 要 忘 记 重 点 还 应 该 是 美 国 。(4) 吸 收 美 国 生 态 学 会 国 际 会 员 :71% 的 人 ( 其 中 88% 的 人 为 美 国 公 民 ) 认 为 这 并 不重 要 ,50% 的 人 认 为 有 一 定 的 重 要 意 义 。 比 如 能 为 国 际 会 员 提 供 会 议 经 费 (54%), 增 加 生态 学 会 的 知 名 度 (55%), 协 助 组 织 生 态 学 国 际 会 议 (32%), 降 低 会 员 费 (39%) 和 定 购 杂志 的 费 用 (39%)。 还 有 的 认 为 美 国 生 态 学 会 是 美 国 的 学 会 , 不 宜 过 多 偏 离 学 会 性 质 。 也 有人 认 为 应 该 为 国 外 生 态 学 家 和 教 育 机 构 提 供 免 费 或 低 价 的 生 态 学 杂 志 , 以 及 鼓 励 支 持 国 际生 态 学 会 议 。第 五 部 分 : 向 公 众 传 播 生 态 学 信 息 和 以 生 态 科 学 为 依 据 来 制 定 公 共 政 策 。(1) 面 向 公 众 的 生 态 学 普 及 :87% 的 人 表 示 愿 意 义 务 参 与 公 众 教 育 活 动 。44% 通 过 他们 的 研 究 为 公 众 服 务 ,43% 通 过 媒 体 ,18% 作 为 专 家 见 证 ,36% 作 为 科 普 作 家 。 另 外 , 许 多人 还 参 与 中 小 学 的 生 态 学 教 育 , 参 与 生 态 导 游 , 参 与 生 态 社 会 活 动 与 普 及 生 态 学 知 识 。 许58

美 国 生 态 学 会 《21 世 纪 的 生 态 远 景 及 行 动 计 划 》多 人 认 为 , 对 中 小 学 教 师 的 生 态 学 教 育 是 生 态 学 会 员 最 重 要 的 普 及 教 育 活 动 , 还 有 参 与 议员 选 举 也 非 常 重 要 。 另 外 , 教 育 中 小 学 生 、 媒 体 、 政 府 、 社 会 、 大 学 生 、 企 业 家 及 与 政 府组 织 的 交 流 都 非 常 重 要 。(2) 美 国 生 态 学 会 的 新 项 目 和 新 使 命 : 普 遍 认 为 , 生 态 学 会 的 许 多 项 目 对 公 众 理 解 生态 学 和 应 用 生 态 学 都 将 具 有 不 可 忽 视 的 重 要 意 义 。 有 些 项 目 是 作 为 中 小 学 教 育 基 地 , 或 作为 社 区 教 育 的 一 部 分 , 它 可 作 为 教 育 题 材 提 高 教 师 的 教 育 水 平 。 有 些 项 目 还 与 私 有 企 业 合作 , 并 通 过 互 联 网 提 供 更 多 的 生 态 学 信 息 , 为 生 态 学 会 会 员 提 供 与 公 众 交 流 信 息 的 机 会 和途 径 。(3) 其 他 新 的 项 目 : 美 国 生 态 学 会 在 不 断 创 新 项 目 的 同 时 , 也 协 助 它 的 会 员 和 其 他 专业 学 术 组 织 , 或 民 间 组 织 开 创 新 的 生 态 学 普 及 教 育 项 目 。 如 对 中 小 学 师 生 开 放 的 生 态 信 息库 , 与 媒 体 交 流 介 绍 生 态 科 学 与 环 境 保 护 主 义 的 区 别 , 以 及 与 其 他 专 业 协 会 交 流 信 息 , 并帮 助 决 策 者 在 充 分 了 解 自 然 资 源 的 科 学 基 础 上 进 行 决 策 。第 六 部 分 : 综 合(1) 对 五 个 远 景 目 标 的 比 较 : 在 今 后 20 年 内 生 态 学 最 重 要 的 目 标 将 是 什 么 , 对 于 这个 问 题 ,55% 的 人 认 为 , 提 高 公 众 对 生 态 学 的 理 解 为 首 选 , 然 后 是 生 态 学 研 究 机 构 及 生 态文 化 的 改 变 (23%), 开 发 研 究 工 具 和 加 强 研 究 能 力 (9%), 开 发 生 态 学 数 据 资 料 (2%),还 有 加 强 国 际 间 的 生 态 学 研 究 的 合 作 (6%)。(2) 建 议 : 对 环 境 科 学 的 研 究 需 要 更 多 的 研 究 资 金 , 应 给 予 研 究 机 构 更 多 的 支 持 , 提高 生 态 学 的 威 望 和 影 响 力 。 另 外 , 为 管 理 者 和 决 策 者 提 供 生 态 学 “ 决 策 依 据 ” 手 册 , 增 加对 新 研 究 项 目 的 资 助 , 并 且 开 拓 生 态 文 化 , 使 生 态 学 家 更 开 放 , 更 具 创 新 精 神 去 解 决 生 态学 问 题 。(3) 对 “ 生 态 学 远 景 目 标 ” 及 这 次 “ 调 查 ” 的 反 馈 意 见 : 大 家 非 常 支 持 “ 生 态 学 远 景目 标 ”, 为 生 态 学 会 通 过 不 同 方 式 促 进 生 态 学 研 究 感 到 鼓 舞 。 但 有 些 人 认 为 , 这 一 项 目 目 前也 许 太 过 分 集 中 于 学 术 界 , 没 有 包 括 生 态 学 应 用 工 作 者 、 大 多 自 然 科 学 学 科 工 作 者 和 学 生 。,还 有 , 理 论 生 态 学 和 应 用 生 态 学 的 矛 盾 将 不 断 激 化 , 大 尺 度 的 生 态 学 研 究 和 相 对 局 部 的 、群 落 的 、 或 种 群 水 平 上 的 生 态 学 研 究 之 间 的 矛 盾 也 会 更 加 显 而 易 见 。( 伍 业 钢 译 )59

生 态 学 未 来 之 展 望生 态 学 未 来 之 展 望美 国 生 态 学 会《 生 态 学 与 环 境 科 学 前 沿 》第 三 卷 第 一 期“ 生 态 可 持 续 未 来 之 展 望 ” 专 辑2005 年 2 月60

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3(1):3走 向 可 持 续 发 展 的 生 态 学特 邀 编 者 :Melillo, J.M., N.B. Grimm, and W.H. Schlesinger.《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3(1):3Jerry M. Melillo Nancy B. Grimm William H. Schlesinger(ESA 2004~2005 届 主 席 ) (ESA 2005~2006 届 主 席 ) (ESA 2003~2004 届 主 席 )生 态 学 是 可 持 续 发 展 的 理 论 基 础 。 从 生 态 学 到 可 持 续 发 展 的 进 步 是 人 类 社 会 减 少 饥 饿和 贫 困 的 成 功 之 路 , 也 是 保 护 人 类 赖 以 生 存 的 地 球 生 命 支 持 系 统 和 生 物 圈 的 必 由 之 路 。 近十 几 年 来 , 美 国 生 态 学 会 (ESA) 一 直 为 促 进 可 持 续 发 展 的 实 现 而 努 力 不 懈 。ESA 于 1991 年启 动 了 “ 可 持 续 生 物 圈 创 新 计 划 ”(Sustainable Biosphere Initiative, SBI), 迄 今 硕 果 累 累 。SBI 激 发 了 新 的 生 态 学 研 究 , 并 丰 富 了 直 接 为 社 会 服 务 的 生 态 学 知 识 。 此 外 , 该 计 划 还 促进 了 将 这 些 知 识 传 播 到 国 家 领 导 阶 层 , 以 帮 助 他 们 在 维 持 经 济 繁 荣 的 同 时 , 针 对 保 护 和 改善 环 境 的 复 杂 挑 战 而 做 出 明 智 的 决 断 。尽 管 已 有 十 几 年 的 努 力 , 我 们 推 动 可 持 续 生 物 圈 的 工 作 方 兴 未 艾 , 任 重 道 远 。 变 化 中的 世 界 对 生 物 圈 的 压 力 与 日 俱 增 , 这 势 必 使 探 究 其 可 持 续 发 展 的 任 务 难 上 加 难 。 自 “ 可 持 续生 物 圈 创 新 计 划 ” 启 动 以 来 , 世 界 人 口 已 超 越 60 亿 。 全 球 各 地 , 人 们 纷 纷 弃 耕 从 商 , 涌 入城 市 ; 而 这 些 人 类 设 计 的 环 境 , 若 考 虑 欠 周 , 往 往 严 重 地 降 低 了 生 态 系 统 的 基 本 服 务 功 能( 如 净 化 空 气 和 水 体 以 及 防 止 水 土 流 失 等 )。 无 论 是 通 过 人 们 有 意 还 是 无 意 的 引 入 , 外 来 物种 对 生 态 系 统 的 基 本 服 务 功 能 已 经 造 成 损 害 。 区 域 性 空 气 和 水 体 污 染 已 成 为 多 数 发 展 中 国家 经 济 发 展 的 沉 重 负 担 。 这 些 污 染 非 但 降 低 增 长 中 的 世 界 人 口 所 亟 需 的 粮 食 和 纤 维 的 产 量 ,还 危 及 人 类 健 康 。 矿 物 燃 料 用 量 日 增 , 森 林 砍 伐 规 模 无 减 , 温 室 气 体 不 断 积 累 , 乃 致 全 球气 候 变 化 。 海 洋 捕 捞 过 度 , 造 成 世 界 海 洋 资 源 枯 竭 。 诸 如 此 类 的 例 子 , 比 比 皆 是 , 不 胜 枚举 。世 界 向 可 持 续 发 展 过 渡 所 面 临 的 威 胁 愈 来 愈 多 , 因 此 ,ESA 将 可 持 续 发 展 这 一 关 键 论题 以 及 生 态 科 学 未 来 发 展 再 次 提 到 议 事 日 程 。2002 年 , 美 国 生 态 学 会 理 事 会 成 立 了 一 个 远景 委 员 会 (Visions Committee), 负 责 起 草 为 推 进 新 世 纪 主 要 环 境 问 题 研 究 进 展 的 行 动 计 划 。两 年 来 , 远 景 委 员 会 广 泛 征 求 会 员 意 见 , 并 与 美 国 生 态 学 会 以 外 的 许 多 组 织 和 个 人 集 思 广益 , 最 终 形 成 了 以 核 心 观 点 :“ 生 态 学 知 识 可 以 且 必 须 在 创 建 一 个 人 类 种 群 与 可 持 续 生 态 系统 和 谐 相 处 的 世 界 中 起 到 核 心 作 用 ”。 其 行 动 计 划 有 三 个 重 点 :(1) 提 高 公 众 环 境 意 识 ;(2)61

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3(1):3促 进 创 新 性 和 预 测 性 的 生 态 学 研 究 ;(3) 诱 导 一 种 文 化 氛 围 , 以 发 展 具 有 前 瞻 性 和 国 际 性的 生 态 学 。 远 景 委 员 会 针 对 这 三 个 重 点 提 出 了 26 项 具 体 行 动 方 案 。 其 中 一 些 方 案 只 需 少 量的 时 间 和 资 金 , 而 另 外 的 方 案 则 需 要 投 入 大 量 的 资 源 方 能 实 施 。 作 为 后 者 的 一 个 例 子 , 提高 公 众 对 生 态 可 持 续 性 的 认 识 需 要 大 规 模 的 信 息 传 播 和 环 境 教 育 。 美 国 生 态 学 会 理 事 会 正在 将 这 些 行 动 方 案 按 照 轻 重 缓 急 , 迅 速 付 诸 实 施 。在 此 , 我 们 代 表 美 国 生 态 学 会 向 圆 满 完 成 任 务 的 远 景 委 员 会 表 示 感 谢 。 这 期 “ 前沿 ”(Frontiers) 专 集 以 远 景 委 员 会 有 关 行 动 方 案 的 综 述 开 页 , 并 通 过 各 领 域 的 专 题 文 章 探 讨通 向 可 持 续 发 展 的 一 系 列 重 要 生 态 学 问 题 。( 邬 建 国 译 )62

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3(1):4-11二 十 一 世 纪 的 生 态 学 与 可 持 续 发 展Magaret A Palmer 1 , Emily S Bernhardt 2 , Elizabeth A Chornesky3, Scott L Collins 4 , Andrew PDobson 5 , Clifford S Duke 6 , Barry D Gold 7 , Robert B Jacobson 8 , Sharon E Kingsland 9 , Rhonda HKranz 6 , Michael J Mappin 10 , M Luisa Martinez 11 , Fiorenza Micheli 12 , Jennifer L Morse 1 , MichaelL Pace 13 , Mercedes Pascual 14 , Stephen SPalumbi 12 , OJ Reichman 15 , Alan R Townsend 16 , andMonica G Turner1 7《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3(1):4-11.生 态 学 研 究 已 为 了 解 自 然 和 人 类 对 自 然 的 影 响 作 出 了 巨 大 的 贡 献 。 今 后 的 研 究 重 点 应该 放 在 可 持 续 发 展 上 。 生 态 系 统 管 理 和 高 强 度 的 资 源 开 发 是 未 来 的 发 展 趋 势 。 生 态 学 家 肩负 着 在 生 态 学 研 究 、 环 境 政 策 和 决 策 之 间 进 行 沟 通 的 重 大 使 命 。 为 了 完 成 这 个 使 命 , 生 态学 家 必 须 在 不 同 范 围 以 不 同 形 式 与 其 它 学 科 合 作 。 这 些 合 作 必 须 在 三 个 创 新 领 域 进 行 : 强化 环 境 决 策 的 生 态 内 涵 ; 把 创 新 的 生 态 学 研 究 方 向 定 位 在 可 持 续 发 展 上 ; 鼓 励 生 态 学 研 究的 文 化 交 流 , 建 立 一 个 具 有 前 瞻 性 的 国 际 生 态 学 。 我 们 建 议 :(1) 制 定 一 个 加 快 研 究 项 目开 发 , 便 于 开 展 大 规 模 试 验 、 数 据 收 集 以 及 把 研 究 与 解 决 方 案 结 合 起 来 的 开 拓 性 方 案 。(2)建 立 一 个 可 以 加 强 科 学 家 , 管 理 者 和 决 策 人 员 之 间 交 流 的 渠 道 。(3) 增 加 公 众 对 生 态 系 统服 务 和 人 类 关 系 的 了 解 。2002 年 , 美 国 生 态 学 会 (ESA) 成 立 了 一 个 生 态 学 远 景 委 员 会 , 旨 在 制 定 一 个 加 强 生态 学 研 究 力 度 和 提 高 生 态 学 影 响 力 的 行 动 方 案 。 经 过 多 方 努 力 , 这 个 委 员 会 于 2004 年 4月 向 ESA 理 事 会 提 交 了 一 份 报 告 (www.esa.org/ecovisions), 报 告 归 纳 了 为 保 证 在 制 定 可持 续 发 展 的 全 球 环 境 决 策 时 生 态 学 能 够 得 到 充 分 考 虑 , 生 态 学 家 和 其 他 相 关 人 员 在 知 识 开发 、 科 学 发 现 和 信 息 交 流 上 必 须 采 取 的 行 动 。 本 文 是 该 报 告 所 推 荐 的 行 动 计 划 的 简 要 总 结 。在 上 世 纪 的 大 部 分 时 间 里 , 生 态 学 家 对 自 然 的 认 识 大 都 来 自 于 对 地 球 上 很 少 受 到 人 类干 扰 的 那 些 生 态 系 统 的 研 究 。 这 些 研 究 为 充 分 了 解 复 杂 的 生 态 关 系 积 累 了 丰 富 的 知 识 , 并且 为 研 究 人 类 对 生 态 系 统 的 影 响 做 好 了 准 备 。 最 近 的 生 态 学 研 究 倾 向 于 把 人 类 视 为 生 态 系统 许 多 组 成 部 分 之 一 , 人 类 不 仅 是 生•••核 心 内 容生 态 学 能 够 , 而 且 必 须 在 确 保 一 个 人 与 环 境 共 存 的 地球 可 持 续 发 展 的 过 程 中 起 更 大 的 作 用 。实 施 一 个 开 拓 性 、 前 瞻 性 的 生 态 学 行 动 计 划 , 获 取 必要 的 知 识 来 保 护 、 恢 复 和 设 计 世 界 生 态 系 统 。生 态 学 家 必 须 行 动 起 来 , 让 生 态 学 在 环 境 决 策 中 发 挥应 有 的 作 用 。 开 展 具 有 创 新 性 和 预 测 性 的 可 持 续 发 展生 态 学 研 究 , 鼓 励 文 化 交 流 , 建 立 一 个 具 前 瞻 性 的 国际 生 态 学 。态 系 统 服 务 的 利 用 者 , 而 且 还 是 生 态系 统 变 化 的 动 因 。 同 时 , 人 类 反 过 来也 受 生 态 系 统 这 种 变 化 的 影 响(Povilitis 2001; Turner et al. 2003)。 这个 看 法 是 有 道 理 的 , 因 为 所 有 的 生 物都 能 够 改 变 它 们 的 环 境 。 但 人 类 改 造他 们 周 围 环 境 的 尺 度 肯 定 与 其 它 生 物不 同 。 而 且 , 当 人 类 预 感 到 明 天 会 发生 变 化 时 , 他 们 有 能 力 去 调 整 他 们 的行 为 。为 此 , 在 生 态 学 范 畴 里 , 我 们 的 思 维 将 从 强 调 人 类 是 自 然 界 的 入 侵 者 转 变 为 强 调 人 类是 自 然 界 的 一 部 分 (Botkin 1990; Blondel 和 Vigne 1993; McDonnell 和 Pickett 1993;Redman 1999)。 然 而 , 我 们 的 目 光 必 须 看 得 更 远 , 必 须 把 研 究 的 重 点 放 在 人 类 如 何 在 一 个63

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3(1):4-11可 持 续 发 展 的 自 然 界 生 存 这 个 重 大 的 问 题 上 。 我 们 不 否 认 人 类 已 经 给 地 球 造 成 了 破 坏 性 的影 响 。 事 实 上 , 这 些 影 响 已 经 反 应 在 我 们 呼 吸 的 空 气 里 , 我 们 饮 用 的 水 资 源 中 和 我 们 赖 以获 取 食 物 和 居 住 的 陆 地 上 (Vitousek et al. 1997; Smith 2003)。 面 对 自 然 资 源 过 度 开 发 和 人 口急 剧 膨 胀 这 个 严 峻 的 事 实 , 生 态 学 家 必 须 尽 最 大 努 力 为 我 们 这 个 拥 挤 的 地 球 做 好 科 学 工 作(Palmer et al. 2004a)。 根 据 目 前 的 预 测 , 本 世 纪 末 地 球 人 口 将 达 到 80-110 亿 (Lutz et al. 2001;Cohen 2003)。 推 进 可 持 续 发 展 生 态 学 研 究 已 刻 不 容 缓 。什 么 是 拥 挤 地 球 生 态 学 ? 我 们 认 为 , 拥 挤 地 球 生 态 学 是 一 门 所 有 的 研 究 人 员 都 积 极 地与 公 众 和 政 策 制 定 者 打 交 道 的 科 学 , 是 一 门 发 现 学 和 预 测 学 。 这 门 科 学 能 够 有 效 地 把 生 态学 信 息 传 递 给 政 策 制 定 部 门 , 力 图 创 建 一 个 可 持 续 发 展 的 世 界 , 一 个 人 类 需 求 得 到 满 足 、并 且 仍 然 能 够 维 持 地 球 生 命 的 体 系 (NRC 1999)。 建 立 这 样 一 门 学 科 需 要 一 个 大 胆 而 积 极主 动 的 战 略 计 划 。 这 个 战 略 计 划 必 须 建 立 在 如 下 4 个 信 条 上 : 第 一 , 我 们 未 来 的 环 境 是 由人 类 为 主 体 , 由 人 类 有 意 或 无 意 管 理 的 生 态 系 统 所 组 成 。 第 二 , 一 个 可 持 续 发 展 的 未 来 将由 原 始 性 , 恢 复 性 和 创 建 性 的 生 态 系 统 所 组 成 ( 图 1;Palmer et al. 2004a)。 第 三 , 生 态 学必 须 是 将 来 制 定 可 持 续 发 展 决 策 过 程 中 的 一 个 重 要 组 成 部 分 。 第 四 , 为 了 更 好 地 开 展 生 态学 研 究 和 有 效 地 利 用 生 态 学 知 识 , 科 学 家 , 政 府 , 企 业 界 和 公 众 必 须 在 区 域 乃 至 全 球 范 围内 结 成 前 所 未 有 的 合 作 关 系 。保 障 一 个 可 持 续 发 展 的 未 来 和 开 展 相 应 的 科 学 研 究 是 生 态 学 界 的 共 识 (Turner et al.1990; Lubchenco 1998; Levin 1999; Clark et al. 2001; Clark 和 Dickson 2003), 也 是 ESA 十多 年 来 一 个 为 之 奋 斗 的 明 确 的 目 标 (Lubchenco et al. 1991)。 尽 管 如 此 , 对 于 如 何 才 能 够 实现 可 持 续 发 展 , 我 们 目 前 还 没 有 一 个 明 确 的 指 导 计 划 (Kates et al. 2001; Cash et al. 2003)。因 此 , 全 球 生 态 学 同 仁 必 须 更 加 积 极 地 负 起 与 公 众 和 政 策 制 定 者 合 作 这 一 独 特 的 责 任 , 同时 把 研 究 重 点 转 移 到 在 人 口 增 长 的 同 时 如 何 维 持 自 然 服 务 上 来 。图 1: 生 态 设 计 的 一 个 范 例 : 为 大 城 市 提 供 饮 用 水 的 荷 兰 沿 海 沙 丘 里 的 人 工 湖 。因 此 , 我 们 强 调 生 态 可 持 续 发 展 的 必 要 性 , 倡 导 运 用 生 态 学 知 识 来 推 进 可 持 续 发 展 ,以 达 到 在 维 持 全 球 生 态 系 统 正 常 运 转 的 同 时 , 满 足 人 类 日 益 增 长 的 需 求 ( 图 2)。 尽 管 仅 仅依 靠 科 学 还 不 可 能 解 决 下 一 世 纪 人 类 面 临 的 问 题 , 但 是 , 生 态 学 家 所 获 得 的 知 识 和 开 辟 的合 作 途 径 可 以 为 创 造 一 个 更 加 可 持 续 发 展 的 未 来 作 出 重 要 的 贡 献 。64

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3(1):4-11■ 加 强 区 域 性 和 全 球 性 合 作生 态 学 从 来 就 是 一 门 综 合 性 学 科 。 然 而 , 生 态 学 家 与 其 它 学 科 的 科 学 工 作 人 员 , 非 科学 工 作 人 员 的 合 作 以 至 国 际 合 作 仍 然 大 有 可 为 。 这 些 合 作 不 但 能 够 促 进 科 学 发 展 , 还 能 够影 响 政 策 的 制 定 和 公 众 的 态 度 。 由 于 美 国 政 治 和 财 富 的 国 际 影 响 , 及 其 向 全 球 排 放 和 扩 散的 大 量 的 污 染 物 , 美 国 政 府 和 美 国 生 态 学 家 对 结 成 这 种 合 作 伙 伴 关 系 负 有 特 别 的 责 任(UNEP 1999)。国 际 地 圈 - 生 物 圈 计 划 (International Geosphere-Biosphere Programme, IGBP) 是 较 早开 展 的 国 际 合 作 项 目 之 一 。 该 计 划 组 织 不 同 学 科 和 不 同 国 家 的 科 学 家 , 通 过 全 球 性 协 作 ,共 同 研 究 全 球 环 境 问 题 。 几 个 目 前 的 国 际 合 作 项 目 也 在 仿 效 类 似 模 式 。 另 一 个 国 际 合 作 项目 是 千 年 生 态 系 统 评 估 项 目 (Millennium Ecosystem Assessment,MA), 这 个 项 目 2001 年由 联 合 国 秘 书 长 安 南 提 出 , 目 的 是 为 政 策 制 定 部 门 和 公 众 提 供 生 态 系 统 变 化 的 科 学 信 息(MA 2003)。 另 一 个 例 子 是 恢 复 联 盟 (Resilience Alliance,2004), 这 是 一 个 为 管 理 社 会- 生 态 系 统 寻 找 理 论 依 据 和 解 决 方 法 的 研 究 项 目 。图 2: 学 生 和 社 区 负 责 人 在 马 里 兰 州 的 肯 斯 顿 一 个 雨 园 (Rain Garden) 种 植 树 苗 。 这 些 雨园 对 进 入 土 壤 的 雨 水 进 行 过 滤 , 从 而 降 低 排 入 集 雨 区 和 河 溪 径 流 所 含 的 养 分 和 污 染 物 。生 态 学 家 , 企 业 界 , 政 府 机 构 和 民 间 团 体 迫 切 需 要 在 区 域 和 国 际 层 面 上 进 一 步 合 作 。产 业 活 动 对 环 境 影 响 很 大 。 但 是 , 如 果 企 业 管 理 阶 层 拥 有 足 够 的 生 态 学 知 识 , 产 业 活 动 也可 以 帮 助 维 持 生 态 系 统 , 例 如 对 废 物 进 行 处 理 或 使 用 对 环 境 影 响 较 小 的 化 学 物 质 (Loucks etal. 1999)。 环 境 经 济 理 事 会 (Council for Environmentally Responsible Economies, CERS) 最近 发 表 了 一 份 报 告 , 报 告 分 析 了 世 界 上 20 个 最 大 的 温 室 气 体 排 放 企 业 对 气 候 和 经 济 的 影 响(Cogan 2003)。 此 外 , 报 告 还 列 出 一 份 如 何 降 低 企 业 对 大 气 污 染 的 行 动 清 单 。 清 单 上 列 出的 除 污 项 目 都 是 各 个 企 业 力 所 能 及 的 。 生 态 学 家 可 以 直 接 参 与 企 业 的 环 境 治 理 或 接 受 企 业感 兴 趣 的 研 究 项 目 , 在 环 境 保 护 和 生 态 恢 复 过 程 中 扮 演 一 个 积 极 的 角 色 。与 政 府 机 构 的 合 作 同 等 重 要 。 负 责 自 然 资 源 和 环 境 管 理 的 政 府 机 构 需 要 科 学 资 料 和 科研 资 源 ( 研 究 人 员 、 实 验 设 备 和 测 量 仪 器 等 ) 来 开 展 新 的 项 目 。 例 如 , 为 实 施 濒 危 物 种 法案 , 有 关 机 构 需 要 生 态 学 家 提 供 专 门 的 生 态 学 资 料 和 了 解 目 前 存 在 的 差 距 (Levy 2003)。65

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3(1):4-11象 全 欧 生 物 和 陆 地 景 观 多 样 化 计 划 这 样 的 跨 国 项 目 代 表 了 一 种 政 府 和 非 政 府 机 构 之 间 创 新的 合 作 关 系 。 这 种 合 作 关 系 依 靠 科 学 、 政 策 和 经 济 来 保 护 生 物 多 样 性 。 在 不 久 的 将 来 必 定会 有 更 多 的 科 学 家 和 科 研 机 构 参 与 这 些 政 府 项 目 。生 态 学 家 应 该 设 身 处 地 的 为 企 业 家 着 想 , 将 自 己 置 身 于 一 个 变 化 迅 速 和 压 力 重 重 的 市场 里 , 考 虑 如 何 促 进 战 略 性 的 合 作 和 迅 速 反 应 , 这 是 科 学 参 与 环 境 决 策 成 功 的 关 键 。 我 们的 策 略 是 多 样 、 灵 活 和 广 泛 包 容 。 我 们 必 须 积 极 寻 找 新 的 合 作 伙 伴 , 改 变 我 们 本 身 的 文 化习 俗 , 从 而 有 利 于 实 行 创 新 。 实 际 上 , 生 态 学 家 就 象 一 个 面 临 着 巨 大 挑 战 的 企 业 , 如 果 成功 了 , 回 报 将 无 可 估 量 。 与 其 它 成 功 的 企 业 一 样 , 我 们 必 须 勇 于 改 革 、 迅 速 组 合 、 与 时 俱进 。■ 行 动 计 划为 了 解 决 人 口 膨 胀 所 带 来 的 一 系 列 环 境 问 题 , 我 们 必 须 紧 密 合 作 , 加 速 发 展 一 门 创 新的 生 态 学 。 为 此 , 我 们 确 定 了 三 个 优 先 领 域 的 行 动 计 划 。 执 行 这 些 计 划 必 须 依 靠 新 的 思 维方 式 、 新 的 合 作 关 系 和 新 的 技 术 方 法 。 这 些 计 划 的 完 成 , 可 使 我 们 对 保 护 性 , 恢 复 性 和 创新 性 的 生 态 系 统 有 更 进 一 步 的 认 识 。 对 生 态 学 认 识 的 深 化 和 与 其 它 学 科 交 流 的 加 强 可 使 我们 在 可 持 续 发 展 的 决 策 过 程 中 起 到 关 键 的 作 用 。1. 为 科 学 决 策 提 供 生 态 学 信 息目 前 , 生 态 学 家 和 生 态 学 在 许 多 决 策 过 程 中 起 到 的 作 用 十 分 有 限 。 生 态 学 知 识 对 公 众日 常 生 活 的 影 响 也 十 分 微 弱 。 同 时 , 对 政 府 机 构 在 自 然 资 源 、 生 态 恢 复 、 技 术 开 发 和 环 境风 险 管 理 等 方 面 所 采 取 的 行 动 , 公 众 也 极 少 运 用 生 态 学 知 识 进 行 监 督 。 越 来 越 多 的 事 实 表明 , 当 科 学 家 , 政 策 制 定 者 和 公 众 进 行 对 话 时 , 往 往 能 够 作 出 比 较 好 的 决 策 。 没 有 生 态 学家 参 与 制 定 的 决 策 是 令 人 担 忧 的 。优 先 行 动 1。 扩 大 生 态 学 对 全 球 可 持 续 发 展 决 策 的 影 响创 建 一 个 国 际 生 态 学 执 行 中 心 网 , 用 以 加 强 研 究 、 管 理 和 政 策 制 定 人 员 间 的 合 作 关 系 , 积 极 开发 新 的 生 态 信 息 , 并 且 把 信 息 传 递 给 相 关 学 科 和 使 用 人 员 。 这 些 中 心 将 与 来 自 不 同 领 域 的 科 学 家 和 管理 人 员 一 起 通 过 研 讨 会 、 特 别 项 目 、 互 联 网 和 出 版 物 等 方 式 探 讨 解 决 区 域 性 和 全 球 性 的 政 策 和 管 理 问题 的 方 法 。在 世 界 主 要 政 治 中 心 ( 华 盛 顿 , 伦 敦 , 莫 斯 科 和 北 京 等 ) 设 立 正 式 的 迅 速 反 应 队 伍 , 对 可 能 会对 生 态 可 持 续 发 展 有 重 大 影 响 的 法 律 、 行 政 和 其 它 政 府 提 案 进 行 评 估 , 为 未 决 的 立 法 项 目 和 法 规 提 供咨 询 服 务 和 作 证 。增 加 各 国 政 府 机 构 中 生 态 学 工 作 人 员 的 数 量 。 这 些 人 员 的 职 责 是 负 责 或 参 与 可 持 续 发 展 环 境 政策 的 制 定 。为 了 让 更 多 的 人 了 解 全 球 生 态 可 持 续 发 展 对 他 们 及 其 下 一 代 人 生 活 的 影 响 , 我 们 必 须 通 过 互 联网 、 电 视 、 广 播 和 报 章 杂 志 进 行 大 规 模 的 宣 传 , 使 生 态 学 深 入 人 心 。在 幼 稚 园 , 小 学 , 中 学 和 大 学 里 设 立 由 国 际 协 调 的 生 态 学 课 程 、 讲 授 生 态 可 持 续 发 展 的 现 代 概念 和 进 展 、 改 善 教 学 质 量 和 提 高 学 习 效 果 。 重 点 必 须 放 在 生 态 学 教 育 工 作 者 的 职 业 培 训 上 , 做 到 师 资队 伍 多 样 化 , 加 强 教 育 研 究 。 同 时 , 与 公 众 、 非 赢 利 组 织 、 宗 教 团 体 合 作 , 更 好 地 把 生 态 学 融 入 他 们的 科 学 普 及 和 公 共 教 育 工 作 之 中 。五 年 多 前 ,Bazzaz 和 其 他 几 位 著 名 的 生 态 学 家 (1998) 号 召 所 有 的 科 学 家 积 极 参 与 解66

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3(1):4-11决 人 类 的 困 境 。 传 统 的 观 点 认 为 , 一 个 优 秀 科 学 家 只 做 两 件 事 :(1) 从 事 一 流 的 科 学 研 究 ;(2) 发 表 研 究 成 果 。 然 而 ,Bazzaz 等 认 为 , 所 有 的 科 学 家 都 必 须 从 事 第 三 种 活 动 : 向 公众 , 尤 其 是 纳 税 人 宣 传 生 态 学 的 重 要 性 。 生 态 学 家 在 普 及 生 态 学 知 识 时 一 方 面 要 积 极 主 动 ,另 一 方 面 还 要 听 取 公 众 意 见 和 回 答 公 众 所 提 出 的 问 题 。 生 态 学 不 总 是 回 答 的 了 用 户 提 出 的所 有 问 题 , 因 为 对 用 户 的 需 求 我 们 并 不 完 全 了 解 , 或 者 是 由 于 有 些 问 题 还 没 有 引 起 科 学 界足 够 的 重 视 。 结 果 , 生 态 学 并 不 是 时 时 处 处 有 用 武 之 地 (Cash et al. 2003)。 因 而 即 使 有 时生 态 学 家 能 够 为 解 决 某 一 问 题 做 些 基 本 工 作 , 也 会 被 拒 之 门 外 。这 种 状 况 可 以 改 善 , 但 是 需 要 在 国 内 和 国 际 上 寻 找 新 的 研 究 方 向 和 生 态 信 息 交 流 途 径 。单 纯 的 科 学 研 究 已 经 远 远 不 能 满 足 时 代 的 要 求 。 我 们 必 须 把 生 态 学 知 识 传 递 给 政 策 制 定 者和 公 众 , 必 须 把 科 学 研 究 转 化 为 行 动 (Cash et al. 2003)。 要 做 到 这 一 点 , 仅 仅 依 靠 有 效 的信 息 交 流 是 不 够 的 。 我 们 需 要 一 个 包 括 广 泛 宣 传 在 内 的 行 动 计 划 , 以 增 加 公 众 对 可 持 续 发展 的 了 解 , 使 公 众 懂 得 可 持 续 发 展 怎 样 影 响 他 们 现 在 和 未 来 的 生 活 质 量 。 此 外 , 我 们 必 须设 立 一 项 长 期 的 大 规 模 公 共 教 育 计 划 , 以 使 生 态 学 能 够 产 生 深 远 的 影 响 。 为 了 使 我 们 的 后代 在 制 定 决 策 时 拥 有 足 够 的 生 态 学 知 识 、 正 确 的 态 度 和 技 能 , 生 态 学 教 育 显 得 尤 其 重 要 。生 态 学 教 育 工 作 者 对 生 态 可 持 续 性 必 须 有 深 刻 的 认 识 。 我 们 建 议 把 生 态 可 持 续 发 展 作 为 各国 、 各 个 州 或 省 规 定 的 教 学 规 范 、 课 程 或 教 学 计 划 (Berkowitz 1997;Slingsby 和 Barker1998)。2. 推 进 创 新 性 和 预 测 性 的 生 态 学 研 究开 发 和 传 播 新 的 生 态 学 知 识 对 制 定 生 物 圈 可 持 续 发 展 方 案 具 有 重 大 意 义 。 现 代 生 态 学研 究 范 围 很 广 , 从 生 态 系 统 中 生 命 和 无 生 命 组 份 的 分 子 生 物 学 分 析 到 全 球 的 宏 观 研 究 等(Thompson et al. 2001)。 尽 管 如 此 , 生 态 学 对 自 然 的 认 识 仍 然 落 后 于 地 球 变 化 的 幅 度 和 速度 (Vitousek 1994; Lubchenco 1998; NRC 2001)。 只 有 迅 速 把 预 测 、 创 新 、 分 析 和 跨 学 科 的研 究 框 架 建 立 起 来 , 我 们 才 能 够 把 影 响 生 态 功 能 的 复 杂 关 系 ( 包 括 人 类 对 生 态 过 程 的 影 响和 反 馈 ) 了 解 清 楚 。建 立 这 种 框 架 需 要 相 关 的 基 础 设 备 、 产 品 和 服 务 等 配 套 设 施 。 这 样 才 能 够 大 大 提 高 设计 和 开 展 新 的 研 究 项 目 、 多 层 性 数 据 分 析 和 向 公 众 解 释 复 杂 生 态 信 息 的 能 力 。 各 种 人 力 、物 力 和 财 力 资 源 应 该 用 在 开 发 新 的 研 究 方 法 、 改 善 环 境 传 感 技 术 、 试 验 设 计 、 定 量 分 析 和监 测 , 跨 学 科 研 究 和 信 息 管 理 及 其优 先 行 动 2。 生 态 可 持 续 发 展 的 创 新 性 和 预 测 性 研 究 重 点推 广 上 来 ( 图 3)。为 了 实 现 可 持 续 发 展 生 态 学 研 究 的 四 大 目 标 , 我 们 必须 全 力 以 赴 , 把 握 每 一 个 机 会 。 我 们 必 须 在 2 个 创 新 项 目 ,为 了 达 到 这 个 目 标 , 我 们 建 议1 个 现 有 研 究 中 心 ( 国 家 生 态 分 析 和 综 合 中 心 ,NCEAS)制 定 一 个 推 进 生 态 可 持 续 发 展 性 研和 1 个 新 的 研 究 中 心 之 间 紧 密 协 调 ( 图 4)。 目 的 是 促 进 研究 的 计 划 ( 框 注 2)。 这 个 计 划 涉 及究 项 目 的 开 发 ( 综 合 研 究 项 目 ), 大 型 试 验 和 数 据 收 集 ( 基新 的 研 究 项 目 、 新 的 研 究 中 心 和 一础 设 施 网 ), 数 据 综 合 (NCEAS) 和 科 学 研 究 与 解 决 方 案 的个 现 有 的 研 究 中 心 间 的 周 密 协 调 :结 合 ( 生 态 执 行 中 心 )。(1) 引 进 最 新 和 最 好 的 综 合 性 生 态对 突 破 性 的 研 究 成 果 , 新 仪 器 和 新 技 术 的 发 明 给 予 奖学 研 究 技 术 和 仪 器 设 备 ;(2) 成 立励 。 奖 励 制 度 能 够 催 化 性 地 推 动 生 态 学 研 究 的 发 展 。一 个 全 国 性 的 生 态 观 察 网 ( 例 如 ,举 行 一 年 一 度 的 生 态 学 挑 战 竞 赛 。 挑 战 内 容 包 括 可 持国 家 生 态 观 测 网 ,NEON, 高 校 水续 发 展 , 生 态 恢 复 , 或 生 态 学 研 究 方 法 等 。 这 些 挑 战 可 能利 发 展 基 金 会 CUAHSI) 和 国 际 性导 致 新 技 术 , 新 分 析 方 法 , 新 模 型 和 新 试 验 设 计 的 诞 生 。的 区 域 生 态 观 测 网 。 国 家 生 态 观 测67

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3(1):4-11网 和 国 际 生 态 观 测 网 可 以 为 解 决 关 键 的 生 态 学 问 题 提 供 必 要 的 研 究 基 础 设 施 ;(3) 扩 大 与美 国 科 学 基 金 会 所 属 的 国 家 生 态 分 析 和 综 合 中 心 (NCEAS) 的 合 作 , 推 进 生 态 信 息 学 ;(4)创 建 一 个 国 际 生 态 对 策 执 行 中 心 网 络 , 以 将 生 态 学 的 整 合 知 识 融 入 政 策 和 管 理 种 去 。 以 上计 划 的 4 个 组 成 部 分 应 该 有 国 际 性 的 研 究 范 围 和 共 同 参 与 。 这 种 研 究 项 目 导 向 和 中 心 的 结合 将 为 研 究 人 员 提 出 的 问 题 和 理 论 的 应 用 研 究 提 供 机 会 和 服 务 ( 图 4)。图 3: 生 态 学 家 开 始 使 用 遥 控 技 术 收 集 环 境 信 息 。 图 为 一 种 由 NASA/JPL 研 制 的 遥 感 平 台正 在 Sevilleta 长 期 生 态 研 究 站 监 测 一 种 灌 木 群 落 的 微 气 候 。 一 个 遥 感 平 台 装 有 6 个 环 境 传感 器 ( 光 照 , 气 温 , 空 气 湿 度 , 土 壤 温 度 , 两 种 深 度 的 土 壤 湿 度 ), 并 且 可 以 通 过 无 线 通 讯把 遥 感 数 据 传 送 给 附 近 的 遥 感 平 台 。 母 平 台 收 到 子 平 台 的 信 息 后 再 转 送 到 一 个 手 提 电 脑 ,然 后 直 接 把 信 息 贴 到 网 上 (http://sev.lternet.edu/research/SWEETS/index.html)。此 外 , 我 们 还 必 须 采 取 其 它 措 施 来 推 动 生 态 学 研 究 ( 框 注 2)。 鼓 励 和 奖 励 研 究 创 新 是科 学 发 展 的 巨 大 动 力 , 生 态 学 也 不 例 外 。 为 了 鼓 励 生 态 学 家 在 研 究 中 发 挥 他 们 的 创 造 力 ,我 们 必 须 建 立 奖 励 制 度 和 采 取 新 的 刺 激 手 段 , 特 别 是 应 该 奖 励 那 些 对 可 持 续 发 展 研 究 作 出重 要 贡 献 的 生 态 学 家 。生 态 协 调 中 心加 强 管 理 人 员 , 政 策 制 定 者 和 研 究 人 员 的 协 调综 合 生 态 研 究 项 目生 态 研 究 基 础 设 施 网开 拓 新 思 路 , 提 供 技 术 服 务 和鼓 励 开 发 新 的 研 究 手 段支 持 现 有 和 未 来 的 研 究 项 目和 联 网 实 验 ( 例 如 ,NSF 生 态 、水 文 和 海 洋 观 察 站 )国 家 生 态 分 析 与 综 合 中 心分 析 和 归 纳 数 据 , 确 定 未 来 全 球 的研 究 重 点 和 促 进 信 息 的 开 发 和 使 用68

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3(1):4-11图 4: 发 展 生 态 可 持 续 性 的 4 个 组 成 部 分 。 一 个 研 究 项 目 可 以 从 所 有 的 组 分 得 益 , 或 根 据需 要 , 可 以 从 任 何 组 分 进 入 和 离 开 。 这 个 结 构 为 满 足 各 种 研 究 和 实 施 的 需 要 创 造 了 一 个 高度 灵 活 的 资 源 库 ( 基 础 设 施 、 产 品 和 服 务 )( 见 Palmer et al. 2004b)。最 后 , 为 了 推 进 具 有 预 测 性 和 创 新 性 的 可 持 续 发 展 研 究 , 我 们 必 须 提 高 数 据 标 准 化 、综 合 、 归 档 和 共 享 的 能 力 。 生 态 学 分 析 和 管 理 决 策 常 常 需 要 各 种 数 据 。 遗 憾 的 是 , 大 部 分环 境 信 息 储 存 分 散 , 很 难 整 合 。 而 且 , 将 数 据 集 中 整 理 、 模 型 化 、 便 于 综 合 分 析 和 全 球 检索 的 工 具 很 少 。 但 是 , 一 场 促 进 知 识 表 达 的 信 息 技 术 革 命 已 经 开 始 (Atkins 2003)。 这 场 信息 技 术 革 命 对 生 态 学 来 说 也 是 必 不 可 少 的 。 通 过 改 善 数 据 输 入 和 提 取 、 改 进 分 析 手 段 、 大型 数 据 标 准 化 和 环 境 数 据 自 由 使 用 , 我 们 有 可 能 进 行 更 复 杂 的 生 态 学 数 据 的 分 析 和 综 合 。空 间 科 学 、 电 子 通 讯 和 财 经 市 场 等 领 域 已 经 从 信 息 管 理 的 迅 猛 发 展 中 获 益 匪 浅 。 生 态 学 必须 迈 出 同 样 的 步 伐 。优 先 行 动 3。 促 进 文 化 交 流 , 建 立 一 个 具 有 前 瞻 性 的 国 际 生 态 学为 了 促 进 全 球 生 态 信 息 的 共 享 , 建 议 成 立 一 个 生 态 学 会 的 全 球 联 合 会 , 加 强 合 作 和 建 立 从 国 际 一流 的 非 英 语 生 态 学 刊 物 翻 译 重 要 文 献 或 从 英 语 类 的 译 成 其 它 文 字 的 正 规 机 制 。制 定 一 个 全 球 生 态 学 的 国 际 议 程 。 举 行 跨 学 科 和 专 题 国 际 会 议 , 讨 论 诸 如 生 物 多 样 性 公 约 和 气 候变 化 的 政 府 间 组 织 (IPCC) 所 需 要 的 生 态 学 知 识 。 这 些 会 议 的 内 容 应 该 侧 重 于 可 持 续 发 展 科 学 。建 立 一 个 国 际 青 年 生 态 学 家 研 究 的 学 术 团 体 。 设 立 类 似 于 罗 兹 (Rhodes) 和 盖 茨 (Gates) 学 者的 国 际 生 态 学 者 计 划 , 派 遣 研 究 生 和 博 士 后 到 其 它 实 验 室 从 事 科 学 研 究 和 参 加 学 术 会 议 。 我 们 特 别 建 议举 行 一 年 一 度 的 研 究 生 国 际 会 议 , 与 会 者 应 包 括 来 自 发 达 和 发 展 中 国 家 的 研 究 生 , 其 中 至 少 一 半 不 是 美国 公 民 。设 立 一 个 提 高 合 作 水 平 的 培 训 计 划 。 让 拥 有 丰 富 合 作 经 验 的 生 态 学 家 和 社 会 学 家 共 同 制 定 培 训 计划 和 进 行 培 训 。 培 训 内 容 主 要 是 关 于 成 功 合 作 的 艺 术 ( 诸 如 成 功 合 作 入 门 等 )。鼓 励 享 有 国 际 声 誉 的 生 态 学 刊 物 和 国 际 会 议 积 极 进 行 改 革 , 把 重 点 转 移 到 区 域 性 和 全 球 性 的 跨 学科 研 究 和 应 用 科 学 上 来 。由 科 学 家 、 管 理 者 和 企 业 界 主 要 负 责 人 一 起 重 新 评 价 对 杰 出 研 究 成 果 的 奖 励 办 法 。 而 且 , 建 议 由国 家 或 皇 家 科 学 院 研 制 一 个 加 速 现 有 奖 励 制 度 改 革 的 计 划 。通 过 与 其 它 国 家 的 姐 妹 学 会 建 立 合 作 伙 伴 关 系 和 聘 用 少 数 民 族 出 身 的 研 究 人 员 , 促 进 种 族 和 性 别的 多 样 化 和 公 平 性 。3. 推 进 文 化 转 型 , 创 建 前 瞻 性 、 国 际 性 的 生 态 学生 态 学 研 究 已 经 把 重 点 转 移 到 多 学 科 合 作 和 综 合 分 析 上 来 (NSF 2003)。 但 是 , 生 态学 家 必 须 提 高 自 己 传 递 信 息 的 能 力 , 以 帮 助 社 会 了 解 和 解 决 环 境 问 题 。 我 们 只 有 通 过 变 革才 能 够 做 到 这 一 点 。 生 态 学 家 将 来 必 须 另 辟 新 路 , 强 化 奖 励 制 度 , 与 其 它 学 科 和 新 的 合 作伙 伴 进 行 广 泛 交 流 。 我 们 必 须 认 识 到 , 生 态 学 研 究 人 员 , 管 理 人 员 和 民 众 都 是 同 等 的 合 作伙 伴 。 对 科 研 人 员 我 们 必 须 建 立 一 个 统 一 的 评 价 标 准 。 只 有 明 了 合 作 成 功 的 原 因 , 建 立 一个 多 样 化 的 研 究 团 队 和 使 生 态 学 研 究 国 际 化 , 生 态 学 才 能 够 脱 胎 换 骨 , 更 上 一 层 楼 ( 框 注3)。我 们 必 须 把 拥 有 不 同 特 长 的 人 组 织 起 来 , 共 同 解 决 各 种 环 境 问 题 。 组 建 团 队 要 迅 速 ,69

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3(1):4-11并 且 要 包 括 从 来 没 有 与 我 们 合 作 过 的 人 。 这 些 团 队 必 须 能 够 在 短 时 间 内 解 决 问 题 , 至 少 能够 提 出 几 个 解 决 方 案 。 许 多 人 都 意 识 到 合 作 对 生 态 学 来 说 是 非 常 重 要 的 。 但 是 , 很 少 人 知道 跨 学 科 的 合 作 从 何 而 来 , 如 何 开 始 , 何 时 和 为 何 能 够 ( 或 不 能 够 ) 成 功 (Rhoten 2003)。事 实 上 , 社 会 学 家 已 经 指 出 , 生 态 学 不 管 在 技 术 基 础 上 , 还 是 在 社 会 环 境 上 都 没 有 为 合 作做 好 准 备 (Olson 和 Olson 2000)。 就 科 学 发 展 而 言 , 合 作 和 训 练 手 段 与 技 术 基 础 同 等 重 要 。我 们 必 须 弄 清 楚 成 功 的 合 作 依 靠 的 是 什 么 , 不 断 地 对 现 有 的 生 态 学 研 究 人 员 进 行 培 训 , 同时 为 青 年 生 态 学 家 创 造 条 件 , 让 更 多 训 练 有 素 的 新 人 走 进 生 态 学 研 究 大 门 。生 态 学 研 究 的 合 作 必 须 超 越 国 界 。 毕 竟 , 环 境 与 可 持 续 发 展 问 题 是 国 际 性 和 跨 学 科 的问 题 。 实 际 上 , 生 态 学 国 际 化 已 经 开 始 了 。16% 的 ESA 会 员 居 住 在 境 外 , 代 表 80 多 个 国家 (ESA 2003)。 但 是 , 我 们 必 须 在 研 究 , 管 理 和 企 业 界 之 间 进 行 国 际 合 作 。 例 如 , 成 立于 1989 年 的 欧 洲 海 岸 保 护 联 合 会 (Europe Union for Coastal Conservation, EUCC), 会 员 来自 40 个 国 家 , 是 欧 洲 最 大 的 海 岸 管 理 者 和 专 家 网 。EUCC 的 宗 旨 是 把 科 学 家 、 环 境 和 海 岸管 理 、 计 划 和 政 策 制 定 人 员 调 动 起 来 , 共 同 保 护 欧 洲 海 岸 。 近 年 来 ,EUCC 还 把 生 物 多 样性 保 护 列 入 海 岸 发 展 计 划 之 中 。生 态 学 必 须 经 得 起 可 持 续 发 展 的 挑 战 。 这 些 挑 战 表 现 在 气 候 变 化 、 物 种 入 侵 、 渔 业 资源 枯 竭 和 水 土 流 失 等 (NRC 1999)。 但 是 , 大 部 分 生 态 学 研 究 在 时 间 和 空 间 尺 度 上 仍 然 受到 很 大 限 制 , 许 多 专 业 学 会 和 学 术 机 构 的 研 究 方 向 仍 然 非 常 狭 窄 , 从 而 妨 碍 了 区 域 性 和 全球 性 科 学 问 题 的 解 决 。 我 们 必 须 积 极 主 动 地 和 环 境 学 家 合 作 交 流 。 为 了 加 强 信 息 交 流 和 开展 生 态 可 持 续 发 展 领 域 的 国 际 研 究 , 我 们 必 须 制 定 一 个 跨 国 议 程 。 这 个 议 程 必 须 保 证 生 态学 信 息 的 使 用 不 受 语 言 、 基 础 设 施 和 专 业 水 平 的 限 制 。结 论 : 开 创 生 态 学 研 究 的 新 纪 元生 态 学 家 长 期 从 事 对 原 始 系 统 的 研 究 工 作 。 研 究 重 点 的 转 移 意 味 着 我 们 把 基 础 和 应 用研 究 的 优 先 领 域 放 在 可 持 续 发 展 的 生 态 系 统 和 人 类 的 关 系 上 , 也 意 味 着 生 态 学 家 必 须 承 担更 大 的 责 任 。 在 预 测 未 来 研 究 需 求 和 运 用 生 态 学 知 识 解 决 环 境 问 题 时 , 与 公 众 、 企 业 家 、政 策 制 定 者 和 资 源 管 理 人 员 有 效 的 交 流 是 非 常 重 要 的 。 由 于 全 球 人 口 的 迅 速 增 长 、 自 然 资源 减 少 和 环 境 污 染 , 作 为 生 态 学 家 的 我 们 必 须 立 即 行 动 起 来 。 未 来 的 发 展 要 求 生 态 学 家 不仅 仅 是 一 流 的 研 究 人 员 , 而 且 必 须 在 决 策 制 定 过 程 中 发 挥 重 要 作 用 。 我 们 再 也 不 能 够 指 望由 那 些 对 生 态 学 一 窍 不 通 的 人 来 开 发 生 态 学 解 决 问 题 的 集 体 智 慧 。■ 致 谢本 文 根 据 ESA 生 态 学 远 景 委 员 会 (www.esa.org/ecovisions) 成 员 的 研 究 结 果 写 成 。 我们 感 谢 P. Matson 对 本 项 目 的 鼓 励 ; 感 谢 ESA 理 事 会 和 总 部 的 支 持 。 资 助 来 源 于 Andrew W.Mellon 基 金 会 、David 和 Lucile Packard 基 金 会 、 美 国 环 境 保 护 署 、 美 国 自 然 科 学 基 金 会 、国 家 海 洋 与 大 气 局 、 美 国 地 质 调 查 和 美 国 农 业 部 。 很 多 ESA 会 员 通 过 我 们 的 在 线 调 查 和 在乔 治 亚 州 萨 万 那 市 举 行 的 2003 年 年 会 时 提 出 了 大 量 很 有 参 考 价 值 的 意 见 。 一 些 民 间 学 术 团体 , 联 邦 政 府 机 构 和 企 业 界 人 士 也 提 出 了 许 多 重 要 建 议 。 最 后 ,F. Powledge 在 写 作 上 提 供许 多 帮 助 。 在 此 一 并 表 示 衷 心 谢 意 。( 古 滨 河 译 )70

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3(1):4-11■ 参 考 文 献Atkins DE, Droege KK, Feldman SI, et al. 2003. Revolutionizing science and engineering throughcyberinfrastructure. Report of the National Science Foundation blue ribbon advisory panel oncyberinfrastructure. www.cise.nsf.gov/sci/reports/.Bazzaz F, Ceballos G, Davis M, et al. 1998. Ecological science and the human predicament.Science 282: 879.Berkowitz AR, Nilon CH, and Hollweg KS (Eds.) 2003. Understanding urban ecosystems: a newfrontier for science and education. 8th Cary Conference (1999): Institute of EcosystemStudies. New York, NY.. Springer-Verlag.Blondel J and Vigne JD. 1993. Space time and man as determinants of diversity of birds andmammals in the Mediterranean region. In: Ricklefs RE and Schulter D (Eds). Speciesdiversity in ecological communities. Chicago, IL: Chicago University Press.Botkin DB. 1990. Discordant harmonies: a new ecology for the twenty-first century. New York,NY: Oxford University Press.Cash DW, Clark WC, Alcock F, et al. 2003. Knowledge systems for sustainable development.Science and Technology for Sustainable Development Special Feature. P Natl Acad Sci USA100: 8086–91.Clark WC and Dickson NM. 2003. Sustainability science: the emerging research program. P NatlAcad Sci USA 100: 8059–61.Clark JS, Carpenter SR, Barber M, et al. 2001. Ecological forecasts: an emerging imperative.Science 293: 657–60.Cogan DG. 2003. Corporate governance and climate change: making the connection. A CERESSustainable Governance Project Report, prepared by the Investor Responsibility ResearchCenter (IRRC).Washington, DC: IRRC, and Boston, MA: CERES.Cohen J. 2003. Human population: the next half-century. Science 302: 1172–75.Ecological Society of America. 2003. Annual Report. Ecological Society of America.Kates RW, Clark WC, Corell R, et al. 2001. Sustainability science. Science 292: 641–42.Levin S. 1999. Fragile dominion: complexity and the commons. Reading, MA: Perseus Books.Levy S. 2003. Turbulence in the Klamath River basin. Bioscience 53: 315–20.Loucks OL and Gorman RF. 2004. Regional ecosystem services and the rating of investmentopportunities. Front Ecol Environ 2: 207–16.Loucks OL, Erekson OH, Bol JW, et al. 1999. Sustainability perspectives for resources andbusiness. Boca Raton, FL: Lewis Publishers.Lubchenco J. 1998. Entering the century of the environment: a new social contract for science.Science 279: 491–97.Lubchenco J, Olson AM, Brubaker LB, et al. 1991. The Sustainable Biosphere Initiative: anecological research agenda: a report from the Ecological Society of America. Ecology 72:371–412.Lutz W, Sanderson W, and Scherbov S. 2001. The end of population growth. Nature 412: 543–45.McDonnell MA and Pickett STA (Eds.) 1993. Humans as components of ecosystems: the ecologyof subtle human effects and populated areas. New York, NY: Springer-Verlag.71

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3(1):4-11Millennium Ecosystem Assessment. 2003. Ecosystems and human well-being. Washington, DC:Island Press. www.millenniumassessment.org/en/index.aspx.National Research Council Board on Sustainable Development. 1999. Our common journey, atransition toward sustainability.Washington, DC: National Academy Press. MA Palmer et al.Ecology for the 21st century.National Research Council. 2001. Grand challenges in environmental sciences. Washington, DC:National Academy Press.National Science Foundation. 2003. Complex environmental systems: synthesis for earth, life andsociety in the 21st century. National Science Foundation AC-ERE.Olson GM and Olson JS. 2000. Distance matters. Special issue: new agendas for human-computerinteraction. Human-Computer Interaction 15: 139–78.Palmer MA, Bernhardt E, Chornesky E, et al. 2004a. Ecology for a crowded planet. Science 304:1251–52.Palmer MA, Bernhardt E, Chornesky E, et al. 2004b. Ecological science and sustainability for acrowded planet: 21st century vision and action plan for the Ecological Society of America.www.esa.org/ecovisions.Parson W. 2001. Practical perspective: scientists and politicians: the need to communicate. PublicUnderst Sci 10: 303–14.Povilitis T. 2001. Toward a robust natural imperative for conservation.Conserv Biol 15: 533–35.Redman CL. 1999. Human impact on ancient environments. Tucson, AZ: University of ArizonaPress.Resilience Alliance. 2004. www.resalliance.org/ev_en.php.Rhoten D. 2003. A multi-method analysis of the social and technical conditions forinterdisciplinary collaboration. Final Report, National Science Foundation BCS-0129573.Slingsby D and Barker S. 1998. From nature table to niche: curriculum progression in ecologicalconcepts. Int Sci Educ 20: 479–86.Smith HJ. 2003. The shape we’re in. Science 302: 1681.Thompson JN, Reichman OJ, Morin PJ, et al. 2001. Frontiers of ecology. BioScience 51: 15–24.Turner BL II, Clark W, Kates R, et al. (Eds.) 1990. The Earth as transformed by human action:global and regional changes in the biosphere over the past 300 years. Cambridge, UK:Cambridge University Press.Turner BL, Matson PA, McCarthy JJ, et al. 2003. Illustrating the coupled human-environmentalsystem for vulnerability analysis: three case studies. P Natl Acad Sci USA 100: 8080–85.UNEP. 1999. United Nations Environmental Program Global Environmental Outlook. GEO-2000.www.unep.org/geo2000/.Vitousek PM. 1994. Ecology and global change. Ecology 75: 1861–76.Vitousek PM, Mooney HA, Lubchenco J, et al. 1997. Human domination of earth’s ecosystems.Science 277: 494–99.Worcester R. 2002. Public understanding of science. Biologist 49: 143.72

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:12-20物 种 入 侵 的 对 策 、 管 理 及 未 来 研 究 需 要Daniel Simberloff 1 , Ingrid M Parker 2 , and Phyllis N Windle 3《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:12-20摘 要 : 物 种 入 侵 反 映 了 一 种 加 速 的 全 球 变 化 。 当 前 对 入 侵 物 种 的 管 理 所 做 的 努 力 虽 然 在 一些 特 殊 情 况 下 有 效 , 但 却 未 能 控 制 住 普 遍 存 在 的 问 题 。 在 美 国 , 这 一 失 败 原 因 由 不 配 套 的政 策 、 不 完 善 的 研 究 、 不 足 的 管 理 经 费 和 缺 乏 科 学 知 识 所 造 成 的 。 为 此 目 前 迫 切 需 要 比 较政 策 分 析 。 美 国 存 在 的 主 要 问 题 是 缺 乏 一 整 套 针 对 入 侵 物 种 问 题 的 总 体 政 策 , 而 不 仅 是 针对 某 一 个 入 侵 物 种 。 应 该 严 密 控 制 有 意 识 地 引 进 物 种 , 风 险 评 估 必 须 要 更 具 有 预 测 性 。 监测 和 确 认 新 的 生 物 入 侵 ( 有 意 识 或 无 意 引 进 的 ) 在 技 术 上 是 可 行 的 , 但 却 没 有 得 到 充 分 的财 政 资 助 和 各 方 面 的 协 调 。 虽 然 管 理 入 侵 物 种 的 技 术 经 常 获 得 成 功 , 但 其 进 一 步 的 发 展 却往 往 因 不 连 续 的 资 助 所 阻 碍 。 所 有 这 些 问 题 能 够 通 过 更 为 基 础 性 的 研 究 得 到 改 善 。 这 些 基础 性 的 研 究 既 包 括 基 本 入 侵 物 种 的 自 然 生 活 历 史 和 开 发 控 制 技 术 , 也 包 括 运 用 更 为 复 杂 的生 态 模 拟 和 遥 感 技 术 。人 类 引 进 越 来 越 多 的 物 种 到 新 的 地 区 , 人 类 的 这 种 活 动 在 全 球 范 围 内 造 成 了 巨 大 的 影响 , 广 泛 的 生 态 和 经 济 影 响 (Mack et al.,2000)。 这 些 影 响 可 归 纳 为 : 入 侵 物 种 吃 掉 本 地物 种 , 改 变 本 地 物 种 的 栖 息 地 , 与 它 们 竞 争 、 杂 交 , 并 且 传 染 它 们 。 一 些 入 侵 物 种 可 以 完全 地 改 变 整 个 生 态 系 统 , 导 致 橡 树 突 然 的 死 亡 的 病 原 体 (Phytophthora ramorum), 在 加 利福 尼 亚 杀 死 了 成 千 上 万 株 树 ( 图 1), 还 传 染 许 多 不 同 的 宿 主 , 包 括 橡 树 ,tanoaks, 花 旗 松 ,红 杉 树 (Rizzo and Garbelotto 2003)。核 心 内 容• 入 侵 物 种 产 生 巨 大 的 经 济 和 环 境 费 用• 防 止 、 迅 速 发 现 并 根 除 入 侵 物 种 , 管 理 业 已 引 进 的 物 种 建 立 在 不 足 的 生 态 知 识 、 不 完 善 的 政 策和 短 缺 的 预 算 上 , 并 侧 重 于 一 些 农 业 虫 害• 美 国 联 邦 政 策 对 于 物 种 引 进 不 一 致 , 建 立 在 任 意 、 不 良 定 量 风 险 评 估 的 基 础 上 , 很 少 提 供 限 制物 种 引 进 的 经 济 意 义• 每 个 潜 在 的 引 进 物 种 和 引 进 途 径 需 要 专 家 的 评 估• 需 要 更 为 基 础 性 的 研 究 来 应 对 物 种 引 进 所 带 来 的 环 境 和 经 济 上 的 影 响 。这 种 疾 病 不 仅 威 胁 加 利 福 尼 亚 几 个 优 势 树 种 及 依 赖 这 些 树 种 的 动 物 , 而 且 也 严 重 影 响了 美 国 苗 圃 产 业 。 生 物 入 侵 已 被 广 泛 地 认 为 是 仅 次 于 栖 息 地 破 坏 对 生 态 多 样 性 的 第 二 大 威胁 ; 在 美 国 , 生 物 入 侵 是 近 半 受 危 害 物 种 衰 落 的 重 要 原 因 (Wilcove et al., 1998)。物 种 入 侵 对 经 济 的 冲 击 是 多 方 面 的 : 昆 虫 或 掠 食 性 动 物 入 侵 导 致 的 农 作 物 、 林 业 和 渔业 损 失 ; 病 原 生 物 入 侵 导 致 的 人 类 、 牲 畜 和 家 禽 疾 病 ; 软 体 动 物 入 侵 导 致 的 污 染 损 失 ; 白蚁 入 侵 导 致 的 建 筑 结 构 损 害 。 仅 在 美 国 ,Pimentel 等 (2000a) 估 计 每 年 造 成 的 损 失 达 到 $1,370亿 ; 而 英 国 、 澳 大 利 亚 、 印 度 、 南 非 及 巴 西 等 国 每 年 的 损 失 总 计 超 出 $3,360 亿 (Pimentel 等 ,2000b)。73

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:12-20某 些 入 侵 物 种 , 譬 如 作 物 害 虫 , 被 认 为 是 祸 害 已 经 几 个 世 纪 了 (Mack 2003)。 然 而 , 正 如Charles Elton(1958) 首 次 指 出 的 : 全 球 性 生 物 地 理 的 重 新 整 合 已 经 成 为 了 在 一 个 极 大 范 围 内存 在 的 普 遍 问 题 。 然 而 此 问 题 所 引 起 的 在 学 术 和 环 境 领 域 的 研 究 高 峰 却 出 现 在 大 约 20 年后 。 不 断 增 长 的 物 种 入 侵 问 题 及 其 严 重 性 , 及 70 年 代 出 现 的 环 境 运 动 推 动 了 研 究 高 峰 , 目前 这 一 兴 趣 仍 在 继 续 增 长 , 特 别 是 在 学 术 界 和 新 闻 界 。 乌 鳢 (Channa argus) ( 图 2), 对 马里 兰 ( 现 在 对 其 它 州 ) 的 入 侵 , 引 起 了 国 际 新 闻 界 的 关 注 (Dolin 2003)。 然 而 , 制 定 政 策 部 门和 环 境 组 织 对 生 物 入 侵 的 关 注 一 直 是 不 一 致 的 。目 前 有 一 些 成 功 地 根 除 单 个 入 侵 物 种 的 例 子 , 例 如 根 除 来 自 澳 大 利 亚 西 部 的 杂 草(Kochia scoparia)(Randall 2001), 来 自 达 尔 文 港 (Darwin Harbour) 的 加 勒 比 黑 斑 贝(Mytilopsis sallei)(Bax et al. 2002), 以 及 佛 罗 里 达 南 部 melaleuca (Melaleuca quinquenervia)覆 盖 区 显 著 地 下 降 ( 图 3)(Silvers 2004)。然 而 , 许 多 非 本 地 物 种 仍 继 续 在 区 域 甚 至 全 国 范 围 内 增 加 (Union of ConcernedScientists 2003), 它 们 在 生 态 和 经 济 方 面 的 影 响 也 同 样 增 加 。 这 种 恶 化 情 况 是 不 是 贸 易 和 旅行 增 长 所 带 来 的 不 可 避 免 的 后 果 ? 能 否 通 过 政 策 执 行 、 管 理 或 资 助 方 面 的 变 化 扭 转 这 一 趋势 ? 在 遏 制 生 物 入 侵 这 一 浪 潮 中 生 态 研 究 可 以 扮 演 什 么 样 的 角 色 ?图 1: 美 国 加 里 福 利 亚 麦 瑞 因 县 (Marin County,California) 橡 树 (Phytophthora ramorum)的 突 然 死 亡 。从 不 同 国 家 、 地 区 和 区 域 所 积 累 的 经 验 中 , 我 们 已 经 学 会 利 用 很 多 不 同 的 方 法 来 应 对生 物 入 侵 ( 例 如 Klein 2004;Miller 2004)。 我 们 需 要 对 这 些 经 验 进 行 总 结 。 例 如 , 比 较 政 策分 析 可 以 被 用 来 阐 明 哪 些 政 策 措 施 卓 有 成 效 , 既 能 对 新 入 侵 物 种 实 施 控 制 , 也 能 对 正 在 入侵 的 物 种 加 以 控 制 。 同 样 , 比 较 野 外 研 究 及 跨 大 陆 和 跨 机 构 信 息 分 享 是 提 高 由 地 面 入 侵 物种 管 理 的 一 个 重 要 部 份 (Simberloff 1999)。 这 里 我 们 主 要 针 对 入 侵 物 种 政 策 和 管 理 方 面 的 一些 紧 迫 问 题 进 行 阐 述 , 并 且 指 出 生 态 学 研 究 如 何 才 能 改 进 我 们 当 前 在 生 物 入 侵 方 面 的 实 践 。74

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:12-20图 2: 乌 鳢 (Channa argus)向 入 侵 物 种 开 战阻 止 物 种 入 侵 的 尝 试 可 以 分 成 三 阶 段 (Mack et al. 2000; Simberloff 2002b):(1) 不 准 它 们进 入 ;(2) 如 果 它 们 已 经 侵 入 , 迅 速 发 现 并 设 法 根 除 它 们 ;(3) 如 果 无 法 根 除 它 们 , 保 持 它 们在 低 的 发 展 水 平 。不 准 进 入由 于 有 意 和 无 意 引 进 过 程 中 的 疏 忽 造 成 的 生 物 入 侵 是 两 类 不 同 的 问 题 , 它 们 要 求 不 同的 研 究 方 法 和 政 策 措 施 。有 意 引 进与 疏 忽 引 进 相 比 较 , 人 们 可 能 以 为 有 意 识 的 引 进 导 致 的 生 物 入 侵 问 题 较 少 。 然 而 数 据表 明 , 有 意 识 的 引 进 占 大 约 所 有 物 种 入 侵 问 题 的 一 半 ( 例 如 OTA 1993; Mack and Erneberg2002)。 通 过 对 那 些 有 意 识 引 进 的 , 可 能 具 有 入 侵 性 的 物 种 加 以 更 加 严 格 的 限 制 , 我 们 应 该能 够 在 防 止 生 物 入 侵 方 面 做 得 更 好 。 但 是 , 有 两 个 问 题 妨 碍 我 们 做 到 这 一 点 , 即 利 益 的 冲突 和 不 可 预 料 性 。首 先 , 不 同 的 利 益 决 策 者 会 对 一 个 有 意 引 进 的 物 种 可 能 产 生 的 利 弊 各 执 其 词 。 例 如 ,零 售 商 也 许 依 靠 某 种 园 艺 植 物 的 大 量 销 售 为 生 , 而 依 靠 纳 税 人 钱 的 政 府 机 构 则 设 法 从 附 近的 公 园 消 灭 这 种 植 物 。 进 口 商 和 零 售 商 无 限 制 地 引 进 各 种 动 植 物 , 从 中 获 利 , 然 而 并 不 承担 生 物 入 侵 所 造 成 的 经 济 代 价 。 因 此 , 对 进 口 商 和 零 售 商 贩 没 有 经 济 制 约 以 限 制 引 进 物 种 。基 于 政 治 上 或 道 德 上 的 原 因 , 目 前 一 些 团 体 已 经 行 动 起 来 , 鼓 励 对 引 进 物 种 的 负 责 任 的 行为 ; 例 如 , 国 际 海 洋 探 测 委 员 会 (the International Council for the Exploration of the Sea) 从70 年 代 起 建 立 了 一 套 关 于 海 洋 生 物 移 动 的 义 务 应 用 编 码 (ICES 1995)。2001 年 , 有 关 部 门起 草 了 针 对 苗 圃 业 者 、 花 匠 、 植 物 园 和 其 他 人 的 行 为 义 务 代 码 以 防 止 植 物 入 侵 (Fay 2002)。有 时 工 业 界 也 采 纳 一 些 公 众 或 专 家 提 出 的 措 施 以 逃 避 法 规 约 束 。 对 物 种 入 侵 问 题 的 意 识 在美 国 达 到 了 前 所 未 有 的 高 度 。 然 而 , 联 邦 政 策 远 未 做 到 对 有 意 引 进 物 种 提 供 一 种 连 贯 的 措施 ( 即 规 定 引 入 地 可 接 受 的 风 险 水 平 ), 也 没 有 提 出 生 态 地 区 的 概 念 ( 即 本 地 物 种 优 先 地 域 )75

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:12-20——Miller(2004) 称 之 为 的 “ 视 野 沟 ”(vision gap)。其 次 , 物 种 引 进 影 响 的 极 不 可 预 测 性 (Williamson 1996) 影 响 着 风 险 评 估 的 两 个 核 心 方面 : 预 测 特 定 的 负 效 应 和 估 计 负 效 应 的 可 能 性 。 目 前 由 于 缺 少 对 生 物 入 侵 的 总 体 认 识 妨 碍了 风 险 评 估 的 可 信 度 , 全 球 性 贸 易 剧 烈 的 扩 展 和 伴 随 而 来 的 多 边 商 业 导 致 假 定 物 种 引 进 是正 确 的 。 必 须 通 过 正 式 的 风 险 评 估 规 程 来 确 定 物 种 引 进 的 风 险 , 而 且 必 须 在 这 种 引 进 被 证实 带 来 灾 难 , 引 进 物 种 被 列 入 “ 脏 ” 名 单 接 受 制 约 之 前 (National Research Council 2000)。美 国 使 用 一 个 意 义 不 明 确 的 程 序 (Orr 2003) 来 估 计 入 侵 物 种 带 来 的 各 种 风 险 , 并 通 过 一 种 武断 的 算 法 来 综 合 这 些 估 计 , 也 不 计 算 可 信 度 。 由 于 这 一 过 程 极 为 烦 杂 费 时 , 以 至 评 估 物 种在 评 估 过 程 中 扩 散 到 引 进 地 自 然 环 境 。 尽 管 如 此 , 这 一 处 理 过 程 至 少 对 很 多 因 素 作 了 明 确地 考 虑 , 并 可 以 产 生 一 个 高 度 规 范 的 定 性 预 测 (Simberloff and Alexander 1998)。 澳 大 利 亚 进口 风 险 分 析 (The Australia Import Risk Analysis) (Pheloung 2003) 即 属 此 类 。图 3: 美 国 佛 罗 里 达 棕 榈 滩 县 (Palm Beach County,Florida) 的 澳 大 利 亚 白 千 层 属 植 物(Melaleuca quinquenervia)在 实 施 这 些 评 估 时 , 评 估 的 有 效 性 至 关 重 要 : 有 多 少 情 况 有 害 入 侵 是 由 于 评 估 决 定 引起 的 ? 风 险 评 估 是 否 降 低 了 入 侵 频 度 ? 在 经 济 利 益 面 前 , 这 些 评 估 是 否 形 同 虚 设 ? 生 态 学家 、 社 会 科 学 家 、 和 管 理 者 必 须 在 评 估 领 域 一 致 努 力 , 详 细 检 查 当 前 政 策 的 后 果 及 可 替 补的 办 法 。 这 样 的 评 估 在 制 定 大 气 和 水 污 染 政 策 时 是 常 规 工 作 , 但 还 迟 迟 没 有 用 于 管 理 物 种入 侵 中 ( 例 如 Harrington et al.,2004)。由 于 普 遍 采 纳 定 量 风 险 评 估 作 为 引 进 的 依 据 , 加 上 制 定 具 有 说 服 力 评 估 的 困 难 , 任 何国 家 都 难 以 做 到 拒 绝 进 口 某 个 可 能 带 来 风 险 的 物 种 或 产 品 而 不 受 到 经 济 保 护 主 义 的 谴 责 。最 近 世 界 贸 易 组 织 否 定 了 澳 大 利 亚 拒 绝 从 加 拿 大 进 口 冰 冻 三 文 鱼 的 提 案 , 部 分 是 由 于 澳 大利 亚 无 法 定 量 地 估 计 三 文 鱼 可 能 携 带 病 原 体 的 风 险 (Victor 2000), 尽 管 这 一 方 面 已 有 先 例( 例 如 鳟 鱼 旋 毛 虫 病 向 北 美 洲 的 入 侵 )。对 保 护 生 态 学 家 来 说 , 物 种 入 侵 变 化 莫 测 的 特 点 意 味 着 唯 一 有 效 的 方 法 是 评 估 每 个 潜在 的 引 进 种 。 某 个 物 种 入 侵 带 来 一 场 浩 劫 的 原 因 是 基 于 这 一 物 种 与 其 栖 息 地 之 间 的 相 互 作用 (Tucker and Richardson 1995 年 ;Kolar and Lodge 2002), 因 此 地 毯 式 的 清 除 没 有 令 人 信 服的 生 态 学 基 础 (Simberloff 2001)。 主 张 生 物 多 样 性 的 人 提 出 入 侵 通 通 有 罪 , 除 非 证 实 其 无76

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:12-20辜 或 采 用 " 清 白 名 单 " 的 方 法 (Ruesink et al.,1995)。 新 西 兰 1993 年 生 态 安 全 法 案 就 是 建 立在 这 种 原 则 上 的 。 它 已 经 成 为 遏 制 破 坏 性 入 侵 的 一 个 关 键 因 素 ( 国 会 环 境 委 员 会 2000)。 但是 , 美 国 尚 未 采 取 这 项 原 则 。 一 些 州 政 府 正 在 尝 试 更 为 严 格 的 措 施 。 自 1996 年 以 来 , 明 尼苏 达 州 合 并 了 两 个 入 侵 物 种 的 “ 脏 ” 名 单 : 被 禁 止 的 和 被 节 制 的 非 本 地 物 种 , 一 个 不 受 节制 物 种 的 “ 清 白 ” 名 单 及 第 四 类 “ 未 入 册 ” 的 生 物 类 别 (Klein 2004)。 最 后 这 一 类 生 物 可 以被 拥 有 、 出 售 或 运 输 , 但 任 何 人 想 要 释 放 它 们 到 自 然 环 境 必 须 申 请 批 准 。 因 此 所 有 物 种 经过 评 估 后 被 分 类 为 禁 止 、 节 制 或 不 受 限 制 引 进 。什 么 研 究 将 帮 助 实 施 这 些 新 的 , 综 合 的 方 法 呢 ? 我 们 需 要 做 什 么 才 能 使 整 个 入 侵 生 物学 领 域 更 加 有 预 测 性 , 使 风 险 评 估 更 加 准 确 ? 更 多 的 关 于 将 被 引 进 物 种 的 基 本 自 然 生 活 史和 它 的 种 群 信 息 是 必 要 的 。Mack(1996) 主 张 在 封 闭 设 施 中 进 行 控 制 实 验 , 类 似 于 对 遗 传 变化 生 物 的 " 野 外 试 验 "。 即 使 不 用 这 样 的 实 验 方 法 , 了 解 尽 可 能 多 的 关 于 这 个 物 种 的 栖 息 地 ,食 性 和 捕 食 者 等 信 息 也 会 大 大 改 善 目 前 监 测 的 水 平 。 首 选 的 方 法 是 将 引 进 决 策 建 立 于 控 制它 们 在 本 地 区 种 群 数 量 的 主 要 原 因 上 ; 然 而 , 这 个 目 标 也 许 是 毫 无 希 望 的 , 除 非 当 收 集 这一 信 息 时 完 全 中 止 大 数 量 的 物 种 引 入 。 最 终 , 我 们 会 发 现 入 侵 物 种 的 特 征 是 可 以 更 为 广 泛地 预 测 的 。 例 如 ,Grotkopp et al.(2002) 把 松 树 的 入 侵 性 和 松 树 在 原 产 地 的 具 体 的 细 胞 学 和生 理 特 征 联 系 了 起 来 。 许 多 人 并 不 认 同 的 生 物 入 侵 的 普 遍 法 则 , 仍 可 能 是 重 要 的 研 究 领 域 。图 4: 隐 藏 在 法 国 地 中 海 沿 岸 入 侵 的 紫 杉 叶 蕨 类 海 藻 (Caulerpa taxifolia) 丛 中 的 章 鱼生 物 入 侵 的 某 些 方 面 是 变 化 莫 测 的 。 如 经 常 有 一 时 滞 , 在 时 滞 期 间 引 进 的 物 种 或 多 或少 被 制 约 并 且 无 害 , 但 此 后 它 的 数 量 和 分 布 范 围 急 剧 增 加 和 扩 张 , 并 造 成 巨 大 的 破 坏(Kowarik 1995)。 另 一 个 研 究 重 点 是 确 定 引 起 时 滞 的 频 率 和 起 因 。 增 加 宿 主 范 围 或 适 应 气 侯条 件 后 , 某 些 入 侵 者 可 能 演 变 成 更 有 危 害 的 害 虫 。 虽 然 进 化 的 某 些 方 面 , 譬 如 物 种 变 异 , 基本 上 是 随 机 的 , 其 它 方 面 则 是 可 能 预 测 的 。 例 如 自 然 选 择 对 繁 殖 数 目 、 遗 传 变 异 和 与 选 择相 关 的 进 化 率 之 间 的 关 系 (Parker et al. 2003)。 最 终 , 某 一 个 引 进 物 种 对 入 侵 地 的 影 响 经 常受 与 其 它 入 侵 者 的 相 互 作 用 而 恶 化 — 即 “ 入 侵 熔 合 ” 现 象 (Simberloff and Von Holle 1999)。当 没 有 考 虑 时 滞 、 演 变 及 入 侵 熔 合 时 , 风 险 评 估 会 低 估 入 侵 风 险 。由 疏 忽 而 造 成 的 入 侵许 多 生 物 入 侵 是 因 为 疏 忽 的 原 因 , 由 于 疏 忽 而 造 成 的 生 物 入 侵 甚 至 更 难 以 限 制 。 这 些77

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:12-20入 侵 物 种 依 靠 人 ( 如 杂 草 种 子 ), 或 产 品 ( 诸 如 木 材 ), 或 水 果 ( 如 昆 虫 ) 而 传 播 。 它 们 通 过 各种 途 径 侵 入 ( 如 压 舱 水 或 未 经 处 理 的 木 制 包 装 )。 要 阻 止 这 些 物 种 的 入 侵 , 必 须 列 出 、 排 序 ,并 且 切 断 各 种 传 播 途 径 (Ruiz and Carlton 2003)。美 国 多 数 关 于 疏 忽 引 进 的 政 策 是 为 保 护 农 作 物 和 家 畜 而 制 定 的 。 然 而 , 二 十 世 纪 80年 代 和 90 年 代 间 几 种 水 生 生 物 在 五 大 湖 地 区 (the Great Lakes) 造 成 的 破 坏 说 明 了 与 农 业无 关 的 入 侵 途 径 的 重 要 性 , 刺 激 了 新 的 和 更 全 面 关 于 入 侵 物 种 的 立 法 。 现 在 我 们 已 经 对 很多 物 种 无 意 识 的 传 播 途 径 有 一 个 比 较 全 面 的 了 解 。几 种 新 的 研 究 方 法 可 以 运 用 在 研 究 入 侵 物 种 的 传 播 途 径 上 ; 一 种 是 使 用 分 子 技 术 确 定入 侵 物 种 的 源 地 和 入 侵 途 径 。 例 如 ,Jousson et al.(1998) 和 Wiedenmann et al.(2001) 证 明 了引 入 地 中 海 的 “ 杀 手 海 藻 ”(Caulerpa taxifolia; 图 4) 来 源 于 澳 大 利 亚 附 近 的 水 族 馆 ; 另 外一 种 方 法 是 检 查 附 着 在 容 器 或 包 装 材 料 上 的 入 侵 生 物 ; 三 是 将 引 进 政 策 和 控 制 努 力 针 对 入侵 途 径 而 不 是 入 侵 物 种 (Tamburri et al. 2002)。 对 整 个 入 侵 途 径 的 风 险 评 估 还 处 于 早 期 阶 段 ,目 前 仅 简 单 地 列 出 可 能 使 用 某 条 特 定 传 播 途 径 的 物 种 , 然 后 对 每 个 物 种 进 行 风 险 评 估 ( 参 见Andow 2003 年 ;Orr 2003)。 这 种 方 法 虽 然 粗 糙 , 却 强 化 了 政 策 。 例 如 在 1995 年 一 系 列 针对 国 家 森 林 害 虫 的 研 究 , 帮 助 确 立 了 新 的 木 材 进 口 联 邦 法 规 — 一 条 科 学 家 至 少 从 70 年 代 起就 一 直 警 告 的 物 种 入 侵 途 径 (Campbell and Schlarbaum 2002)。图 5: 黒 黑 鼠 (Rattus rattus), 一 种 贪 婪 的 鸟 类 和 其 它 动 物 的 捕 食 者 , 已 经 从 世 界 许 多 岛屿 上 被 根 除迅 速 发 现 入 侵 物 种 并 根 除 它 们根 除 入 侵 物 种 已 被 认 为 是 易 于 失 败 , 并 且 会 导 致 更 坏 后 果 , 具 有 潜 在 的 毁 灭 性 作 用 ( 例如 Dahlsten 1986)。 但 Veitch 和 Clout(2002) 表 明 , 根 除 入 侵 物 种 经 常 是 可 行 的 ( 图 5)。 如 果符 合 以 下 标 准 , 成 功 地 根 除 入 侵 物 种 是 非 常 可 能 的 :(1) 虽 然 已 有 对 分 布 广 的 入 侵 物 种 根 除的 例 子 , 成 功 地 根 除 有 限 分 布 的 入 侵 物 种 的 可 能 性 更 大 ( 例 如 Randall 2001)。 这 需 要 以 早 期发 现 和 迅 速 采 取 行 动 为 前 提 。 遥 感 技 术 可 以 帮 助 早 期 监 测 和 对 入 侵 物 种 进 行 管 理 。 遥 感 技术 在 测 绘 横 跨 大 区 域 的 入 侵 物 种 分 布 方 面 比 实 地 考 察 具 有 更 高 的 准 确 性 和 精 确 度 。 空 中 摄78

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:12-20影 在 这 一 方 面 一 直 非 常 有 效 (Everitt et al. 1995 年 , 1996)。 最 近 , 研 究 人 员 使 用 多 谱 和 超 谱图 像 测 绘 入 侵 物 种 分 布 ( 如 Carson et al. 1995 年 ; Underwood et al. 2003)。 这 些 努 力 在 技 术 虽然 难 度 很 大 , 但 应 用 前 景 广 阔 。 例 如 , 部 分 谱 分 解 技 术 检 测 到 了 在 1m x 1m 像 素 上 覆 盖 率低 于 10% 的 黄 色 星 蓟 (Centaurea solstitialis) 的 种 群 数 量 (S. Swope 未 发 表 数 据 )。 另 外 ,信 息 技 术 将 同 样 重 要 。 自 2004 年 , 美 国 农 业 部 利 用 一 个 名 为 “ 网 上 爬 行 者 ”(webcrawler)的 自 动 搜 索 引 擎 专 门 搜 寻 在 互 联 网 上 销 售 联 邦 政 府 禁 止 的 植 物 , 并 以 USDA 名 义 对 违 规 网站 发 出 警 告 信 函 。 另 外 一 个 在 2004 年 由 美 国 地 质 调 查 (US Geological Survey) 建 立 系 统 ,提 醒 用 户 最 近 在 美 国 发 现 的 非 本 土 水 生 物 种 。 观 测 网 络 包 括 全 国 生 态 观 测 网 络 (the NationalEcological Observatory Network)(NEON; Froelich 2003) 和 全 球 海 洋 观 察 系 统 (the GlobalOcean Observing System)(GOOS; UNESCO 2004), 将 协 助 辨 别 新 的 入 侵 者 并 帮 助 确 定 它 们的 入 侵 散 布 速 率 。 这 些 新 的 工 具 给 监 测 以 至 根 除 入 侵 物 种 带 来 根 本 的 变 革 。(2) 必 须 要 有 充分 的 资 源 完 成 根 除 入 侵 物 种 。 一 旦 入 侵 物 种 被 大 量 地 消 灭 或 到 可 能 不 再 成 为 问 题 时 , 撤 出资 金 就 可 能 使 本 来 可 以 成 功 的 根 除 半 途 而 废 。 例 如 , 因 为 当 飞 蛾 数 目 直 线 下 降 时 , 马 萨 诸塞 州 的 立 法 者 即 刻 撤 出 了 项 目 资 金 , 从 而 导 致 一 个 根 除 吉 普 赛 飞 蛾 的 机 会 丧 失 (Dreistadtand Weber 1989)。 既 使 不 把 根 除 作 为 最 终 目 标 , 缺 乏 连 续 性 资 助 普 遍 地 阻 碍 控 制 入 侵 物 种的 研 究 。(3) 必 须 制 定 确 切 的 法 律 依 据 以 及 毫 不 含 糊 的 职 责 范 围 , 以 便 个 体 或 机 构 有 责 任 采取 必 要 的 行 动 。 根 除 计 划 经 常 涉 及 司 法 管 辖 权 , 不 同 的 利 益 决 策 者 也 许 对 管 理 费 用 和 益 处有 不 同 看 法 。 然 而 根 除 行 动 要 求 各 方 全 面 合 作 , 否 则 可 能 被 单 方 行 动 所 破 坏 (Simberloff2002c)。(4) 必 须 充 分 地 了 解 被 根 除 入 侵 物 种 的 生 物 学 以 便 制 订 有 效 的 策 略 。 例 如 , 在 佛 罗里 达 的 部 分 地 区 , 根 除 巨 型 非 洲 蜗 牛 (Achatina fulica)(Mead 1979) 之 所 以 可 能 , 是 因 为 这 种蜗 牛 不 自 体 受 精 。(5) 根 除 控 制 方 法 不 应 该 带 来 害 处 。 例 如 , 一 个 物 种 的 根 除 是 否 会 被 另一 个 入 侵 者 轻 而 易 举 地 代 替 ? 是 否 有 计 划 恢 复 入 侵 者 被 根 除 了 的 区 域 ( 图 6)? 在 加 利 福 尼亚 圣 克 鲁 斯 岛 (Santa Cruz Island), 根 除 了 被 引 进 的 吃 草 动 物 却 导 致 了 外 来 杂 草 迅 速 增 长(Dash and Gliessman 1994)。将 入 侵 生 物 控 制 在 较 低 的 水 平 上如 果 不 能 彻 底 地 将 入 侵 生 物 根 除 , 有 几 种 方 法 可 使 入 侵 物 种 的 扩 展 保 持 在 低 的 水 平 上 。然 而 没 有 哪 种 方 法 是 一 枚 解 决 一 切 问 题 的 “ 银 弹 ”。 四 种 主 要 方 法 是 : 物 理 和 机 械 控 制 、 化学 控 制 、 生 物 控 制 和 生 态 系 统 管 理 (Simberloff 2002b)。物 理 和 机 械 手 段 包 括 射 杀 和 诱 捕 动 物 、 砍 伐 和 火 烧 植 被 。 物 理 或 机 械 消 除 经 常 是 高 度有 效 的 , 但 耗 费 大 量 劳 力 。 如 果 社 会 能 负 担 费 用 , 可 支 付 使 用 的 劳 力 (McQueen et al. 2000);在 美 国 , 对 罪 犯 劳 力 的 使 用 在 逐 渐 增 加 (Campbell and Carter 1999)。 但 是 , 许 多 成 功 项 目 是依 靠 志 愿 者 (Randall et al. 1997)。 来 自 志 愿 者 和 公 众 共 同 努 力 的 一 个 极 大 的 好 处 是 有 机 会 吸引 媒 体 的 注 意 , 以 及 给 公 众 传 授 关 于 物 种 入 侵 的 知 识 。化 学 制 品 ( 除 草 药 、 杀 鼠 剂 、 杀 虫 药 、 微 生 物 杀 虫 剂 ) 有 时 有 效 但 经 常 有 争 议 。 早 期 的杀 虫 剂 有 很 多 副 作 用 。 对 杀 虫 剂 的 宣 传 已 在 一 些 环 保 主 义 者 中 造 成 了 对 化 学 制 剂 的 恐 怖 症(Williams 1997), 但 其 他 人 ( 包 括 许 多 自 然 区 域 的 管 理 人 员 ) 却 将 杀 虫 剂 作 为 管 理 入 侵 生 物 的必 备 工 具 , 虽 然 要 因 此 承 担 一 些 风 险 。 许 多 现 代 杀 虫 剂 具 有 较 少 的 副 作 用 , 但 也 有 其 它 不利 的 地 方 (Simberloff 2002b)。 杀 虫 剂 经 常 极 为 昂 贵 , 这 一 问 题 随 着 物 种 进 化 产 生 抗 药 性 而恶 化 , 因 为 全 世 界 有 172 种 杂 草 (WeedScience.org 2003)。 即 使 如 此 , 杀 虫 剂 常 常 是 有 用 的 ,并 可 以 和 机 械 控 制 一 起 发 挥 很 好 的 作 用 (Ver Steeg 2002), 如 对 melaleuca 的 控 制 就 是 一 个 极好 的 例 子 (Silvers 2004)。79

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:12-20传 统 的 生 物 控 制 目 标 , 即 引 进 一 个 入 侵 生 物 的 天 敌 ( 掠 食 性 动 物 、 草 食 动 物 、 寄 生 生 物或 病 原 生 物 ), 不 是 根 除 , 而 是 一 种 动 态 平 衡 机 制 , 以 便 在 入 侵 生 物 种 群 数 量 增 加 时 触 发 其天 敌 种 群 数 量 的 增 加 。 这 方 面 有 很 多 成 功 例 子 。 譬 如 在 非 洲 , 通 过 引 入 南 美 黄 蜂(Epidinocarsis lopezi), 一 种 破 坏 木 薯 (Manihot esculenta) 的 南 美 粉 蚧 (Phenacoccus manihoti)得 到 了 控 制 (Bellotti et al. 1999)。 这 样 的 例 子 已 经 导 致 了 生 物 控 制 是 替 代 化 学 制 品 的 “ 绿 色 ”手 段 。McFadyen(1998) 认 为 , 生 物 控 制 是 对 付 杂 草 入 侵 的 唯 一 安 全 、 经 济 并 且 环 境 能 够 持续 发 展 的 方 法 。 当 其 行 之 有 效 时 , 生 物 控 制 较 之 化 学 控 制 有 两 个 明 显 的 好 处 : 控 制 范 围 能自 己 扩 展 , 并 且 一 劳 永 逸 。但 传 统 的 生 物 控 制 并 不 是 万 能 药 。 这 有 三 个 主 要 原 因 :(1) 生 物 控 制 经 常 不 发 挥 作 用 。许 多 引 进 的 天 敌 从 未 建 立 起 来 , 而 那 些 建 立 起 来 的 天 敌 , 为 在 其 新 的 生 境 内 达 到 对 目 标 的实 际 控 制 , 所 需 数 量 可 能 三 倍 于 要 控 制 的 入 侵 生 物 的 数 量 (Williamson 1996)。(2) 天 敌 经 常对 非 控 制 生 物 产 生 不 良 影 响 (Simberloff and Stiling 1996)。 例 如 , 许 多 太 平 洋 海 岛 上 的 当 地蜗 牛 被 引 进 的 食 肉 性 玫 瑰 色 狼 蜗 牛 (Euglandina rosea) 消 灭 , 而 原 来 引 进 它 们 是 为 了 控 制 巨型 非 洲 蜗 牛 (Achatina fulica)(Cowie 2002)。(3) 生 物 控 制 的 媒 介 经 常 传 播 到 不 需 要 它 们 的遥 远 地 区 。 例 如 , 南 美 仙 人 掌 飞 蛾 (Cactoblastis cactorum) 引 进 到 Nevis 岛 以 控 制 仙 人 球(Opuntia spp), 却 传 播 到 了 西 印 度 群 岛 和 美 国 , 严 重 影 响 了 分 布 极 其 有 限 的 当 地 物 种 , 并可 能 向 美 国 西 南 部 和 墨 西 哥 传 播 , 在 那 些 地 区 它 可 能 成 为 严 重 的 环 保 和 农 业 问 题 (Stilingand Simberloff 2000)。 目 前 联 邦 机 构 主 张 极 为 严 格 的 生 物 控 制 实 践 , 以 防 止 这 类 问 题 的 发生 。 但 是 , 公 众 能 够 获 得 的 有 关 生 物 控 制 的 文 件 为 数 不 多 , 并 且 由 于 没 有 对 生 物 释 放 后 对其 它 生 物 影 响 的 长 期 监 测 , 因 而 生 物 控 制 的 安 全 性 是 值 得 怀 疑 的 。生 态 系 统 管 理 也 许 能 创 造 对 当 地 物 种 而 不 是 对 入 侵 物 种 更 为 有 利 条 件 。 例 如 , 美 国 东南 部 的 长 叶 松 树 (Pinus palustris) 维 护 天 然 林 火 机 制 也 许 阻 止 了 外 来 植 物 和 动 物 的 入 侵(Simberloff 2001)。 但 是 , 任 何 自 然 条 件 可 能 易 受 某 些 入 侵 物 种 的 影 响 ; 例 如 , 长 叶 松 树 林受 到 亚 洲 白 茅 草 的 威 胁 (Imperata cylindrica), 后 者 是 一 种 迅 速 传 播 的 , 适 应 火 的 物 种 。 因 而 ,生 态 系 统 管 理 将 不 会 解 决 面 临 的 生 物 入 侵 问 题 , 入 侵 物 种 经 常 需 要 直 接 的 种 群 管 理 。80

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:12-20图 6: 美 国 加 里 福 利 亚 洪 堡 海 湾 国 家 野 生 生 物 避 难 所 兰 菲 尔 沙 丘 单 元 (Lanphere Dunes Unitof the Humboldt Bay National Wildlife Refuge,California) 在 根 除 欧 洲 海 滩 草(Ammophila arenaria) 后 重 建 的 沙 丘 植 被 。讨 论对 于 根 除 和 控 制 生 物 入 侵 的 研 究 计 划 , 至 今 许 多 最 行 之 有 效 的 措 施 仍 然 是 使 用 传 统 的蛮 力 “ 土 办 法 ”, 而 不 是 采 用 尖 端 的 现 代 科 学 技 术 (Simberloff 2003)。 当 然 , 科 学 研 究 在上 述 领 域 中 肯 定 会 发 挥 十 分 有 益 的 作 用 ; 为 什 么 人 们 未 能 发 明 更 好 的 捕 鼠 器 , 这 听 起 来 似乎 没 有 道 理 。 尤 其 在 美 国 , 各 州 都 有 特 别 的 有 关 控 制 水 生 入 侵 物 种 方 法 的 研 究 项 目 。 尽 管我 们 仍 然 需 要 目 标 物 种 (target species) 的 有 关 知 识 ( 包 括 根 的 深 度 、 萌 芽 或 发 育 的 时 间 以及 最 佳 生 境 等 ), 然 而 在 通 常 情 况 下 , 这 些 研 究 相 对 简 单 , 不 需 要 很 复 杂 的 科 学 技 术 。 进 行深 入 细 致 和 前 沿 性 的 生 态 学 研 究 会 对 根 除 、 控 制 生 物 入 侵 、 风 险 评 估 起 很 大 的 作 用 。 必 须结 合 使 用 现 代 的 研 究 方 法 以 及 先 进 的 仪 器 和 精 密 的 分 析 手 段 研 究 新 的 和 潜 在 的 入 侵 物 种 的自 然 生 活 史 和 它 们 的 分 类 (e.g. Peterson et al 2003)。 例 如 , 犹 大 替 罪 羊 (Judas goat) 技 术利 用 羊 爱 群 居 的 生 活 习 性 (Campbell and Donlar, in press), 在 一 些 羊 的 颈 圈 上 安 装 遥 控 器 ,以 便 能 够 发 现 其 它 羊 或 羊 群 的 行 踪 , 虽 然 有 时 羊 群 数 目 很 少 。 然 后 我 们 可 以 利 用 其 足 迹 或利 用 直 升 飞 机 跟 踪 带 有 遥 控 器 的 羊 群 , 然 后 把 它 们 杀 死 。 另 外 , 开 发 新 的 激 素 疗 法 (hormonetherapy) 和 绝 育 法 (sterilization) 都 将 改 进 这 些 曾 在 许 多 岛 屿 使 用 并 行 之 有 效 的 生 物 技 术(Campbell and Donlar, in press)。 当 然 , 在 预 测 手 段 和 技 术 方 面 , 我 们 需 要 使 用 更 复 杂 和更 全 面 的 研 究 方 法 , 以 使 得 我 们 能 够 预 测 本 地 和 入 侵 物 种 之 间 的 影 响 和 相 互 作 用 , 以 及 入侵 物 种 所 带 来 的 潜 在 风 险 。 此 外 , 不 断 增 强 和 发 挥 生 态 科 学 在 生 物 化 学 控 制 研 究 领 域 的 积极 作 用 也 是 十 分 必 要 的 。生 物 入 侵 学 (Invasion Biology) 刚 刚 兴 起 , 直 至 五 年 前 才 发 展 为 一 门 学 科 。 在 美 国 ,只 有 为 数 不 多 的 几 所 大 学 在 这 方 面 开 设 了 新 课 程 。 然 而 近 几 年 来 , 生 物 入 侵 学 研 究 出 现 了突 飞 猛 进 , 空 前 高 涨 的 局 面 。 生 态 学 家 们 已 经 拟 定 一 个 全 面 的 、 庞 大 的 研 究 计 划 (Ewel etal 1999; D’Antonio et al 2001); 同 时 , 也 制 定 了 更 详 细 的 有 关 生 物 入 侵 研 究 项 目 和 提 议 。例 如 ,(e.g. Carlton 2001) 提 出 有 关 国 家 海 洋 生 物 入 侵 的 研 究 计 划 , 国 家 科 学 研 究 委 员 会(NCR)(2002) 也 针 对 生 物 入 侵 的 风 险 评 估 方 法 提 出 改 进 意 见 ; 此 外 , 生 物 入 侵 研 究 也列 入 了 美 国 国 家 生 物 入 侵 委 员 会 的 主 要 研 究 内 容 (NISC, 2001)。由 于 美 国 研 究 机 构 的 分 散 性 , 很 难 说 上 述 研 究 计 划 和 建 议 在 多 大 程 度 上 得 到 了 有 效 的81

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:12-20实 施 和 执 行 。 不 过 , 科 学 研 究 经 费 的 增 加 也 是 一 个 指 标 。 比 如 说 ,23 个 联 邦 政 府 部 门 大 胆改 革 , 简 化 有 关 妨 碍 生 物 入 侵 研 究 繁 琐 的 过 程 和 手 续 , 增 大 对 生 物 入 侵 研 究 的 支 持 力 度 。在 1999 年 和 2000 年 间 , 估 计 大 约 10 个 联 邦 政 府 部 门 分 别 在 入 侵 物 种 研 究 方 面 投 入 了 94.6和 104.9 百 万 美 元 。 但 大 多 数 集 中 在 农 业 病 虫 害 领 域 (Gao 2000)。 同 时 , 国 家 科 学 研 究 基金 会 (NSF) 在 同 期 分 别 投 入 4.7 和 5.2 百 万 美 元 , 增 加 了 约 百 分 之 十 。2005 年 将 会 有 相同 比 例 的 增 加 (NISC 2004, 表 一 )。 尽 管 其 它 联 邦 政 府 部 门 , 比 如 说 美 国 地 质 调 查 (USGS),美 国 国 家 海 洋 和 大 气 管 理 局 (NOAA) 的 海 洋 基 金 , 和 美 国 农 业 部 (USDA) 的 经 济 研 究局 等 , 都 已 经 将 入 侵 物 种 问 题 提 到 国 际 范 围 。 但 是 这 些 部 门 似 乎 每 年 只 投 入 了 为 数 不 多 的几 百 万 美 元 , 且 只 给 它 们 各 自 的 下 属 部 门 的 研 究 项 目 , 这 些 项 目 分 散 而 缺 乏 统 筹 协 调 。表 1:2005 财 政 年 度 关 于 入 侵 物 种 的 预 算然 而 , 人 们 对 物 种 入 侵 的 反 响 总 比 问 题 的 出 现 要 缓 慢 。 尽 管 水 生 入 侵 物 种 研 究 法 案 (HR1081) 在 国 会 科 学 技 术 委 员 会 得 到 批 准 之 后 , 被 拖 延 了 一 段 时 间 , 但 已 经 获 得 了 超 过 2 亿1 千 4 百 万 美 元 研 究 经 费 的 授 权 。 这 些 研 究 经 费 将 主 要 用 于 研 究 、 开 发 和 示 范 等 项 目 。 其中 包 括 在 未 来 5 年 内 投 入 75 百 万 美 元 作 为 大 学 之 外 的 研 究 基 金 。 这 是 唯 一 一 次 在 国 会 会 议中 通 过 和 产 生 十 多 个 有 关 入 侵 物 种 的 法 案 。 尽 管 大 部 分 法 案 是 针 对 控 制 某 一 物 种 , 包 括 柽柳 和 褐 树 状 蛇 , 但 这 是 前 所 未 有 的 。 其 它 许 多 执 行 部 门 也 出 现 了 类 似 对 生 物 入 侵 研 究 的 重视 状 况 ( 表 二 )。最 近 , 无 论 是 在 首 都 华 盛 顿 还 是 在 美 国 生 态 学 会 (ESA) 和 保 护 生 态 学 会 (SCS) 的各 种 会 议 上 , 对 入 侵 物 种 的 研 究 不 仅 成 为 最 受 关 注 和 热 门 的 论 题 , 而 且 出 现 了 空 前 高 涨 的热 情 和 极 大 的 兴 趣 。 这 些 现 象 也 许 让 众 多 的 生 态 学 家 感 到 , 对 研 究 入 侵 物 种 问 题 的 紧 迫 性已 经 初 步 得 到 了 广 泛 的 共 识 。 然 而 , 除 上 述 各 种 学 术 研 究 机 构 之 外 , 尤 其 是 在 政 策 制 定 部门 和 管 理 决 策 层 , 却 很 少 有 人 意 识 到 入 侵 物 种 问 题 的 严 重 性 。总 之 , 科 学 家 们 一 直 十 分 关 注 入 侵 物 种 问 题 , 并 且 发 出 了 最 强 烈 的 呼 吁 和 提 出 许 多 行之 有 效 的 研 究 方 法 和 技 术 。 当 然 , 科 学 家 们 将 在 不 同 领 域 面 临 不 同 程 度 的 挑 战 和 任 务 , 如给 杂 志 编 辑 写 信 和 报 道 当 地 入 侵 物 种 问 题 , 促 进 政 府 部 门 制 定 新 的 法 规 以 限 制 有 危 害 的 外国 入 侵 物 种 , 进 行 引 种 之 前 的 风 险 评 估 , 和 与 国 会 议 员 一 起 讨 论 入 侵 物 种 问 题 , 并 建 议 和促 成 国 会 最 终 通 过 有 关 入 侵 物 种 的 法 规 。82

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:12-20表 2:2005 财 政 年 度 联 邦 政 府 内 部 机 构 关 于 特 殊 入 侵 物 种 预 算假 如 有 一 天 , 最 有 效 的 有 关 入 侵 物 种 的 法 律 得 以 通 过 , 而 且 联 邦 和 各 州 政 府 部 门 也 能够 感 受 到 一 些 压 力 并 在 研 究 方 面 投 入 更 多 的 人 力 和 物 力 , 那 一 定 是 与 众 多 科 学 家 们 长 期 不懈 的 努 力 和 贡 献 分 不 开 的 。 我 们 期 待 这 一 天 尽 快 到 来 。( 花 东 、 缪 世 利 、 彭 长 辉 译 )参 考 文 献Andow DA. 2003. Pathways-based risk assessment of exotic species invasions. In: Ruiz GMand CarltonJT (Eds). Invasive species. Vectors and management practices. Washington: Island Press. p439–54.Bartlett E, Novak SJ, and Mack RN. 2002. Genetic variation in Bromus tectorum(Poaceae):Differentiation in the eastern United States. Am J Bot 89: 602–12.Bax N, Hayes K, Marshall A, et al. 2002. Man-made marinas as sheltered islands for marineorganisms: establishment and eradication of an alien invasive marine species. In: VeitchCR and Clout MN (Eds). Turning the tide: The eradication of invasive species. Gland,Switzerland: I.U.C.N.Bellotti AC, Smith L, and Lapointe SL. 1999. Recent advances in cassava pest management. AnnRev Entomol 44: 343–70.Campbell C and Carter FD. 1999. The Florida Department of Corrections involvement in exoticpest plant control. In: Jones DT and Gamble BW (Eds). Florida’s garden of good and evil.West Palm Beach, Florida: Florida Exotic Pest Plant Council.Campbell FC and Schlarbaum SE. 2002. Fading forests II: Trading away North America’snatural heritage. Smithville, TN: Healing Stones Foundation.Campbell K, and Donlan CJ. 2005. Feral goat eradication on islands. Conserv Biol. In press.Carlton JT. 2001. Introduced species in U.S. coastal waters: environmental impacts andmanagement priorities. Arlington, VA: Pew Oceans Commission.Carson HW, Lass L, and Callihan RH. 1995. Detection of yellow hawkweed with high resolutionmultispectral digital imagery. Weed Technology 9: 477–83.Cowie R. 2002. Invertebrate invasions on Pacific islands and the replacement of unique native83

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原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environnent》.2005, 3(1): 21-28.海 洋 景 观 、 捕 捞 和 养 殖 的 未 来Rebecca Goldburg and Rosamond Naylor《Frontiers in Ecology and the Environnent》2005, 3(1): 21-28摘 要 : 渔 业 捕 捞 的 枯 竭 为 海 洋 养 殖 业 的 发 展 注 入 了 新 的 动 力 。 海 洋 养 殖 , 尤 其 是 鲑 鱼 和 虾的 养 殖 在 过 去 二 十 年 大 幅 度 增 长 。 鲑 鱼 和 虾 养 殖 的 统 计 数 据 显 示 养 殖 只 能 辅 助 , 而 不 能 替代 捕 捞 。 大 多 数 养 殖 的 海 鱼 为 肉 食 性 , 需 要 捕 捞 大 量 野 杂 鱼 作 为 饲 料 。 养 殖 业 对 生 态 的 其它 影 响 包 括 养 殖 鱼 逃 逸 和 养 殖 废 水 的 排 放 。 海 洋 生 态 系 统 的 持 续 开 发 需 要 统 筹 兼 顾 捕 捞 ,养 殖 和 资 源 保 护 。人 类 长 期 以 来 认 为 海 洋 渔 业 是 取 之 不 尽 , 用 之 不 竭 的 资 源 (Kurlansky 1997)。 这 种 观 点导 致 过 去 很 长 一 段 时 间 的 滥 捕 。 即 使 是 到 了 几 乎 无 鱼 可 捕 的 地 步 , 人 们 还 继 续 认 为 海 洋 资源 仍 然 很 丰 饶 。 但 在 最 近 一 , 二 十 年 , 这 种 观 点 已 经 改 变 。 渔 业 统 计 数 据 表 明 全 球 每 年 捕捞 量 已 达 到 九 千 万 吨 的 峰 值 (FAO 2002), 且 有 下 降 的 趋 势 (Watson and Pauly 2001)。 许 多 渔业 已 过 度 捕 捞 或 走 向 枯 竭 (Hilbourn et al. 2003)。 世 界 平 均 捕 捞 鱼 类 的 食 物 链 级 (trophic level)已 明 显 下 降 。 其 部 分 原 因 是 人 们 喜 食 大 型 的 肉 食 性 鱼 (Pauly et al. 2002, Hilbourn et al.2003)。 根 据 有 关 估 计 , 大 型 鱼 类 , 包 括 剑 鱼 , 鳕 鱼 , 枪 鱼 和 鲨 鱼 , 基 本 已 被 (90%) 捕 光 (Myersand Worm 2003)。核 心 内 容 :• 水 产 养 殖 只 辅 助 , 而 不 替 代 海 洋 捕 捞 。• 养 殖 业 的 发 展 也 许 导 致 养 殖 鱼 与 自 然 鱼 群 竟 争 饵 料 。• 新 种 类 的 养 殖 可 能 导 致 对 环 境 的 影 响 , 包 括 逃 逸 的 养 殖 鱼 对自 然 鱼 群 的 影 响 和 养 殖 排 污 。• 海 洋 生 态 系 统 的 管 理 必 须 统 筹 兼 顾 捕 捞 , 养 殖 和 资 源 保 护 。殖 。渔 业 的 枯 竭 给 海 洋 养 殖的 发 展 注 入 了 新 的 动 力 。 海洋 养 殖 已 成 为 日 益 重 要 的 食品 来 源 。 在 1992 年 至 2002年 之 间 , 全 球 养 殖 产 量 几 乎增 加 两 倍 (FAO 2003), 产 值几 乎 增 加 一 倍 。 目 前 人 类 食用 的 水 产 品 大 约 40% 源 于 养大 多 数 养 殖 产 品 为 淡 水 鱼 , 如 亚 洲 的 鲤 科 和 罗 非 鱼 科 种 类 (Naylor et al. 2000; FAO2003)。 但 海 洋 种 类 , 尤 其 是 鲑 鱼 和 虾 的 养 殖 发 展 迅 速 。 鲑 鱼 养 殖 于 上 世 纪 70 年 代 源 于 挪威 , 随 后 在 全 球 扩 展 。 从 1992 年 到 2002 年 , 世 界 鲑 鱼 养 殖 产 量 几 乎 增 长 三 倍 , 现 已 占 全球 新 鲜 和 冷 冻 鲑 鱼 销 售 量 的 60%(FAO 2003)。 这 种 增 长 带 来 价 格 下 降 (Naylor et al. 2003),促 进 其 它 海 洋 鱼 类 养 殖 的 发 展 。 这 些 新 的 种 类 包 括 鳕 鱼 , 鲽 鱼 , 鲷 鱼 和 金 枪 鱼 。与 鲑 鱼 养 殖 相 似 , 这 些 新 种 类 也 一 般 养 于 沿 海 网 箱 和 围 网 内 。 在 美 国 , 沿 海 网 箱 养 殖的 发 展 受 到 抵 制 和 限 制 。 故 美 国 国 家 海 洋 大 气 局 (NOAA) 大 力 发 展 外 海 大 型 养 殖 , 避 开 沿海 居 民 的 反 对 和 州 法 律 的 限 制 (DOC 2004)。 在 有 些 区 域 , 如 墨 西 哥 湾 , 计 划 利 用 外 海 废 弃的 石 油 和 天 然 气 采 集 平 台 作 为 养 殖 基 地 。 这 些 新 发 展 代 表 了 渔 业 从 捕 捞 向 养 殖 发 展 的 趋 势 。增 殖 放 流 ( 将 养 殖 生 产 的 幼 仔 鱼 投 至 自 然 海 区 ) 亦 是 这 趋 势 的 一 部 分 。88

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environnent》.2005, 3(1): 21-28.图 1: 英 国 哥 伦 比 亚 地 区 的 一 个 鲑 鱼 养 渔 场这 些 趋 势 是 否 说 明 养 殖 可 在 将 来 取 代 捕 捞 ? 养 殖 有 时 被 认 为 是 减 少 捕 捞 压 力 的 一 个 手段 。 有 人 认 为 捕 捞 与 狩 猎 相 似 , 而 狩 猎 已 几 乎 完 全 被 畜 牧 业 取 代 (Avery 1996)。 这 种 比 喻 不完 全 准 确 。 比 如 鱼 类 的 生 殖 率 比 陆 生 恒 温 动 物 高 的 多 , 故 其 种 群 可 承 受 较 高 的 捕 捞 压 力 。当 然 , 养 殖 生 产 的 发 展 可 降 低 价 格 , 逐 步 创 造 经 济 条 件 来 降 低 养 殖 成 本 。鱼 类 养 殖 可 能 取 代 捕 捞 吗 ?近 期 的 鲑 鱼 和 虾 类 渔 业 资 料 说 明 了 养 殖 业 和 捕 捞 业 的 动 态 。 世 界 鲑 鱼 的 市 场 在 八 十 年代 后 期 变 化 巨 大 。 鲑 鱼 总 产 量 ( 包 括 养 殖 和 捕 捞 ) 由 1988 年 的 七 十 七 万 六 千 吨 猛 增 到 2001年 的 两 百 万 吨 ( 图 2)。2002 年 养 殖 鲑 鱼 产 量 达 一 百 二 十 一 点 七 万 吨 , 比 捕 捞 量 ( 七 十 二 点 二万 公 吨 ) 高 出 68%。百 分 九 十 以 上 的 养 殖 鲑 鱼 为 大 西 洋 鲑 鱼 (Salmo salar)。 该 种 鱼 在 野 生 环 境 中 近 乎 绝 种 。由 于 鲑 鱼 产 量 增 加 , 导 致 价 格 下 降 。 从 1998 年 至 2002 年 , 养 殖 的 价 格 大 幅 度 下 降 , 大 西洋 鲑 鱼 下 降 61%, 北 美 太 平 洋 鲑 鱼 各 个 种 下 降 54%( 大 鳞 鲑 鱼 (Oncorhynchus tshawytscha )至 92%( 粉 红 鲑 鱼 Oncorhynchus gorbuscha) (Naylor et al. 2003)。鲑 鱼 养 殖 自 1980~1990 年 代 开 始 , 发 展 迅 速 。 在 此 间 捕 捞 鲑 鱼 产 量 介 于 七 十 二 万 吨 和一 百 万 吨 之 间 。 故 现 在 就 作 出 养 殖 鲑 鱼 替 代 捕 捞 的 结 论 为 时 过 早 。 此 外 ,“ 野 生 ” 鲑 鱼 并 非全 野 生 。 在 2001 年 , 日 本 , 美 国 和 加 拿 大 释 放 了 大 约 四 十 四 亿 人 工 孵 化 的 仔 鱼 到 自 然 海 区(NPAFC 2004)。 尽 管 这 些 仔 鱼 成 活 率 极 低 , 在 美 国 阿 拉 斯 加 州 来 源 于 养 殖 的 鲑 鱼 现 占 总 捕捞 量 的 三 分 之 一 (ADFG 2004)。 而 在 日 本 几 乎 所 有 捕 捞 的 二 十 一 万 吨 鲑 鱼 均 来 自 养 殖 放 流(FAO 2003)。在 鲑 鱼 养 殖 的 同 时 , 海 洋 虾 类 养 殖 在 沿 海 也 迅 速 发 展 起 来 。 但 与 鲑 鱼 不 同 , 虾 类 养 殖没 有 采 用 放 流 的 形 式 。 美 国 , 欧 洲 和 日 本 对 虾 类 的 需 求 量 很 大 。 虾 类 养 殖 起 于 七 十 年 代 后89

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environnent》.2005, 3(1): 21-28.期 , 八 十 年 代 迅 速 增 长 , 至 2001 养 殖 产 量 达 到 虾 类 总 产 量 的 42%( 图 3)。 同 时 捕 捞 虾 类 的产 量 也 由 1980 年 的 一 百 三 十 万 公 吨 增 加 到 2001 年 的 一 百 八 十 万 公 吨 。 同 时 期 虾 类 价 格 则下 降 。 虾 类 价 格 起 伏 较 大 (FAO 2003), 主 要 原 因 是 疾 病 的 暴 发 导 致 养 殖 虾 的 大 量 死 亡 , 影响 供 求 关 系 。 虾 类 捕 捞 量 的 上 升 趋 势 说 明 养 殖 尚 未 取 代 捕 捞 。已 有 迹 象 表 明 至 少 一 些 海 洋 种 类 的 养 殖 正 在 取 代 捕 捞 。 阿 拉 斯 加 的 许 多 以 捕 捞 鲑 鱼 为生 的 渔 民 收 入 减 少 , 有 的 已 改 行 (Naylor et al. 2003, 在 印 刷 中 )。 美 国 南 部 捕 虾 渔 民 也 收 入下 降 , 导 致 他 们 要 求 针 对 一 些 主 要 养 虾 国 加 反 倾 销 关 税 (Hedlund 2004)。 总 的 来 说 , 养 殖 可能 逐 步 减 少 野 生 捕 捞 。 但 是 捕 捞 业 的 经 济 惯 性 ( 由 于 渔 船 的 投 资 , 渔 民 转 行 的 阻 力 , 和 政 府的 津 贴 ) 也 许 使 捕 捞 量 的 下 降 滞 后 于 价 格 的 下 降 (Naylor et al., 2000, Eagle et al. 2004)。图 2: 全 球 1950~2002 年 养 殖 与 捕 捞 鲑 鱼 产 量 。 单 位 为 千 公 吨 。 数 据 来 自 FAO(2003)。养 殖 的 生 态 影 响类 似 农 业 对 陆 地 生 态 的 改 变 , 海 洋 养 殖 的 发 展 不 仅 会 影 响 海 产 品 的 来 源 和 捕 捞 经 济 ,同 时 也 会 改 变 海 洋 生 态 特 色 。 但 养 殖 业 与 农 业 有 不 同 之 处 。 首 先 大 多 数 海 洋 养 殖 种 类 为 肉食 性 动 物 。 第 二 , 虽 然 养 殖 占 地 面 积 不 大 , 但 其 生 态 影 响 远 大 于 其 占 地 范 围 , 因 为 养 殖 依赖 着 捕 捞 , 两 者 关 系 密 切 。肉 食 性 鱼 类 的 养 殖水 产 养 殖 的 发 展 需 要 海 洋 资 源 作 为 投 入 。 在 过 去 二 十 年 中 , 每 年 大 约 有 三 千 万 吨 鱼 ( 占全 球 捕 捞 量 的 近 三 分 之 一 ) 被 用 于 生 产 饲 料 ( 饵 料 ) 和 鱼 油 。 随 着 养 殖 业 的 发 展 和 畜 牧 业 用 便宜 的 饲 料 取 代 鱼 食 , 越 来 越 高 比 例 的 捕 捞 鱼 被 用 作 养 殖 饲 料 。2001 年 生 产 的 一 千 七 百 万 吨海 水 和 淡 水 养 殖 鱼 消 耗 了 用 一 千 七 百 万 吨 到 二 千 万 吨 捕 捞 鱼 ( 如 毛 鳞 鱼 , 缇 鱼 和 沙 丁 鱼 ) 做成 的 饲 料 (Tacon 2003)。 其 它 养 殖 种 类 , 如 滤 食 性 的 鲤 科 鱼 类 和 贝 类 , 则 不 需 要 投 饵 。大 多 数 海 水 养 殖 鱼 类 为 肉 食 性 , 依 赖 于 捕 捞 业 提 供 饵 料 。 而 养 殖 的 淡 水 鱼 则 一 般 为 草食 性 或 杂 食 性 。 作 为 饵 料 的 小 鱼 渔 业 资 源 也 许 跟 不 上 海 洋 养 殖 业 的 持 续 增 长 (Naylor et al.90

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environnent》.2005, 3(1): 21-28.2000; Delgado et al. 2003)。 至 2004 年 初 , 鱼 饵 价 格 升 至 每 吨 650 美 元 , 达 1997~1998 厄尔 尼 诺 现 象 出 现 以 来 的 最 高 值 , 且 接 近 历 史 最 高 值 (CRB 1998; FAO 2004)。 这 个 价 格 并 非暂 时 气 候 变 化 所 致 , 而 是 长 期 趋 势 。 尽 管 肉 食 性 鱼 类 养 殖 业 趋 向 于 用 植 物 产 品 取 代 小 鱼 作为 饵 料 (Powell 2003), 但 其 速 度 不 足 以 改 变 鱼 饵 使 用 趋 势 (Aldhours 2004)。因 为 每 生 产 一 斤 的 肉 食 鱼 需 两 至 五 斤 的 捕 捞 鱼 , 故 肉 食 鱼 的 养 殖 代 表 着 鱼 蛋 白 的 净 支出 (Naylor et al. 2000; Weber 2003)。 有 些 养 殖 业 人 士 认 为 捕 捞 小 型 , 低 食 物 链 级 的 鱼 来 喂 养大 型 , 高 食 物 链 级 的 鱼 比 起 放 任 这 些 野 杂 鱼 在 自 然 海 域 被 大 鱼 捕 食 , 然 后 捕 捞 大 鱼 的 效 率来 得 高 (Hardy 2001)。 养 殖 和 捕 捞 的 相 对 效 率 孰 高 孰 低 尚 无 定 论 , 部 分 原 因 是 我 们 对 海 洋 食物 链 级 间 的 能 量 转 换 效 率 所 知 甚 微 , 而 且 一 些 养 殖 种 类 ( 如 虾 ) 在 养 殖 条 件 下 所 处 的 食 物 链级 比 在 野 外 的 高 。 当 然 , 养 殖 也 许 比 捕 捞 的 效 率 高 , 至 少 养 殖 鱼 免 于 捕 食 等 造 成 的 死 亡 ,成 活 率 较 高 。无 论 如 何 , 若 养 殖 业 要 取 代 , 而 不 仅 是 辅 助 捕 捞 , 则 应 减 少 对 野 杂 鱼 饵 料 的 依 赖 。 这些 野 杂 鱼 的 资 源 有 限 , 而 且 是 自 然 海 区 许 多 动 物 ( 包 括 经 济 动 物 ) 的 重 要 食 物 (Naylor et al.2000)。养 殖 的 增 长 也 许 会 使 捕 捞 压 力 从 肉 食 性 鱼 类 转 向 作 为 饵 料 的 野 杂 鱼 (Delgado et al.2003)。 渔 业 管 理 措 施 使 得 近 年 用 于 饵 料 和 鱼 油 的 野 杂 鱼 捕 捞 量 相 对 稳 定 。 但 随 着 对 这 些 鱼需 求 量 和 相 应 价 格 的 增 长 , 要 求 增 加 其 捕 捞 量 的 压 力 日 益 增 长 。另 一 方 面 , 如 果 海 洋 养 殖 逐 步 取 代 捕 捞 , 则 注 意 力 将 从 海 洋 渔 业 管 理 转 移 到 养 殖 生 产管 理 。 在 这 种 情 况 下 , 捕 捞 低 食 物 链 级 的 野 杂 鱼 作 为 养 殖 饵 料 从 经 济 管 理 上 则 是 合 理 的 。但 从 生 态 角 度 则 是 有 害 的 。图 3: 全 球 1950~2002 年 养 殖 与 捕 捞 虾 产 量 。 单 位 为 千 公 吨 。 数 据 来 自 FAO(2003)。91

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environnent》.2005, 3(1): 21-28.增 殖 放 流海 洋 养 殖 的 另 一 影 响 体 现 在 养 殖 鱼 与 野 生 鱼 的 相 互 关 系 。 养 殖 鲑 鱼 从 养 殖 场 逃 逸 的 现象 众 所 周 知 (Naylor et al., 审 阅 中 )。 许 多 科 研 表 明 逃 逸 养 殖 鱼 ( 尤 其 鲑 鱼 ) 对 生 态 有 负 面 影 响 ,但 也 有 例 外 (Waknitz et al. 2003)。 逃 逸 养 殖 鱼 可 引 入 外 来 种 , 增 殖 放 流 种 群 与 自 然 种 群 的 交配 也 许 会 减 少 自 然 种 群 的 适 合 度 (fitness)(McGinnity et al. 2003; Naylor et al. 2004)。 即 使 是同 种 , 增 殖 放 流 种 群 的 遗 传 结 构 常 与 自 然 种 群 的 不 一 样 而 造 成 自 然 种 群 的 适 合 度 降 低 (NRC1996; Levin et al. 2001; Kolmes 2004)。 逃 逸 养 殖 鱼 的 影 响 也 许 在 认 识 到 时 已 无 可 挽 回(Naylor et al. 2004)。关 于 引 进 种 群 和 自 然 种 群 杂 交 危 害 的 研 究 集 中 在 鲑 鱼 。 这 些 溯 河 洄 游 种 类 在 淡 水 产 卵 ,故 不 在 海 水 网 箱 繁 殖 。 其 它 完 全 海 洋 种 类 ( 如 鳕 鱼 ) 则 在 海 水 网 箱 产 卵 (Bekkevold et al.2002)。 故 这 些 种 类 的 逃 逸 规 模 要 比 鲑 鱼 大 得 多 。鲑 鱼 同 种 内 不 同 种 群 由 于 长 期 适 应 各 自 产 卵 流 域 的 环 境 条 件 , 遗 传 结 构 差 异 。 所 幸 完全 海 洋 鱼 种 群 间 的 遗 传 结 构 要 比 鲑 鱼 种 群 间 相 似 , 杂 交 危 害 也 许 较 轻 。 但 有 些 海 鱼 , 如 大西 洋 鳕 鱼 种 群 间 基 因 流 动 很 少 , 遗 传 结 构 不 同 (Ruzzante et al. 2001)。图 4: 在 阿 拉 斯 加 的 Bristol 海 域 撒 网 捕 捞 鲑 鱼 。增 殖 放 流 和 养 殖 鱼 逃 逸 都 可 减 少 野 生 鱼 类 的 适 合 度 和 相 对 产 量 。 具 有 讽 刺 意 义 的 是 鲑鱼 养 殖 促 使 鲑 鱼 捕 捞 业 提 高 了 其 效 率 (Eagle et al. 2004), 但 结 果 是 释 放 更 多 的 养 殖 仔 鱼 , 以数 量 来 补 偿 价 值 。 如 果 养 殖 真 开 始 取 代 捕 捞 , 则 增 殖 放 流 应 减 少 。 同 时 , 除 非 发 展 新 技 术来 阻 止 养 殖 鱼 ( 成 体 , 卵 和 胚 胎 ) 的 逃 逸 , 养 殖 鱼 与 自 然 种 群 的 杂 交 会 愈 演 愈 烈 。营 养 盐大 多 数 养 殖 以 畜 牧 业 为 模 式 , 将 大 量 的 动 物 限 在 小 区 域 内 , 用 别 处 运 来 的 饲 料 喂 养 。92

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environnent》.2005, 3(1): 21-28.畜 牧 业 动 物 的 排 泄 往 往 无 法 完 全 被 当 地 植 物 吸 收 , 而 造 成 水 污 染 (Aneja et al. 2001; Gollehonet al. 2001; Mallin and Cahoon 2003)。 畜 牧 业 排 污 是 美 国 北 卡 罗 莱 纳 州 和 其 它 畜 牧 业 发 达 地区 的 主 要 环 境 问 题 之 一 。网 箱 和 围 网 养 殖 的 废 水 直 接 排 入 自 然 海 域 。 鲑 鱼 养 殖 排 放 的 营 养 盐 和 悬 浮 颗 粒 可 对 局部 海 区 产 生 严 重 影 响 (Goldburg et al. 2001)。 在 水 流 较 急 的 区 域 , 营 养 盐 被 冲 稀 , 而 对 生 态影 响 较 小 (Brooks and Mahnken 2003)。 这 也 是 鼓 励 海 水 养 殖 由 沿 海 向 外 海 搬 迁 的 原 因 之 一(Marine Research Specialists 2003)。我 们 应 该 对 海 水 养 殖 发 展 的 潜 在 影 响 进 行 评 估 。 美 国 海 洋 大 气 局 的 目 标 是 在 2025 年 使美 国 每 年 养 殖 生 产 值 达 到 50 亿 美 元 。 用 加 拿 大 大 不 列 颠 哥 伦 比 亚 省 鲑 鱼 养 殖 数 据 为 参 考 ,我 们 可 估 算 50 亿 美 元 海 水 养 殖 产 值 所 排 放 的 氮 量 。 生 产 一 公 斤 鲑 鱼 大 概 释 放 0.02 到 0.03公 斤 氮 ( 不 包 括 未 摄 饵 料 的 分 解 部 分 )(Brooks and Mahnken 2003)。2003 年 大 不 列 颠 哥 伦 比 亚省 大 约 生 产 七 万 吨 鲑 鱼 , 价 值 约 六 千 六 百 万 美 元 (Marshall 2003)。 氮 排 放 量 约 为 1435 到 2100吨 。 以 此 推 算 ,50 亿 美 元 养 殖 产 值 可 排 泄 大 约 十 万 零 八 百 到 十 五 万 八 千 吨 的 氮 。美 国 人 每 人 平 均 一 天 排 氮 量 为 0.016 公 斤 (Stipanuk 2000)。 用 保 守 估 计 的 每 年 十 万 公 吨氮 为 依 据 ,50 亿 美 元 养 殖 产 值 的 排 氮 量 相 当 于 一 千 七 百 一 十 万 人 的 排 泄 。 每 头 猪 一 年 大 约生 产 1.9 吨 的 排 泄 物 。 每 吨 排 泄 物 包 括 12.3 磅 ( 约 5.5 公 斤 ) 的 氮 (Shaffer 2004)。 以 此 推 算 ,美 国 北 卡 罗 莱 纳 州 养 猪 业 的 一 千 万 头 猪 (USDA 2004) 每 年 排 泄 大 约 十 万 六 千 公 吨 的 氮 , 与每 年 50 亿 美 元 养 殖 业 排 氮 量 相 似 。图 5: 大 西 洋 的 野 生 鲑 鱼 。另 一 方 面 , 全 球 海 洋 每 年 生 物 固 氮 总 量 约 为 一 亿 两 千 一 百 万 吨 (Galloway 2003), 为 每年 50 亿 美 元 养 殖 业 排 氮 量 的 1000 倍 左 右 。 所 以 从 整 体 看 , 海 洋 养 殖 废 水 对 环 境 的 影 响 有限 , 但 不 应 忽 视 , 尤 其 是 在 养 殖 业 集 中 而 且 水 流 有 限 的 海 区 。93

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environnent》.2005, 3(1): 21-28.展 望 未 来对 海 洋 生 态 系 统 来 说 , 一 个 具 有 生 机 的 未 来 必 须 集 捕 捞 , 养 殖 管 理 和 资 源 保 护 为 一 体 。即 使 养 殖 已 开 始 取 代 捕 捞 , 该 过 程 可 能 是 缓 慢 的 。 捕 捞 在 相 当 一 段 时 间 内 仍 是 水 产 品 的 重要 来 源 。大 幅 度 改 善 捕 捞 管 理 至 关 重 要 (Pauly et al. 2002)。 现 行 的 管 理 主 要 建 立 在 单 种 鱼 类 管理 , 而 忽 视 海 洋 生 态 系 统 内 的 相 互 作 用 。 很 多 科 学 家 呼 吁 采 纳 以 生 态 系 统 为 基 础 的 管 理 方法 (NRC 1999; Dayton et al. 2002)。 随 着 养 殖 业 的 发 展 , 以 生 态 系 统 为 基 础 的 管 理 愈 发 重 要 。这 种 管 理 可 平 衡 养 殖 业 和 捕 捞 业 对 低 食 物 链 级 鱼 类 的 需 求 。 以 生 态 系 统 为 基 础 的 捕 捞 管 理才 起 步 , 尚 需 大 量 研 究 (Pikitch et al. 2004)。改 进 渔 业 管 理 不 仅 是 管 理 问 题 。 经 济 ( 因 此 政 治 ) 因 素 也 担 当 重 要 角 色 。 渔 业 一 般 为 共同 资 源 , 渔 民 没 有 经 济 上 的 理 由 不 过 度 捕 捞 (NRC 1999)。 要 解 决 这 个 问 题 得 采 取 经 济 手 段 ,如 取 消 政 府 对 渔 民 的 津 贴 (Milazzo 1998), 实 行 个 人 捕 捞 定 额 , 使 渔 民 有 长 期 捕 捞 权 而 愿 意保 护 渔 业 资 源 (Fujita et al. 1996), 建 立 个 人 和 企 业 购 买 渔 业 资 源 管 理 较 好 的 水 产 品 (Duchene2004)。 虽 然 渔 业 的 经 济 , 法 规 , 和 商 业 研 究 不 是 本 文 的 重 点 , 新 管 理 方 法 的 成 功 需 要 生 物学 者 和 其 它 领 域 的 专 家 共 同 努 力 。图 6: 夏 威 夷 深 海 水 族 馆 内 的 太 平 洋 鳍 鱼 (moi)。法 规 政 策 对 海 水 养 殖 的 发 展 很 重 要 。Pew 海 洋 委 员 会 (The Pew Oceans Commission,2003) 呼 吁 在 养 殖 场 地 选 择 , 设 计 和 运 作 符 合 生 态 可 持 续 性 发 展 的 国 家 统 一 标 准 和 需 可 证 件建 立 之 前 , 海 水 养 殖 不 应 进 一 步 扩 展 。 外 海 养 殖 的 环 境 保 护 标 准 和 逃 逸 鱼 对 自 然 种 群 遗 传的 影 响 等 都 需 要 进 一 步 研 究 。 海 洋 养 殖 业 的 创 新 , 大 规 模 海 洋 养 殖 对 环 境 的 影 响 的 进 一 步了 解 有 助 于 养 殖 业 的 持 续 发 展 。由 于 经 济 等 原 因 , 养 殖 业 已 开 始 重 视 这 些 问 题 。 饵 料 是 养 殖 业 一 重 要 开 销 , 而 野 杂 鱼价 格 还 在 继 续 上 涨 。 养 殖 饵 料 中 野 杂 鱼 所 占 的 比 例 已 大 幅 度 下 降 , 而 且 饵 料 利 用 率 在 增 长( 尤 其 鲑 鱼 )。94

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environnent》.2005, 3(1): 21-28.养 殖 可 持 续 性 发 展 的 另 一 途 径 是 挑 选 食 物 链 低 的 种 类 作 为 养 殖 对 象 。 贝 类 , 藻 类 , 鱼类 和 其 它 种 类 混 养 的 综 合 养 殖 前 景 光 明 (Neori et al. 2004)。 混 养 系 统 和 种 类 之 间 的 相 互 关 系( 如 化 废 为 食 ) 需 进 一 步 研 究 使 综 合 养 殖 实 现 商 业 化 (Troell et al. 2003)。 综 合 养 殖 产 品 的 市 场研 究 也 很 重 要 , 尤 其 当 养 殖 过 程 使 用 化 学 药 品 。最 近 的 一 项 综 合 调 查 显 示 在 2020 年 前 商 品 鱼 , 鱼 饵 料 , 和 鱼 油 的 价 格 几 乎 肯 定 会 增 长 ,而 诸 如 牛 肉 , 蛋 类 和 疏 菜 的 食 品 价 格 则 很 可 能 下 降 (Delgado et al. 2003)。 鱼 类 价 格 的 提 高可 能 导 致 捕 捞 和 养 殖 业 的 进 一 步 发 展 , 强 化 海 洋 资 源 的 竞 争 。 保 护 海 洋 资 源 也 许 需 要 慎 重地 区 划 管 理 。 例 如 , 指 定 某 些 海 域 为 可 使 用 或 不 可 使 用 区 。 设 立 海 洋 保 护 区 ( 在 区 内 禁 止 捕捞 等 活 动 ) 也 许 是 环 保 和 捕 捞 管 理 的 一 个 工 具 (Lubchenco et al. 2003)。 但 设 立 海 域 为 养 殖 或其 它 活 动 区 的 研 究 还 不 系 统 。海 洋 捕 捞 前 景 暗 淡 。 海 洋 养 殖 亦 充 满 挑 战 。 解 决 海 洋 捕 捞 和 海 水 养 殖 带 来 的 问 题 , 建立 长 期 可 持 续 性 的 海 洋 资 源 发 展 规 划 , 需 要 统 筹 兼 顾 捕 捞 和 养 殖 的 生 态 效 应 。( 林 俊 达 何 希 译 )致 谢感 谢 M Burke, S Lamster, L Jantzen, and B Goodman 的 评 论 和 支 持 , 感 谢 David 和 LucilePackard 基 金 会 的 赞 助 。.参 考 文 献ADFG (Alaska Department of Fish and Game). 2004. Alaska Salmon Enhancement Program –2003 Annual Report. Juneau: Alaska Department of Fish and Game.Aldhous P. 2004. Fish farms still ravage the sea: sustainable aquaculture takes one step forward,two steps back. www.nature.com/nsu/040216/040216-10.html. Viewed 25 June 2004.Aneja VP, Roelle PA, Murray GC, et al. 2001. Atmospheric nitrogen compounds II: emissions,transport, transformation, deposition and assessment. Atmos Environ 35: 1903–11.Avery D. 1996. Farming: a fish story. Journal of Commerce September 27, 1996.Bekkevold D, Hansen MM, and Loeschcke V. 2002. Male reproductive competition in spawningaggregations of cod (Gadus morhua, L.). Mol Ecol 11: 91–102.Brooks KM and Mahnken CVW. 2003. Interactions of Atlantic salmon in the Pacific Northwestenvironment II.organic wastes. Fish Res 62: 255–93.CRB (Knight-Ridder Commodity Financial Research Bureau). 1998. Commodity Yearbook.New York: John Wiley & Sons.Dayton PK, Thrush R, and Coleman FC. 2002. Ecological effects of fishing in marineecosystems in the United States. Arlington, VA: Pew Oceans Commission.Delgado CL, Wada N, Rosegrant MW, et al. 2003. Fish to 2020: supply and demand in changingglobal markets. Washington, DC: International Food Policy Research Institute and Penang,Malaysia: WorldFish Center.DOC (Department of Commerce). 2004. US Department of Commerce Aquaculture Policy.www.lib.noaa.gov/docaqua/docaquapolicy.htm. Viewed 25 June 2004.Duchene, L. 2004. Eco-buying ups the ante. Seafood Business 20: 1, 22–40.95

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原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environnent》.2005, 3(1): 21-28.industry with local impacts. Environment 45: 18–39.Naylor R, Hindar K, Fleming I, et al. Fugitive salmon: assessing risks of escaped fish fromaquaculture. In review.Naylor R, Eagle J, and Smith W. Response of Alaska fishermen to aquaculture and the salmoncrisis. Proceedings of the American Fisheries Society. In press.Neori A, Chopin T, Troell M, et al. 2004. Integrated aquaculture: rationale, evolution and state ofthe art emphasizing seaweed biofiltration in modern mariculture. Aquaculture 231: 361–91.NPAFC (North Pacific Anadromous Fish Commission). 2004. 2001 Statistics Tables.www.npafc.org. Viewed 25 June 2004.NRC (National Research Council). 1996. Upstream: salmon and society in the Pacific Northwest.Washington, DC: National Academy Press.NRC (National Research Council). 1999. Sustaining marine fisheries. Washington, DC: NationalAcademy Press.Pauly D, Christensen V, Guenette S, et al. 2002. Towards sustainability in world fisheries. Nature418: 689–95.Pew Oceans Commission. 2003. America’s living oceans: charting a course for sea change.Arlington, VA: Pew Oceans Commission.Pikitch EK, Santora C, Babcock EA, et al. 2001. Ecosystem-based fishery management. Science305: 346–47.Powell K. 2003. Fish farming: eat your veg. Nature 426: 378–79.Ruzzante DE, Taggart CT, Doyle RW, et al. 2001. Stability in the historical pattern of geneticstructure of Newfoundland cod (Gadus morhua) despite the catastrophic decline inpopulation size from 1964 to 1994. Conserv Genet 2: 257–69.Shaffer KA. 2004. Livestock manure production rates and nutrient content. North CarolinaAgricultural Chemicals Manual. College of Agriculture and Life Sciences, North CarolinaState University.Stipanuk, MH. 2000. Biochemical and Physiological Aspects of Human Nutrition. Philadelphia,PA: WB Saunders.Tacon AGJ. 2003. Sustainable aquaculture feeds: an overview and global perspective. Abstract,SEAfeeds Workshop, April 2003, Stirling, Scotland.Troell M, Hallig C, Neori A, et al. 2003. Integrated mariculture: asking the right questions.Aquaculture 226: 69–90.USDA (United State Department of Agriculture). 2004. National Agricultural Statistics Service.2002 Census of Agriculture – State Data, Table 12.www.nass.usda.gov/census/census02/volume1/us/index1.htm. Viewed 23 June, 2004.Waknitz, FW, Iwamoto RN, Strom MS. 2003. Interactions of Atlantic salmon in the PacificNorthwest IV. Impacts on the local ecosystems. Fish Res 62: 307–28.Watson R and Pauly D. 2001. Systematic distortions in world fisheries catch trends. Nature 414:534–36.sWeber ML. 2003. What price farmed fish: a review of the environmental and social costs offarming carnivorous fish. Providence, RI: SeaWeb Aquaculture Clearinghouse.97

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:29-37生 态 学 理 论 对 加 强 传 染 病 控 制 和制 定 公 众 健 康 政 策 的 指 导 作 用KF Smith, AP Dobson, FE McKenzie, LA Real, DL Smith, and ML Wilson《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:29-37摘 要 : 通 过 国 际 公 众 健 康 组 织 的 努 力 , 以 及 生 物 科 学 技 术 的 进 步 和 发 展 , 我 们 对 传 染 病 的预 防 、 控 制 或 者 局 部 地 区 的 根 除 , 并 有 可 能 从 根 本 上 消 灭 传 染 病 ( 现 有 一 例 ), 已 经 获 得 相当 大 的 成 功 和 进 展 。 但 是 , 我 们 的 每 一 个 成 功 和 进 步 都 伴 随 着 新 的 病 原 体 的 出 现 , 新 菌 种的 进 化 , 以 及 新 的 传 染 病 环 境 的 改 变 , 这 对 于 传 染 病 的 控 制 带 来 新 的 挑 战 。 为 了 应 对 不 断增 长 的 新 的 传 染 病 的 出 现 和 生 物 恐 怖 主 义 , 我 们 必 须 竭 尽 全 力 创 立 和 推 行 预 防 和 控 制 传 染病 的 各 种 可 行 计 划 , 扼 制 传 染 病 病 原 体 的 传 播 。 而 生 态 学 理 论 和 传 染 病 科 学 技 术 应 成 为 全球 未 来 建 立 预 防 和 控 制 传 染 病 可 行 项 目 的 理 论 基 础 。绪 论在 二 十 世 纪 下 半 页 , 由 于 卫 生 条 件 的 改 善 、 诊 断 技 术 的 提 高 、 以 及 新 的 药 物 和 疫 苗 的开 发 , 使 发 达 国 家 大 大 降 低 和 抑 制 了 致 命 传 染 病 的 传 播 。 但 是 , 今 天 传 染 病 仍 然 是 世 界 上造 成 人 类 死 亡 的 主 要 祸 首 。 随 着 新 世 纪 生 物 恐 怖 的 威 胁 、 人 口 的 急 剧 增 长 和 极 端 贫 困 所 造成 传 染 病 的 扩 散 等 等 , 都 证 明 对 传 染 病 的 预 防 和 控 制 还 任 重 道 远 。 现 在 , 也 许 比 任 何 时 候都 需 要 用 生 态 学 的 科 学 理 论 指 导 和 制 定 一 系 列 的 预 防 和 控 制 传 染 病 的 可 行 计 划 。 目 前 , 理论 生 态 学 大 量 的 研 究 成 果 已 经 对 制 定 和 实 施 这 些 计 划 产 生 深 远 的 影 响 ( 表 1)。 本 文 将 讨论 和 阐 述 理 论 生 态 学 的 进 展 对 全 球 范 围 内 传 染 病 防 治 的 指 导 和 影 响 , 并 列 举 一 些 典 型 的 范例 。 虽 然 我 们 仅 详 细 论 述 了 四 个 典 型 范 例 , 但 类 似 的 范 例 却 很 多 ( 表 2, 并 请 参 考 网 站 资料 )。 我 们 认 为 , 公 众 健 康 机 构 和 非 政 府 组 织 在 制 定 和 实 施 各 种 健 康 计 划 时 , 应 更 加 注 重生 态 学 理 论 的 指 导 ; 同 时 , 理 论 工 作 者 也 应 加 强 和 扩 大 他 们 的 研 究 领 域 , 开 创 传 染 病 生 态学 的 研 究 。核 心 内 容 :• 理 论 生 态 学 的 发 展 对 于 人 类 、 畜 牧 和 野 生 动 物 传 染 病 的 控 制 具 有 重 要 的 指 导 作 用 。• 随 着 新 的 传 染 病 的 出 现 和 老 传 染 病 的 扩 散 , 人 类 对 医 疗 设 施 、 服 务 、 保 健 、 防 疫 等 需 求 将 不 断 增 加 。• 虽 然 分 子 生 物 学 和 遗 传 学 对 传 染 病 的 起 源 和 病 理 的 诠 释 极 为 重 要 , 但 对 传 染 病 生 态 学 、 以 及 病 原 体和 寄 主 的 相 互 关 系 的 研 究 , 包 括 对 病 原 体 的 传 播 和 疾 病 的 传 染 的 分 析 , 才 是 传 染 病 控 制 成 败 的 关 键 。研 究 传 染 病 发 生 和 流 行 方 面 的 三 个 理 论 学 派目 前 , 在 研 究 传 染 病 的 发 生 和 流 行 方 面 有 三 个 相 互 关 联 和 相 互 重 叠 的 理 论 学 派 。 第 一种 理 论 学 派 以 著 名 的 医 学 科 学 家 帕 斯 特 (Pasteur), 柯 克 (Koch) 和 俄 利 兹 (Ehrlich) 为 代 表 。他 们 着 重 于 个 体 病 人 对 病 原 体 的 抵 抗 能 力 。 他 们 认 为 , 传 染 病 是 由 某 一 病 原 体 感 染 侵 袭 某一 病 人 的 过 程 和 结 果 。 这 一 理 论 学 派 重 视 的 是 个 体 或 者 说 是 一 个 个 的 病 人 而 不 是 群 体 。 因此 , 这 一 学 派 的 目 的 是 要 找 出 某 一 种 理 想 的 药 物 医 治 某 一 种 传 染 病 的 每 一 个 病 人 或 研 制 疫98

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:29-37苗 来 防 止 某 一 种 病 原 体 的 感 染 。 这 一 学 派 致 力 于 在 寄 主 或 病 人 群 体 中 阻 止 病 原 体 的 传 染 和减 缓 有 机 体 对 传 染 的 病 理 反 应 。 这 一 学 派 在 上 一 个 世 纪 有 许 多 成 功 的 经 验 , 历 史 上 很 多 传染 病 的 防 治 和 消 灭 都 是 以 这 一 理 论 基 础 为 指 导 的 。第 二 种 理 论 学 派 以 传 染 病 学 科 学 家 为 代 表 。 他 们 着 重 于 寄 主 和 病 原 体 在 一 个 系 统 中 的相 互 作 用 , 强 调 传 染 病 在 种 群 水 平 上 的 动 态 格 局 , 以 及 在 这 一 系 统 和 动 态 格 局 中 每 一 个 生物 个 体 的 作 用 。 传 染 病 学 往 往 更 多 地 努 力 发 掘 环 境 、 习 性 和 基 因 之 间 相 互 影 响 和 发 病 的 统计 学 分 布 格 局 。 这 一 学 派 采 用 危 险 系 数 的 方 法 进 行 统 计 分 析 。 许 多 研 究 都 努 力 得 出 一 个 单一 概 率 , 在 特 定 条 件 下 预 测 疫 情 发 生 的 概 率 。 危 险 系 数 的 分 析 对 于 管 理 者 和 决 策 者 来 说 是很 有 用 的 。 如 果 我 们 知 道 某 一 种 行 为 和 习 性 会 比 别 的 行 为 和 习 性 感 染 上 传 染 病 的 可 能 性 要高 许 多 的 话 , 我 们 就 可 以 教 育 人 民 如 何 注 意 自 己 的 行 为 和 习 性 , 减 少 染 病 的 可 能 性 。 这 对于 制 定 决 策 是 非 常 重 要 的 。 但 对 于 每 一 个 个 人 , 我 们 仅 能 估 计 其 染 病 危 险 性 的 可 能 性 大 小 。在 19 世 纪 80 年 代 初 期 , 生 态 学 家 创 立 了 另 一 种 理 论 学 说 , 这 一 学 派 研 究 病 原 菌 和 寄主 之 间 的 关 系 并 不 仅 仅 是 一 种 统 计 学 分 布 , 而 是 遵 循 病 原 体 和 寄 主 间 自 然 生 态 学 和 进 化 动态 的 第 一 定 律 。 按 照 这 一 定 律 , 传 染 病 的 出 现 是 一 个 基 本 的 生 物 学 过 程 ( 如 , 基 因 突 变 、基 因 漂 移 、 接 触 和 传 染 率 等 等 )。 这 一 过 程 可 以 用 模 型 来 模 拟 和 预 测 病 原 体 种 群 的 扩 散 和 传染 病 的 分 布 格 局 。 这 一 模 型 是 生 态 学 和 进 化 论 最 直 接 的 成 果 。 模 型 一 般 采 用 微 分 方 程 来 表达 生 态 学 过 程 第 一 定 律 , 模 拟 传 染 病 的 时 间 和 空 间 格 局 。 由 于 这 一 模 型 是 以 生 物 学 过 程 为基 础 , 它 不 仅 能 预 测 传 染 病 的 分 布 也 能 帮 助 我 们 了 解 和 解 释 传 染 病 发 生 的 机 制 和 传 播 途 径 。这 三 个 理 论 学 派 并 不 是 一 种 学 科 进 化 过 程 , 而 是 同 时 发 展 的 、 共 存 的 、 相 互 补 充 的 理论 框 架 。 从 生 态 学 的 角 度 来 看 , 危 险 系 数 强 调 种 群 异 质 性 。 所 以 我 们 可 以 将 统 计 分 析 科 学的 概 率 系 数 和 病 情 发 生 的 可 能 因 素 与 第 一 定 律 模 型 结 合 起 来 , 为 生 态 动 态 模 型 提 供 参 数 。另 外 , 比 如 , 我 们 可 以 用 种 群 基 因 和 动 态 模 型 来 理 解 和 预 测 抗 菌 类 药 物 的 进 化 及 其 抗 性 ,及 时 对 病 人 提 供 药 物 使 用 的 科 学 依 据 。 因 此 , 至 关 重 要 的 是 我 们 必 须 将 这 三 个 理 论 学 派 的实 际 工 作 者 和 研 究 人 员 结 合 在 一 起 , 共 同 努 力 加 强 对 传 染 病 预 防 和 控 制 。表 1: 生 态 学 理 论 对 传 染 病 控 制 和 预 防 的 重 要 贡 献 :过 去 :· 确 定 病 原 体 传 播 敏 感 的 循 环 周 期 。· 确 定 病 原 体 种 群 生 长 率 限 制 的 敏 感 阶 段 。· 建 立 疫 苗 有 效 期 和 用 量 的 方 案 。· 确 定 病 原 体 对 抗 生 素 的 抗 性 。· 确 定 病 原 体 扩 散 的 空 间 分 布 格 局 。· 理 解 寄 主 免 疫 系 统 的 动 态 。· 确 定 寄 主 的 种 群 特 性 对 病 原 体 扩 散 的 影 响 。· 理 解 群 落 大 小 的 临 界 值 和 免 疫 力 。现 在 和 将 来 :· 利 用 寄 主 种 群 群 体 大 小 和 分 布 预 测 传 染 病 的 出 现 与 分 布 。· 利 用 生 态 学 和 进 化 动 态 理 论 预 测 寄 主 和 病 原 体 的 互 动 关 系 。· 利 用 时 间 系 列 分 析 方 法 预 测 传 染 病 扩 散 在 时 间 分 布 上 的 波 动 性 。· 做 好 生 物 学 防 治 的 规 划 。· 确 定 对 传 染 病 防 治 资 源 的 有 效 性 和 充 足 性 的 安 排 和 分 布 。· 采 用 “ 游 戏 结 束 ” 方 式 , 确 定 终 止 某 一 传 染 病 控 制 项 目 的 合 适 时 间 。99

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:29-37病 原 体 的 理 论 分 类 学理 论 生 态 学 派 的 模 型 是 建 立 在 所 模 拟 的 种 群 其 生 物 学 过 程 的 数 量 化 基 础 上 的 。 当 生 态学 家 用 模 型 来 理 解 和 解 释 新 病 原 体 的 动 态 过 程 时 , 他 们 往 往 非 常 重 视 病 原 菌 个 体 的 数 量 、平 均 年 龄 、 潜 伏 期 、 病 原 体 与 寄 主 的 接 触 和 感 染 率 , 以 及 免 疫 周 期 , 而 忽 略 感 染 的 具 体 机制 。 这 种 研 究 方 法 往 往 导 致 一 系 列 的 不 同 等 级 层 次 的 模 型 的 发 展 , 以 模 拟 各 种 不 同 的 病 原体 、 不 同 寄 主 的 群 体 习 性 和 相 对 应 的 传 染 扩 散 动 态 的 复 杂 性 。 病 原 体 的 生 态 相 似 性 也 是 数量 模 型 相 似 性 的 反 映 。病 原 体 的 生 态 学 分 类 可 以 区 分 为 两 大 组 合 : 微 寄 生 类 和 大 寄 生 类 。 微 寄 生 类 包 括 病 毒 、细 菌 、 原 生 动 物 、 传 染 性 海 绵 状 脑 病 盶 蛋 白 (prions) 等 。 对 它 们 的 研 究 成 果 主 要 包 括 一 系 列的 框 架 模 型 模 拟 寄 主 种 群 动 态 和 特 征 。 最 先 的 研 究 有 理 论 传 染 病 学 家 Kermack 和Mckendrick(1927,1932,1933) 的 工 作 。 在 他 们 的 研 究 中 , 寄 主 种 群 是 由 种 群 感 染 、 传染 、 致 死 ( 或 恢 复 和 免 疫 ) 的 数 量 来 表 达 。Kermack—Mckendrick 模 型 或 者 是 SIR 模 型 能帮 助 我 们 理 解 病 原 体 扩 散 和 被 抑 制 的 动 态 。 对 于 大 寄 生 类 , 它 包 括 各 种 寄 生 虫 、 虱 子 、 跳蚤 等 , 这 一 类 模 型 就 较 为 复 杂 。 它 模 拟 每 一 个 寄 主 个 体 内 寄 生 虫 的 个 体 数 量 以 及 寄 生 虫 在寄 主 种 群 中 的 统 计 分 布 。 其 基 本 原 因 是 由 于 大 多 数 大 寄 生 种 群 ( 特 别 是 寄 生 虫 ) 都 集 中 在寄 主 种 群 的 一 小 部 分 群 体 内 ( 参 见 相 关 网 络 , 以 及 蠕 虫 病 ), 这 一 类 复 合 模 型 的 框 架 是 由 寄生 虫 生 态 学 家 Croflon(1971a,b) 和 Tallis(Tallis and Leyton 1966;Tallis and Donals 1970),首 先 提 出 , 并 由 Anderson 和 May(1978;May and Anderson 1978) 以 及 他 们 的 研 究 小 组 充实 和 完 善 。当 微 寄 生 和 大 寄 生 模 型 建 立 后 ( 具 体 实 例 在 下 面 逐 一 列 举 ), 则 是 一 个 逐 步 补 充 、 细 节化 和 完 善 这 些 模 型 的 过 程 。 值 得 强 调 的 是 , 当 许 多 节 肢 动 物 传 染 媒 介 传 播 人 类 传 染 病 , 并出 现 动 物 病 原 体 库 时 , 这 就 大 大 提 高 了 这 些 模 型 的 复 杂 性 (Wilson 2001)。 应 该 提 出 , 所有 这 些 模 型 与 许 多 生 态 模 型 都 有 很 多 的 共 同 之 处 , 比 如 , 这 些 模 拟 的 种 群 都 有 其 特 殊 的 分布 格 局 (Hanski 1997;Dobson 2003)。 下 面 , 我 们 具 体 描 述 一 些 主 要 的 传 染 病 实 例 :麻 疹我 们 对 传 染 病 的 传 播 动 态 的 认 识 和 控 制 , 许 多 方 面 来 自 对 麻 疹 的 研 究 和 控 制 。 并 主 要来 自 Kermack 和 Mckendrick(1927) 开 创 性 的 工 作 。 随 之 , 他 们 的 研 究 引 起 许 多 数 学 家 的兴 趣 。 到 19 世 纪 50 年 代 ,Bartlett 用 三 个 模 型 来 描 述 麻 疹 在 城 市 和 乡 村 环 境 的 不 同 传 染 格局 。 其 重 要 结 论 性 成 果 是 人 口 的 大 小 (CCS) 对 麻 疹 传 染 病 的 流 行 有 一 个 临 界 值 , 超 过 这个 临 界 值 麻 疹 的 爆 发 将 不 可 阻 挡 。Bartlett 并 用 经 验 公 式 具 体 计 算 出 麻 疹 传 染 的 人 口 大 小 的临 界 值 在 50 万 左 右 。 他 认 为 , 由 于 麻 疹 传 染 的 突 发 性 和 随 机 性 , 不 可 能 用 确 定 性 模 型 来 估算 人 口 大 小 的 临 界 值 (Bartlett 1960,1957)。 人 口 大 小 临 界 值 对 于 制 定 防 疫 政 策 是 非 常 重要 的 概 念 。 它 为 麻 疹 、 流 行 性 腮 腺 炎 、 水 痘 、 牛 瘟 ( 类 似 于 人 类 麻 疹 的 “ 牛 麻 疹 ”) 等 免 疫计 划 都 有 重 要 的 指 导 意 义 (Plowright 1967,1982)。 因 而 提 出 防 疫 的 重 点 放 在 降 低 人 口 大小 于 临 界 值 以 下 。 防 疫 的 另 一 个 重 要 概 念 是 “ 群 体 免 疫 ”, 即 一 个 群 体 的 个 体 都 得 于 免 疫 ( 自然 的 或 人 工 疫 苗 ), 这 就 形 成 “ 群 体 免 疫 ” 的 社 区 。“ 群 体 免 疫 ” 因 传 染 病 和 感 病 群 体 不 同 而异 , 但 其 基 本 原 理 是 将 新 染 病 的 个 体 的 可 能 性 减 少 到 1 以 下 ( 详 见 如 下 ,Fine 1993)。麻 疹 和 其 他 儿 童 传 染 病 的 研 究 在 确 定 性 模 型 的 框 架 下 也 有 很 大 的 进 展 。 但 这 一 进 展 并没 有 包 括 重 要 的 寄 主 种 群 大 小 的 假 设 , 而 且 限 定 种 群 大 小 为 不 变 的 常 量 (Anderson and May100

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:29-371982;Anderson and Grenfell 1986)。 起 先 , 这 些 研 究 着 重 于 对 传 染 病 的 周 期 、 病 原 体 潜 伏期 和 感 染 周 期 的 描 述 , 这 一 研 究 , 进 一 步 发 展 了 以 年 龄 、 性 别 结 构 为 基 础 的 模 型 。 这 些 成果 , 对 于 在 防 疫 工 作 中 对 不 同 年 龄 组 和 不 同 寄 主 的 免 疫 起 了 非 常 重 要 的 指 导 作 用 。 这 些 原则 也 对 HIV 艾 滋 病 的 防 疫 模 型 的 建 立 有 很 大 的 影 响 。 这 些 还 原 则 强 调 传 染 病 的 扩 散 过 程中 , 病 原 体 的 传 播 存 在 着 异 质 性 。 无 疑 , 麻 疹 的 传 染 和 传 播 的 时 间 和 空 间 模 型 不 断 发 展 ,为 我 们 理 解 麻 疹 的 传 染 分 布 动 态 和 其 他 传 染 病 的 传 播 确 定 了 重 要 的 理 论 基 础 (Anderson etal. 1984;Bolker and Grenfell 1995;Keeling and Grenfell 1997;Grenfell and Bolker 1998;Grenfell et al. 2001;Bjornstad et al. 2002)。表 2: 理 论 生 态 学 应 用 于 传 染 病 控 制 和 预 防 的 补 充 ( 详 见 互 联 网 介 绍 )传 染 病 生 态 学 理 论 应 用 对 公 众 健 康 的 影 响小 儿 麻 痹 症 群 体 免 疫 和 终 止 计 划 。Ross 和 Macdonald 的 病 原 体 传 播 与 蚊 子疟 疾繁 衍 模 型 ,Garki 疟 疾 传 播 与 人 口 模 型 。Hairton 和 Cohen 的 寄 主 和 寄 生 种 群 动 态格 局 模 型 确 定 了 防 疫 过 程 中 阻 止 传 染 最血 吸 虫 病 有 效 的 传 播 周 期 。Anderson 和 May 关 于感 染 蜗 牛 的 空 间 聚 集 分 布 和 季 节 的 相 关模 型 成 为 控 制 传 播 的 科 学 基 础 。用 模 型 预 测 接 触 传 染 的 百 分 比 (SARS 为SARS 5~10%), 这 对 于 在 症 状 出 现 前 的 防 治 和确 定 防 疫 战 略 有 重 要 意 义 。Croflon 和 Anderson, 以 及 May 的 模 型 都蠕 虫 病 指 出 , 大 部 分 的 蠕 虫 病 患 者 都 集 中 在 密集 的 一 小 部 分 群 体 之 中 。ONCHOSIM 模 型 模 拟 人 与 寄 生 虫 种 群河 盲 症密 度 相 互 作 用 。 染 病 群 体 的 动 态 , 杀 虫( 盘 尾 丝 虫 病 )剂 和 化 学 药 剂 的 防 治 作 用 。目 前 消 除 了 小 儿 麻 痹 症 , 并 宣 布 2004 年 为 全面 控 制 其 传 播 和 控 制 计 划 终 止 。1955~1969 年 WHO 倡 导 的 DDT 灭 蚊 运 动 ,用 Garki 模 型 指 导 灭 虫 剂 和 药 物 的 利 用 。19 世 纪 80 年 代 WHO 灭 螺 运 动 最 大 限 度 地 减少 了 血 吸 虫 病 在 非 洲 的 传 播 。 目 前 模 型 研 究的 进 展 , 帮 助 WHO 对 不 同 病 虫 害 控 制 和 防疫 , 尤 其 是 生 物 控 制 和 教 育 方 面 都 发 挥 了 积极 作 用 。当 病 情 爆 发 时 , 重 要 的 是 将 病 患 者 隔 离 并 追踪 查 找 与 病 患 者 接 触 的 人 , 及 时 将 他 们 隔 离观 察 。具 体 的 防 治 计 划 集 中 分 析 为 什 么 某 些 个 体 容易 染 病 以 及 如 何 将 主 要 精 力 放 在 这 些 个 体 或年 龄 组 上 , 以 达 到 防 治 的 最 佳 效 果 。OCP 成 功 地 在 非 洲 国 家 控 制 了 河 盲 症 。 今 天 ,这 一 传 染 病 已 经 不 再 对 公 众 健 康 造 成 危 害 ,其 病 原 体 已 基 本 消 灭 。口 蹄 疫过 去 的 几 年 里 出 现 了 许 多 种 严 重 影 响 人 类 健 康 和 经 济 利 益 的 病 原 体 。 英 国 爆 发 的 口 蹄疫 (foot and mouth disease, FMD) 不 仅 严 重 影 响 了 与 农 业 有 关 的 社 区 , 并 且 影 响 到 了 到 农村 旅 游 的 人 群 ((Ferguson et al. 2001; Keeling et al.2003)。SIR 模 型 ( 将 人 群 划 分 为 易 感 人群 S, 染 病 人 群 I 和 免 疫 人 群 R 的 传 染 病 模 型 ) 能 够 描 述 口 蹄 疫 在 一 个 农 场 内 的 家 畜 间 的动 态 , 但 在 这 种 情 况 下 农 场 间 的 传 递 更 为 重 要 。 因 为 任 何 一 个 农 场 发 现 口 蹄 疫 都 会 导 致 该农 场 所 有 家 畜 的 清 除 , 所 以 农 场 间 的 传 递 实 际 上 是 一 个 SI 模 型 。理 解 英 国 口 蹄 疫 的 流 行 要 优 先 考 虑 两 件 事 情 。 首 先 , 要 找 出 估 计 R o 的 方 法 。R o 是 指一 个 传 染 源 引 入 全 部 由 易 感 个 体 组 成 的 群 体 后 所 能 直 接 传 染 的 平 均 个 体 数 。R o 是 研 究 传 染性 疾 病 生 态 学 所 必 需 的 一 个 基 本 变 量 。 它 不 仅 决 定 了 疾 病 的 传 播 , 还 和 疾 病 的 长 期 行 为 及101

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:29-37部 分 或 全 部 消 除 传 染 病 所 必 需 的 疫 苗 免 疫 有 关 。 简 单 的 讲 ,R o 可 以 看 作 是 一 个 群 体 相 对 于某 种 传 染 病 的 风 险 指 数 。 其 次 , 迅 速 了 解 传 染 病 在 空 间 上 的 传 播 也 非 常 重 要 。 从 流 行 病 学公 共 政 策 的 角 度 上 看 , 它 的 流 行 很 不 寻 常 。 明 显 的 一 个 事 实 是 , 已 有 的 政 策 在 疾 病 爆 发 的短 短 两 个 星 期 内 就 已 经 不 能 有 效 的 解 决 问 题 了 。 这 促 使 英 国 食 品 标 准 署 主 席 John Krebs 爵士 组 织 了 一 个 传 染 病 生 态 学 家 小 组 来 研 究 这 个 问 题 。 这 些 生 态 学 家 主 要 着 重 于 找 到 估 计 农场 间 的 R o 的 方 法 。 他 们 初 步 估 计 每 个 染 病 农 场 会 传 染 3 到 5 个 农 场 (Woolhouse 2001)。这 些 生 态 学 家 在 教 育 媒 体 ( 也 就 是 大 众 ) 和 政 策 制 订 者 把 R o 降 低 到 小 于 1 的 重 要 性 方 面 做的 也 非 常 出 色 有 效 。 很 快 他 们 就 发 现 , 将 R o 降 低 到 1 以 下 的 最 好 的 方 式 就 是 启 动 更 严 格 的措 施 在 发 现 病 原 体 后 尽 快 确 定 被 感 染 的 ( 及 相 邻 的 ) 农 场 。 被 感 染 的 农 场 里 的 家 畜 很 快 被挑 出 并 被 处 死 , 一 段 时 间 里 , 媒 体 上 充 斥 着 象 图 1 一 样 可 怕 的 照 片 。图 1: 正 在 焚 烧 被 感 染 上 口 蹄 疫 的 牛 。由 于 关 于 英 国 农 场 大 小 及 分 布 的 数 据 库 的 信 息 不 足 , 对 口 蹄 疫 空 间 动 态 的 详 细 量 化 研究 严 重 受 阻 。 所 有 的 数 据 都 需 要 进 行 更 新 和 确 认 , 而 这 都 需 要 宝 贵 的 时 间 ( 具 有 讽 刺 意 味的 是 , 美 国 现 有 的 关 于 农 场 大 小 和 分 布 的 数 据 比 英 国 还 少 )。 尽 管 如 此 , 他 们 还 是 很 快 确 定了 两 类 可 能 的 空 间 传 染 方 式 : 一 类 是 相 邻 农 场 间 的 通 过 空 气 中 的 污 染 物 的 近 距 离 传 播 ; 另一 类 通 常 是 由 农 场 主 , 兽 医 或 他 们 的 被 污 染 的 车 辆 移 动 所 造 成 的 远 距 离 的 传 播 。 这 导 致 采取 更 严 厉 的 控 制 移 动 的 措 施 和 杀 死 围 绕 被 感 染 农 场 的 家 畜 的 政 策 ( 图 2;Ferguson et al.2001a,b; Keeling et al. 2001, 2003)。 所 有 的 这 些 措 施 在 口 蹄 疫 爆 发 的 一 个 月 后 就 已 经 开 始 实施 。 这 是 生 态 流 行 病 学 能 够 对 危 机 做 出 反 应 的 一 个 很 好 的 例 证 。 等 控 制 措 施 一 开 始 生 效 及R o 刚 开 始 下 降 , 他 们 就 开 始 尝 试 预 测 什 么 时 候 这 次 爆 发 能 够 结 束 。英 国 口 蹄 疫 的 爆 发 为 公 共 政 策 及 对 付 以 后 的 传 染 病 爆 发 提 供 了 一 些 有 益 的 教 训 。 对 这次 疾 病 流 行 进 程 的 回 顾 性 的 计 算 表 明 最 初 两 个 星 期 的 拖 延 有 可 能 最 终 导 致 感 染 数 和 被 杀 死的 牛 和 羊 的 群 数 翻 番 。 所 有 这 些 都 说 明 应 该 让 生 态 学 家 更 早 的 介 入 。102

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:29-37图 2: 英 国 2001 年 口 蹄 疫 爆 发 时 被 感 染 的 农 场 个 数 及 开 始 对 染 病 家 畜 扑 杀 和 限 制 移 动 的 时间 。 改 编 自 Keeling et al. 2001狂 犬 病能 从 家 畜 或 野 生 动 物 寄 主 传 播 到 人 类 的 病 原 体 是 当 今 世 界 上 很 多 新 出 现 的 传 染 病 的 罪魁 祸 首 , 它 们 包 括 SARS( 非 典 )、 埃 博 拉 病 毒 、 美 国 西 尼 罗 河 病 毒 、 及 最 近 在 东 南 亚 鸟 类中 爆 发 的 A 型 流 感 (H5N1) 等 。 因 为 这 些 能 从 动 物 传 播 到 人 类 的 传 染 病 在 保 护 生 物 学 , 动 物管 理 及 商 业 等 方 面 都 有 重 要 的 影 响 , 他 们 的 预 防 与 控 制 受 到 很 大 的 重 视 。数 学 模 型 极 大 地 影 响 了 许 多 全 球 控 制 狂 犬 病 的 行 动 , 其 中 包 括 正 在 欧 洲 流 行 的 狐 狸 狂犬 病 和 美 国 东 部 流 行 的 浣 熊 狂 犬 病 。 尽 管 宠 物 防 疫 使 宠 物 和 人 类 中 的 狂 犬 病 病 例 极 少 , 我们 对 野 生 动 物 狂 犬 病 的 控 制 仍 然 非 常 有 限 。 多 年 以 来 , 把 野 生 动 物 密 度 降 低 到 能 维 持 疾 病的 传 播 以 下 是 唯 一 实 施 过 的 控 制 措 施 (Anderson et al. 1981)。 最 近 , 新 开 发 出 的 口 服 狂 犬病 疫 苗 (ORV) 被 应 用 到 野 生 动 物 上 来 控 制 该 疾 病 。 这 被 广 泛 应 用 于 狂 犬 病 传 播 浪 潮 的 前沿 来 创 造 一 个 易 感 个 体 密 度 足 够 小 的 区 域 来 阻 止 疾 病 的 继 续 传 播 。 评 估 口 服 狂 犬 病 疫 苗 与扑 杀 的 效 比 的 数 学 模 型 表 明 最 经 济 的 策 略 是 单 独 实 施 疫 苗 免 疫 或 扑 杀 。 只 有 当 免 疫 单 个 个体 的 成 本 小 于 或 等 于 扑 杀 单 个 个 体 成 本 的 五 分 之 一 的 时 候 同 时 使 用 疫 苗 和 扑 杀 才 会 比 单 独使 用 扑 杀 在 经 济 上 更 合 算 (Coyne et al. 1989)。 在 欧 洲 、 加 拿 大 和 美 国 , 尽 管 分 发 口 服 狂犬 病 疫 苗 已 经 成 为 控 制 野 生 动 物 狂 犬 病 的 一 个 选 项 , 正 在 进 行 的 研 究 还 是 表 明 其 长 期 效 果上 并 不 一 定 成 功 (Smith and Coyne pers comm)。在 与 大 量 狂 犬 病 病 例 的 GIS 制 图 相 结 合 后 , 数 学 模 型 对 于 预 测 狂 犬 病 在 野 生 动 物 中 的传 播 及 帮 助 减 小 未 来 的 疾 病 流 行 范 围 等 方 面 都 非 常 有 效 (Murray et al. 1986; Russell et al.2004; Smith et al. 2002)。 特 别 是 空 间 模 型 还 被 应 用 到 防 疫 地 带 的 设 计 上 。 这 些 防 疫 地 带 要能 够 做 到 最 小 花 费 的 同 时 尽 量 对 野 生 动 物 影 响 最 小 , 并 且 还 能 有 效 阻 止 狂 犬 病 的 传 播 。 同时 , 空 间 模 型 也 表 明 狂 犬 病 的 传 播 速 度 和 野 生 动 物 的 种 群 密 度 有 关 。 在 英 国 , 这 些 模 型 被用 来 和 狐 狸 的 密 度 数 据 结 合 起 来 研 究 狐 狸 狂 犬 病 的 流 行 (Murray et al. 1986)。 但 进 一 步 的分 析 表 明 , 这 些 研 究 都 是 基 于 对 狐 狸 扩 散 的 不 完 整 或 不 正 确 的 假 设 。 例 如 , 虽 然 狐 狸 极 少进 行 长 距 离 的 移 动 , 但 一 旦 有 长 距 离 的 移 动 就 有 可 能 导 致 狂 犬 病 在 不 同 防 疫 地 带 间 的 传 播(Mollison 1986)。 美 国 农 业 部 将 英 国 的 空 间 网 络 模 型 修 改 后 用 来 指 导 对 浣 熊 狂 犬 病 的 监 视以 及 预 测 它 由 美 国 东 部 向 西 部 扩 展 时 可 能 爆 发 的 新 地 区 ( 图 2,Smith et al. 2002; Russell etal. 2004)。103

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:29-37艾 滋 病 毒 及 艾 滋 病艾 滋 病 缓 慢 但 无 情 的 传 播 造 成 了 全 球 性 的 保 健 危 机 (Anderson 1988; Anderson et al.1988; Garnett and Anderson 1993; May and Anderson 1988)。 生 态 学 家 的 工 作 促 进 了 我 们 对 艾滋 病 毒 怎 样 传 播 , 病 毒 感 染 动 态 及 感 染 者 免 疫 系 统 作 用 的 理 解 (Nowak et al. 1991)。 在 艾滋 病 流 行 的 初 期 , 理 论 生 态 学 提 供 了 在 公 共 卫 生 上 的 两 点 关 键 认 识 。 第 一 个 强 调 了 确 定 潜伏 期 和 有 传 染 力 的 时 期 长 短 的 重 要 性 (Anderson 1988; Medley et al. 1987; Blythe andAnderson 1988)。 因 为 一 个 有 传 染 力 的 个 体 所 能 传 染 的 人 数 和 这 个 时 期 的 长 短 有 关 , 所 以能 够 预 测 有 感 染 力 的 时 期 的 长 短 对 于 象 艾 滋 病 毒 这 样 通 过 性 传 播 的 疾 病 非 常 关 键 。 但 是 ,在 艾 滋 病 流 行 的 初 期 来 估 计 其 潜 伏 期 的 长 短 在 统 计 学 上 是 一 个 很 大 的 挑 战 , 因 为 只 有 那 些知 道 自 己 何 时 被 感 染 和 何 时 发 病 的 病 人 的 数 据 才 有 用 (Medley et al. 1987)。 第 二 个 决 定 艾滋 病 传 播 与 流 行 速 度 的 因 素 是 与 染 病 者 有 性 接 触 的 人 数 (May and Anderson 1988; Andersonet al. 1986)。 一 个 关 键 的 认 识 就 是 有 很 多 性 伴 侣 的 染 病 者 在 很 大 程 度 上 影 响 了 艾 滋 病 的 传播 。 这 就 意 味 着 降 低 艾 滋 病 的 传 播 在 很 大 程 度 上 依 赖 于 减 少 与 在 性 方 面 最 活 跃 的 艾 滋 病 携带 者 进 行 有 效 性 接 触 的 人 数 。 了 解 这 些 接 触 者 人 数 的 不 同 对 在 非 洲 和 印 度 创 建 艾 滋 病 传 播的 预 测 模 型 非 常 关 键 , 事 实 证 明 这 些 模 型 都 特 别 准 确 (Anderson 1988; Garnett and Anderson1993; May 2003 )。直 到 20 世 纪 80 年 代 后 期 , 美 国 主 要 有 三 类 策 略 来 治 疗 艾 滋 病 : 机 会 性 感 染 治 疗 , 恢复 和 加 强 免 疫 能 力 , 及 抗 病 毒 的 化 疗 (Grmek 1990)。 但 到 了 90 年 代 , 理 论 流 行 病 学 的 发展 提 供 了 两 种 控 制 艾 滋 病 毒 的 新 策 略 : 联 合 疗 法 和 针 头 交 换 项 目 。 对 艾 滋 病 人 体 内 病 毒 复制 的 研 究 发 现 免 疫 系 统 调 节 病 毒 复 制 的 能 力 随 病 毒 株 多 样 性 的 增 多 而 降 低 , 而 感 染 时 间 越长 病 毒 株 就 会 越 多 样 。 这 就 是 说 , 艾 滋 病 毒 和 免 疫 系 统 实 际 上 组 成 了 一 个 捕 食 者 ―― 猎 物系 统 ((Nowak et al. 1991)。 在 这 个 概 念 的 基 础 上 ,Wodarz and Nowak (2002) 建 立 了 关 于 艾滋 病 发 病 机 理 和 治 疗 的 数 学 模 型 来 理 解 艾 滋 病 毒 感 染 和 治 疗 的 动 态 过 程 。 基 于 这 些 模 型 的实 验 结 果 表 明 早 期 的 化 疗 能 对 艾 滋 病 毒 和 免 疫 系 统 间 的 动 态 产 生 实 质 性 的 影 响 , 并 且 能 实现 对 病 毒 的 持 续 控 制 (Wodarz and Nowak 2002)。 这 项 研 究 表 明 我 们 有 可 能 通 过 改 变 治 疗时 间 来 实 现 将 艾 滋 病 毒 长 期 控 制 在 无 症 状 的 时 期 。 在 90 年 代 中 期 , 当 发 现 联 合 化 疗 能 通 过抑 制 病 毒 来 降 低 死 亡 率 后 , 基 于 这 些 模 型 的 结 果 , 人 们 开 始 在 艾 滋 病 人 感 染 初 期 来 使 用 联合 疗 法 (Pomerantz and Horn 2003)。针 头 交 换 项 目 是 指 给 注 射 毒 品 使 用 者 (IUDs) 分 发 干 净 的 针 头 并 安 全 处 置 用 过 的 针 头 。尽 管 争 议 很 多 , 针 头 交 换 项 目 还 是 被 大 力 提 倡 以 减 少 艾 滋 病 毒 在 注 射 毒 品 使 用 者 中 间 的 传播 。 但 是 , 美 国 绝 大 多 数 州 的 法 律 都 禁 止 拥 有 或 分 发 使 用 毒 品 的 用 具 。 此 外 , 有 10 个 州 以及 哥 伦 比 亚 特 区 还 规 定 必 须 有 医 生 的 处 方 才 能 购 买 针 头 或 注 射 器 (Gostin et al. 1997)。 这些 法 律 的 后 果 就 是 因 为 害 怕 被 警 察 骚 扰 或 者 逮 捕 , 越 来 越 多 的 毒 品 使 用 者 共 享 针 头 (Gostinet al. 1997)。 在 90 年 代 中 期 , 建 立 了 两 个 重 要 的 关 于 针 头 交 换 项 目 的 可 能 性 模 型 , 他 们 的数 据 来 源 于 美 国 康 涅 狄 格 州 新 海 文 市 (New Haven) 卫 生 局 艾 滋 病 处 的 一 个 合 法 的 针 头 交换 项 目 。 通 过 记 录 毒 品 使 用 者 每 次 访 问 的 时 间 及 监 测 针 头 的 感 染 情 况 , 第 一 个 模 型 估 计 了参 加 项 目 的 毒 品 使 用 者 感 染 艾 滋 病 的 频 率 (Kaplan and Heimer 1994; Kaplan 1995)。 在 早 期关 于 相 对 影 响 的 模 型 的 基 础 上 , 第 二 个 模 型 估 计 了 由 于 针 头 交 换 而 导 致 的 艾 滋 病 感 染 数 绝对 下 降 的 次 数 (Kaplan 1994; Kaplan 1995)。 这 些 模 型 揭 示 出 针 头 交 换 项 目 从 始 至 终 都 降 低了 艾 滋 病 毒 在 项 目 参 加 人 员 中 的 传 播 (Kaplan 1995)。 不 仅 如 此 , 基 于 新 海 文 市 数 据 的 另外 的 模 型 还 预 测 说 针 头 交 换 项 目 能 防 止 艾 滋 病 在 毒 品 使 用 者 、 他 们 的 性 伙 伴 及 他 们 的 子 女中 的 传 播 。 每 避 免 一 个 艾 滋 病 感 染 大 概 要 花 费 9400 美 元 , 而 这 远 远 低 于 终 生 治 疗 一 个 艾 滋104

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:29-37病 患 者 的 195188 美 元 的 花 费 (Lurie and Reingold 1993; Holtgrave and Pinkerton 1997; Lurieand De Carlo 1998)。 这 些 模 型 及 新 海 文 市 研 究 的 结 果 在 许 多 场 合 被 展 示 给 美 国 及 国 外 的 公共 卫 生 政 策 制 定 者 (Kaplan 1995)。 和 其 他 针 头 交 换 项 目 的 结 果 一 样 , 新 海 文 市 的 模 型 对大 城 市 ( 象 巴 尔 地 摩 , 纽 约 , 旧 金 山 等 ) 的 政 策 制 定 起 到 了 很 大 的 作 用 (Kaplan 1995)。图 3: 纽 约 州 各 地 浣 熊 狂 犬 病 出 现 的 时 间 。 不 同 颜 色 代 表 了 狂 犬 病 的 传 播 , 蓝 色 代 表 狂 犬病 最 初 出 现 的 地 区 , 白 色 代 表 没 有 狂 犬 病 的 地 区 。 色 带 的 宽 度 代 表 狂 犬 病 传 播 的 速 度 。 窄的 色 带 表 明 传 播 慢 , 宽 的 色 带 表 明 传 播 速 度 快 。结 论生 态 学 家 最 初 对 人 类 传 染 病 感 兴 趣 是 因 为 它 们 能 提 供 丰 富 的 数 据 来 检 验 寄 主 ―― 病 原体 相 互 关 系 中 关 于 种 群 动 态 的 数 学 模 型 。 很 快 他 们 就 发 现 控 制 传 染 病 的 尝 试 可 以 被 看 作 是实 验 性 的 干 涉 , 这 些 干 涉 的 效 果 可 以 用 来 作 为 模 型 的 参 数 或 检 验 模 型 所 基 于 的 假 设 。 也 许最 重 要 的 是 , 这 些 模 型 可 以 作 为 一 种 新 颖 的 方 法 来 检 验 公 共 卫 生 措 施 对 疾 病 控 制 的 效 果 ,并 且 最 终 有 益 于 对 各 种 免 疫 项 目 或 其 他 措 施 的 可 能 实 行 方 式 的 评 估 。 以 上 的 例 子 证 明 , 疾病 的 预 防 和 控 制 依 赖 于 公 共 卫 生 官 员 对 种 群 生 态 学 知 识 的 应 用 。 这 使 得 人 们 越 来 越 认 识 到理 解 传 染 病 的 动 态 不 仅 是 一 个 医 学 问 题 , 也 是 一 个 生 态 学 问 题 。 此 外 , 以 后 的 公 共 卫 生 行动 也 应 该 考 虑 疾 病 生 态 学 研 究 的 结 果 。由 于 所 有 生 态 系 统 所 固 有 的 内 在 异 质 性 , 确 认 并 集 中 控 制 疾 病 传 播 中 远 超 自 身 比 例 的个 体 ( 或 地 点 ) 可 能 会 有 相 当 可 观 的 好 处 。 在 许 多 系 统 中 ,20% 的 个 体 可 能 占 疾 病 传 播 的80%(20:80 法 则 )(Woolhouse et al. 1997)。 确 定 这 些 个 体 是 以 后 疾 病 生 态 学 研 究 的 关 键 部分 及 许 多 干 涉 项 目 的 重 要 组 分 。 在 这 个 领 域 中 , 新 的 分 子 遗 传 学 手 段 非 常 关 键 , 同 样 关 键的 还 有 把 数 学 和 生 态 学 的 模 型 与 从 病 原 体 系 统 动 态 学 ( 综 合 了 免 疫 动 态 学 、 流 行 病 学 、 进化 生 物 学 来 研 究 寄 主 个 体 和 种 群 中 多 样 的 病 原 体 系 统 发 生 的 新 学 科 Grenfell et al. 2004) 发展 而 来 的 新 的 遗 传 学 手 段 相 结 合 。 这 些 手 段 的 结 合 , 再 加 上 新 知 识 的 有 效 应 用 , 应 该 会 有助 于 改 善 现 在 及 将 来 的 疾 病 控 制 措 施 。随 着 新 传 染 病 的 出 现 及 旧 传 染 病 的 流 行 , 对 监 控 信 息 学 、 疫 苗 的 研 制 及 发 放 、 还 有 医药 工 业 的 要 求 会 越 来 越 多 。 同 样 , 生 物 恐 怖 主 义 的 威 胁 也 要 求 我 们 理 解 恐 怖 袭 击 爆 发 所 能影 响 的 范 围 及 确 定 和 实 施 最 佳 控 制 策 略 来 尽 量 降 低 爆 发 的 影 响 (Ferguson et al. 2003)。 这105

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:29-37些 威 胁 的 紧 迫 性 又 会 明 显 增 加 对 国 内 及 国 际 社 会 的 压 力 。 负 责 制 定 疾 病 控 制 措 施 的 公 共 卫生 机 构 不 能 不 重 视 传 染 病 学 及 流 行 病 学 上 已 有 的 或 正 进 行 的 理 论 研 究 结 果 。 除 了 文 中 描 述及 表 2 中 列 出 的 例 子 以 外 , 理 论 生 态 学 还 促 进 了 世 界 上 许 多 其 他 阻 击 传 染 病 行 动 方 案 的 形成 及 实 施 。 这 其 中 包 括 疯 牛 病 (Anderson et al. 1996; Ghani et al. 2003)、 炭 疽 病 (Webb andBlaser 2002)、 天 花 (Kaplan et al. 2002) 等 等 。 我 们 希 望 这 些 成 功 的 例 子 能 促 进 政 策 制 定者 、 公 共 卫 生 从 业 者 、 及 理 论 生 态 学 家 在 共 同 努 力 控 制 传 染 性 疾 病 在 人 类 、 家 畜 及 野 生 动物 中 传 播 的 过 程 中 进 行 更 加 紧 密 的 合 作 。框 注 1: 站 在 血 吸 虫 病 控 制 前 沿 的 生 态 学 家 Nelson Hairston, Sr. 教 授Nelson Hairston JrNelson Hairston, Sr 是 应 用 生 态 学 手 段 来 理 解 和 控 制 人 类 寄 生 虫 病 的 先 驱 。 他 通 过 自 己 一 系 列 的 偶然 发 现 来 尝 试 将 这 些 传 统 上 被 认 为 是 截 然 不 同 的 学 科 结 合 在 一 起 。Nelson Hairston, Sr 在 他 导 师 RECoker 的 督 促 下 , 在 北 卡 罗 来 纳 大 学 拿 到 了 生 物 学 学 士 和 硕 士 学 位 , 然 后 他 又 到 西 北 大 学 师 从 OrlandoPark 攻 读 博 士 学 位 。 在 Park 的 建 议 下 , 他 开 始 了 对 阿 巴 拉 契 亚 南 部 山 脉 的 蝾 螈 群 体 进 行 了 开 创 性 的 研究 。仅 过 了 一 年 ,Hairston 在 二 次 世 界 大 战 开 始 的 时 候 就 参 了 军 。 经 过 Walter Reed 军 事 医 学 中 心 的 寄生 虫 学 培 训 后 , 他 作 为 一 个 军 官 被 分 配 到 太 平 洋 西 南 地 区 从 事 疟 疾 预 防 工 作 , 先 是 在 澳 大 利 亚 , 后 来又 到 新 几 内 亚 。 就 是 在 那 儿 他 获 得 了 大 量 的 关 于 疟 原 虫 生 活 史 及 各 种 治 疗 方 法 的 经 验 。 他 及 他 的 同 事们 还 研 究 了 当 地 村 庄 疟 疾 的 发 病 情 况 及 传 播 速 度 。 在 美 国 入 侵 菲 律 宾 以 后 , 他 的 部 队 还 在 菲 律 宾 研 究了 血 吸 虫 病 、 血 吸 虫 的 生 活 史 及 可 能 治 疗 方 法 。战 争 结 束 以 后 ,Hairston 回 到 美 国 完 成 了 他 关 于 蝾 螈 生 态 学 的 博 士 论 文 , 并 且 在 密 歇 根 大 学 得 到一 个 教 职 。 尽 管 他 是 一 个 生 态 学 家 , 但 他 主 要 的 职 责 之 一 是 教 授 一 门 寄 生 虫 学 。 他 在 密 歇 根 大 学 呆 了4 年 后 接 受 世 界 卫 生 组 织 的 邀 请 到 菲 律 宾 进 行 为 期 2 年 的 控 制 血 吸 虫 病 的 研 究 工 作 。 他 的 任 务 是 研 究 血吸 虫 中 间 寄 主 钉 螺 的 生 态 学 。 正 是 在 这 个 时 期 ,Hairston 完 全 的 把 他 在 生 态 学 和 寄 生 虫 学 上 的 兴 趣 结合 在 了 一 起 。 他 认 为 如 果 能 把 钉 螺 种 群 大 小 降 低 到 使 血 吸 虫 种 群 不 能 自 我 维 持 的 程 度 的 话 , 就 应 该 有可 能 消 除 血 吸 虫 病 。 为 了 确 定 钉 螺 种 群 的 最 小 关 键 值 , 就 需 要 把 血 吸 虫 的 生 活 史 和 由 种 群 大 小 决 定 的寄 主 相 遇 概 率 结 合 在 一 个 简 单 的 数 学 模 型 中 。 通 过 这 种 方 法 , 他 将 生 态 学 手 段 引 入 了 这 个 一 直 被 认 为医 学 问 题 的 领 域 。Hairston 的 研 究 为 以 后 Joel Cohen,Roy Anderson, 和 Robert May 等 人 的 创 造 性 的 工 作 奠 定 了 基 础 。他 们 一 起 推 进 了 对 血 吸 虫 生 态 学 的 研 究 并 对 以 后 血 吸 虫 病 控 制 行 动 的 形 成 及 付 诸 实 施 都 产 生 了 很 大影 响 ( 见 网 上 资 料 )。Nelson Hairston Jr 是 康 乃 尔 大 学 环 境 科 学 的 Frank HT Rhodes 荣 誉 教 授 。致 谢这 个 项 目 由 全 球 变 化 及 传 染 性 疾 病 工 作 组 负 责 实 施 ( 项 目 负 责 人 :ML Wilson and LAReal)。 项 目 的 建 立 得 到 了 国 家 生 态 学 分 析 与 综 合 中 心 (National Center for EcologicalAnalysis and Synthesis)( 国 家 科 学 基 金 (NSF) 支 持 , 资 助 号 #DEB-0072909)、 加 州 大 学(University of California)、 及 加 州 大 学 圣 塔 芭 芭 拉 分 校 (UC Santa Barbara) 的 资 助 。 另 外Katherine F Smith 得 到 了 国 家 科 学 基 金 研 究 生 科 研 奖 学 金 及 Switzer 环 境 奖 学 金 的 资 助 。 备注 1 得 到 了 Nelson Hairston Jr 和 Nelson Hairston Sr 的 帮 助 。( 刘 峰 、 武 昕 原 、 伍 业 钢 译 )106

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:29-37参 考 文 献Anderson RM. 1988. The role of mathematical models in the study of HIV transmission and theepidemiology of AIDS. J Acq Immun Def Synd 1: 241–56.Anderson RM and Grenfell BT. 1986. Quantitative investigations of different vaccinationpolicies for the control of congenital rubella syndrome (CRS) in the United Kingdom. JHyg-Camb 96: 305–33.Anderson RM, Grenfell BT, May RM, et al. 1984. Oscillatory fluctuations in the incidence ofinfectious disease and the impact of vaccination: time series analysis. J Hyg-Camb 93:587–608.Anderson RM and May RM. 1978. Regulation and stability of host–parasite populationinteractions-I. Regulatory processes. J Anim Ecol 47: 219–47.Anderson RM and May RM. 1982. Directly transmitted infectious diseases: control byvaccination. Science 215: 1053–60.Anderson RM, May RM, McLean AR, et al. 1988. Possible demographic consequences of AIDSin developing countries. Nature 332: 228–34.Anderson RM, Medley, GF, May RM, et al. 1986. A preliminary study of the transmissiondynamics of the human immunodeficiency virus (HIV), the causative agent of AIDS. IMA JMath Appl Med 3: 229–63.Bartlett MS. 1957. Measles periodicity and community size. J Roy Stat Soc A 120: 48–70.Bartlett MS. 1960. The critical community size for measles in the US. J Roy Stat Soc A 123:37–44.Bergquist NR, Gryseels B, and Guyatt H. 1996. Epidemiological modeling in schistosomiasiscontrol. Am J Trop Med Hyg 55: 101–75.Bjørnstad O, Finkenstadt B, and Grenfell BT. 2002. Dynamics of measles epidemics: estimatingscaling of transmission rates using a time series TSIR model. Ecol Monogr 72: 169–84.Blythe SP and Anderson RM. 1988. Distributed incubation and infectious periods in models ofthe transmission dynamics of the human immunodeficiency virus (HIV). IMA J Math ApplMed 5: 1–19.Bolker B and Grenfell B. 1995. Space, persistence and dynamics of measles epidemics. Philos TRoy Soc B 348: 309–20.Brochier B, Kieny MP, Costy F, et al. 1991. Large-scale eradication of rabies using recombinantrabies vaccine. Nature 354: 520–22.Cohen JE. 1973. Selective host mortality in a catalytic model applied to schistosomiasis. Am Nat107: 199–212.Cohen JE. 1977. Mathematical models of schistosomiasis. Annu Rev Ecol Syst 8: 209–33.Coyne MJ, Smith G, and McAllister FE. 1989. Mathematic model for the population biology ofrabies in raccoons in the mid–Atlantic states. Am J Vet Res 50: 2148–54.Crofton HD. 1971a. A model of host–parasite relationships. Parasitology 63: 343–64.Crofton HD. 1971b. A quantitative approach to parasitism. Parasitology 62: 179–93.Dobson AP. 2003. Metalife! Science 301: 1488–90.Ferguson NM, Donnelly CA, and Anderson RM. 2001a. Transmission intensity and impact ofcontrol policies on the foot and mouth epidemic in Great Britain. Nature 413: 542–48.Ferguson NM, Donnelly CS, and Anderson RM. 2001b. The foot–and–mouth disease epidemicin Great Britain. Science 292: 1155–60.107

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:29-37Ferguson NM, Keeling MJ, Edmunds WJ, et al. 2003. Planning for smallpox outbreaks. Nature425: 681–85.Fine PEM. 1993. Herd immunity: history, theory practice. Epidemiol Rev 15: 265–02.GAO (Government Accountability Office). 1993. Needle exchange programs: research suggestspromise as an AIDS prevention strategy. Washington DC: United States General AccountingOffice. Report Number GAO/HRD–93–60.Garnett GP and Anderson RM. 1993. No reason for complacency about the potentialdemographic impacts of AIDS in Africa. T Roy Soc Trop Med H 87: S19–S22.Garrett L. 1993. The next epidemic. In: Mann J, Tarantola DJM, and Netter TW (Eds). AIDS inthe world: a global report. Cambridge, MA: Harvard University Press.Gostin LO, Lazzarini Z, Jones TS. 1997. Prevention of HIV/AIDS and other blood–bornediseases among injection drug users: a national survey on the regulation of syringes andneedles. J Amer Med Assoc 277: 53–62.Grenfell BT, Bjornstad ON, Kappey. J 2001. Traveling waves and spatial hierarchies in measlesepidemics. Nature 414: 716–23.Grenfell BT and Bolker BM. 1998. Cities and villages: infection hierarchies in a measlesmetapopulation. Ecol Lett 1: 63–70.Grenfell BT, Pybus OG, Gog JR, et al. 2004. Unifying the epidemiological and evolutionarydynamics of pathogens. Science 303: 327–32.Grmek MD. 1990. History of AIDS: emergence and origin of a modern pandemic. Princeton, NJ:Princeton University Press.Hanksi I and Gilpin ME. 1997. Metapopulation biology: ecology, genetics and evolution. SanDiego: Academic Press.Holtgrave DR and Pinkerton, SD. 1997. Updates of cost of illness and quality of life estimatesfor use in economic evaluations of HIV prevention programs. J Acq Immun Def Synd 16:54–62.Kaplan EH. 1994. A method for evaluation needle exchange programs. Stat Med 13: 2179–87.Kaplan EH. 1995. Probability models of needle exchange. Oper Res 43: 558–69.Kaplan EH, Craft DL, and Wein LM. 2002. Emergency response to a smallpox attack: the casefor mass vaccination. P Natl Acad Sci USA 99: 10935–40.Kaplan EH and Heimer R. 1994. HIV incidence among needle exchange participants: estimatesfrom syringe tracking and testing data. J Acq Immun Def Synd 7: 182–89.Keeling MJ and Grenfell BT. 1997. Disease extinction and community size: modeling thepersistence of measles. Science 275: 65–67.Keeling MJ, Woolhouse ME, May RM, et al. 2003. Modeling vaccination strategies againstfoot–and–mouth disease. Nature 421: 136–42.Keeling MJ, Woolhouse ME, Shaw DJ, et al. 2001. Dynamics of the 2001 UK foot–and–mouthepidemic in Great Britain: stochastic dispersal in a heterogenous landscape. Science 294:813–17.Kermack WO and McKendrick AG. 1927. A contribution to the mathematical theory ofepidemics. P Roy Soc Lond Ser-A 115: 700–21.Kermack WO and McKendrick AG. 1932. A contribution to the mathematical theory ofepidemics. Part II. The problem of endemicity. P Roy Soc Lond Ser-A 138: 55–83.Kermack WO and McKendrick AG.1933. A contribution to the mathematical theory of epidemics.108

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:29-37Part III. Further studies of the problem of endemicity. P Roy Soc Lond Ser-A 141: 92–122.Lurie P and DeCarlo P. 1998. Center for AIDS Prevention Studies at the University of CaliforniaSan Franciso. www.caps.ucsf.edu/NEPrev.html. Viewed 20 June 2004.Lurie P and Reingold AL. 1993. The public health impact of needle exchange programs in theUnited States and abroad. Institute for Health Policy Studies, University of California SanFrancisco.Mackenzie CD. 2000. Human onchocerciasis: the essential partnership between research anddisease control efforts. Tropical and Travel Associated Diseases 13: 457–64.May RM 2004. Uses and abuses of mathematics in biology. Science 303: 790–92.May RM and Anderson RM. 1978. Regulation and stability of host–parasite populationinteractions. II. Destabilising processes. J Anim Ecol 47: 249–67.May RM and Anderson RM. 1988. The transmission dynamics of human immunodeficiencyvirus (HIV). Philos T Roy Soc B 321: 565–607.Medley GF, Anderson RM, Cox DR, et al. 1987. Incubation period of AIDS in patients infectedvia blood transfusion. Nature 328: 719–21.Mollison D. 1986. Modeling biological invasions: chance, explanation, prediction. Philos T RoySoc B 314: 675–93.Murray JD, Stanley EA, and Brown DL. 1986. On the spatial spread of rabies among foxes. PRoy Soc Lond B 229: 111–50.Nowak MA, Anderson RM, McLean AR, et al. 1991. Antigenic diversity thresholds and thedevelopment of AIDS. Science 254: 963–69.Plowright W. 1982. The effects of rinderpest and rinderpest control on wildlife in Africa. SymZool Soc Lond 50: 1–28.Plowright W and Taylor WP. 1967. Long-term studies of immunity in East African cattlefollowing inoculation with rinderpest culture vaccine. Res Vet Sci 8: 118–28.Pomerantz RJ and Horn DL. 2003. Twenty years of therapy for HIV–1 infection. Nat Med 9:867–73.Russell CA, Smith DL, Waller LA, et al. 2004. A priori prediction of disease invasion dynamicsin a novel environment. P Roy Soc Lond Ser-B 1534: 21–25.Smith DL, Lucey B, Waller LA, et al. 2002. Predicting the spatial dynamics of rabies epidemicson heterogeneous landscapes. P Natl Acad Sci USA 99: 3668–72.Stimson G. 1989. Syringe–exchange programmes for injecting drug users. AIDS 3: 253–60.Tallis GM and Donald RL. 1970. Further models for the distribution on pasture of infectivelarvae of the strongyloid parasites of sheep. Math Biosci 7: 179–90.Tallis GM and Leyton M. 1966. A stochastic approach to the study of parasite populations. JTheor Biol 13: 251–60.Webb G and Blaser M. 2002. Mailborne transmission of anthrax: modeling and implications. PNatl Acad Sci USA 99: 7027–32.Wilson ML. 2001. Ecology and infectious disease. In: Aron JL and Patz J (Eds). Ecosystemchange and public health: a global perspective. Baltimore, MD: Johns Hopkins UniversityPress.Wodarz D and Nowak MA. 2002. Mathematical models of HIV pathogenesis and treatment.BioEssays 24: 1178–87Woolhouse ME, Chase–Topping M, Haydon D, et al. 2001. Epidemiology: Foot–and–mouth109

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:29-37disease under control in the UK. Nature 411: 258–59.Woolhouse ME, Dye C, Etard JF, et al. 1997. Heterogeneities in the transmission of infectiousagents: implications for the design of control programs. P Natl Acad Sci USA 94: 338–34.110

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environnent》 2005, 3(1):38-46协 调 农 业 生 产 力 与 环 境 整 体 性 : 对 农 业 的 巨 大 挑 战G Philip Robertson and Scoft M Swinton《Frontiers in Ecology and the Environnent》2005, 3 (1):38-46摘 要 : 农 业 提 供 了 人 类 的 主 要 需 求 , 并 影 响 和 依 赖 于 所 有 其 它 的 生 命 支 持 体 系 。 随 着 世 界经 济 的 扩 展 , 人 口 的 持 续 增 长 和 更 高 水 平 的 消 耗 已 成 为 当 前 的 趋 势 。 因 此 , 农 业 生 产 力 应在 不 以 局 部 景 观 和 全 球 环 境 的 完 整 性 为 代 价 的 基 础 上 来 满 足 食 物 的 需 要 。 未 来 几 十 年 农 业面 临 的 主 要 挑 战 是 在 可 承 受 的 环 境 损 失 下 而 为 全 球 人 口 的 增 长 生 产 足 够 的 食 物 和 纤 维 。 这种 挑 战 需 要 将 生 态 的 途 径 用 于 农 业 , 这 在 当 前 的 管 理 和 研 究 组 合 中 还 是 一 项 很 大 的 空 白 。作 物 及 牲 畜 生 产 系 统 必 须 作 为 生 态 系 统 来 管 理 , 而 其 管 理 决 策 是 基 于 对 环 境 效 益 代 价 的 认识 之 上 。 目 前 , 我 们 对 主 要 的 农 业 系 统 和 景 观 之 间 的 重 要 生 态 关 系 几 乎 是 一 无 所 知 , 我 们对 与 农 业 相 关 的 生 态 系 统 服 务 功 能 的 经 济 价 值 也 知 之 不 多 。 要 创 建 包 括 食 物 和 纤 维 生 产 在内 的 多 方 位 农 业 景 观 , 我 们 需 要 整 体 性 的 研 究 , 包 括 生 态 和 社 会 经 济 以 及 政 策 创 新 和 公 众的 教 育 。生 态 学 在 农 业 上 的 正 确 应 用 比 其 它 任 何 一 个 领 域 更 为 重 要 , 超 过 50% 的 美 国 草 原 已 用于 耕 作 和 放 牧 。 全 球 5 亿 公•••••核 心 内 容 :农 业 主 导 了 人 类 对 土 地 的 利 用 , 农 业 经 营 的 区 域 远 远 超 过 了 森林 的 占 地 面 积 , 每 年 有 一 千 三 百 万 公 顷 森 林 继 续 转 为 农 用现 代 农 业 系 统 强 调 单 一 的 生 态 系 统 服 务 功 能 , 即 具 市 场 价 值 的产 品 的 生 产 , 然 而 具 有 其 他 服 务 功 能 也 是 可 能 的 。这 些 服 务 包 括 净 化 水 及 空 气 , 抑 制 污 染 及 病 害 , 提 供 生 物 如 鸟类 及 益 虫 的 生 息 地 和 碳 源 的 贮 存多 项 服 务 的 积 极 管 理 能 够 显 著 地 减 小 农 业 用 地 面 积 , 但 还 需 要鼓 励 保 护 环 境 的 生 产 性 奖 励这 些 以 交 换 或 政 策 为 基 础 的 奖 励 必 须 赶 在 环 境 的 退 化 和 今 后的 农 业 可 持 续 性 丧 失 之 前 对 已 发 展 的 或 正 在 发 展 的 经 济 发 生效 用顷 的 农 业 经 营 范 围 已 超 过 了林 木 业 的 占 地 面 积 , 并 且 每年 有 一 千 三 百 万 公 顷 的 林 业土 地 转 化 为 农 业 用 途 (FAO2002)。 农 业 是 目 前 世 界 最 大的 产 业 , 随 着 人 口 增 长 而 导致 的 基 本 蛋 白 质 需 求 量 的 增加 , 以 及 经 济 增 长 带 来 的 高消 费 都 极 需 基 于 保 护 和 促 进而 非 破 坏 环 境 整 体 性 的 基 础上 的 高 产 农 业 (NRC 2003)。• 对 多 方 位 农 业 景 观 生 态 服 务 的 重 视 和 管 理 将 需 要 对 生 态 和 社会 经 济 的 研 究 , 政 策 创 新 及 公 众 教 育 的 过 程 进 行 整 合 。以 下 的 核 心 问 题 是 一 种对 生 态 学 的 挑 战 : 农 产 量 极明 显 区 别 于 生 态 学 的 生 产力 , 生 物 相 互 的 影 响 以 及 与 环 境 的 相 互 作 用 决 定 了 农 业 生 态 系 统 的 生 产 潜 能 和 可 能 转 化 为动 植 物 产 品 的 生 产 力 部 分 。 这 些 互 作 效 应 进 一 步 决 定 了 多 余 的 养 分 , 农 药 和 其 它 污 染 物 离开 生 态 系 统 顺 流 及 随 风 扩 散 的 速 率 , 并 且 也 决 定 了 农 业 系 统 影 响 附 近 的 群 落 生 态 学 的 程 度 。但 是 , 农 业 基 本 上 是 以 市 场 需 求 力 、 社 会 和 经 济 政 策 和 人 为 价 值 而 定 型 的 社 会 途 径 。 所 以 ,今 后 令 人 满 意 的 农 业 及 对 环 境 的 影 响 将 取 决 于 我 们 如 何 充 分 的 理 解 和 有 效 的 管 理 农 业 生 态体 系 中 的 社 会 及 生 态 因 素 (Tilman et al. 2002)。杂 交 玉 米 的 产 生 以 及 随 之 而 来 的 绿 色 革 命 所 产 生 的 高 产 作 物 品 种 对 养 分 及 防 病 虫 的 管理 要 求 极 高 , 这 使 农 场 主 们 高 度 地 依 赖 技 术 以 有 效 地 满 足 这 些 管 理 的 需 要 。 氮 及 农 药 已 成为 环 境 方 面 最 显 要 的 问 题 : 投 入 作 物 体 系 的 氮 及 农 药 如 莠 去 津 (NRC 2000a,b), 基 因 组 合111

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environnent》 2005, 3(1):38-46农 药 的 替 代 物 如 Bt 或 glyplsosate 抗 性 基 因 的 流 失 可 能 成 为 新 的 环 境 问 题 (NRC 2002)。 简言 之 , 绿 色 革 命 带 来 的 环 境 损 失 是 众 所 周 知 的 现 实 (Conway 1997; Cassman et al. 2003)。虽 然 绿 色 革 命 提 高 了 土 地 的 生 产 力 而 减 少 了 边 缘 土 地 向 农 田 的 转 换 (Evenson and Gollin2003), 但 同 时 也 极 有 效 地 将 生 态 过 程 的 内 控 调 节 ( 如 养 分 供 给 及 病 虫 害 控 制 ) 为 外 部 调 节( 如 肥 料 和 农 药 ) 而 取 代 , 由 此 使 农 业 及 生 态 脱 节 (Odum 1984; 图 1)。试 问 这 种 取 代 是 必 要 的 吗 ? 从 生 物 地 球 化 学 的 角 度 来 看 , 答 案 是 肯 定 的 。 即 使 没 有 促使 大 规 模 的 单 一 耕 种 的 经 济 政 策 和 市 场 力 , 仅 以 现 有 的 技 术 而 没 有 外 来 补 贴 是 难 以 满 足 农作 物 资 源 的 需 要 的 。 例 如 , 现 在 玉 米 作 物 平 均 每 年 从 每 公 顷 土 壤 里 获 得 约 200 公 斤 的 氮 。这 相 当 于 每 年 玉 米 迅 速 生 长 期 (6~8 周 ) 每 天 每 公 顷 需 要 2~4 公 斤 的 氮 (Robertson 1997)。与 此 相 比 很 明 显 , 没 有 施 肥 而 缺 乏 对 土 壤 氮 的 补 充 , 外 加 氮 肥 是 不 可 少 的 基 本 需 要 。 进 而言 之 , 过 半 的 年 氮 摄 取 量 转 换 为 体 外 收 获 的 蛋 白 质 , 仅 靠 内 在 资 源 能 满 足 这 种 需 求 吗 ? 理论 上 讲 是 可 以 的 ,—— 但 是 实 际 上 我 们 需 要 做 的 是 发 展 和 运 用 现 仍 没 有 应 用 的 生 态 学 知 识 ,并 创 造 条 件 和 机 制 鼓 励 农 民 采 用 这 些 知 识 和 机 制 。高 效 作 物 体 系 的 杂 草 及 病 虫 害 控 制 也 需 要 这 样 的 努 力 。 机 械 化 农 业 以 同 样 的 方 式 取 消了 对 土 壤 有 机 质 基 本 营 养 如 氮 的 依 靠 , 对 于 病 虫 害 的 控 制 也 不 再 基 于 种 群 水 平 ( 如 捕 食 性 )的 控 制 , 生 物 防 治 的 重 建 是 可 能 的 , 但 这 也 需 要 新 的 知 识 , 管 理 及 运 用 的 实 际 措 施 。图 1: 与 自 然 生 态 体 系 和 传 统 耕 作 方 式 相 比 , 密 西 根 麦 田 机 械 化 农 业 较 少 的 依 靠 内 部 生 态 操作 而 较 多 的 依 赖 外 来 补 充 。生 态 系 统 服 务 功 能 的 管 理虽 然 生 态 学 家 已 慢 慢 地 意 识 到 简 化 密 集 性 管 理 作 物 体 系 只 是 一 种 幻 想 , 其 中 多 数 专 家已 认 识 到 农 业 生 态 系 统 和 地 球 上 其 它 生 态 系 统 一 样 具 有 生 态 的 复 杂 性 。 外 部 补 充 地 输 入 ,管 理 的 加 速 及 生 态 学 的 过 程 —— 这 些 都 不 可 相 互 取 而 代 之 , 即 使 集 约 管 理 下 的 大 田 作 物 ,化 肥 仅 提 供 50% 的 作 物 吸 收 的 氮 , 其 余 仍 就 来 自 于 矿 质 土 壤 的 有 机 物 (Broadbent andCarlton 1978)。 多 数 的 病 虫 害 调 控 是 依 靠 自 然 天 敌 , 内 部 抗 性 及 其 它 植 物 生 理 和 生 态 的 抵112

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environnent》 2005, 3(1):38-46抗 策 略 而 不 是 农 药 (Hajek 2004)。 以 美 国 中 西 部 大 豆 田 为 例 , 灭 除 节 肢 动 物 虫 类 的 捕 食 者将 导 致 外 来 入 侵 蚜 虫 群 体 增 长 十 倍 (Fox et al. 2004)。间 作 农 业 基 本 上 是 一 种 早 期 的 生 态 演 替 方 式 , 这 种 耕 作 方 式 有 意 识 地 打 乱 和 改 变 每 年的 交 换 规 律 , 管 理 促 使 作 物 种 类 的 定 殖 、 持 久 和 多 产 , 同 时 限 制 其 竞 争 者 如 杂 草 和 消 费 者如 害 虫 的 定 殖 和 持 久 性 。 目 前 的 管 理 通 常 仅 重 视 市 场 化 产 品 的 生 产 , 这 有 效 的 体 现 于 : 密集 耕 作 的 生 态 体 系 常 远 远 高 产 于 由 此 取 代 的 天 然 体 系 (Mitchell 1984) 以 及 现 代 化 耕 作 体系 大 多 远 远 高 产 于 传 统 的 耕 作 体 系 。 但 是 , 这 种 单 一 思 维 的 重 心 在 于 单 项 的 生 态 系 统 服 务功 能 , 代 之 以 来 的 是 其 它 生 态 系 统 服 务 功 能 及 长 期 性 生 产 力 的 损 失 。 净 化 水 及 空 气 、 鸟 类 、益 虫 及 其 它 物 种 的 栖 息 地 和 食 物 资 源 、 碳 贮 存 、 花 粉 传 递 及 病 害 抑 制 这 些 都 对 人 类 及 相 关生 态 系 统 的 健 康 至 关 重 要 , 而 且 对 农 业 本 身 的 长 久 可 持 续 性 也 极 为 重 要 , 传 统 的 灌 丛 休 闲地 、 耕 作 体 系 是 最 具 可 持 续 性 低 产 农 业 中 的 一 种 体 系 , 其 部 分 原 因 在 于 其 提 供 多 项 生 态 服务 (Robertson & Haswood 2001)。 对 于 绝 大 多 数 大 型 农 业 , 多 项 生 态 服 务 的 积 极 管 理 只 是一 种 陌 生 而 棘 手 没 有 任 何 科 学 依 据 的 理 念 。图 2: 位 于 一 棵 中 西 部 大 豆 植 株 上 的 瓢 虫 正 吞 食 外 来 入 侵 的 大 豆 蚜 虫 。 有 益 昆 虫 的 植 保 功 能对 所 有 作 物 体 系 提 供 了 重 要 的 服 务 。我 们 用 什 么 来 组 建 一 种 具 前 瞻 性 和 适 应 性 的 大 型 农 业 体 系 以 提 供 多 方 面 的 生 态 系 统 服务 功 能 呢 ? 首 先 , 创 造 性 科 学 应 为 生 产 者 、 消 费 者 及 有 关 决 策 者 提 供 多 种 选 择 及 良 好 的 决策 基 础 。 由 此 可 更 充 分 地 支 持 最 有 利 的 策 略 和 选 择 —— 这 种 选 择 充 分 考 虑 到 整 体 代 价 和 综合 价 值 以 及 鼓 励 促 使 可 持 续 农 业 实 施 政 策 的 效 果 。 重 要 的 是 让 人 们 了 解 不 同 的 选 择 可 带 来不 同 的 后 果 , 并 且 人 们 可 挑 选 最 佳 的 方 案 。 这 种 最 佳 的 方 案 来 自 于 对 多 种 可 能 性 有 依 据 的判 断 , 但 常 常 公 布 于 众 的 环 境 政 策 仅 基 于 增 长 和 无 增 长 的 选 择 上 。 这 样 使 关 键 议 题 极 端 化并 加 剧 了 民 众 对 环 境 科 学 的 怀 疑 态 度 而 延 缓 了 对 可 持 续 性 技 术 的 采 用 。 良 好 的 公 众 政 策 的决 定 需 要 对 环 境 和 经 济 的 长 期 效 应 的 理 解 。 公 众 的 环 境 意 识 是 我 们 的 当 务 之 急 。113

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environnent》 2005, 3(1):38-46图 3: 秘 鲁 的 传 统 丛 生 休 耕 稻 米 作 物 受 益 于 周 围雨 林 的 多 种 生 态 系 统 服 务 功 能 , 在 与 栽 培 地 区 暂时 荒 弃 与 次 生 演 替 的 同 时 也 开 垦 了 下 年 稻 米 作 物的 种 植 土 地 。我 们 需 要 什 么 样 的 科 学 呢 ? 农 业 研 究 必 须 首先 对 耕 作 及 放 牧 的 生 态 系 统 提 供 充 分 的 生 态 学 认识 从 而 确 定 和 体 现 重 要 的 生 态 系 统 服 务 功 能 的 价值 。 了 解 生 态 对 于 特 定 体 系 生 产 力 及 相 关 农 业 环境 后 果 ( 如 硝 酸 盐 的 流 失 及 农 药 造 成 捕 食 性 昆 虫类 的 无 意 的 损 失 ) 的 机 制 是 必 要 的 还 远 远 不 够 。我 们 应 对 如 下 生 态 问 题 有 所 了 解 , 主 要 包 括 确 定生 态 系 统 服 务 功 能 , 生 物 及 生 态 过 程 的 加 强 及 实施 , 以 及 在 没 有 以 其 它 服 务 为 代 价 的 前 提 下 促 进该 过 程 的 方 式 。 许 多 生 态 系 统 服 务 功 能 是 有 协 和性 的 : 比 如 土 壤 碳 的 贮 存 保 持 了 大 气 的 二 氧 化 碳同 时 也 促 进 了 土 壤 肥 力 、 土 壤 无 脊 椎 动 物 多 样 性 、植 物 水 利 用 的 有 效 性 以 及 土 壤 保 护 (Lal 2004, 图4)。 同 理 , 促 进 昆 虫 天 敌 的 措 施 很 可 能 也 有 益 于传 粉 昆 虫 以 及 其 它 有 益 的 非 作 物 生 物 体 系 (Landis et al. 2000)。图 4: 免 耕 作 物 的 管 理 促 进 了 土 壤 碳 的 贮 存 , 进 而 提 供 了 初 生 大 豆 苗 所 需 的 多 项 服 务 。 其 中包 括 较 好 的 土 壤 孔 吸 度 、 持 水 性 、 养 分 贮 蓄 性 、 防 侵 蚀 以 及 营 养 水 平 的 复 合 性 。对 于 许 多 生 态 学 家 来 说 , 确 定 和 检 验 农 业 体 系 提 供 的 服 务 功 能 是 一 项 熟 悉 的 领 域 。 比如 四 十 多 年 的 综 合 性 病 虫 害 管 理 及 生 物 防 治 使 我 们 认 知 了 景 观 复 杂 性 对 大 田 病 虫 害 防 治 所起 的 作 用 (Naylor and Ehrlich 1997)。 一 百 多 年 对 土 壤 有 机 质 的 生 态 学 研 究 提 供 了 较 好 的 土壤 肥 效 管 理 从 而 降 低 了 对 化 肥 利 用 的 依 赖 (Duxbury et al. 1989)。 植 物 群 落 生 态 学 研 究 有114

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environnent》 2005, 3(1):38-46助 于 解 释 种 子 库 抵 制 入 侵 杂 草 扩 延 的 重 要 性 (Menalled et al. 2001)。 但 是 , 除 了 众 多 与 此相 关 或 其 它 农 业 生 态 学 领 域 的 新 工 作 , 我 们 目 前 缺 乏 的 是 一 种 以 整 体 生 态 系 统 为 目 标 的 研究 项 目 (Robertson et al. 2004)。有 效 的 系 统 科 学 使 我 们 认 识 到 生 物 的 分 布 与 生 态 过 程 在 生 态 系 统 , 景 观 和 区 域 范 围 内的 相 互 联 系 。 这 对 设 计 景 观 及 管 理 至 关 重 要 , 特 别 当 折 衷 方 案 不 可 避 免 时 最 优 化 折 衷 方 案 。比 如 , 免 耕 土 壤 的 管 理 增 加 了 土 壤 有 机 质 和 大 田 作 物 营 养 的 复 杂 性 , 但 还 需 要 除 草 剂 控 制杂 草 (Philips et al. 1980)。Bt 玉 米 是 以 基 因 修 饰 表 达 Bacillus Thuringiensis (Bt) 杀 虫 性 蛋 白来 抵 抗 欧 洲 玉 米 蛀 虫 , 从 而 减 少 杀 虫 剂 的 喷 洒 , 但 它 可 能 同 时 影 响 到 其 它 鳞 翅 目 的 虫 类(Pimentel and Raven 2000)。 当 管 理 只 是 应 对 要 解 决 的 问 题 而 不 是 生 态 系 统 的 管 理 时 , 局部 景 观 具 体 问 题 的 解 决 如 多 余 的 肥 料 可 带 来 其 它 方 面 的 问 题 。 然 而 , 有 效 的 生 态 系 统 管 理取 决 于 对 生 态 体 系 的 认 识 , 特 别 是 在 可 能 将 这 种 系 统 扩 展 到 包 括 人 类 的 情 况 下 , 而 我 们 仅对 极 少 数 农 业 系 统 的 重 要 特 性 和 过 程 有 一 个 体 系 水 平 上 的 认 识 。缺 乏 这 方 面 的 研 究 途 径 的 范 例 是 由 多 种 因 素 造 成 的 , 其 主 要 的 原 因 是 经 费 和 学 科 限 制的 制 约 (NRC 2003)。 然 而 , 可 能 的 研 究 项 目 仍 大 量 存 在 , 比 如 :Bt 玉 米 的 有 效 使 用 必 须 有如 下 先 决 条 件 : 大 田 研 究 用 以 测 定 最 佳 的 Bt 玉 米 推 广 面 积 , 这 样 才 可 延 长 Bt 的 杀 虫 力(Gould 1998); 研 究 试 验 其 它 非 Bt 作 用 的 生 物 对 Bt 花 粉 和 降 解 物 的 接 触 及 敏 感 性 (Obryckiet al. 2001); 充 分 地 对 Bt 和 其 它 控 制 欧 洲 玉 米 蛀 虫 方 式 ( 包 括 简 单 轮 作 方 式 复 杂 性 ) 的 比较 性 成 本 分 析 (Hyde et al.概 括 1: 联 接 和 脱 节 的 作 用 因 素许 多 作 用 因 素 使 农 业 和 其 环 境 支 持 系 统 脱 节 。 其 中 有 :1999); 对 基 因 转 入 本 土 生物 群 体 可 能 性 的 生 态 分 析••••••农 业 的 补 助 有 利 于 单 一 产 品 的 超 量 生 产经 济 刺 激 鼓 励 种 植 者 使 环 境 消 耗 表 面 化政 治 压 力 减 少 了 对 环 境 问 题 的 限 制农 业 革 新 的 实 施 没 有 考 虑 非 直 接 的 环 境 代 价缺 乏 对 消 费 者 环 境 损 失 的 教 育大 部 分 公 众 寻 求 廉 价 的 食 品(Snow and Palma 1997);社 会 经 济 学 研 究 用 以 权 衡某 种 Bt 抗 性 病 虫 对 种 植者 的 影 响 , 对 他 们 来 说 ,Bt 杀 虫 剂 是 一 种 重 要 及特 定 的 管 理 工 具 (Ardow重 新 联 接 农 业 环 境 系 统 的 作 用 因 素 是 :and Hutchison 1998); 人••••提 供 有 关 农 业 生 态 体 系 服 务 的 知 识 及 不 同 管 理 状 况 对 这 些 服 务 的影 响支 持 或 鼓 励 生 产 者 提 供 生 态 系 统 服 务 功 能 的 政 策 因 素制 定 贸 易 政 策 用 以 帮 助 减 轻 发 展 中 经 济 的 贫 困 从 而 减 少 由 人 口 增长 带 来 的 对 边 际 土 地 的 生 产 压 力实 施 公 众 教 育 以 提 供 对 消 费 者 及 决 策 者 关 于 环 境 消 耗 及 农 业 利 益方 面 的 依 据 。类 潜 在 的 过 敏 或 其 它 反 应的 公 共 健 康 的 研 究 (Perr2002); 以 及 消 费 者 的 风 险承 受 力 和 与 Bt 相 关 食 物的 市 场 承 受 力 的 研 究(Ekstrom and Askegaard2000)。相 反 , 大 多 数 环 境 , 健 康 , 经 济 和 社 会 研 究 问 题 已 经 成 为 了 多 余 的 活 动 , 因 为 人 们 假定 环 境 的 代 价 是 微 小 的 , 即 使 是 有 , 也 是 外 部 的 , 因 此 预 先 研 究 没 有 必 要 。 即 使 一 项 包 括某 些 上 述 问 题 的 , 生 态 系 统 水 平 的 研 究 也 许 会 预 测 到 实 际 或 潜 在 的 风 险 , 和 减 轻 某 些 恐 惧 ,同 时 增 加 对 另 一 些 生 态 系 统 的 信 心 。重 视 生 态 系 统 的 服 务 功 能对 于 农 业 生 态 系 统 而 言 , 社 会 经 济 学 研 究 的 重 要 性 不 亚 于 生 态 学 的 研 究 。 这 是 因 为 生115

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environnent》 2005, 3(1):38-46态 学 在 认 识 生 态 系 统 服 务 功 能 以 及 其 生 物 物 理 内 涵 方 面 起 了 重 要 作 用 , 而 经 济 学 和 其 它 社会 学 学 科 不 但 可 以 在 评 估 生 态 系 统 服 务 功 能 方 面 起 重 要 作 用 , 而 且 还 能 找 出 切 合 实 际 的 方法 去 促 进 这 些 功 能 。 目 前 , 在 农 业 上 对 生 态 系 统 服 务 功 能 的 评 估 才 刚 刚 起 步 (Gutman 2003)。还 没 有 对 哪 些 是 重 要 的 功 能 取 得 一 致 意 见 , 服 务 项 目 与 其 相 关 的 生 态 功 能 也 才 刚 成 型 (Daily1997)。 但 是 , 由 于 无 市 场 交 换 商 品 的 评 估 在 过 去 的 三 十 年 里 取 得 了 显 著 的 进 展 , 我 们 将 在这 个 基 础 上 建 立 起 对 农 业 系 统 服 务 功 能 的 评 估 工 作 。图 5: 对 农 业 生 态 系 统 提 供 的 服 务 功 能 的 不 同 估 价 策 略 。 图 左 是 可 以 进 入 市 场 买 卖 的 农 产品 和 其 它 服 务 功 能 , 可 通 过 价 格 杠 杆 调 整 人 类 管 理 决 策 。 图 右 是 可 以 满 足 公 共 需 求 的 服 务功 能 , 可 通 过 政 策 杠 杆 调 整 人 类 管 理 决 策 。 其 它 服 务 功 能 ( 如 娱 乐 休 闲 ) 仅 仅 是 私 人 价 值 ,并 不 受 市 场 或 政 策 的 影 响 。通 过 消 费 者 选 择 来 推 测 需 求 的 经 济 价 值 法 已 得 到 适 度 的 发 展 ( 图 5)。 评 估 环 境 服 务 功 能价 值 的 一 个 方 法 是 , 调 查 消 费 者 为 取 得 这 些 服 务 所 花 费 的 代 价 ( 旅 行 费 用 法 )。 另 一 个 评 估方 法 是 , 调 查 不 动 产 的 价 值 , 通 过 与 不 动 产 购 买 者 定 价 其 它 因 素 的 比 较 , 来 估 出 环 境 服 务功 能 在 总 价 值 中 应 有 的 价 值 ( 享 乐 价 格 法 )。 第 3 种 基 于 需 求 的 方 式 是 统 计 消 费 者 为 了 避 免有 害 生 态 系 统 产 品 所 支 付 的 费 用 ( 避 免 费 用 )。由 于 缺 乏 市 场 , 用 于 生 态 系 统 服 务 功 能 的 评 估 方 法 , 不 但 进 展 缓 慢 , 而 且 争 议 很 大 。对 于 无 法 进 入 市 场 的 产 品 的 评 估 方 法 是 , 提 出 假 设 性 问 题 对 消 费 者 需 求 进 行 调 查 , 看 看 对某 种 特 定 的 服 务 项 目 , 被 调 查 者 愿 付 的 价 格 。 这 类 用 于 “ 倾 向 陈 述 ” 的 方 法 在 过 去 三 十 多年 里 取 得 显 著 进 展 (Braden and Kolstad 1991; Freeman 1993), 当 消 费 者 了 解 和 赞 许 这 种 服 务项 目 时 , 这 类 评 估 法 特 有 效 。 对 消 费 者 无 直 接 感 受 到 某 些 生 态 系 统 服 务 功 能 , 如 土 壤 微 生物 的 生 活 力 与 碳 的 利 用 , 在 以 消 费 者 为 基 础 作 评 估 时 , 我 们 要 精 心 设 计 调 查 。 比 如 在 评 估保 持 气 候 稳 定 性 时 , 要 将 消 费 者 的 教 育 与 自 然 服 务 功 能 联 系 起 来 , 消 费 者 才 会 体 会 到 其 价值 。从 供 需 关 系 来 看 , 消 费 者 更 愿 意 从 供 给 角 度 来 支 付 生 态 系 统 服 务 功 能 , 即 生 产 者 更 愿意 从 提 供 服 务 的 角 度 来 接 受 生 态 系 统 服 务 功 能 , 这 就 是 改 变 生 产 方 式 , 以 提 供 更 多 的 服 务 。通 过 直 接 模 型 , 计 算 出 改 变 生 产 方 式 成 本 后 的 利 润 。 这 个 方 式 可 推 测 出 生 产 者 改 变 生 产 方式 所 愿 意 提 供 的 最 低 生 态 服 务 。 进 而 通 过 促 进 生 态 系 统 服 务 功 能 的 生 产 方 式 来 确 保 最 佳 生态 系 统 服 务 功 能 。特 别 是 在 缺 乏 市 场 的 情 形 下 , 很 难 发 展 一 套 以 货 币 值 为 尺 度 的 估 价 方 式 。 货 币 值 提 供116

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environnent》 2005, 3(1):38-46了 标 准 尺 度 来 比 较 不 同 的 环 境 功 能 , 因 此 在 公 共 政 策 决 策 方 面 的 应 用 前 景 诱 人 。 但 是 , 以货 币 值 和 非 货 币 值 方 法 为 交 换 条 件 的 环 境 决 策 也 有 很 好 得 先 例 。 比 方 说 以 货 币 值 方 法 和 非货 币 值 方 法 互 换 为 例 :“ 可 预 计 收 入 ” 与 “ 特 定 的 健 康 风 险 ” 的 互 换 (Crissman et al. 1998)。无 论 是 基 于 单 独 货 币 价 值 , 或 货 币 与 生 物 物 理 的 混 合 价 值 , 良 好 环 境 决 策 都 需 要 纯 利 益 的信 息 , 这 些 信 息 会 告 诉 我 们 何 时 纯 利 益 会 发 生 , 谁 来 承 担 代 价 和 享 受 利 益 。农 业 生 态 管 理 的 相 关 政 策至 少 在 富 裕 国 家 里 , 以 推 行 生 态 为 基 础 的 农 业 管 理 而 能 获 得 政 治 支 持 , 我 们 对 此 持 谨慎 乐 观 的 态 度 。 当 然 阻 力 还 是 很 大 的 。 例 如 , 国 际 贸 易 的 增 加 导 致 巴 西 目 前 把 热 带 雨 林 迅速 地 变 成 大 豆 栽 培 用 地 (Fearnside 2000), 同 样 国 际 贸 易 促 使 作 物 轮 作 转 向 玉 米 或 玉 米 - 大豆 单 作 。 由 此 造 成 土 壤 退 化 和 丧 失 生 物 多 样 性 , 而 生 物 多 样 性 可 使 人 们 减 少 使 用 化 肥 和 农药 (Lal 2004)。 在 人 口 众 多 的 发 展 中 国 家 , 自 由 贸 易 导 致 为 提 高 收 入 而 不 惜 代 价 地 降 低 农 业生 产 成 本 的 做 法 , 将 会 造 成 更 大 的 损 失 。但 是 , 自 由 贸 易 也 产 生 了 反 作 用 来 对 抗 掠 夺 环 境 资 源 。 首 先 , 在 欧 洲 和 美 国 , 自 由 贸易 降 低 了 农 产 品 价 格 , 经 济 杠 杆 使 农 民 减 少 投 入 和 生 产 , 由 此 减 少 环 境 污 染 并 降 低 对 土 地使 用 的 压 力 。 在 美 国 , 这 种 机 制 已 初 见 成 效 。 美 国 国 会 通 过 了 2002 年 农 场 保 障 及 乡 村 投 资法 案 。 这 个 法 案 包 括 了 1999 年 乌 拉 圭 贸 易 谈 判 中 的 “ 琥 珀 盒 子 ”(Amber Box) 条 款 。 此 条款 限 定 了 农 业 生 产 的 总 许 可 值 和 限 制 了 对 农 产 品 价 格 的 补 贴 (Ervin 1999; 也 见 Swinton2002)。在 2004 年 夏 , 巴 西 在 世 贸 组 织 中 申 诉 美 国 的 棉 花 补 贴 违 规 (Becker and Benson 2004)。除 非 美 国 上 诉 成 功 , 否 则 , 美 国 和 欧 洲 将 要 把 农 场 收 入 补 助 与 生 产 补 贴 分 离 。 此 趋 势 与 目前 “ 多 哈 回 合 ” 的 贸 易 谈 判 相 吻 合 。 这 就 把 保 护 环 境 和 减 少 农 业 补 贴 直 接 挂 钩 (Rao 2000;Runge 1993)。 其 结 果 是 根 据 非 贸 易 的 产 品 和 服 务 来 决 定 边 远 地 区 的 收 入 补 助 , 这 种 非 贸 易的 产 品 和 服 务 ( 也 叫 多 重 功 能 ) 包 括 了 各 种 形 式 的 环 境 监 督 关 系 。非 贸 易 的 农 场 服 务 功 能 在 广 义 是 属 于 “ 多 重 功 能 ”。 在 欧 盟 , 多 重 功 能 这 个 术 语 包 括 了生 态 系 统 服 务 功 能 、 乡 村 文 化 、 就 业 、 当 地 特 产 、 传 统 农 耕 方 式 等 等 (Maier and Shobayashi2001)。 欧 盟 成 员 正 在 拓 展 各 种 方 式 来 支 持 农 业 的 多 重 功 能 。 荷 兰 的 奶 制 品 配 额 和 农 业 营 养规 定 提 供 了 一 种 模 式 , 即 通 过 综 合 考 虑 农 场 的 大 小 和 其 环 境 表 现 , 来 决 定 是 否 够 格 申 请 收入 补 贴 (Breembroek et al. 1996)。美 国 的 农 业 政 策 把 公 众 利 益 定 的 过 于 狭 窄 , 仅 有 环 境 标 准 而 无 社 会 标 准 (Ogg 1999;Ribaudo and Caswell 1999)。 比 起 过 去 的 保 育 储 备 金 和 环 境 质 量 补 助 金 计 划 ,2002 年 通 过 的农 场 法 案 中 的 试 行 保 育 保 障 计 划 更 注 重 环 境 监 督 关 系 。(USDA 2004a)。 因 此 , 大 西 洋 两 岸的 案 例 都 显 示 了 政 府 对 农 业 环 境 和 其 它 非 贸 易 服 务 的 支 持 不 断 增 加 。如 果 自 由 贸 易 对 出 口 农 产 品 的 富 裕 国 家 的 环 境 效 益 是 减 少 对 密 集 生 产 的 激 励 , 而 自 由贸 易 则 是 增 加 对 贫 穷 农 产 品 出 口 国 的 激 励 。 因 为 富 裕 国 家 接 受 补 贴 的 出 口 商 会 减 少 生 产 ,所 以 这 些 贫 穷 出 口 国 可 期 望 贸 易 产 品 升 价 。 同 样 的 自 由 贸 易 导 致 富 裕 国 家 农 业 场 感 受 到 农产 品 减 值 的 危 机 , 而 却 使 贫 穷 国 感 受 到 农 产 品 升 值 价 的 趋 势 , 以 致 于 鼓 励 这 些 贫 穷 国 强 化对 技 术 的 运 用 。117

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environnent》 2005, 3(1):38-46由 于 科 技 可 消 除 贫 穷 , 减 缓 对 土 地 资 源 过 度 掠 夺 , 因 此 科 技 给 可 持 续 发 展 带 来 了 巨 大的 动 力 (Swinton et al. 2003)。 但 是 , 农 产 品 市 场 价 格 的 攀 升 导 致 人 们 把 边 缘 土 地 转 为 生 产 用地 并 增 加 生 产 投 入 , 忽 略 环 境 的 副 作 用 。 因 此 自 由 贸 易 对 出 口 农 产 品 的 发 展 中 国 家 来 说 ,短 期 效 应 是 双 重 的 : 一 方 面 如 覆 盖 作 物 、 基 因 组 合 、 化 肥 、 农 药 等 新 科 技 提 高 了 农 田 生 产力 , 另 一 方 面 , 人 们 把 未 开 垦 的 边 缘 土 地 转 成 农 田 并 增 加 投 入 由 此 对 环 境 产 生 了 损 害 。 从长 远 来 看 , 脱 贫 必 须 同 降 低 人 口 增 长 (Mink 1993) 以 及 改 善 环 境 质 量 联 系 起 来 (Dasgupta et al.2002)。 最 终 这 种 力 量 可 以 抵 消 边 缘 土 地 变 成 农 田 和 过 度 投 入 的 趋 势 。 但 是 , 只 有 尽 早 制 定政 策 , 对 环 境 保 护 进 行 奖 励 , 我 们 才 可 从 根 本 上 避 免 长 期 的 环 境 损 失 (Arrow et al. 1995)。促 进 采 纳 生 态 运 作 另 一 种 手 段 是 有 意 识 的 政 策 干 预 , 即 直 接 支 付 环 境 效 益 。 现 成 的 例子 是 控 制 全 球 变 暖 。 随 著 俄 罗 斯 批 准 了 联 合 国 气 候 变 化 框 架 公 约 的 京 都 议 定 书 , 此 公 约 于2005 年 生 效 。 通 过 限 制 温 室 气 体 排 放 量 , 公 约 提 供 资 金 建 立 全 球 市 场 减 排 量 指 标 和 排 放 消减 量 可 核 证 。 由 此 津 贴 碳 减 排 服 务 , 允 许 温 室 气 体 排 放 公 司 购 买 减 排 配 额 来 冲 减 自 己 的 超标 排 放 量 。 此 市 场 提 供 潜 在 资 金 给 全 球 土 地 管 理 者 (McCarl and Schneider 1999)。 除 了 气 候调 节 外 , 还 包 括 生 态 系 统 服 务 功 能 , 例 如 增 加 土 壤 有 机 质 含 量 并 减 少 氮 肥 的 使 用 量 (CAST2004)。消 费 者 购 买 倾 向 对 于 把 农 业 转 向 生 态 系 统 服 务 功 能 具 有 另 一 种 强 有 力 的 影 响 。 但 这 种影 响 在 不 同 的 国 家 却 有 不 同 结 果 。 在 发 展 中 国 家 , 由 于 中 等 收 入 的 提 高 , 那 里 的 消 费 者 追求 增 加 饮 食 中 蛋 白 质 的 含 量 , 结 果 导 致 大 量 生 产 低 成 本 的 谷 物 , 造 成 栽 培 作 物 种 类 单 一 ,大 量 使 用 化 肥 农 药 。 在 发 达 国 家 , 随 著 消 费 者 健 康 意 识 的 提 高 , 建 立 了 一 个 迅 速 成 长 的 食品 市 场 。 与 传 统 食 品 生 产 的 特 征 不 同 , 此 市 场 注 重 许 多 消 费 者 无 法 察 觉 的 食 品 品 质 (Reardonet al. 2001)。 这 种 食 品 生 产 的 过 程 需 要 有 益 于 环 境 的 管 理 运 作 , 例 如 减 少 使 用 化 肥 农 药 ( 图6), 保 护 森 林 ( 即 树 荫 下 种 植 咖 啡 )。 在 美 国 , 有 机 种 植 食 品 的 销 售 量 近 年 来 有 了 显 著 的 增 加(Dimitri and Greene 2002)。 同 样 , 在 美 国 农 贸 市 场 和 欧 洲 城 市 里 , 当 地 栽 培 产 品 的 销 售 量也 有 了 很 大 的 增 加 (USDA 2004b)。图 6: 肯 尼 亚 妇 女 正 采 摘 红 辣 椒 。 经 害 虫 综 合 防 治 及 低 风 险 农 药 的 栽 培 , 这 些 红 辣 椒 可 满足 欧 洲 超 级 市 场 的 严 格 要 求 。118

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environnent》 2005, 3(1):38-46世 界 范 围 个 人 所 得 增 加 , 消 费 倾 向 的 改 变 , 自 由 贸 易 , 多 边 环 境 协 议 都 提 供 了 强 大 的动 力 去 促 进 或 阻 碍 生 态 与 农 业 的 监 督 关 系 , 这 种 力 量 促 使 对 自 然 及 对 农 业 生 态 系 统 服 务 功能 重 新 研 究 。 人 类 真 有 迫 切 和 清 晰 的 必 要 研 究 与 农 业 相 关 的 生 态 系 统 服 务 功 能 吗 ? 没 有 。但 是 ,30 年 前 人 们 并 不 清 楚 有 必 要 研 究 人 类 活 动 对 全 球 气 候 的 影 响 。 但 由 于 科 学 界 对 这 个领 域 的 科 研 形 成 共 识 , 结 果 有 了 国 际 行 动 计 划 。 而 这 个 行 动 计 划 在 二 十 多 年 前 是 不 可 想 象的 。在 富 有 的 农 产 品 生 产 国 , 自 由 贸 易 、 农 场 收 入 补 助 、 消 费 倾 向 的 改 变 为 研 究 提 供 了 肥沃 的 土 壤 。 这 些 研 究 为 农 业 把 生 态 系 统 服 务 功 能 的 价 值 进 行 了 定 义 、 测 定 和 估 算 。 合 理 的政 策 将 会 提 供 更 多 的 手 段 以 支 持 这 些 服 务 功 能 , 而 这 些 服 务 功 能 与 市 场 农 产 品 的 价 值 毫 无关 连 (OECD 1997)。从 全 球 的 角 度 着 眼农 业 是 一 个 全 球 性 产 业 。 面 临 环 境 和 生 产 的 挑 战 , 世 界 各 地 迫 切 需 要 有 可 持 续 发 展 的解 决 方 案 。 尽 管 所 有 解 决 方 案 的 原 则 是 通 用 的 , 但 是 许 多 解 决 方 案 是 作 物 或 区 域 特 有 的 。因 此 , 全 球 研 究 网 络 是 跨 生 物 界 或 生 态 领 域 的 有 力 工 具 。国 际 农 业 研 究 咨 询 组 织 (CGIAG) 近 十 多 年 来 一 直 资 助 自 然 资 源 管 理 方 面 的 研 究 。 此 组织 的 研 究 中 心 是 上 世 纪 承 担 绿 色 革 命 的 主 力 (Evenson and Gollin 2003)。 该 组 织 目 前 把 重 点转 向 食 品 生 产 以 及 乡 村 居 住 环 境 , 以 便 供 应 国 际 公 共 商 品 。 包 括 与 农 业 和 小 规 模 林 业 相 关的 生 态 系 统 服 务 功 能 。 目 前 研 究 重 点 领 域 集 中 在 土 壤 碳 和 植 物 营 养 、 水 流 域 的 水 质 量 、 水作 为 水 生 物 资 源 的 栖 息 地 、 木 材 或 非 木 材 森 林 产 品 的 森 林 、 为 改 善 有 益 外 部 效 应 的 奖 励 系统 ( 包 括 由 农 业 和 林 业 提 供 非 农 业 人 士 的 环 境 服 务 的 补 贴 )(TAC 2001)。 值 得 一 提 的 是CGIAG 做 了 一 件 非 常 有 利 于 环 境 的 事 。 那 就 是 保 留 了 约 23~51 亿 公 顷 的 非 农 业 用 地 。 据CGIAG 的 研 究 , 在 农 业 谷 物 缺 乏 的 情 况 下 , 就 能 将 其 投 入 全 球 食 物 生 产 中 去 (Nelson andMaredia 1999; Evenson and Gollin 2003)。全 球 各 地 生 物 物 理 环 境 差 异 很 大 , 社 会 经 济 环 境 同 样 差 异 很 大 。 在 非 洲 撒 哈 拉 地 区 ,从 目 前 到 不 久 的 将 来 , 农 场 的 规 模 和 投 入 与 美 国 和 巴 西 有 显 著 的 不 同 。 但 在 美 国 中 西 部 和巴 西 探 索 出 的 大 部 分 生 态 原 则 以 及 一 部 分 技 术 解 决 方 案 也 适 用 于 马 拉 维 部 分 地 区 。 反 之 亦然 。 失 败 的 经 验 教 训 也 可 相 互 学 习 。CGIAG 与 其 它 农 业 科 学 家 的 协 作 研 究 正 在 进 行 , 其 中 部 分 工 作 是 创 新 技 术 遏 制 负 面 影响 如 土 壤 侵 蚀 及 水 污 染 , 促 进 正 面 影 响 如 分 隔 碳 和 提 高 生 产 力 , 以 达 到 改 善 自 然 资 源 管 理的 目 的 (Shiferaw et al. 2005)。 另 一 部 分 工 作 则 开 展 各 种 前 瞻 性 的 研 究 和 向 外 拓 展 的 方 式 ,有 助 于 当 地 居 民 参 与 资 源 管 理 的 决 策 。当 今 世 界 上 只 有 少 数 地 区 的 农 业 可 称 之 为 可 持 续 发 展 的 (Tilman et al. 2002)。 全 球 迫 切需 要 生 态 原 则 及 寻 求 解 决 方 案 。 全 球 研 究 伙 伴 关 系 有 助 于 加 速 农 业 向 可 持 续 方 向 发 展 。 过去 , 大 部 分 农 业 和 自 然 资 源 的 研 究 是 农 业 科 学 家 做 的 。 今 后 , 生 态 学 家 的 参 与 将 会 增 加 融合 并 可 能 产 生 新 的 突 破 。119

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environnent》 2005, 3(1):38-46今 后 的 议 程建 立 一 个 了 解 透 彻 的 农 业 景 观 来 评 估 和 管 理 多 重 生 态 系 统 服 务 功 能 需 要 有 大 量 的 生 态学 和 经 济 学 的 研 究 。 同 时 还 应 包 括 政 策 分 析 和 公 众 教 育 。 这 些 艰 巨 的 挑 战 包 括 :1) 充 分 认 识 各 种 生 态 系 统 提 供 的 生 态 系 统 服 务 功 能 ;2) 充 分 理 解 生 态 系 统 服 务 功 能 及 各 种 管 理 方 式 的 互 换 和 协 同 作 用 ;3) 把 生 态 系 统 服 务 功 能 价 值 化 , 通 过 政 策 与 市 场 挂 钩 , 确 定 那 些 功 能 应 优 先 选 择 ;4) 用 环 境 知 识 教 育 公 众 , 有 助 于 公 众 参 与 讨 论 和 制 定 重 要 环 境 决 策 。为 保 障 尽 可 能 通 过 生 态 管 理 而 取 得 环 境 效 益 , 农 业 必 须 采 取 具 前 瞻 性 的 , 有 针 对 性 的及 以 环 境 和 社 会 体 系 为 中 心 的 战 略 方 针 。 农 学 家 必 须 学 习 生 态 学 , 而 生 态 学 家 应 在 农 业 系统 中 发 挥 更 积 极 的 作 用 。 农 学 家 和 生 态 学 家 必 须 积 极 地 和 经 济 及 社 会 科 学 家 们 合 作 , 确 定那 些 服 务 功 能 可 以 价 值 化 。 最 后 , 公 众 必 需 评 估 各 种 服 务 功 能 的 得 失 , 并 制 定 相 关 的 法 规保 护 和 完 善 来 这 些 服 务 功 能 , 这 将 是 摆 在 我 们 面 前 一 项 艰 巨 的 任 务 。( 刘 秦 勤 黄 长 志 译 )参 考 文 献Andow DA and Hutchison WD. 1998. Bt-corn resistance management. In: Mellon M and RisslerJ (Eds). Now or never: serious new plans to save natural pest control. Cambridge, MA:Union of Concerned Scientists.Arrow KJ, Bolin B, Costanza R, et al. 1995. Economic growth, carrying capacity and theenvironment. Science 268: 520–21.Becker E and Benson T. 2004. Brazil’s road to victory over U.S. cotton. New York Times. May4, 2004.Braden JB and Kolstad CD (Eds). 1991. Measuring the Demand for Environmental Quality.North-Holland, NY: Elsevier Science Publishing Co.Breembroek JA, Koole B, Poppe KJ, and Wossink GAA. 1996. Environmental farm accounting:the case of the Dutch nutrient accounting system. Agri Syst 51: 29–40.Broadbent FE and Carlton AB. 1978. Field trials with isotopically labelled nitrogen fertilizer. In:Nielsen DR and MacDonald JG (Eds). Nitrogen in the Environment. New York, NY:Academic Press.Cassman KG, Dobermann A, Walters DT, and Yang H. 2003. Meeting cereal demand whileprotecting natural resources and improving environmental quality. Annu Rev Env Resour 28:315–58.Claasen R, Hansen L, PetersM, et al. 2001. Agri-environmental policy at the crossroads:Guideposts on a changing landscape. Agricultural Economic Report No. 794. Washington,DC: US Government Printing Office.Conway GR. 1997. The Doubly Green Revolution: Food for All in the Twenty-First Century.London, UK: Penguin.CAST (Council for Agricultural Science and Technology). 2004. Climate change andgreenhouse gas mitigation: challenges and opportunities for agriculture. Task Force ReportNo. 141. Ames, Iowa: Council for Agricultural Science and Technology.120

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原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:47-55理 解 和 维 系 内 陆 水 生 生 态 系 统 的 空 间 显 示 工 具ME Power, N Brozović, C Bode, and D Zilberman《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:47-55为 应 对 由 于 淡 水 可 获 性 的 减 少 和 质 量 的 下 降 而 引 起 的 世 界 性 环 境 危 机 , 生 态 学 家 和 水资 源 经 济 学 家 正 在 研 究 合 作 的 途 径 , 以 期 为 难 于 选 择 的 公 众 , 土 地 管 理 人 员 和 政 策 制 定 者提 供 指 南 。 探 测 和 量 化 生 态 系 统 变 化 和 生 态 系 统 反 应 的 驱 动 因 子 , 包 括 那 些 决 定 内 陆 水 生系 统 未 来 状 态 的 正 负 反 馈 ( 机 制 ) 是 科 学 家 们 所 面 临 的 挑 战 。 现 已 证 明 预 测 长 期 和 大 尺 度的 生 态 系 统 变 迁 是 很 困 难 的 甚 至 不 可 能 的 , 即 使 是 那 些 已 被 透 彻 研 究 、 变 化 驱 动 因 子 已 知的 系 统 也 是 如 此 。 另 一 方 面 , 新 的 遥 感 , 监 测 和 跟 踪 技 术 为 观 测 流 域 演 替 过 程 提 供 了 前 所未 有 的 时 空 尺 度 。 包 括 科 学 家 , 资 讯 专 家 和 工 程 师 的 多 个 交 叉 学 科 组 织 正 在 探 索 如 何 利 用这 些 新 技 术 来 设 计 最 好 的 采 样 方 法 , 从 而 解 释 由 此 获 得 的 广 泛 的 、 空 间 的 显 式 动 态 数 据 ,并 将 这 些 数 据 公 式 化 , 在 有 用 的 模 型 中 用 来 进 行 预 测 。 然 后 , 经 济 学 家 可 用 此 信 息 来 设 计管 理 和 政 策 工 具 , 用 以 维 持 关 键 的 生 态 系 统 组 分 和 过 程 。地 球 上 没 有 其 他 任 何 环 境 系 统 比 内 陆 水 系 对 人 类 社 会 更 为 重 要 。 然 而 , 内 陆 水 系 却 是目 前 最 受 威 胁 的 环 境 系 统 。 分 流 , 采 集 地 下 水 , 内 陆 和 近 岸 水 体 的 盐 渍 化 , 污 染 , 富 营 养化 , 和 微 生 物 化 损 害 或 摧 毁 了 生 态 系 统 和 本 土 种 群 , 危 害 公 共 健 康 , 威 胁 世 界 各 国 的 水 体安 全 。 全 球 气 候 变 迁 预 期 会 改 变 降 水 的 时 空 分 布 , 海 面 抬 升 , 并 导 致 更 强 烈 的 风 暴 和 热 浪 ,进 一 步 恶 化 水 资 源 短 缺 和 分 布 不 均 的 问 题 。 在 未 来 几 十 年 , 内 陆 水 生 社 会 经 济 系 统 必 将 随气 候 变 迁 , 人 口 密 度 增 加 和 土 地 利 用 的 强 化 而 改 变 。通 过 增 加 环 境 韧 性 和 人 类 财 富 很 难 解 决 由 于 内 陆 水 系 的 使 用 而 引 发 的 冲 突 。 不 过 , 权益 各 方 , 科 学 家 , 资 讯 专 家 , 工 程 师 和 经 济 学 家 的 协 作 有 可 能 为 社 会 所 面 临 的 困 难 管 理 决策 提 供 指 南 。 他 们 能 协 助 达 成 如 下 几 点 :1) 确 定 有 共 识 的 目 标 , 例 如 持 续 的 清 洁 水 源 供 应 ,本 土 生 物 多 样 性 , 或 能 供 商 业 化 采 集 的 种 群 ;2) 辨 识 支 持 和 维 系 这 些 目 标 的 过 程 , 以 及 加深 对 控 制 或 指 示 它 们 方 向 和 变 率 等 重 要 变 量 的 科 学 理 解 ;3) 开 发 能 影 响 政 策 和 权 益 各 方 行为 的 经 济 工 具 以 保 护 那 些 维 护 理 想 生 态 系 统 状 态 和 体 系 的 过 程 。 其 中 的 每 一 个 步 骤 , 包 括取 得 权 益 各 方 的 共 识 , 都 充 满 挑 战 。 科 学 家 们 面 临 的 是 理 解 诸 如 内 陆 水 体 一 类 的 复 杂 社 会生 态 系 统 会 如 何 应 对 变 化 , 尤 其 是 由 于 人 类 影 响 加 剧 而 变 得 更 为 频 繁 的 多 重 变 化 。 经 济 学家 和 政 策 制 定 者 面 临 的 是 设 计 灵 活 的 策 略 , 在 系 统 和 我 们 对 系 统 的 理 解 都 面 临 很 大 的 不 确定 性 和 快 速 变 化 的 条 件 下 , 保 持 系 统 的 韧 性 并 维 持 产 品 和 服 务 。Scheffer et al. (2001) 描 述 了 生 态 系 统 应 对 环 境 变 化 的 三 种 可 能 方 法 : 持 续 性 的 ( 图 la),单 阶 有 阀 值 的 ( 图 1b), 或 当 超 过 阀 值 时 当 前 状 态 转 变 成 稳 定 的 “ 吸 引 域 ”( 图 lc)。 由 于 生态 系 统 的 异 源 性 , 非 线 性 和 复 杂 的 反 馈 机 制 , 持 续 性 的 和 逐 步 的 状 态 变 化 ( 图 la) 只 在 有 限度 的 条 件 下 才 有 可 能 。 如 果 生 态 系 统 显 示 出 图 lc 中 表 现 的 那 种 动 态 , 要 把 系 统 恢 复 原 样 ,条 件 必 须 逆 转 到 大 大 超 过 引 起 系 统 初 始 崩 溃 的 阀 值 (Scheffer et al. 2001)。 理 想 状 态 下 , 有经 验 的 管 理 层 会 将 各 个 吸 引 域 的 状 态 用 合 适 的 Scheffer 图 示 表 现 出 来 , 以 评 估 生 态 系 统 的当 前 状 态 以 及 在 各 种 自 然 变 化 或 管 理 变 化 情 形 下 的 预 期 进 程 。 现 实 中 , 即 使 在 试 图 将 复 杂的 统 计 分 析 运 用 于 具 有 长 时 间 系 列 的 , 已 被 透 彻 研 究 的 湖 泊 生 态 系 统 的 大 规 模 数 据 集 的 情况 下 , 这 样 做 其 实 也 是 很 困 难 甚 至 不 可 能 的 (Carpenter et al. 1999; Peterson et al. 2003;124

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:47-55Carpenter 2003)。对 生 态 过 程 和 模 式 的 科 学 态 度 的 历 史 和 现 状 的 回 顾 也 许 能 提 示 前 进 的 方 向 。 作 为 一 门科 学 , 在 一 百 多 年 的 发 展 过 程 中 , 生 态 学 由 早 期 的 对 自 然 模 式 的 描 述 ( 例 如 “ 生 物 圈 ”[Holridge 1967] 或 “ 植 被 群 丛 ”) 演 进 到 对 野 外 和 实 验 室 模 型 系 统 的 根 本 过 程 的 试 验 研 究(Paine 1994)。 从 1950 年 代 后 期 开 始 , 关 于 物 种 相 互 作 用 和 生 物 地 化 循 环 的 过 程 研 究 和 动态 理 论 带 动 了 观 测 , 建 模 , 实 验 和 预 测 之 间 的 建 设 性 交 流 ( 图 2a,b)。 群 落 生 态 学 家 着 重 于物 种 之 间 的 相 互 作 用 。 他 们 的 实 验 经 常 产 生 令 人 吃 惊 的 结 果 , 这 些 结 果 如 果 不 经 过 专 门 处理 难 以 探 测 得 到 的 。 由 此 人 们 怀 疑 他 们 从 自 然 、 未 受 处 理 的 模 式 中 人 为 的 归 纳 出 系 统 过 程(Paine 1994)。 这 些 实 验 的 范 围 必 然 有 局 限 性 , 着 重 于 小 范 围 的 时 空 尺 度 和 交 互 网 络 的 有 限子 集 (Menge et al. 1994; Polis et al. 2004)。 当 计 算 机 时 代 来 临 , 生 态 系 统 学 家 开 发 了 大 型 的能 量 流 和 物 流 模 型 以 掌 握 如 流 域 和 区 域 之 类 的 大 尺 度 生 态 系 统 的 动 态 , 但 是 支 持 这 些 模 型的 数 据 的 精 度 有 限 , 诸 如 特 异 交 互 的 机 制 的 重 要 动 态 被 模 糊 化 了 。 生 态 系 统 和 景 观 生 态 学家 对 环 境 模 式 实 际 施 于 过 程 的 限 制 作 用 程 度 一 直 保 持 浓 厚 兴 趣 (Turner 1989)。 由 于 难 以 对复 杂 和 动 态 的 自 然 生 态 系 统 收 集 到 足 够 的 信 息 , 这 两 类 生 态 学 家 都 在 解 释 方 面 比 预 测 方 面更 有 作 为 。图 1:South Fork Eel 河 的 Fox Creek 流 域 海 拔 数 据 图 像 (WE Dietrich 的 LIDA 数 据 ) 及Scheffer 等 (2001) 的 分 析 曲 线 图 :(a) 生 态 系 统 状 态 变 化 是 连 续 过 程 ,(b) 达 到 环 境 临 界值 时 的 突 变 ,(c) 当 环 境 持 续 变 化 时 系 统 越 过 临 界 值 进 入 “ 迷 谷 ”。 我 们 如 何 将 这 些 概 念 应用 于 预 测 现 实 流 域 的 变 化 ? 例 如 , 林 木 采 伐 (X) 对 Fox Creek 流 域 水 质 和 鱼 产 量 (Y) 的影 响 。 这 种 影 响 对 于 “ 致 命 的 砍 伐 ” 是 逐 步 的 还 是 突 发 的 ?推 理 生 态 模 式 因 果 过 程 的 失 败 部 分 是 出 于 以 前 我 们 对 这 些 模 式 及 其 随 时 间 变 化 的 观 测的 局 限 性 。 我 们 现 在 已 经 达 到 先 进 制 图 , 感 测 和 跟 踪 技 术 能 在 野 外 研 究 中 实 际 运 用 的 境 界 。这 三 类 技 术 对 生 态 流 , 种 群 和 生 境 状 态 提 供 了 前 所 未 有 的 长 期 监 测 手 段 。 对 于 研 究 淡 水 生125

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:47-55态 , 其 中 一 个 值 得 探 索 的 途 径 是 开 发 调 查 手 段 , 这 些 调 查 手 段 能 利 用 制 图 , 感 测 和 追 踪 技术 以 验 证 有 关 动 态 控 制 假 设 。在 承 认 社 会 生 态 系 统 的 长 期 行 为 仍 难 以 甚 至 不 可 能 预 测 的 前 提 下 , 我 们 可 以 运 用 新 生技 术 来 监 测 那 些 看 来 是 主 导 或 指 示 移 向 或 远 离 理 想 状 态 的 变 量 。 下 面 , 我 们 简 短 地 描 述 几种 这 类 新 技 术 , 然 后 探 讨 几 个 已 经 十 分 明 了 的 淡 水 生 态 系 统 变 化 的 驱 动 因 子 , 以 及 将 来 新技 术 如 何 加 速 其 他 驱 动 因 子 的 发 现 , 或 评 价 它 们 的 长 期 影 响 。 最 后 , 我 们 将 探 讨 经 济 学 家如 何 使 用 新 型 的 空 间 显 式 生 态 数 据 来 设 计 工 具 和 鼓 励 手 段 来 指 导 那 些 影 响 和 依 靠 于 内 陆 水系 的 权 益 各 方 的 政 策 和 行 为 。图 2: 地 表 动 态 研 究 中 心 (NCED) 的 地 学 科 学 家 、 工 程 师 和 生 态 学 家 利 用 图 像 模 型 研 究 流域 图 解 :(a) 利 用 高 分 辨 率 的 海 拔 数 据 模 型 分 析 不 同 环 境 空 间 状 态 , 如 滑 坡 的 概 率 (Dietrichet al. 2000), 或 河 水 温 度 (Hondzo and Stefan 1994, Dozier and Frew 1990); 利 用 简单 模 型 ( 如 生 态 位 概 念 模 型 ,Hutchinson 1957) 来 预 测 生 物 种 群 在 不 同 环 境 状 态 下 的 数 量分 布 和 表 现 。(b) 当 上 述 模 型 不 适 用 时 (Schmiz et al. 2003), 局 部 ( 如 食 物 链 ) 或 区 域( 如 迁 移 或 资 源 流 通 ) 动 态 分 析 可 以 解 释 格 局 动 态 和 变 化 趋 势 。(c) 新 四 维 ( 三 维 加 时 间 )显 示 工 具 (Leigh et al. 2003) 可 帮 助 科 学 家 、 经 济 学 家 、 股 东 了 解 模 糊 的 、 抽 象 的 空 间动 态 ( 模 拟 的 或 实 际 观 测 的 动 态 变 化 )。新 型 制 图 , 感 测 和 追 踪 技 术最 近 的 技 术 革 新 将 首 次 使 生 态 系 统 过 程 的 空 间 显 式 量 化 成 为 可 能 。 这 种 空 间 显 示 量 化的 尺 度 小 至 生 物 个 体 , 大 至 生 态 系 统 。 遥 感 制 图 技 术 ( 如 航 空 激 光 制 图 ) 为 详 细 的 地 貌 模型 提 供 了 基 础 。 这 些 地 貌 模 型 可 被 用 来 初 始 化 和 假 设 一 些 环 境 生 态 条 件 和 空 间 过 程 的 变 率 。生 态 追 踪 剂 ( 同 位 素 , 追 踪 元 素 , 异 种 化 学 物 , 基 因 指 纹 ) 越 来 越 多 地 用 来 追 踪 生 物 群 及其 组 成 元 素 的 动 态 和 历 史 。 静 态 和 动 态 的 感 应 器 组 成 的 无 线 网 络 能 监 测 有 机 体 量 级 的 小 尺126

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:47-55度 环 境 变 量 。 分 子 生 物 学 家 , 加 州 伯 克 利 大 学 分 管 研 究 的 副 校 长 Beth Burnside 认 为 这 些 新技 术 在 21 世 纪 对 生 态 学 的 作 用 可 以 和 基 因 排 序 在 20 世 纪 对 基 因 科 学 的 作 用 相 媲 美 。 这 些技 术 在 发 掘 关 键 生 态 系 统 过 程 的 空 间 动 态 潜 力 方 面 , 无 论 在 范 围 还 是 精 度 上 都 将 是 史 无 前例 的 。研 究 人 员 从 未 体 验 过 这 些 技 术 所 能 提 供 的 细 节 程 度 。 传 统 的 模 式 “ 快 照 ” 和 低 维 的 时 间图 示 明 显 不 足 以 用 来 表 征 如 此 细 节 化 和 复 杂 的 数 据 。 另 外 一 些 由 生 态 学 家 , 资 讯 学 家 和 工程 师 组 成 的 研 究 群 体 正 在 探 索 的 第 二 类 研 究 领 域 是 如 何 利 用 这 些 新 技 术 更 好 地 设 计 信 息 采集 计 划 , 解 释 由 此 产 生 的 巨 大 空 间 显 式 的 动 态 数 据 组 并 运 用 这 些 数 据 来 建 立 和 测 试 预 测 生态 系 统 变 化 的 模 型 。 幸 运 的 是 四 维 ( 三 维 加 时 间 ) 视 觉 化 技 术 的 同 期 突 破 提 供 了 能 被 广 大 观众 直 观 使 用 的 空 间 显 式 过 程 的 动 态 表 征 方 法 。 这 将 允 许 观 众 远 缩 看 宏 观 , 近 推 察 细 部 , 并实 时 的 以 所 需 要 的 速 度 前 后 移 动 来 比 较 景 观 生 态 系 统 的 实 测 变 化 和 不 同 的 模 型 预 测 结 果 。用 详 细 的 流 域 地 图 及 盆 地 中 和 盆 地 间 的 生 物 , 材 料 和 能 源 的 优 势 流 图 来 调 查 内 陆 水 生生 态 系 统 的 变 化 原 动 力 并 不 是 什 么 新 思 路 。 但 是 , 新 鲜 的 是 科 学 家 利 用 制 图 , 感 测 , 跟 踪和 视 觉 化 技 术 以 前 所 未 有 的 范 围 和 精 度 来 记 录 这 些 模 式 和 过 程 。 如 果 能 和 揭 示 关 键 但 是 隐藏 的 机 制 的 实 验 方 法 不 断 结 合 起 来 , 这 些 技 术 将 帮 助 科 学 家 获 得 所 需 尺 度 的 数 据 以 评 估 生态 系 统 的 状 态 , 控 制 和 短 期 轨 迹 。图 3: 海 拔 数 据 图 像 (DEM) 显 示 加 利 福 尼 亚 Mendocino 县 Anglo Coast Range Reserve 保护 区 的 一 部 分 。 这 个 三 维 图 像 由 航 测 雷 射 图 像 数 据 , 经 过 林 冠 DEM 处 理 、 地 表 DEM 处 理 ,加 上 河 流 系 统 图 综 合 成 图 。 林 冠 图 的 颜 色 表 达 不 同 林 冠 实 际 高 度 ( 林 冠 DEM 减 地 表 DEM)。河 流 系 统 图 与 地 表 DEM 成 图 时 考 虑 了 河 道 大 小 。 这 类 图 像 数 据 提 供 了 详 细 的 资 料 , 可 以 用于 不 同 时 期 系 统 综 合 分 析 的 制 图 、 监 测 ( 图 2a)、 跟 踪 、 实 验 ( 图 2b)、 模 拟 、 显 示 等 等 ( 图2c)。 数 据 来 源 和 处 理 由 地 表 动 态 分 析 中 心 (NCED) 的 航 测 雷 射 图 像 中 心 (NCALM) 提 供 。探 测 内 陆 水 生 生 态 系 统 的 变 化 动 因某 些 造 成 内 陆 水 系 变 化 的 动 因 , 例 如 由 于 人 类 对 流 域 的 影 响 导 致 的 养 分 含 量 和 沉 积 物的 增 加 , 是 具 本 土 性 和 明 显 的 。 马 塞 诸 塞 州 Waquoit 湾 从 鳗 草 到 浮 游 植 物 占 优 势 的 河 口 ,127

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:47-55或 威 斯 康 辛 州 Mendota 湖 从 清 水 到 富 营 养 化 状 态 的 演 变 是 由 氮 , 磷 含 量 分 别 决 定 的 。 西 部河 流 的 退 化 是 由 于 土 地 利 用 使 得 河 道 中 沉 积 物 含 量 增 加 的 结 果 。 即 使 在 变 化 动 因 很 明 显 的情 况 下 , 将 营 养 负 荷 的 变 化 和 生 态 系 统 反 应 之 间 的 关 系 进 行 量 化 也 是 困 难 的 。 如 前 所 述 ,长 期 的 生 态 系 统 发 展 趋 势 和 预 测 不 尽 一 致 , 其 他 生 态 系 统 的 变 化 的 原 因 也 许 更 不 明 确 。 这些 包 括 隐 藏 的 关 键 种 群 的 变 化 以 及 动 态 的 , 连 接 生 境 有 时 甚 至 是 横 跨 大 陆 的 连 接 链 。 三 十年 前 , 雪 鹅 从 美 国 南 部 迁 徙 到 夏 天 位 于 Hudson 湾 边 上 的 沼 泽 地 , 其 引 入 的 氮 平 衡 了 由 于被 鹅 吃 草 而 移 出 的 那 部 分 。 要 理 解 为 何 曾 经 是 丰 产 的 , 长 满 禾 草 的 大 片 沼 泽 地 如 今 会 变 成荒 芜 的 泥 潭 , 我 们 需 要 把 骤 增 到 非 持 续 的 鹅 群 密 度 和 南 方 5000 公 里 它 们 的 过 冬 地 变 成 了 农田 联 系 起 来 。表 1: 列 举 目 前 跨 学 科 各 主 要 机 构 采 取 不 同 的 新 途 径 和 新 技 术 从 事 大 区 域 环 境 的 制 图 、 监测 、 模 拟 、 和 预 测机 构 名 称 英 文 缩 写 网 址水 科 学 发 展 院 校 联 合 协 会 CUAHSI http://www.iihr.uiowa.edu/~cuahsi/his全 国 生 态 观 测 网 NEON http://www.nsf.gov/bio/neon/start.htm互 联 网 遥 感 中 心 CENS http://www.cens.ucla.edu全 国 地 表 动 态 分 析 中 心 NCED http://www.nced.umn.edu社 区 地 表 动 态 模 型 系 统 CSDMS http://instaar.colorado.edu/deltaforce/workshop/csdms.html美 国 东 南 布 的 沼 泽 消 亡 可 能 和 人 类 过 度 捕 捞 近 海 的 蓝 蟹 有 关 。 这 个 推 论 是 通 过 找 到 隐藏 的 关 键 种 群 : 一 种 螺 及 其 相 关 的 真 菌 而 获 得 的 。 盐 沼 中 的 下 覆 盖 层 占 优 势 的 大 米 草 , 以前 一 度 认 为 是 可 食 用 的 。 现 在 只 作 为 腐 屑 进 入 食 物 链 。 近 来 发 现 由 于 蓝 蟹 , 龟 , 和 鱼 类 等天 敌 的 减 少 , 一 种 常 见 的 螺 及 附 生 的 真 菌 在 它 们 摄 食 所 产 生 的 秃 斑 上 繁 殖 , 对 大 米 草 有 致命 损 害 。 而 失 去 作 为 繁 殖 场 所 的 大 米 草 进 一 步 降 低 螃 蟹 的 数 量 。 使 这 种 社 会 所 不 乐 见 的 新的 维 持 状 态 得 以 稳 定 下 来 。在 这 两 种 研 究 中 遥 感 和 制 图 技 术 都 有 效 地 记 录 了 变 化 扩 散 的 范 围 和 速 率 。 但 寻 找 动 因需 要 进 行 野 外 实 验 , 历 史 分 析 和 自 然 历 史 观 测 。 在 其 他 重 要 的 生 态 群 落 中 , 比 如 位 于 酸 性矿 物 流 域 的 生 态 系 统 , 新 基 因 技 术 可 能 成 为 探 测 关 键 种 群 影 响 的 必 要 手 段 。 美 国 1400 公 里的 河 流 受 到 野 生 和 风 景 河 流 法 的 保 护 , 但 是 17000 公 里 的 河 流 已 被 酸 性 矿 物 泄 流 所 污 染 。酸 性 矿 物 泄 流 是 当 含 氧 水 渗 透 过 地 球 上 最 富 有 的 矿 物 - 黄 铁 矿 沉 积 物 时 产 生 的 。 喜 酸 和 好热 的 细 菌 , 古 菌 和 几 种 真 菌 和 原 生 动 物 在 这 些 环 境 中 大 量 繁 殖 , 从 而 成 百 万 倍 的 加 速 黄 铁矿 氧 化 和 生 成 硫 酸 的 化 学 反 应 过 程 。对 酸 性 矿 物 流 域 食 物 网 中 新 陈 代 谢 的 能 力 , 作 用 和 微 生 物 相 互 作 用 的 了 解 , 将 有 助 于最 终 揭 示 降 低 河 流 毒 物 排 泄 量 的 方 法 。 这 类 生 态 系 统 的 相 对 简 单 性 ( 有 限 数 量 的 食 物 网 成 员专 一 地 从 黄 铁 矿 吸 收 能 量 ), 使 得 对 一 个 自 然 群 落 近 于 完 全 的 基 因 描 述 首 次 得 以 实 现 。 从 标识 的 基 因 序 列 中 就 有 可 能 归 纳 出 嗜 极 种 群 的 生 态 特 征 和 潜 在 作 用 。 短 时 间 系 列 和 小 型 生 态系 统 空 间 尺 度 的 生 物 总 数 动 态 对 动 态 控 制 的 实 验 性 研 究 很 有 帮 助 。 微 生 物 基 因 级 的 研 究 对阐 明 环 境 地 球 化 学 中 微 生 物 的 作 用 , 及 其 与 制 图 工 具 和 感 测 网 络 结 合 以 探 测 水 力 流 程 时 ,对 为 管 理 或 治 理 有 毒 性 的 土 地 提 供 指 南 , 都 具 有 重 大 意 义 。128

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:47-55图 4: 一 个 都 市 的 河 口 湾 : 这 里 整 个 洪 泛 平 原 已 经 消 失 , 也 意 味 者 洪 泛 平 原 服 务 的 失 去 ,包 括 流 域 养 分 的 储 存 、 吸 收 、 分 解 和 去 污 去 毒 等 功 能 的 丧 失 。 而 且 , 由 于 系 统 动 态 的 复 合性 和 相 互 依 赖 性 , 洪 泛 平 原 的 消 失 , 对 于 海 湾 、 近 海 的 环 境 , 以 及 整 个 区 域 的 鱼 类 等 资 源的 破 坏 和 影 响 是 不 定 的 和 不 可 预 测 的 。可 维 系 的 内 陆 水 生 生 态 系 统 的 经 济 分 析经 济 工 具 可 以 用 来 制 定 与 跨 景 观 运 作 的 自 然 过 程 相 匹 配 的 特 殊 政 策 , 并 可 以 用 来 劝 阻权 益 各 方 从 事 有 损 生 态 系 统 的 行 为 。 科 学 家 认 识 到 教 育 权 益 各 方 是 必 要 的 、 但 愿 是 充 分 的手 段 来 实 现 环 境 管 理 的 变 革 。 例 如 俄 勒 冈 州 30000 平 方 公 里 的 Wilamette 河 流 域 的 一 个 未来 替 代 性 分 析 中 , 使 用 了 一 个 基 于 地 图 的 分 析 来 预 测 三 种 土 地 利 用 模 式 对 未 来 水 资 源 具 备性 和 河 流 生 态 条 件 的 影 响 。 作 者 发 现 描 述 历 史 景 观 变 化 和 预 测 未 来 可 能 的 流 域 图 能 够 吸 引权 益 各 方 , 并 给 他 们 提 供 了 一 个 评 估 预 期 变 化 重 要 性 的 平 台 。在 有 些 情 况 下 , 教 育 和 其 他 非 集 中 式 ( 非 管 理 式 ) 的 环 境 政 策 也 许 就 足 以 有 效 。 但 道 德劝 喻 和 宣 传 运 动 也 有 一 定 局 限 性 。 特 别 是 在 负 面 的 反 应 和 引 起 负 面 反 应 的 行 动 和 媒 介 在 时空 上 相 距 很 远 的 情 况 下 , 教 育 本 身 就 不 足 以 导 致 大 规 模 的 环 境 改 良 。 例 如 关 于 密 西 西 比 河养 分 输 入 和 墨 西 哥 湾 的 虾 类 生 态 之 间 关 系 的 深 入 理 解 , 并 不 太 可 能 使 上 中 西 部 的 农 场 主 减少 他 们 在 土 地 上 的 施 肥 量 。经 济 学 假 设 人 们 会 为 自 我 谋 福 利 , 于 是 经 济 学 研 究 着 眼 于 基 于 激 励 的 淡 水 生 态 系 统 管理 政 策 。 理 论 上 基 于 激 励 的 系 统 比 如 税 收 , 补 贴 , 和 可 交 易 的 许 可 证 市 场 是 公 共 和 私 营 的激 励 和 环 境 效 益 接 轨 。 所 以 , 这 也 许 就 是 他 优 于 命 令 和 控 制 的 系 统 之 处 。 另 外 , 更 多 的 权益 方 偏 好 补 贴 的 方 式 以 改 变 他 们 的 土 地 管 理 实 践 , 而 不 喜 欢 命 令 或 诉 讼 的 方 式 。 基 于 激 励的 系 统 受 到 采 用 还 在 于 他 们 在 政 治 上 更 受 欢 迎 。 例 如 , 近 年 来 基 于 激 励 的 农 业 环 境 项 目 有高 速 增 长 。 这 些 项 目 在 未 来 几 年 中 预 期 会 有 更 持 续 的 增 长 。 部 分 原 因 是 由 于 它 们 容 易 同 时被 土 地 所 有 这 和 环 境 社 区 所 接 受 ; 部 分 原 因 是 它 们 不 受 限 于 目 前 世 界 贸 易 组 织 规 范 的 开 支 。尽 管 经 济 学 家 倾 向 于 激 励 政 策 , 科 学 家 着 重 于 权 益 方 的 沟 通 和 教 育 , 在 管 理 实 践 中 行政 命 令 仍 相 当 常 见 。 淡 水 系 统 中 的 重 要 例 子 可 在 许 多 最 佳 管 理 实 践 、 排 污 限 制 及 一 些 如 近岸 带 缓 冲 区 的 区 划 要 求 中 找 到 。 在 一 个 没 有 不 确 定 性 的 理 想 系 统 中 , 每 种 政 策 措 施 ( 基 于 激励 的 非 集 中 式 和 命 令 与 控 制 式 ) 在 相 同 的 资 金 投 入 水 平 下 都 能 达 到 同 样 的 环 境 效 果 。 但 是 存在 大 量 不 确 定 性 时 , 或 政 治 局 限 性 排 除 了 用 不 同 的 优 惠 和 治 理 污 染 收 费 来 有 区 别 的 对 待 土129

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:47-55地 利 用 者 的 时 候 , 这 种 情 况 不 再 成 为 可 能 。 以 空 间 定 位 的 环 境 政 策 设 计 和 替 代 方 案 的 分 布式 环 境 效 益 分 析 是 经 济 学 家 的 主 要 研 究 领 域 。 最 近 结 合 空 间 环 境 和 经 济 的 内 陆 水 生 生 态 管理 模 型 的 研 究 包 括 分 析 沉 积 物 负 荷 以 提 高 伊 利 诺 伊 州 的 水 质 , 和 俄 勒 冈 州 近 岸 带 的 恢 复 来保 持 以 溯 河 性 鱼 类 为 目 标 的 水 流 温 度 。 这 些 研 究 认 为 恢 复 工 作 的 空 间 分 配 会 随 环 境 目 标 的变 化 而 变 化 ( 甚 至 可 能 会 从 附 近 的 支 流 转 换 到 更 远 的 支 流 ); 近 岸 带 的 条 件 以 及 水 系 网 的 结构 需 要 在 整 个 研 究 流 域 内 被 全 面 考 虑 。 在 环 境 过 程 和 各 种 权 益 方 特 征 具 有 极 大 不 定 性 时 替代 性 政 策 也 许 会 为 权 益 各 方 提 高 相 当 不 同 的 激 励 因 素 , 及 对 环 境 产 生 相 当 不 同 的 影 响 。 特别 应 当 指 出 , 即 使 基 于 激 励 的 政 策 和 权 益 各 方 的 教 育 比 才 有 行 政 命 令 的 系 统 能 为 权 益 各 方提 供 更 多 的 环 境 过 程 信 息 , 行 政 命 令 和 规 章 制 度 可 能 会 更 有 效 和 有 更 好 的 成 本 效 益 值 。 大多 数 情 况 下 行 政 命 令 和 规 章 制 度 达 到 了 清 洁 水 源 法 的 目 标 , 只 有 在 控 制 动 物 的 废 弃 物 时 是例 外 。 当 然 , 监 测 和 执 法 是 所 有 规 章 管 理 办 法 中 所 不 可 缺 少 的 行 政 命 令 , 规 章 制 度 的 有 效性 取 决 于 执 法 的 严 格 程 度 。图 5: 发 展 商 的 广 告 “ 一 个 永 久 的 纪 念 ” 描 述 了 一 个 永 不 可 逆 转 的 改 变 。 广 告 排 背 后 的 发展 永 远 改 变 了 流 域 状 况 , 将 影 响 居 民 未 来 的 健 康 和 社 会 繁 荣 , 也 将 影 响 下 游 社 会 生 存 环 境 。生 态 学 和 经 济 学 在 未 来 研 究 中 应 如 何 交 叉 来 为 环 境 政 策 的 实 质 性 改 善 作 出 贡 献 ? 新 型的 高 级 制 图 , 感 测 和 跟 踪 技 术 应 能 为 评 估 实 验 性 和 潜 在 性 的 管 理 决 策 对 大 规 模 生 态 系 统 的影 响 提 供 前 所 未 有 的 手 段 。 从 而 使 必 要 的 改 变 , 在 错 误 变 得 不 可 弥 补 之 前 得 以 贯 彻 实 施 。基 于 自 然 界 的 复 杂 性 , 科 学 家 的 主 要 挑 战 是 要 为 决 策 过 程 提 供 适 当 的 意 见 , 使 其 不 仅 用 来确 定 何 种 政 策 对 特 定 的 环 境 问 题 有 效 , 而 且 也 可 以 用 来 逼 真 地 模 拟 政 治 环 境 政 策 约 束 下 的潜 在 效 果 。 与 其 着 眼 于 全 球 性 优 化 的 目 标 , 经 济 学 可 以 用 来 确 定 经 济 合 理 的 政 策 以 达 到 基于 科 学 的 目 标 , 以 及 分 析 这 些 政 策 分 布 性 和 同 等 性 效 果 。 这 样 的 决 策 框 架 绕 开 了 有 争 议 的 ,如 何 将 种 群 和 生 态 系 统 服 务 赋 予 明 确 的 货 币 值 的 问 题 , 并 将 自 然 的 复 杂 性 和 非 线 性 特 征 纳入 考 虑 范 围 。 新 的 空 间 显 式 措 施 和 分 析 将 为 这 些 多 学 科 交 叉 性 研 究 合 作 提 供 基 础 和 实 验 基地 。( 张 志 辉 译 )致 谢We thank the University of California Natural Reserve System for maintaining a protectedsite for field research at the Angelo Coast Range Reserve, Bill Dietrich for inspiration andLIDAR and airborne laser swath mapping data, and the National Science Foundation and the130

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:47-55National Center for Earth Surface Dynamics for funding.参 考 文 献Baker BJ, Lutz MA, Dawson SC, et al. 2004. Metabolically active eukaryotic communities inextremely acidic mine drainage. Appl Environ Microb 70: 6264–71.Baker CS and Palumbi SR. 1994. Which whales are hunted?A molecular genetic approach tomonitoring whaling. Science 265: 1538–39.Baker JP, Hulse DW, Gregory SV, et al. 2004. Alternative futures for the Willamette River Basin,Oregon. Ecol Appl 14: 313–24.Baker JP and Landers DH. 2004. Alternative-futures analysis for the Willamette River Basin,Oregon. Ecol Appl 14: 311–12.Bazely DR and Jefferies RL. 1985. Goose faeces: a source of nitrogen for plant growth in a grazedsalt marsh. J Appl Ecol 22: 693–703.Ben-David M, Hanley TA, and Schell DM. 1998. Fertilization of terrestrial vegetation byspawning Pacific salmon: the role of flooding and predator activity. Oikos 83: 47–55.Bennett EM, Carpenter SR, Peterson GD, et al. 2003. Why global scenarios need ecology. FrontEcol Environ 1: 322–29.Bertness M, Silliman BR, and Jefferies R. 2004. Salt marshes under siege. Am Sci 92: 54–61.Bertness MD, Ewanchuk P, and Silliman BR. 2002. Anthropogenic modification of New Englandsalt marsh landscapes. P Natl Acad Sci USA 99:1395–98.Biggs BJF. 1995. The contribution of disturbance, catchment geology, and land use on the habitattemplate of periphyton in stream ecosystems. Freshwater Biol 33: 419–38.Brouhle K, Griffiths C, and Wolverton A. 2004. The use of voluntary approaches forenvironmental policymaking in the US. Working Paper Number #04-05. Washington DC:National Center for Environmental Economics, US Environmental Protection Agency.Brown L. 2003. Plan B. Rescuing a planet under stress and a civilization in trouble. New York,NY: Norton and Co. Carpenter S, Walker B, Anderies JM, and Abel N. 2001. From metaphorto measurement: resilience of what to what?Ecosystems 4: 765–81.Carpenter SR, Ludwig D, and. Brock WA. 1999. Management of eutrophication for lakes subjectto potentially irreversible change. Ecol Appl 9: 751–71.Carpenter SR, Caraco NF, Correll DL, et al. 1998. Nonpoint pollution of surface waters withphosphorus and nitrogen. Ecol Appl 8: 559–68.Carpenter SR. 2003. Regime shifts in lake ecosystems: pattern and variation. Oldendorf/Luhe,Germany: International Ecology Institute.Claassen R, Hansen L, Peters M, et al. 2001. Agri-environmental policy at the crossroads:guideposts on a changing landscape. Agricultural economic report No. 794. Washington DC:USDA Economic Research Service.Costanza R, Daly H, Folke C, et al. 2000. Managing ourenvironmental portfolio. Bioscience 50: 149–55.Dietrich WE, Bellugi D, and de Asua RR. 2000. Validation of the shallow landslide model,SHALSTAB, for forest management. American Geophysical Union Water ResourcesMonograph.Dole D and Niemi Ef. 2004. Future water allocation and in-stream values in the Willamette RiverBasin: a basin-wide analysis. Ecol Appl 14: 355–67.Dozier J and Frew J. 1990. Rapid calculation of terrain parameters for radiation modeling from131

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原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:56-59生 态 系 统 服 务 功 能 整 合 评 估 : 我 们 能 否 把 握 自 然 界 脉 搏 ?LA Meyerson, J Baron, JM Melillo, RJ Naiman, RI O’Malley, G Orians, MA Palmer, ASP Pfaff,SW Running, and OE Sala《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:56-59摘 要 : 建 立 国 家 级 生 态 系 统 服 务 功 能 的 整 合 指 标 有 利 于 促 进 和 支 持 公 众 对 生 态 系 统 服 务 功能 供 应 趋 势 的 讨 论 , 然 而 建 立 这 样 一 个 整 合 指 标 需 要 考 虑 几 个 关 键 问 题 :(1) 建 立 生 态 系 统服 务 功 能 整 合 指 标 的 科 学 和 技 术 能 力 是 否 已 经 具 备 ?(2) 如 何 处 理 对 生 态 系 统 不 同 服 务 功能 社 会 重 要 性 的 理 解 差 异 ? 以 及 (3) 如 何 向 决 策 者 和 公 众 传 递 这 些 服 务 功 能 的 相 关 信 息 ?开 展 这 项 工 作 势 必 困 难 重 重 , 但 并 非 不 可 征 服 。 将 生 态 系 统 服 务 功 能 量 化 并 把 相 关 信 息 提供 给 决 策 者 和 公 众 , 是 负 责 任 地 和 可 持 续 性 地 管 理 自 然 资 源 的 关 键 所 在 。核 心 内 容• 能 否 对 生 态 系 统 服 务 功 能 进 行 量 化 是 了 解 自 然 资 源 是 否 能 可 持 续 利 用 的 关 键 ;• 国 家 级 生 态 系 统 服 务 功 能 整 合 指 标 的 建 立 能 促 使 决 策 者 、 科 学 家 和 公 众 了 解 美 国 生 态 系 统• 重 要 服 务 功 能 是 在 增 加 还 是 减 少 , 并 对 此 变 化 应 做 出 的 响 应 进 行 广 泛 地 论 证 ;• 建 立 国 家 级 生 态 系 统 服 务 功 能 的 综 合 指 标 , 任 重 而 道 远 , 需 要 生 态 学 家 、 经 济 学 家 、 统 计 学• 家 、 政 策 的 决 策 者 等 的 广 泛 协 作 , 但 这 种 努 力 最 终 指 导 负 责 任 地 、 可 持 续 地 经 营 自 然 资 源 。早 在 19 世 纪 中 期 , 许 多 优 秀 的 自 然 学 者 和 生 态 学 家 诸 如 George Perkins Marsh、AldoLeopold、Fairfield Osborn 和 Paul Sears 都 已 认 识 到 生 态 系 统 “ 支 持 生 命 ” 的 功 能 。“ 环 境服 务 ”(environmental services) 这 一 术 语 1970 年 首 次 使 用 , 用 以 描 述 生 态 系 统 的 全 能 功 能 以及 人 们 可 从 生 态 系 统 所 能 获 取 的 有 益 服 务 , 如 食 物 、 害 虫 防 治 、 洪 水 控 制 、 气 候 调 节 和 休闲 娱 乐 等 (SCEP,1970)。 这 些 功 能 对 于 人 类 的 生 存 十 分 重 要 , 但 是 我 们 还 不 太 清 楚 在 当 前或 未 来 的 使 用 强 度 下 这 些 功 能 是 否 还 能 长 久 ? 正 如 本 专 辑 所 阐 述 的 , 我 们 人 类 面 临 着 巨 大的 环 境 挑 战 , 而 这 一 挑 战 在 21 世 纪 只 会 愈 加 艰 巨 。量 化 和 监 测 生 态 系 统 服 务 功 能 的 流 通 至 关 重 要 , 但 是 对 于 生 态 系 统 功 能 服 务 在 哪 个 尺度 能 够 被 测 量 和 在 哪 个 尺 度 上 需 要 监 测 , 还 是 众 说 纷 纭 。 生 态 系 统 服 务 功 能 通 常 是 地 方 性的 或 区 域 性 的 ( 图 1)。 目 前 我 们 所 能 量 化 的 国 家 级 生 态 系 统 服 务 功 能 需 要 在 多 尺 度 上 进 行整 合 。 一 种 方 案 就 是 建 立 国 家 级 生 态 系 统 服 务 功 能 的 整 合 指 标 , 就 像 当 今 能 引 起 国 民 注 意力 的 经 济 指 标 ( 如 国 民 生 产 总 值 , 通 货 膨 胀 )。 当 然 , 国 民 经 济 相 对 连 续 , 或 者 说 相 当 融 合 ,所 以 可 借 助 一 个 单 一 的 综 合 指 标 如 国 民 生 产 总 值 来 表 示 。 相 比 之 下 , 一 个 国 家 的 生 态 系 统就 不 一 定 紧 密 相 连 。 例 如 , 佛 罗 里 达 州 的 生 态 条 件 与 蒙 他 那 州 的 不 可 能 一 致 。 因 此 , 一 个国 家 生 态 系 统 服 务 功 能 指 标 的 形 象 地 理 表 征 (geographically explicit mapping) 必 须 能 够 反 映出 生 态 系 统 服 务 功 能 的 区 域 性 和 它 们 存 在 的 尺 度 。另 一 方 面 , 生 态 系 统 服 务 功 能 的 指 标 又 不 可 能 包 罗 万 象 。 因 此 , 我 们 需 要 确 定 应 该 包括 哪 些 服 务 功 能 , 如 何 测 量 这 些 服 务 功 能 以 及 如 何 平 衡 这 些 选 择 的 优 缺 点 ? 就 像 经 济 指 标那 样 , 生 态 系 统 服 务 功 能 指 标 所 体 现 的 是 大 尺 度 上 的 整 体 趋 势 , 不 可 能 为 制 定 某 种 特 定 政策 提 供 所 需 要 的 一 切 信 息 。 尽 管 存 在 这 些 局 限 性 , 这 样 的 指 标 还 是 非 常 有 价 值 。 它 能 为 我135

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:56-59们 提 供 一 个 急 需 的 探 索 和 对 策 平 台 : 我 国 的 生 态 系 统 服 务 功 能 是 否 正 在 增 加 还 是 正 在 减少 ? 对 这 些 变 化 的 发 生 应 做 出 什 么 样 的 响 应 ? 正 如 财 经 机 构 对 失 业 率 的 变 化 进 行 分 析 并 提出 建 议 一 样 。因 此 , 本 文 的 目 的 就 是 要 促 进 对 国 家 生 态 系 统 服 务 功 能 整 合 指 标 的 建 立 之 可 行 性 和 具体 内 涵 的 研 究 和 对 话 。 在 此 , 我 们 简 要 地 回 顾 一 下 到 目 前 的 进 展 , 然 后 重 点 讨 论 我 们 面 临的 挑 战 。图 1: 森 林 覆 盖 的 集 水 区 (watersheds) 可 以 提 供 多 种 生 态 系 统 服 务 功 能 , 其 中 一 些 可 以 量化 , 另 外 一 些 则 很 难 估 测 。 气 候 调 节 、 碳 和 营 养 的 存 贮 、 水 净 化 和 供 应 、 休 闲 、 栖 息 地 ,林 产 品 以 及 基 因 库 都 只 是 国 家 级 生 态 系 统 服 务 功 能 整 合 指 标 所 能 反 映 的 一 部 分 内 涵 。在 过 去 十 多 年 间 , 生 态 系 统 服 务 功 能 已 经 成 为 几 个 重 大 评 估 项 目 的 对 象 和 众 多 活 跃 研究 的 热 点 课 题 。 正 在 进 行 的 “ 千 年 生 态 系 统 评 估 项 目 ”(Millennium Ecosystem Assessment;MA; 网 址 :www.milleniumassessment.org) 采 用 分 类 学 方 法 , 将 生 态 系 统 服 务 功 能 划 分 为四 大 类 : 供 应 、 调 节 、 文 化 和 支 撑 作 用 。 如 果 人 们 想 从 生 态 系 统 最 大 限 度 地 获 得 某 一 项 益处 , 势 必 要 牺 牲 生 态 系 统 的 其 它 益 处 。“ 千 年 生 态 系 统 评 估 项 目 ” 不 仅 考 虑 到 生 态 系 统 不 同服 务 功 能 间 的 平 衡 , 也 考 虑 了 生 态 系 统 四 个 服 务 功 能 的 平 衡 (MA 2003)。“ 千 年 生 态 系 统评 估 项 目 ” 和 其 他 一 些 开 拓 性 工 作 ( 如 Daily,1997; Costanza et al.,1997; Harwell et al.,1999;NRC,2000) 已 经 为 生 态 系 统 服 务 功 能 整 合 指 标 的 建 立 奠 定 了 重 要 的 科 学 基 础 , 并 为 向 公 众介 绍 生 态 系 统 服 务 功 能 提 供 了 至 关 重 要 的 平 台 。《 国 家 生 态 系 统 现 状 报 告 》(The Heinz Center,2002) 充 分 认 识 到 生 态 系 统 服 务 功 能 的量 化 对 评 估 美 国 主 要 生 物 群 系 (biomes) 现 状 的 重 要 性 。 然 而 , 除 了 食 物 、 纤 维 、 水 和 休 闲外 , 测 定 和 整 合 生 态 系 统 的 服 务 功 能 是 一 项 非 常 困 难 的 工 程 。《 国 家 生 态 系 统 现 状 报 告 》 也承 认 , 要 在 生 态 系 统 的 服 务 指 标 , 如 氮 去 除 和 植 物 传 粉 整 合 上 达 成 一 致 意 见 十 分 困 难 , 并136

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:56-59且 需 要 我 们 填 补 很 多 知 识 上 的 空 白 。 因 此 , 他 们 采 纳 了 “ 三 步 走 ” 的 策 略 :一 是 表 示 出 生 态 系 统 的 规 模 ( 一 般 情 况 下 , 在 较 大 林 区 中 获 得 的 益 处 也 多 )二 是 指 出 了 生 态 系 统 的 状 况 ( 土 壤 侵 蚀 严 重 会 降 低 生 产 力 )三 是 量 化 了 一 些 生 态 系 统 产 品 ( 如 食 物 、 纤 维 、 水 ) 的 流 通这 种 方 法 让 读 者 自 己 去 从 整 体 角 度 上 衡 量 美 国 生 态 系 统 所 提 供 的 服 务 功 能 是 增 加 了 还是 减 少 了 。在 目 前 情 况 下 , 我 们 可 以 量 化 生 态 系 统 所 提 供 的 一 些 服 务 功 能 ( 如 土 壤 有 机 物 含 量 , 净初 级 生 产 力 ), 我 们 还 可 以 测 定 其 它 一 些 具 有 市 场 价 值 的 服 务 功 能 ( 如 水 供 应 , 休 闲 )。 值 得一 提 的 是 , 在 一 些 地 区 已 成 功 地 将 生 态 系 统 服 务 功 能 货 币 化 ( 如 纽 约 市 Catskills 水 资 源 管 理项 目 和 南 非 的 “ 为 水 而 工 ” 项 目 )。 这 表 明 我 们 已 经 取 得 了 重 要 进 展 , 但 并 不 足 以 解 决 建 立一 个 简 单 生 态 系 统 服 务 功 能 整 合 指 标 是 否 可 行 的 问 题 。 创 建 这 一 综 合 指 标 的 困 难 和 挑 战 在于 :(1) 建 立 生 态 系 统 服 务 功 能 整 合 指 标 的 科 学 和 技 术 能 力 是 否 已 经 具 备 ?(2) 如 何 处 理 对 生态 系 统 不 同 服 务 功 能 社 会 重 要 性 的 理 解 差 异 ? 以 及 (3) 如 何 向 决 策 者 和 公 众 交 流 这 些 服 务功 能 的 相 关 信 息 ?图 2:2003 年 美 国 的 净 初 级 产 量 (NPP)。 生 态 系 统 服 务 功 能 整 合 指 标 的 一 些 参 数 如 NPP相 对 容 易 在 全 国 范 围 内 估 测 , 但 大 多 数 服 务 功 能 却 是 比 较 区 域 化 或 属 某 一 地 方 特 有 的 。生 态 系 统 服 务 功 能 整 合 指 标 的 参 数 化 可 能 需 要 一 系 列 的 度 量 标 准 , 因 而 建 立 这 一 指 标的 每 一 步 都 将 面 临 一 些 痛 苦 的 选 择 。 用 于 描 述 这 一 指 标 公 式 的 参 数 本 身 实 际 上 没 有 特 定 价值 , 它 们 实 质 上 反 映 出 的 是 决 策 者 的 主 观 价 值 。 参 数 的 选 择 标 准 必 须 是 规 定 性 的 , 但 又 不能 是 指 令 性 的 ( 也 就 是 说 没 有 所 谓 “ 刚 好 的 ” 生 产 力 水 平 ), 并 且 应 该 是 广 义 上 的 服 务 功 能 ,能 够 被 公 众 所 接 受 的 服 务 功 能 。 有 一 些 参 数 相 对 比 较 容 易 量 化 , 如 可 以 从 地 理 上 形 像 地 测定 出 来 的 全 国 陆 地 净 初 级 生 产 力 (NPP)( 图 2)。 但 也 有 一 些 参 数 测 定 起 来 比 较 困 难 ( 例 如美 学 或 休 闲 服 务 方 面 的 参 数 ), 我 们 也 还 不 知 道 如 何 去 评 估 那 些 某 区 域 特 有 的 、 复 杂 的 服 务137

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:56-59( 例 如 生 物 多 样 性 , 图 3)。 任 一 国 家 级 指 标 参 数 在 全 国 范 围 的 测 量 必 须 是 一 致 的 , 并 且 应该 采 用 尺 度 上 可 演 绎 的 、 具 有 可 比 性 的 , 并 在 统 计 学 上 站 得 住 脚 的 测 量 方 案 。 这 些 要 求 使生 态 系 统 服 务 功 能 整 合 指 标 的 参 数 化 工 作 面 临 着 方 法 上 的 巨 大 挑 战 。生 态 系 统 服 务 功 能 可 以 在 不 同 尺 度 发 生 , 用 不 同 的 度 量 标 准 测 量 , 因 此 要 将 这 些 整 合在 一 个 方 程 式 里 , 需 要 创 造 性 的 的 深 思 熟 虑 ( 以 及 不 可 避 免 的 价 值 判 断 )。 并 且 , 方 程 式 中所 包 含 的 服 务 功 能 内 容 需 要 彼 此 权 衡 , 需 要 确 定 一 种 服 务 增 加 以 另 一 种 服 务 减 少 的 代 价 为多 少 。 例 如 , 水 在 干 旱 西 部 的 价 值 要 远 高 于 在 湿 润 的 东 北 部 。 因 此 ,“ 指 标 方 程 ” 对 一 个 国家 不 同 地 区 必 需 要 有 不 同 的 地 理 权 重 。 指 标 必 需 清 晰 、 简 练 、 易 于 解 释 , 并 包 含 足 够 的 信息 来 强 调 生 态 系 统 服 务 功 能 的 最 重 要 方 面 。 要 创 建 一 个 整 合 指 标 , 还 需 要 生 态 学 家 、 经 济学 家 、 统 计 学 家 、 政 策 专 家 等 做 大 量 的 基 础 研 究 工 作 。 我 们 需 要 通 过 整 合 来 评 估 我 们 到 底得 到 了 什 么 , 又 失 去 了 什 么 , 来 确 保 用 整 合 指 标 能 表 示 出 用 一 系 列 分 解 性 度 量 所 不 能 表 示的 信 息 。图 3: 长 鼻 蝙 蝠 (Leptonycteris curasoae) 和 龙 舌 兰 属 植 物 。 龙 舌 兰 属 植 物 的 花 只 在 夜 间 进行 繁 殖 活 动 , 使 该 植 物 只 能 依 赖 蝙 蝠 传 粉 。 如 果 没 有 蝙 蝠 , 该 植 物 的 种 子 产 量 将 下 降 到 其正 常 产 量 的 1/3000。 蝙 蝠 在 花 朵 上 吸 食 花 蜜 的 同 时 , 身 上 粘 满 着 花 粉 , 使 花 粉 能 在 不 同 花朵 间 传 递 。当 然 , 开 展 这 项 工 作 势 必 困 难 重 重 , 但 并 非 不 可 征 服 。 今 天 被 广 泛 接 受 的 经 济 指 标 也是 经 过 几 十 年 的 努 力 才 建 立 起 来 的 , 而 不 是 在 几 天 内 形 成 的 。 生 态 系 统 服 务 功 能 仍 是 当 前科 学 研 究 的 主 要 难 题 。 我 们 深 信 创 建 一 个 生 态 系 统 服 务 功 能 整 合 指 标 是 这 项 工 作 的 基 本 核心 。 将 生 态 系 统 服 务 功 能 量 化 并 把 相 关 信 息 提 供 给 决 策 者 和 公 众 , 是 负 责 任 地 和 可 持 续 性地 经 营 自 然 资 源 的 关 键 所 在 。 为 了 达 到 这 一 目 标 , 建 立 一 个 简 练 、 可 靠 的 、 和 可 以 信 赖 的通 报 系 统 势 在 必 行 。( 林 光 辉 译 )致 谢Many of the ideas in this manuscript emerged from a meeting hosted by the Marine138

原 文 刊 于 美 国 生 态 学 会 《Frontiers in Ecology and the Environment》.2005, Vol. 3:56-59Biological Laboratory in Woods Hole in June 2004. The participants were Jill Baron, KentCavender-Bares, William Clark, Chris Field, Geoffrey Heal, Carolyn Kousky, Jerry Melillo,Laura Meyerson, Robert J. Naiman, Robin O’Malley, Gordon Orians, Margaret Palmer, AlexPfaff, Steve Running, Osvaldo Sala, Jose Sarukhan, and George Woodwell.参 考 文 献Daily GC. (Ed). 1997. Nature´s Services. Societal dependence on natural ecosystems.Washington DC: Island Press.Costanza R, d'Arge R, de Groot R, et al. 1997. The value of the world's ecosystem services andnatural capital. Nature 387: 253–60.Harwell MA, Myers V, Young T, et al. 1999. A framework for an ecosystem integrity report card.BioScience 49: 543–56.Millennium Ecosystem Assessment. 2003. Ecosystems and human well-being: a framework forassessment. Washington, DC: Island Press.NRC (National Research Council). 2000. Ecological indicators for the nation. Washington, DC:National Research Council.SCEP (Study of Critical Problems). 1970. Man’s impact on the global environment. Cambridge,MA: MIT Press.The Heinz Center. 2002. The State of the Nation’s Ecosystems. New York, NY: CambridgeUniversity Press (www.heinzctr.org/ecosystems).139

原 文 刊 于 2005 年 6 月 30 日 《Nature》1179-1186 页全 球 化 下 的 中 国 环 境—— 中 国 与 世 界 各 地 如 何 相 互 影 响作 者 : 刘 建 国 、 贾 德 . 戴 蒙本 文 英 文 原 文 刊 于 2005 年 6 月 30 日 《Nature》1179-1186 页中 国 是 世 界 上 人 口 最 多 的 国 家 , 其 国 土 面 积 居 世 界 第 四 。 在 世 界 主 要 国 家 中 , 中 国 经济 庞 大 而 且 增 长 速 度 最 快 , 但 是 它 的 环 境 问 题 最 为 严 重 , 而 且 很 可 能 进 一 步 恶 化 。包 括 政 府 领 导 人 在 内 的许 多 中 国 人 已 经 意 识 到 环 境问 题 的 严 重 性 并 且 也 采 取 了一 些 解 决 措 施 。 某 些 环 境 问题 ( 如 北 京 和 其 它 一 些 大 城市 的 空 气 质 量 ) 已 有 所 改 善 。然 而 , 这 些 局 部 的 改 善 同 环境 整 体 恶 化 相 比 微 不 足 道 ,保 护 环 境 的 努 力 远 远 跟 不 上环 境 的 不 断 破 坏 , 无 法 抑 制其 它 环 境 指 标 的 进 一 步 恶化 。 中 国 环 境 问 题 重 重 , 从空 气 污 染 、 生 物 多 样 性 降 低 、耕 地 减 少 、 渔 业 资 源 耗 竭 、荒 漠 化 、 湿 地 消 失 、 草 地 退化 、 人 为 诱 发 的 自 然 灾 害 频率 和 强 度 不 断 增 大 , 到 外 来物 种 入 侵 、 过 度 放 牧 、 江 河断 流 、 土 地 盐 碱 化 、 土 壤 侵蚀 、 垃 圾 堆 积 、 水 资 源 短 缺及 水 体 污 染 , 数 不 胜 数 。 这些 问 题 给 中 国 带 来 严 重 的 经济 损 失 、 激 化 社 会 矛 盾 、 以及 危 害 公 众 健 康 。中 国 的 环 境 问 题 正 在 波及 世 界 其 它 国 家 。 与 此 同 时 ,世 界 其 它 国 家 也 在 通 过 全 球 化 、 环 境 污 染 和 资 源 开 发 影 响 着 中 国 的 环 境 。 中 国 是 向 大 气 层中 释 放 硫 化 物 (SO) 和 氯 氟 碳 化 合 物 (CFCs) 最 多 的 国 家 (1) ; 飘 尘 和 空 气 污 染 物 已 向 东 影 响到 邻 国 、 甚 至 北 美 ; 作 为 世 界 上 两 个 主 要 热 带 雨 林 木 材 进 口 国 之 一 (2) , 中 国 已 成 为 砍 伐 热带 雨 林 的 推 动 力 。 中 国 捕 鱼 量 占 世 界 百 分 之 十 五 , 鱼 和 海 产 品 消 费 量 达 到 世 界 百 分 之 三 十(3,三 4) 。 作 为 “ 世 界 工 厂 ”, 中 国 消 耗 自 然 资 源 , 出 口 产 品 到 国 外 , 但 却 把 污 染 物 留 在 国 内 。140

原 文 刊 于 2005 年 6 月 30 日 《Nature》1179-1186 页虽 然 目 前 中 国 人 均 环 境 影 响 量 远 远 低 于 发 达 国 家 ( 表 1), 但 是 如 果 赶 上 发 达 国 家 的 水 平 ,那 么 中 国 对 世 界 环 境 的 影 响 将 巨 大 无 比 。下 面 我 们 将 先 介 绍 中 国 的 一 些 背 景 情 况 , 然 后 讨 论 中 国 环 境 影 响 的 类 型 、 对 中 国 公 众的 影 响 、 中 国 与 其 它 国 家 的 相 互 影 响 、 中 国 环 境 的 未 来 , 最 后 提 供 一 些 改 善 环 境 的 建 议 ( 大部 分 参 考 文 献 和 数 据 来 源 列 在 《 自 然 》 杂 志 网 站 的 补 充 信 息 内 )。地 理 、 人 口 、 经 济 和 政 策地 理中 国 环 境 复 杂 多 样 ( 图 1), 拥 有 世 界 最 高 最 大 的 高 原 , 一 批 世 界 上 最 高 的 山 脉 , 长 江和 黄 河 名 列 世 界 最 长 的 河 流 之 中 , 许 许 多 多 的 湖 泊 , 一 条 漫 长 的 海 岸 线 和 一 个 很 大 的 大 陆架 。 各 种 各 样 的 生 态 系 统 , 从 冰 川 、 沙 漠 , 到 草 原 、 湿 地 、 热 带 雨 林 、 湖 泊 和 海 洋 , 应 有尽 有 ( 附 图 1)。 然 而 , 由 于 各 种 不 同 的 原 因 , 许 多 地 区 极 其 脆 弱 。 例 如 , 中 国 西 北 部 地 区多 变 的 降 雨 、 大 风 和 干 旱 , 使 得 高 海 拔 地 区 的 草 地 容 易 遭 受 沙 尘 暴 和 土 壤 侵 蚀 。 相 反 , 中国 南 方 地 区 气 候 湿 润 , 但 暴 雨 常 引 起 坡 地 水 土 流 失 。人 口图 1: 中 国 地 图 ( 文 中 提 及 的 部 分 工 程 项 目 位 置 和 地 点 )中 国 拥 有 13 亿 人 口 ( 约 占 世 界 总 人 口 的 20%)。 人 口 数 量 在 过 去 半 个 世 纪 中 增 加 了 两倍 多 ( 附 图 2)。 令 人 鼓 舞 的 是 近 几 年 来 中 国 人 口 年 增 长 率 已 经 小 于 1%, 与 二 十 世 纪 50 年代 到 70 年 代 中 期 的 2~3% 相 比 明 显 下 降 。 这 主 要 归 功 于 计 划 生 育 等 造 成 的 人 口 出 生 率 降低 。 在 过 去 的 25 年 中 , 中 国 人 口 死 亡 率 相 当 稳 定 ( 附 图 3)。 在 所 比 较 的 15 个 主 要 国 家 中 ,2003 年 中 国 妇 女 生 育 率 (1.9 婴 儿 / 妇 女 )( 附 表 1) 和 人 口 增 长 率 (0.7%) 都 是 第 四 低 。但 是 , 另 一 个 因 素 却 在 背 道 而 驰 :1985-2000 年 期 间 , 中 国 平 均 家 庭 规 模 ( 每 户 人 口数 ) 从 4.5 降 低 到 了 3.5 (5, 6) , 家 庭 数 量 增 长 率 几 乎 是 人 口 增 长 率 的 三 倍 。 仅 此 一 项 , 中 国 2000年 就 额 外 增 加 了 8 千 万 个 家 庭 , 比 俄 罗 斯 和 加 拿 大 两 国 家 庭 总 数 之 和 还 多 。 在 我 们 进 行 比141

原 文 刊 于 2005 年 6 月 30 日 《Nature》1179-1186 页较 的 15 个 国 家 中 , 除 了 巴 基 斯 坦 或 许 还 有 俄 罗 斯 以 外 , 其 它 13 个 国 家 的 家 庭 规 模 都 在 减小 。 中 国 家 庭 数 目 增 加 量 与 人 口 增 长 量 的 比 率 高 居 第 二 ( 表 1)。 由 于 家 庭 规 模 越 小 , 人 均资 源 消 费 量 越 大 (5) 。 中 国 家 庭 户 数 量 的 迅 速 增 加 以 及 家 庭 规 模 的 减 小 已 造 成 了 明 显 的 环 境后 果 。 例 如 , 从 上 世 纪 70 年 代 后 期 到 现 在 , 虽 然 中 国 家 庭 规 模 减 小 了 很 多 , 中 国 人 均 房 屋面 积 却 增 长 了 三 倍 多 ( 附 图 4)。中 国 的 城 市 化 速 度 也 在 加 快 。 从 1952 到 2003 年 , 中 国 总 人 口 “ 仅 仅 ” 翻 了 一 倍 , 但城 市 人 口 比 例 从 13% 猛 增 到 39%( 增 长 了 2 倍 )。 城 市 人 口 增 长 了 7 倍 , 已 有 5 亿 多 ( 附图 2)。 城 市 数 量 增 长 了 4 倍 , 已 达 660 多 个 ( 包 括 34 个 人 口 超 过 100 万 的 城 市 ), 与 此 同时 , 现 有 的 城 市 面 积 急 剧 扩 大 。经 济中 国 经 济 不 仅 规 模 巨 大 , 而 且 发 展 迅 速 。 在 所 比 的 15 个 国 家 中 , 中 国 国 内 生 产 总 值(GDP) 排 名 第 三 , 并 且 增 长 率 最 高 , 是 世 界 平 均 增 长 率 的 3 倍 ( 表 1)。 中 国 的 钢 铁 、 水泥 、 水 产 养 殖 品 和 电 视 机 产 量 世 界 第 一 , 电 力 和 化 纤 纺 织 品 产 量 世 界 第 二 。 从 1978 到 2003年 , 其 钢 铁 、 水 泥 、 化 纤 、 彩 电 的 生 产 量 分 别 增 长 7 倍 、13 倍 、42 倍 和 17,214 倍 ( 附 图 5)。从 1981 年 开 始 , 中 国 化 肥 消 费 量 世 界 第 一 , 占 世 界 化 肥 使 用 增 长 量 的 90%。 作 为 第 二 大农 药 生 产 和 消 费 国 , 中 国 占 有 世 界 农 药 总 量 的 14%, 已 成 为 农 药 净 出 口 国 。 这 些 工 农 业 产品 的 生 产 和 使 用 导 致 了 空 气 、 水 和 土 地 的 污 染 以 及 其 它 各 种 形 式 的 环 境 破 坏 。 然 而 , 尽 管中 国 国 内 生 产 总 值 和 各 种 产 品 产 量 很 大 , 其 人 均 国 内 生 产 总 值 和 各 种 产 品 的 人 均 产 量 仍 远远 低 于 许 多 其 它 国 家 。 因 此 , 中 国 仍 然 具 有 相 当 大 的 增 长 潜 力 。随 着 社 会 的 不 断 富 足 , 从 1978 到 2002 年 , 中 国 人 均 肉 、 奶 和 蛋 的 消 费 量 各 增 长 了 4倍 、4 倍 和 8 倍 ; 蛋 类 消 费 已 经 达 到 一 些 富 裕 国 家 的 水 平 。 生 产 这 些 产 品 造 成 更 多 的 农 业废 弃 物 、 禽 畜 粪 便 ( 已 经 是 工 业 固 体 废 弃 物 的 四 倍 )、 鱼 类 排 泄 物 , 同 时 需 要 更 多 的 鱼 饲 料和 水 产 养 殖 原 料 , 这 些 都 加 重 了 陆 地 和 水 体 污 染 。142

原 文 刊 于 2005 年 6 月 30 日 《Nature》1179-1186 页图 2: 中 国 国 内 生 产 总 值 (GDP) 的 增 长中 国 的 交 通 运 输 网 络 和 机 动 车 数 量 呈 爆 发 性 增 长 ( 图 3)。1994 年 , 在 机 动 车 数 量 已 是1980 年 6 倍 的 情 况 下 , 中 国 决 定 将 小 汽 车 生 产 作 为 四 个 “ 支 柱 产 业 ” 之 一 来 刺 激 经 济 增 长 ,其 目 标 是 到 2010 年 机 动 车 ( 特 别 是 小 汽 车 ) 产 量 再 翻 四 倍 。 这 将 使 中 国 成 为 世 界 上 仅 次 于美 国 和 日 本 的 第 三 大 机 动 车 生 产 国 , 使 更 多 的 农 田 变 成 高 速 公 路 、 使 中 国 更 加 依 赖 石 油 进口 、 使 近 年 来 稍 有 改 善 但 仍 然 恶 劣 的 城 市 ( 如 北 京 ) 空 气 质 量 面 临 新 的 挑 战 。图 3: 中 国 交 通 。a, 高 速 公 路 长 度 ( 红 线 ) 和 国 内 空 中 航 线 ( 蓝 线 )b, 机 动 车 数 量这 些 令 人 印 象 深 刻 的 统 计 数 字 背 后 潜 伏 着 一 幅 复 杂 的 画 面 。 在 面 临 激 烈 的 外 国 竞 争 和吸 收 外 资 的 经 济 部 门 , 比 如 汽 车 生 产 和 燃 料 , 中 国 工 业 生 产 效 率 几 乎 与 发 达 国 家 相 同 。1980年 以 来 , 由 于 节 能 , 淘 汰 低 效 的 陈 旧 设 备 , 采 用 现 代 化 新 技 术 , 从 高 能 耗 的 重 工 业 转 向 低能 源 需 求 的 轻 工 业 或 服 务 业 , 中 国 的 能 耗 强 度 ( 一 美 元 GDP 产 值 的 能 源 消 耗 ) 的 下 降 速 度对 于 发 展 中 国 家 来 说 是 空 前 的 。相 反 , 许 多 中 国 的 传 统 产 业 ( 如 采 煤 、 水 泥 制 造 、 造 纸 和 化 工 生 产 ) 仍 然 采 用 过 时 、低 效 、 或 污 染 严 重 的 技 术 。 总 体 上 , 中 国 工 业 能 源 利 用 率 仅 仅 是 发 达 国 家 的 一 半 。 例 如 ,中 国 造 纸 业 耗 水 量 是 发 达 国 家 的 两 倍 多 。 农 田 灌 溉 仍 然 依 赖 于 低 效 的 表 层 漫 灌 , 既 费 水 又易 引 起 富 营 养 化 , 造 成 土 壤 养 分 流 失 并 沉 积 于 江 河 。 氨 水 是 生 产 化 肥 和 纺 织 品 加 工 的 必 备原 料 。 因 为 天 然 气 远 离 氨 水 生 产 中 心 , 中 国 以 煤 为 基 础 合 成 氨 水 , 尽 管 目 前 如 下 所 述 情 况有 所 变 化 , 其 耗 水 量 仍 是 以 天 然 气 为 基 础 合 成 的 40~80 倍 (7) 。143

原 文 刊 于 2005 年 6 月 30 日 《Nature》1179-1186 页中 国 经 济 的 迅 速 发 展 能 源 起 着 至 关 重 要 的 作 用 。 中 国 是 能 源 消 耗 第 二 大 国 , 仅 次 于 美国 。 然 而 ,2001 年 中 国 人 均 能 源 消 耗 量 只 是 美 国 的 九 分 之 一 , 是 世 界 的 二 分 之 一 , 在 15个 主 要 国 家 中 则 排 在 第 8( 附 表 )。 在 煤 的 生 产 和 消 费 方 面 , 中 国 处 于 世 界 领 先 地 位 (8) , 是世 界 总 量 的 25%。 上 个 世 纪 50 年 代 以 来 , 中 国 煤 的 使 用 百 分 比 有 所 减 少 ; 近 年 来 , 随 着石 油 和 天 然 气 使 用 以 及 水 力 发 电 的 增 加 ( 附 图 6) 煤 的 使 用 比 例 上 下 波 动 。 然 而 , 煤 仍 是中 国 的 基 本 能 源 , 是 空 气 污 染 和 形 成 酸 雨 的 主 要 原 因 。2003 年 中 国 超 过 日 本 , 成 为 仅 次 于美 国 的 第 二 大 石 油 消 费 国 (9) 。 虽 然 太 阳 能 和 风 能 是 潜 在 的 重 要 可 再 生 能 源 , 但 未 来 10 年 内 ,特 别 是 2009 年 三 峡 工 程 (182 亿 瓦 特 ) 完 工 后 , 水 电 将 成 为 中 国 比 较 重 要 的 能 源 ( 图 1)。天 然 气 目 前 只 占 中 国 能 源 消 耗 的 3%。 但 是 由 于 国 内 生 产 的 增 加 (2004 年 初 为 533,000亿 立 方 英 尺 ), 加 上 通 过 液 化 天 然 气 管 道 的 进 口 , 到 2010 年 中 国 天 然 气 使 用 将 增 长 4 倍 。2002 年 7 月 开 工 并 预 计 于 2005 年 结 束 的 世 界 最 长 的 天 然 气 管 道 ( 西 气 东 送 工 程 ) 将 把 天然 气 从 中 国 西 部 和 中 北 部 输 送 到 中 国 东 海 岸 的 上 海 。 正 在 广 东 省 建 设 的 试 验 性 液 化 天 然 气项 目 每 年 将 可 提 供 40 亿 立 方 米 天 然 气 ( 图 1)。中 国 经 济 的 另 一 个 独 特 之 处 在 于 其 分 布 广 泛 的 小 规 模 乡 村 工 业 , 即 平 均 只 有 六 名 员 工的 乡 镇 企 业 ( 附 图 7)。 三 分 之 一 的 中 国 产 品 和 二 分 之 一 的 出 口 产 品 是 由 这 些 乡 镇 企 业 生 产(1,的 。 然 而 , 乡 镇 企 业 却 造 成 与 产 量 不 相 称 的 污 染 10) 。 一 些 乡 镇 企 业 技 术 有 所 改 进 , 但 其它 的 却 技 术 水 平 落 后 , 如 制 砖 业 、 采 煤 业 、 水 泥 制 造 、 造 纸 业 、 农 药 和 化 肥 制 造 业 、 焦 炭生 产 、 和 冶 金 铸 造 业 。 乡 镇 企 业 比 大 型 国 有 企 业 消 费 更 多 的 资 源 并 造 成 更 多 的 污 染 。政 策中 国 领 导 人 曾 相 信 人 定 胜 天 , 认 为 只 有 资 本 主 义 社 会 才 有 环 境 破 坏 (11) 。 当 中 国 派 代 表团 于 1972 年 参 加 第 一 次 联 合 国 人 类 环 境 会 议 时 , 这 种 思 想 才 开 始 转 变 (11) 。1973 年 中 国 政府 成 立 了 环 境 保 护 领 导 小 组 , 并 于 1988 年 发 展 成 国 家 环 境 保 护 局 ,1998 年 又 成 为 国 家 环境 保 护 总 局 (SEPA) (12) 。 中 国 1983 年 将 环 境 保 护 列 为 一 项 基 本 国 策 , 并 于 1994 年 制 订 了广 泛 的 战 略 方 针 , 以 推 进 中 国 的 可 持 续 发 展 。 中 国 政 府 于 1996 年 制 定 了 有 关 环 境 保 护 的 第一 个 五 年 计 划 (12) ,2003 年 又 提 出 了 一 个 新 的 科 学 发 展 观 , 强 调 以 人 为 本 和 可 持 续 发 展 、 人与 自 然 的 协 调 、 还 强 调 各 地 区 之 间 以 及 与 外 国 的 社 会 经 济 协 调 发 展 (13) 。 中 国 也 参 与 了 许 多国 际 条 约 , 如 生 物 多 样 性 公 约 、 联 合 国 千 年 发 展 计 划 , 其 中 包 括 消 除 贫 困 、 环 境 保 护 和 可持 续 发 展 。 到 目 前 为 止 中 国 制 定 并 通 过 了 100 多 项 与 环 境 有 关 的 政 策 、 法 律 和 规 章 。 这 些政 策 、 法 律 和 规 章 在 纸 面 上 看 起 来 不 错 , 但 将 其 付 诸 实 施 仍 然 相 当 困 难 。 实 际 上 , 尽 管 中国 在 控 制 环 境 破 坏 方 面 已 付 出 很 大 努 力 , 然 而 在 地 方 上 经 济 发 展 常 常 处 于 优 先 地 位 , 经 济发 展 的 好 坏 仍 然 是 评 价 政 府 官 员 工 作 业 绩 的 主 要 标 准 。环 境 影 响几 千 年 前 , 中 国 就 曾 进 行 过 大 规 模 的 森 林 砍 伐 。 在 世 界 二 次 大 战 和 中 国 内 战 之 后 ,1949年 的 和 平 带 来 了 更 多 的 森 林 砍 伐 、 过 度 放 牧 和 水 土 流 失 。1958~1960 年 的 大 跃 进 , 工 厂 数量 呈 急 剧 增 长 ( 仅 1957~1959 年 就 增 长 四 倍 ), 污 染 更 加 严 重 , 大 规 模 森 林 砍 伐 为 低 效 率的 庭 院 式 土 法 炼 钢 提 供 燃 料 。 从 60 年 代 开 始 到 70 年 代 中 期 , 考 虑 到 军 事 上 难 以 防 守 , 很多 工 厂 从 沿 海 地 区 转 移 到 内 地 , 污 染 进 一 步 扩 大 。 自 1978 年 经 济 改 革 以 来 , 由 于 包 括 乡 镇(10,企 业 在 内 的 工 业 化 快 速 发 展 等 主 要 原 因 , 环 境 退 化 继 续 加 速 14) 。144

原 文 刊 于 2005 年 6 月 30 日 《Nature》1179-1186 页中 国 比 其 它 主 要 国 家 面 临 着 更 大 的 环 境 挑 战 。 在 对 142 个 国 家 的 环 境 可 持 续 性 进 行 的评 估 中 , 中 国 排 名 129。 在 我 们 进 行 比 较 的 15 个 主 要 国 家 中 ( 表 1) 仅 高 于 尼 日 利 亚 。 中国 人 均 生 态 足 迹 ( 一 项 测 量 人 类 自 然 资 源 消 费 与 废 弃 物 输 出 的 指 标 ) 低 于 世 界 平 均 水 平 ( 附表 ), 但 由 于 中 国 人 口 最 多 , 其 总 生 态 足 迹 仅 次 于 美 国 , 居 世 界 第 二 。中 国 的 环 境 问 题 可 以 归 纳 为 为 以 下 五 类 : 空 气 、 土 地 、 淡 水 、 海 洋 和 生 物 多 样 性 。空 气中 国 空 气 质 量 一 般 来 说 较 低 。 四 分 之 三 的 城 市 人 口 生 活 在 空 气 质 量 劣 于 国 家 标 准 的 环境 中 (15) 。 在 上 个 世 纪 90 年 代 , 有 四 分 之 一 的 城 市 每 年 至 少 有 60% 的 雨 天 下 酸 雨 ; 目 前 ,有 四 分 之 一 的 中 国 地 区 受 到 酸 雨 影 响 , 使 中 国 进 入 世 界 上 受 酸 雨 影 响 最 严 重 的 国 家 之 列 (8) 。产 生 这 些 问 题 的 一 个 主 要 原 因 是 工 业 废 气 排 放 量 的 不 断 增 大 ( 附 图 8)。 从 1988 年 开始 , 工 业 废 气 排 放 量 减 小 或 保 持 相 对 稳 定 ; 然 而 , 二 氧 化 硫 和 一 些 工 业 烟 尘 的 排 放 量 于 2003年 又 重 新 攀 升 。2000 年 在 世 界 主 要 国 家 中 的 人 口 稠 密 地 区 , 中 国 二 氧 化 硫 排 放 量 居 首 位 ( 表1), 氮 化 物 排 放 量 居 第 三 ( 附 表 )。另 一 方 面 , 有 迹 象 表 明 好 几 个 空 气 指 标 已 得 到 改 善 。 越 来 越 多 的 企 业 达 到 国 家 排 放 标准 。 在 47 个 重 点 实 施 环 境 保 护 的 城 市 中 , 已 有 11 个 城 市 达 到 和 好 于 有 关 二 氧 化 硫 排 放 的国 家 标 准 、29 个 城 市 达 到 或 好 于 有 关 空 气 悬 浮 颗 粒 浓 度 的 国 家 标 准 ( 这 些 城 市 包 括 北 京 在内 ) (15) 。土 地中 国 有 19% 的 陆 地 面 积 遭 受 土 壤 侵 蚀 , 是 世 界 上 最 严 重 的 国 家 之 一 (10) 。 在 黄 河 中 游 的黄 土 高 原 地 区 土 壤 侵 蚀 破 坏 尤 其 严 重 , 其 受 侵 蚀 土 地 面 积 高 达 70%; 与 此 同 时 , 土 壤 侵 蚀对 长 江 流 域 的 影 响 也 在 增 大 , 长 江 由 于 土 壤 侵 蚀 产 生 的 泥 沙 量 已 超 过 世 界 上 两 条 最 大 河 流( 尼 罗 河 和 亚 马 逊 河 ) 的 总 和 。 因 为 江 河 ( 包 括 水 库 和 湖 泊 ) 中 泥 沙 淤 积 , 从 1949 到 1990年 间 , 中 国 航 行 河 道 缩 短 了 56%, 同 时 也 限 制 了 可 航 行 船 只 的 大 小 。 由 于 长 期 使 用 化 肥 以及 杀 虫 剂 导 致 更 新 土 壤 的 蚯 蚓 数 目 减 少 等 原 因 , 使 得 土 壤 肥 力 和 质 量 降 低 、 土 壤 厚 度 减 薄 。由 于 灌 溉 系 统 的 不 合 理 设 计 和 管 理 , 中 国 9% 的 土 地 已 受 到 盐 碱 化 影 响 ( 尽 管 中 国 政 府 在抗 盐 碱 化 方 面 取 得 了 可 喜 的 进 展 )。 由 于 过 度 放 牧 和 农 业 土 地 开 垦 , 中 国 土 地 的 四 分 之 一 正受 到 土 地 沙 漠 化 的 威 胁 , 这 在 青 海 和 内 蒙 古 自 治 区 尤 为 突 出 。上 述 土 壤 问 题 加 上 城 市 化 以 及 矿 业 、 林 业 和 水 产 养 殖 业 用 地 , 导 致 中 国 农 田 大 量 减 少 。但 是 人 口 和 人 均 食 物 消 费 量 却 在 增 加 , 可 耕 地 面 积 又 有 限 , 这 将 对 食 品 安 全 构 成 威 胁 (16) 。从 1991 到 2000 年 , 农 田 人 均 拥 有 量 减 少 到 0.1 公 顷 , 仅 为 世 界 人 均 耕 地 的 一 半 。 未 回 收 、未 用 过 的 工 业 废 料 和 生 活 垃 圾 倾 倒 在 大 多 数 城 市 周 围 的 空 地 上 , 污 染 并 吞 并 或 破 坏 农 田 高达 10 万 平 方 千 米 (14) 。 工 业 固 体 废 料 增 加 , 但 回 收 再 利 用 的 增 加 已 使 其 废 弃 物 排 放 量 降 低( 附 图 9)。中 国 是 世 界 上 森 林 最 贫 乏 的 国 家 之 一 。 世 界 人 均 拥 有 森 林 0.6 公 顷 , 而 中 国 人 均 仅 为0.1 公 顷 。 就 森 林 覆 盖 率 而 言 , 日 本 为 64%, 世 界 平 均 值 达 30%, 中 国 仅 为 18%( 附 表 )。 虽然 单 一 树 种 的 种 植 面 积 的 扩 大 , 进 而 导 致 森 林 总 面 积 增 加 ( 附 图 10), 但 是 天 然 林 , 尤 其145

原 文 刊 于 2005 年 6 月 30 日 《Nature》1179-1186 页是 成 熟 林 的 面 积 却 在 减 少 。 森 林 砍 伐 是 引 起 中 国 土 壤 侵 蚀 和 洪 水 泛 滥 的 一 个 主 要 原 因 。1998年 的 洪 水 波 及 中 国 2.4 亿 人 口 , 中 国 政 府 为 之 警 醒 , 采 取 了 许 多 措 施 , 包 括 在 主 要 河 流 流域 ( 如 长 江 、 黄 河 ) 的 中 上 游 禁 止 砍 伐 天 然 林 。其 它 最 为 严 重 的 土 地 退 化 形 式 包 括 对 草 原 与 湿 地 的 破 坏 。 中 国 天 然 草 原 面 积 世 界 第 二( 仅 次 于 澳 大 利 亚 (1) ) , 其 覆 盖 率 为 40%, 主 要 分 布 于 干 旱 的 西 北 地 区 (10) 。 然 而 , 中 国 人 均草 地 拥 有 量 不 到 世 界 平 均 值 的 一 半 。 从 二 十 世 纪 80 年 代 初 开 始 , 中 国 草 地 以 每 年 大 约15,000 平 方 千 米 的 速 度 减 少 。 由 于 过 度 放 牧 、 气 候 变 化 、 以 及 采 矿 和 其 它 各 种 形 式 的 开 发和 生 产 , 中 国 90% 的 草 原 已 经 退 化 。 自 二 十 世 纪 50 年 代 以 来 , 每 公 顷 草 产 量 减 少 了 40%,杂 草 和 毒 草 蔓 延 危 害 高 质 量 草 种 。 中 国 草 原 的 退 化 影 响 广 泛 深 远 , 不 仅 涉 及 中 国 农 民 , 也影 响 草 原 地 区 以 外 的 人 们 和 其 它 国 家 。 例 如 , 西 藏 高 原 的 草 原 既 是 中 国 也 是 印 度 、 巴 基 斯坦 、 孟 加 拉 、 泰 国 、 老 挝 、 柬 埔 寨 、 越 南 的 主 要 河 流 的 源 头 ( 附 图 1)。中 国 大 约 有 660,000 平 方 千 米 的 湿 地 , 约 占 世 界 总 和 的 10%。 然 而 , 由 于 转 化 为 农 田和 其 它 生 产 用 途 , 湿 地 面 积 不 断 减 少 。 中 国 最 大 的 淡 水 沼 泽 地 ( 即 位 于 东 北 的 三 江 平 原 ) 的五 分 之 三 已 被 抽 干 成 为 农 田 。 如 果 按 照 目 前 的 损 失 速 度 , 其 余 部 分 将 在 20 年 内 全 部 消 失 殆尽 (10) 。 由 于 许 多 天 然 湿 地 的 丧 失 , 中 国 现 存 天 然 湿 地 仅 占 国 土 面 积 的 3.8%, 小 于 世 界 的6.0%。 随 着 水 位 波 动 的 增 大 、 减 缓 洪 水 能 力 的 降 低 以 及 蓄 水 能 力 的 减 少 , 湿 地 的 服 务 功 能也 明 显 下 降 。 除 此 而 外 , 湿 地 还 面 临 着 其 它 威 胁 , 比 如 污 染 加 剧 、 资 金 不 足 以 及 低 效 的 法律 和 法 规 等 。淡 水由 于 工 业 和 城 市 生 活 污 水 排 放 , 加 上 农 业 和 水 产 养 殖 业 排 放 的 的 肥 料 、 农 药 和 粪 便 而造 成 大 面 积 的 富 营 养 化 , 中 国 大 部 分 河 流 和 地 下 水 的 水 质 较 差 而 且 还 在 变 得 更 差 (7) 。 过 去十 多 年 来 , 中 国 的 污 水 排 放 量 一 直 在 不 断 上 升 ( 附 图 11)。 中 国 约 有 75% 的 湖 泊 受 到 污 染 ,以 致 1997 年 政 府 宣 布 一 直 为 北 京 提 供 重 要 水 源 的 北 京 官 厅 水 库 的 水 不 再 适 于 饮 用 。 虽 然 工业 污 水 处 理 的 百 分 比 不 断 增 加 , 但 是 生 活 污 水 处 理 率 只 有 20%, 远 低 于 发 达 国 家 的 80% 水平 。图 4: 中 国 水 产 品 产 量水 资 源 短 缺 和 浪 费 进 一 步 加 剧 了 中 国 水 问 题 的 严 重 性 。 中 国 人 均 淡 水 拥 量 只 有 世 界 的四 分 之 一 ; 而 且 分 布 不 均 , 北 方 地 区 人 均 水 拥 有 量 只 有 南 方 地 区 的 三 分 之 一 。 淡 水 的 根 本性 不 足 加 上 使 用 浪 费 , 造 成 中 国 100 多 个 城 市 淡 水 严 重 短 缺 , 甚 至 导 致 工 业 生 产 中 断 。 在146

原 文 刊 于 2005 年 6 月 30 日 《Nature》1179-1186 页城 市 用 水 和 灌 溉 用 水 中 , 三 分 之 二 的 水 源 依 赖 于 地 下 水 。 一 些 地 方 地 下 水 已 快 耗 尽 , 引 起城 市 地 面 下 陷 , 使 得 海 水 已 开 始 渗 入 大 部 分 沿 海 城 市 的 地 下 含 水 土 层 。 此 外 , 中 国 已 成 为世 界 河 水 断 流 最 严 重 的 国 家 , 河 水 资 源 的 进 一 步 使 用 将 使 河 水 断 流 情 况 更 为 加 重 。 黄 河 下游 从 1972 到 1997 年 的 25 年 中 , 有 20 年 发 生 断 流 。 黄 河 断 流 天 数 也 令 人 惊 讶 的 从 80 年 代的 90 天 增 加 到 1997 年 的 230 天 (10) 。由 于 鱼 类 消 费 量 的 急 剧 增 加 , 污 染 和 过 度 捕 捞 使 得 淡 水 渔 业 资 源 遭 到 严 重 破 坏 。 在 过去 的 25 年 中 , 人 均 鱼 类 消 费 量 几 乎 增 长 了 5 倍 (17) , 同 时 , 鱼 类 、 软 体 动 物 类 和 其 它 水 生种 类 出 口 量 增 大 。 结 果 导 致 白 鲟 接 近 灭 绝 , 以 前 中 国 产 量 丰 富 的 黄 鱼 和 带 鱼 等 鱼 类 现 在 却需 要 进 口 , 长 江 野 生 鱼 类 的 捕 捞 量 已 减 少 了 75%。 为 了 防 止 渔 业 资 源 的 崩 溃 ,2003 年 长 江第 一 次 禁 止 捕 捞 。 为 了 满 足 对 鱼 类 产 品 的 需 求 , 淡 水 鱼 养 殖 业 急 剧 增 长 ( 图 4)。海 洋中 国 海 洋 面 积 达 300 万 平 方 千 米 , 并 拥 有 广 阔 的 大 陆 架 以 及 海 岸 线 外 长 达 200 海 里 的专 署 经 济 区 。 由 于 陆 地 污 染 物 排 放 、 石 油 溢 出 和 其 它 海 洋 活 动 等 , 几 乎 所 有 的 沿 海 地 区 都遭 到 污 染 (1) 。 国 家 海 洋 局 2004 年 记 录 了 867 个 将 污 染 物 排 入 大 海 的 主 要 排 泄 口 , 其 中 20个 排 泄 口 仅 在 2003 年 就 排 放 了 约 8.8 亿 吨 的 污 水 , 其 中 包 括 铅 、 镉 和 砷 等 有 毒 物 质 在 内 的130 万 吨 污 染 物 。 二 十 世 纪 60 年 代 中 国 海 洋 平 均 每 五 年 发 生 一 次 赤 潮 , 而 目 前 已 上 升 平 均每 年 90 次 ( 图 5)。 污 染 和 过 度 捕 捞 冲 击 渔 业 资 源 。 天 然 捕 捞 量 急 剧 下 降 ( 例 如 曾 经 丰 富的 渤 海 对 虾 产 量 降 低 了 90%), 从 而 造 成 养 殖 海 产 品 增 加 ( 图 4)。 从 二 十 世 纪 50 年 代 初 到2002 年 , 中 国 红 树 林 面 积 减 少 了 73%。生 物 多 样 性图 5: 中 国 海 域 年 平 均 赤 潮 发 生 量中 国 拥 有 超 过 世 界 10% 的 维 管 类 植 物 和 陆 生 脊 椎 动 物 (18) 。 然 而 , 人 类 活 动 的 影 响 已 造成 15~20% 的 中 国 物 种 ( 包 括 大 熊 猫 ) 处 于 濒 危 之 中 。 许 多 稀 有 动 植 物 , 比 如 扬 子 鳄 , 濒临 灭 绝 。 为 了 保 护 生 物 多 样 性 , 到 2003 年 底 为 止 , 中 国 政 府 已 建 立 了 近 2000 个 自 然 保 护区 ( 图 6), 以 及 许 多 动 物 园 、 博 物 馆 、 植 物 园 、 野 生 动 物 饲 养 中 心 和 基 因 、 细 胞 库 。 大 多数 保 护 区 于 过 去 的 20 年 中 建 立 。 自 然 保 护 区 面 积 已 占 国 土 面 积 的 14.4%, 高 于 世 界 平 均 水平 和 大 多 数 发 达 国 家 的 水 平 。 但 是 , 这 些 保 护 区 必 须 得 到 更 好 的 管 理 , 中 国 仍 需 要 建 立 更多 、 战 略 意 义 更 加 重 要 的 保 护 区 (18) 。147

原 文 刊 于 2005 年 6 月 30 日 《Nature》1179-1186 页图 6: 自 然 保 护 区 数 量 ( 蓝 色 ) 和 面 积 ( 红 色 )在 中 国 本 地 物 种 减 少 的 同 时 , 来 自 水 陆 两 种 途 径 的 外 来 入 侵 物 种 却 在 大 大 增 加 。 到2004 年 , 已 有 入 侵 物 种 400 多 种 , 例 如 豚 草 ( 一 种 北 美 土 生 植 物 )、 水 生 风 信 子 和 福 寿 螺 (19) 。有 些 入 侵 物 种 已 变 成 害 虫 和 杂 草 , 严 重 损 害 了 中 国 的 农 业 、 水 产 业 、 林 业 以 及 畜 牧 业 生 产 ,仅 2000 年 一 年 就 造 成 经 济 损 失 145 亿 美 元 , 占 当 年 中 国 国 内 生 产 总 值 的 1.4%。 大 部 分 入侵 物 种 是 有 意 或 无 意 地 通 过 国 际 贸 易 和 其 它 活 动 引 入 中 国 的 。 从 1986 到 1990 年 间 , 仅 在上 海 港 , 从 来 自 30 个 国 家 的 349 艘 船 只 携 带 的 进 口 物 品 中 就 发 现 了 近 200 种 外 来 杂 草 。环 境 对 中 国 公 众 的 影 响中 国 环 境 退 化 不 仅 有 害 于 中 国 的 蚯 蚓 和 黄 鱼 , 而 且 也 有 害 于 自 己 的 公 众 。 环 境 退 化 对公 众 的 影 响 可 分 为 以 下 几 类 : 社 会 经 济 损 失 , 健 康 费 用 增 加 , 更 频 繁 和 更 严 重 的 自 然 灾 害 。社 会 经 济 损 失下 面 我 们 从 小 到 大 依 次 例 举 社 会 经 济 损 失 的 情 况 。 中 国 每 年 需 花 费 7.2 千 万 美 元 来 控制 鳄 杂 草 的 蔓 延 (20) 。 这 种 杂 草 原 来 是 从 巴 西 引 进 来 做 猪 饲 料 的 。 其 蔓 延 严 重 破 坏 花 园 、 甘薯 地 以 及 橘 园 。 由 于 水 资 源 短 缺 迫 使 工 业 停 产 , 仅 西 安 市 每 年 就 造 成 2.5 亿 美 元 的 经 济 损失 (10) 。 沙 尘 暴 每 年 损 失 5.4 亿 美 元 (21) 。 酸 雨 破 坏 庄 稼 和 森 林 , 每 年 减 产 损 失 7.3 亿 美 元 (22) 。为 了 防 止 沙 尘 暴 对 北 京 的 袭 击 , 建 设 绿 色 防 护 林 花 费 就 高 达 60 亿 美 元 , 土 地 荒 漠 化 每 年 造成 直 接 经 济 损 失 70 亿 美 元 , 除 鳄 杂 草 以 外 其 它 一 些 主 要 外 来 入 侵 物 种 上 每 年 所 造 成 的 损 失也 达 70 亿 美 元 。 同 这 些 损 失 相 比 ,1996 年 的 洪 水 所 导 致 的 一 次 性 经 济 损 失 (270 亿 美 元 ,小 于 1998 年 洪 水 的 损 失 ) 以 及 每 年 水 和 空 气 污 染 造 成 的 经 济 损 失 (540 亿 美 元 ) 更 加 巨 大(7,10) 。在 过 去 的 20 年 中 , 由 于 环 境 污 染 和 生 态 破 坏 每 年 造 成 的 经 济 损 失 相 当 于 中 国 国 内 生 产总 值 的 7~20% (23) 。 除 了 严 重 的 经 济 损 失 之 外 , 污 染 和 资 源 竞 争 已 经 在 中 国 引 发 了 许 多 社会 冲 突 。 据 联 合 国 粮 农 组 织 统 计 ,2001 年 在 中 国 西 南 部 地 区 发 生 森 林 资 源 管 理 的 主 要 冲 突就 有 18 起 。 类 似 地 , 水 资 源 的 短 缺 诱 发 了 黄 河 上 、 下 游 之 间 , 黄 河 两 岸 之 间 , 以 及 工 业 、农 业 和 生 态 不 同 需 求 者 之 间 的 水 战 。健 康 费 用 增 加环 境 污 染 危 害 公 众 健 康 , 从 而 使 社 会 用 于 医 疗 卫 生 的 费 用 增 加 。 从 1996 到 2001 年 ,中 国 在 公 共 卫 生 上 的 花 费 增 长 了 80%, 相 当 于 每 年 增 加 13%( 从 1996 年 的 350 亿 美 元 到2001 年 的 630 亿 美 元 ) (24) , 其 中 一 部 分 用 于 应 付 环 境 所 造 成 的 健 康 问 题 。 由 于 空 气 污 染 每148

原 文 刊 于 2005 年 6 月 30 日 《Nature》1179-1186 页年 大 约 死 亡 30 万 人 (7) 。 中 国 城 市 居 民 的 血 液 平 均 含 铅 量 几 乎 是 国 际 上 被 认 为 高 危 险 的 和 危及 儿 童 智 力 发 育 含 铅 量 标 准 的 二 倍 。 室 外 空 气 中 总 悬 浮 颗 粒 浓 度 的 增 加 使 发 生 呼 吸 道 疾 病的 危 险 增 大 。 即 使 短 时 间 呼 吸 污 染 空 气 , 也 可 导 致 新 生 婴 儿 体 重 过 轻 , 增 加 婴 儿 患 病 率 和死 亡 率 (25) 。自 然 灾 害中 国 自 然 灾 害 发 生 频 率 、 数 量 、 规 模 和 影 响 之 大 众 所 周 知 。 人 类 活 动 造 成 自 然 灾 害 ,尤 其 是 沙 尘 暴 、 滑 坡 、 干 旱 和 洪 水 等 发 生 频 率 增 大 (10) 。 过 度 放 牧 、 土 壤 侵 蚀 、 草 地 退 化 、土 地 荒 漠 化 以 及 部 分 人 为 造 成 的 干 旱 又 引 起 更 频 繁 、 更 严 重 的 沙 尘 暴 。 从 公 元 300 年 到 1949年 , 中 国 西 部 地 区 遭 受 沙 尘 暴 袭 击 平 均 每 31 年 一 次 。 自 1990 年 以 来 , 沙 尘 暴 几 乎 年 年 发生 。1993 年 5 月 的 巨 大 沙 尘 暴 使 百 余 人 丧 生 。 近 年 干 旱 程 度 的 不 断 增 大 被 认 为 是 由 于 森 林砍 伐 而 使 水 循 环 破 坏 造 成 的 , 还 可 能 是 由 于 过 度 地 抽 取 地 下 水 和 开 发 湖 泊 和 湿 地 而 使 地 表水 减 少 造 成 的 。 每 年 约 有 16 万 平 方 千 米 的 农 田 因 灾 害 而 歉 收 , 这 是 二 十 世 纪 50 年 代 的 两倍 。 森 林 砍 伐 使 洪 水 发 生 频 率 大 大 增 加 。1996 和 1998 年 的 洪 水 是 近 年 来 最 严 重 的 两 次 。因 为 干 旱 使 植 物 枯 萎 , 继 之 而 来 的 洪 水 又 给 裸 地 造 成 更 严 重 的 土 壤 侵 蚀 , 干 旱 和 洪 水 频 繁交 替 发 生 比 单 独 发 生 造 成 更 大 损 失 。中 国 与 世 界 的 相 互 影 响中 国 与 世 界 各 地 的 相 互 联 系 已 日 趋 紧 密 。 中 国 领 土 广 阔 , 人 口 众 多 , 因 而 中 国 的 环 境变 化 必 然 影 响 到 世 界 其 余 地 区 。 世 界 其 它 国 家 通 过 投 资 和 贸 易 的 方 式 促 进 中 国 经 济 的 迅 速发 展 , 从 而 增 加 了 中 国 对 世 界 环 境 的 影 响 。 在 1980 年 以 前 , 中 国 的 国 际 贸 易 是 微 不 足 道 的( 图 7a), 即 使 到 了 1991 年 , 在 中 国 的 外 资 也 是 可 以 忽 略 不 计 的 。 但 近 几 年 来 , 这 二 者 却几 乎 呈 指 数 增 长 ( 图 7b)。 从 1978 到 2003 年 , 中 国 国 际 贸 易 增 长 了 40 倍 。图 7: 中 国 贸 易 和 国 外 投 资 a, 进 口 量 ( 红 色 ) 出 口 量 ( 蓝 色 ) 总 进 出 口 量 ( 绿 色 )b, 国 外 直 接 投 资149

原 文 刊 于 2005 年 6 月 30 日 《Nature》1179-1186 页从 2002 年 起 , 中 国 超 过 美 国 成 为 世 界 上 吸 引 外 资 最 多 的 国 家 ( 附 表 )。 中 国 政 府 通 过建 立 经 济 开 发 特 区 , 向 外 国 投 资 者 提 供 优 惠 的 税 收 政 策 和 关 税 待 遇 来 鼓 励 外 国 投 资 。 如 下(26,所 述 , 外 国 投 资 和 国 际 贸 易 对 环 境 的 影 响 既 有 有 利 的 一 面 , 又 有 不 利 的 一 面 27) 。利 弊 兼 有 的 进 口中 国 进 口 的 许 多 产 品 、 技 术 、 知 识 和 资 金 是 有 利 于 环 境 且 有 利 于 中 国 发 展 的 。1992 到2004 年 间 , 世 界 银 行 向 中 国 提 供 资 金 220 亿 美 元 , 其 中 大 约 10% 用 于 环 境 项 目 。 许 多 进 口原 材 料 和 产 品 有 利 于 降 低 国 内 自 然 资 源 的 消 耗 并 减 少 污 染 排 放 量 。 例 如 农 产 品 进 口 , 使 中国 减 少 化 肥 、 农 药 、 水 的 使 用 以 及 低 产 农 田 面 积 ; 石 油 和 天 然 气 进 口 使 中 国 减 少 燃 煤 污 染 。自 1993 年 以 来 , 中 国 石 油 消 费 量 已 超 过 其 石 油 生 产 量 , 且 缺 口 不 断 增 大 (9) 。 从 1980 到 2002年 , 中 国 进 口 初 级 产 品 的 价 值 从 70 亿 美 元 增 长 到 490 亿 美 元 。从 另 一 方 面 来 看 , 一 些 进 口 却 对 中 国 环 境 造 成 了 明 显 的 危 害 。 除 了 前 面 提 到 的 入 侵 物种 外 , 另 一 个 例 子 是 垃 圾 进 口 。 一 些 发 达 国 家 将 未 经 处 理 的 垃 圾 出 口 到 中 国 , 其 中 包 括 有毒 的 化 学 物 质 。 另 外 , 正 在 迅 猛 发 展 的 中 国 制 造 业 接 受 垃 圾 和 废 料 作 为 可 回 收 原 材 料 的 廉价 来 源 。 例 如 在 浙 江 省 海 关 的 记 录 中 , 于 2002 年 9 月 从 美 国 装 载 的 360 吨 电 子 垃 圾 货 物 运到 中 国 , 其 中 包 括 废 料 、 电 子 设 备 和 零 件 ( 如 破 损 的 或 淘 汰 的 电 视 机 , 计 算 机 屏 幕 , 复 印机 和 键 盘 )。 根 据 对 这 类 垃 圾 进 口 资 料 的 不 完 全 统 计 , 从 1990 到 1997 年 , 垃 圾 直 接 进 口 量从 100 万 吨 增 长 到 1100 万 吨 (28) ; 从 1998 到 2002 年 , 经 由 香 港 运 入 中 国 的 垃 圾 从 210 万吨 增 长 到 270 万 吨 以 上 。 尽 管 有 些 人 认 为 , 进 口 有 害 垃 圾 是 中 国 进 行 正 常 国 际 贸 易 的 一 部分 , 但 中 国 政 府 禁 止 并 一 直 在 努 力 阻 止 垃 圾 进 口 。比 垃 圾 进 口 更 为 严 重 的 是 , 当 许 多 外 国 公 司 通 过 转 让 先 进 技 术 以 帮 助 中 国 改 善 环 境 状况 的 同 时 , 其 它 一 些 公 司 则 将 污 染 密 集 型 工 业 转 入 中 国 , 其 中 包 括 在 输 出 国 属 于 非 法 的 技术 , 对 中 国 环 境 造 成 了 严 重 损 害 。1995 年 估 计 有 16,998 个 污 染 密 集 型 工 业 公 司 , 工 业 产 值总 和 大 约 为 500 亿 美 元 (28) 。 由 于 财 政 和 各 种 其 它 原 因 , 中 国 常 常 不 可 能 采 用 发 达 国 家 的 先进 技 术 标 准 , 相 应 的 一 些 发 达 国 家 通 过 出 口 过 时 的 甚 至 非 法 技 术 来 牟 利 和 获 得 竞 争 优 势 。中 国 许 多 官 员 和 经 济 学 家 认 为 , 从 长 远 来 看 , 污 染 密 集 型 工 业 将 提 高 经 济 效 益 并 减 少 污 染 ,进 而 有 利 于 中 国 的 发 展 。 然 而 , 污 染 密 集 型 工 业 将 对 环 境 、 人 类 健 康 以 及 社 会 经 济 的 正 常发 展 造 成 严 重 损 害 , 有 些 损 害 如 生 物 多 样 性 的 减 少 则 是 无 法 恢 复 的 。损 己 利 人 的 出 口因 为 产 品 出 口 国 外 , 污 染 却 留 在 国 内 , 出 口 贸 易 是 引 起 中 国 污 染 加 剧 的 一 个 主 要 原 因 。中 国 出 口 的 大 部 分 产 品 是 初 级 品 , 其 制 造 过 程 产 生 严 重 污 染 并 耗 竭 大 量 的 资 源 。 例 如 , 从1989 到 2002 年 由 污 染 严 重 的 乡 镇 企 业 加 工 的 产 品 , 其 出 口 价 值 增 长 了 31 倍 , 其 中 纺 织 业增 长 了 22 倍 , 食 品 业 增 长 了 18 倍 (29) 。入 侵 物 种 的 输 出中 国 生 物 多 样 性 丰 富 , 可 能 导 致 中 国 输 出 许 多 入 侵 物 种 。 如 三 种 著 名 的 北 美 林 木 病 虫害 ( 栗 树 枝 枯 病 、 误 命 名 的 荷 兰 榆 树 病 和 亚 洲 长 角 甲 虫 ) 就 起 源 于 中 国 及 其 附 近 的 东 亚 地区 (19) 。 中 国 草 鱼 已 定 居 于 美 国 45 个 州 的 河 流 和 湖 泊 , 并 与 当 地 鱼 种 竞 争 , 从 而 改 变 其 水中 植 物 、 浮 游 生 物 以 及 无 脊 椎 动 物 群 落 。150

原 文 刊 于 2005 年 6 月 30 日 《Nature》1179-1186 页大 气 污 染 物 的 输 出在 发 达 国 家 1995 年 停 止 使 用 破 坏 臭 氧 的 气 体 ( 如 氟 氯 碳 化 物 ) 之 后 , 中 国 成 为 世 界 上最 大 的 破 坏 臭 氧 的 气 体 生 产 者 和 消 费 者 (1) 。 中 国 的 氧 化 硫 排 放 居 世 界 领 先 地 位 , 其 产 出 量是 美 国 的 两 倍 。 中 国 人 均 二 氧 化 碳 和 氮 氧 化 合 物 的 排 放 量 远 远 低 于 世 界 富 裕 国 家 , 其 中 二氧 化 碳 的 人 均 排 放 量 甚 至 低 于 墨 西 哥 、 俄 罗 斯 和 泰 国 ( 表 1, 附 表 )。 然 而 由 于 中 国 的 人 口数 量 巨 大 , 其 二 氧 化 碳 排 放 量 仍 居 世 界 第 二 , 约 占 世 界 总 排 放 量 的 12%。来 自 中 国 的 空 气 悬 浮 颗 粒 同 样 给 区 域 和 全 球 大 气 造 成 影 响 。 当 主 风 向 为 东 风 时 , 来 自中 国 沙 漠 、 退 化 牧 场 和 闲 置 农 田 的 污 染 尘 埃 和 沙 土 , 就 被 吹 向 韩 国 、 日 本 、 太 平 洋 岛 并 可以 在 一 周 内 横 跨 太 平 洋 进 入 美 国 和 加 拿 大 (30) 。 这 些 空 气 悬 浮 颗 粒 产 生 的 原 因 包 括 中 国 的 燃煤 经 济 、 过 度 放 牧 以 及 土 壤 侵 蚀 等 。 中 国 一 直 在 同 国 际 社 会 和 受 影 响 的 国 家 一 道 , 努 力 减少 空 气 悬 浮 颗 粒 、 温 室 气 体 和 破 坏 臭 氧 层 物 质 的 排 放 。森 林 砍 伐 转 向 国 外中 国 木 材 消 费 量 占 世 界 第 三 位 (1) 。 由 于 木 材 可 为 造 纸 和 纸 浆 、 建 材 、 建 筑 提 供 几 乎 所有 的 原 材 料 , 因 而 中 国 木 产 品 的 需 求 量 与 供 应 量 的 差 距 越 来 越 大 , 尤 其 自 1998 年 洪 水 之 后国 家 宣 布 禁 伐 , 需 求 与 供 给 的 差 距 更 大 。 自 禁 伐 以 来 , 中 国 从 热 带 和 温 带 进 口 木 材 增 加 了6 倍 (31) 。 作 为 热 带 林 木 的 进 口 者 , 中 国 进 口 量 迅 速 增 长 跃 居 世 界 第 二 , 仅 次 于 日 本 , 并 将很 快 超 过 日 本 。 随 着 中 国 加 入 世 界 贸 易 组 织 , 木 制 品 关 税 从 15~20% 降 到 2~3%, 因 而 中国 木 材 进 口 将 会 进 一 步 增 加 。 其 结 果 是 , 中 国 将 象 日 本 一 样 , 通 过 将 森 林 砍 伐 转 向 国 外 来保 护 本 国 的 森 林 资 源 (31) , 从 而 使 包 括 马 来 西 亚 , 巴 布 亚 新 几 内 亚 和 澳 大 利 亚 在 内 的 一 些 木材 出 口 国 的 森 林 资 源 遭 到 严 重 破 坏 。未 来中 国 的 未 来 将 是 什 么 样 子 ? 环 境 问 题 在 加 速 , 试 图 找 到 解 决 环 境 问 题 的 努 力 也 在 强 化 。然 而 , 哪 一 个 更 快 呢 ?人 口 与 政 策 风 险悲 观 主 义 者 认 为 许 多 风 险 在 中 国 正 在 变 成 现 实 。 经 济 增 长 仍 是 中 国 建 设 实 践 中 优 先 考虑 的 因 素 , 而 环 境 保 护 或 可 持 续 发 展 只 是 屈 居 其 后 。 尽 管 中 国 人 口 增 长 率 已 降 低 , 但 是 估计 2030 年 人 口 将 达 到 15 亿 。 即 使 中 国 现 有 人 口 总 数 不 变 , 到 2030 年 中 国 平 均 每 户 人 数 估计 将 降 到 2.2 人 , 仅 此 一 项 中 国 也 将 新 增 2.5 亿 多 家 庭 ( 比 2000 年 全 部 西 半 球 国 家 家 庭 总户 数 还 多 )。中 国 公 众 环 境 意 识 较 低 , 其 部 分 原 因 是 中 国 教 育 投 资 占 国 内 生 产 总 值 的 比 例 少 于 发 达国 家 的 二 分 之 一 。 虽 然 中 国 人 口 占 世 界 的 20%, 但 其 教 育 资 金 仅 占 世 界 教 育 投 资 的 1%。一 个 大 学 生 一 年 的 学 费 相 当 于 一 个 城 市 工 人 的 全 年 工 资 , 或 三 个 农 民 全 年 的 收 入 , 因 此 大部 分 家 庭 承 受 不 起 子 女 上 大 学 的 费 用 。中 国 先 行 环 境 法 规 大 都 是 单 个 分 散 制 定 的 , 而 且 缺 乏 有 效 的 执 行 机 制 以 及 对 长 期 效 果的 评 估 , 因 此 采 用 和 强 化 系 统 方 法 迫 在 眉 睫 。 国 家 对 重 要 环 境 资 源 制 定 的 价 格 极 低 , 结 果151

原 文 刊 于 2005 年 6 月 30 日 《Nature》1179-1186 页是 在 鼓 励 浪 费 。 比 如 从 黄 河 中 抽 取 10~100 吨 水 用 于 灌 溉 , 其 费 用 仅 相 当 于 一 小 瓶 矿 泉 水的 价 格 (10) 。 中 国 土 地 属 国 家 所 有 , 但 在 相 对 较 短 的 时 期 内 , 同 一 块 土 地 往 往 被 很 多 不 同 的农 民 所 使 用 , 因 而 农 民 缺 乏 在 土 地 上 进 行 长 期 投 资 并 对 其 进 行 妥 善 管 理 的 动 力 。产 业 与 建 设 风 险中 国 环 境 还 面 临 着 许 多 局 部 的 风 险 。 汽 车 拥 有 量 不 断 增 长 , 而 农 田 和 湿 地 却 在 不 断 消失 , 其 有 害 后 果 将 会 不 断 累 积 。 随 着 社 会 的 不 断 富 足 , 肉 类 和 鱼 类 消 费 量 增 加 。 由 畜 禽 和水 产 养 殖 造 成 的 污 染 ( 如 畜 禽 和 鱼 类 排 泄 物 造 成 的 污 染 , 未 被 食 用 的 鱼 食 造 成 的 富 营 养 化 )也 将 增 大 。 中 国 是 世 界 上 最 大 的 水 产 养 殖 者 , 也 是 世 界 上 唯 一 的 水 产 养 殖 比 野 外 捕 捞 提 供更 多 水 产 品 的 国 家 。中 国 正 在 进 行 世 界 上 三 项 最 大 的 开 发 项 目 ( 图 1), 预 期 都 将 产 生 相 当 严 重 的 环 境 问 题 。长 江 三 峡 大 坝 ( 世 界 上 最 大 的 水 坝 , 于 1993 年 开 工 并 计 划 于 2009 年 竣 工 ) 企 图 提 供 电 力 、控 制 洪 水 并 改 善 水 上 交 通 , 但 要 付 出 300 亿 美 元 的 经 济 代 价 、 百 余 万 移 民 搬 迁 的 社 会 代 价 、伴 随 的 滑 坡 、 水 污 染 、 水 土 流 失 、 生 物 多 样 性 损 失 以 及 对 世 界 上 第 三 大 河 流 生 态 系 统 的 破坏 等 环 境 代 价 (32) 。 成 本 更 高 的 是 于 2002 年 开 工 的 “ 南 水 北 调 ” 项 目 , 估 计 到 2050 年 才 可完 工 。 此 项 目 计 划 耗 资 590 亿 美 元 , 但 其 结 果 将 造 成 污 染 扩 散 和 长 江 流 域 水 资 源 分 布 不 均衡 。 另 一 个 更 大 的 项 目 是 正 在 进 行 的 中 国 西 部 大 开 发 , 其 开 发 范 围 涉 及 全 国 土 地 面 积 的 一半 。 中 国 领 导 人 视 其 为 国 家 发 展 的 关 键 。对 世 界 影 响 的 增 加与 所 有 其 它 影 响 相 比 , 更 重 要 的 潜 在 影 响 是 , 由 于 中 国 是 世 界 上 人 口 最 多 的 国 家 , 而且 经 济 增 长 速 度 最 快 , 因 而 会 造 成 更 严 重 的 后 果 。 总 的 国 家 生 产 和 消 费 量 是 人 口 规 模 与 人均 生 产 和 消 费 量 之 积 。 尽 管 中 国 人 均 生 产 和 消 费 量 仍 然 很 低 , 但 由 于 其 人 口 数 量 巨 大 , 其生 产 和 消 费 总 量 却 很 高 。 例 如 , 中 国 四 种 主 要 金 属 ( 钢 铁 , 铝 , 铜 和 铅 ) 的 人 均 消 费 率 仅是 世 界 上 发 达 工 业 国 家 的 9%。 由 于 中 国 正 在 迅 速 接 近 发 达 国 家 的 经 济 发 展 水 平 , 即 使 其它 国 家 的 人 口 、 生 产 和 消 费 率 保 持 不 变 , 如 果 中 国 人 均 消 费 率 达 到 发 达 国 家 水 平 , 仅 这 一项 增 长 将 使 全 世 界 工 业 金 属 生 产 或 消 费 量 增 长 94%, 石 油 生 产 和 消 费 量 增 长 106%。 换 句话 说 , 中 国 达 到 世 界 发 达 国 家 的 消 费 标 准 将 使 世 界 上 人 类 资 源 使 用 和 环 境 影 响 大 约 增 加 一倍 。 然 而 , 目 前 人 类 对 资 源 的 利 用 以 及 对 世 界 影 响 的 水 平 是 否 可 持 续 都 值 得 怀 疑 。 一 些 传统 模 式 必 须 抛 弃 或 改 革 。 这 就 是 为 什 么 中 国 环 境 问 题 就 是 世 界 环 境 问 题 的 原 因 。希 望 的 迹 象也 有 迹 象 表 明 中 国 环 境 问 题 的 前 景 是 乐 观 的 。 中 国 通 过 加 入 环 境 协 定 , 在 世 界 上 担 当着 越 来 越 多 的 责 任 和 义 务 。 中 国 正 在 制 定 许 多 关 于 环 境 的 法 律 、 政 策 和 法 规 并 逐 步 加 以 完善 。 中 国 公 众 的 环 境 意 识 正 在 不 断 提 高 。 中 国 也 正 在 尽 力 推 动 清 洁 生 产 和 可 持 续 发 展 。 有些 环 境 和 产 品 标 准 甚 至 已 达 到 发 达 国 家 的 标 准 。 能 耗 强 度 正 在 降 低 。 生 产 技 术 和 废 弃 物 处理 技 术 也 在 得 到 改 善 。在 生 产 和 污 染 控 制 方 面 , 中 国 正 在 努 力 推 广 诸 如 生 态 农 业 以 及 一 些 传 统 上 有 益 于 环 境的 生 态 技 术 。 例 如 , 中 国 南 方 地 区 在 水 稻 田 中 养 鱼 , 可 循 环 利 用 鱼 排 泄 物 为 肥 料 , 以 增 加水 稻 产 量 , 并 通 过 鱼 类 , 对 害 虫 和 杂 草 进 行 控 制 以 减 少 除 草 剂 、 杀 虫 药 和 人 工 化 肥 的 使 用 ,152

原 文 刊 于 2005 年 6 月 30 日 《Nature》1179-1186 页在 不 增 加 环 境 破 坏 的 情 况 下 使 水 稻 产 生 更 多 的 食 物 蛋 白 和 碳 水 化 合 物 。加 入 WTO 以 及 将 在 北 京 召 开 的 2008 年 奥 运 会 , 促 使 中 国 政 府 更 加 重 视 环 境 问 题 。 为了 减 轻 北 京 的 空 气 污 染 , 政 府 要 求 机 动 车 加 以 改 造 以 便 使 用 天 然 气 和 液 化 石 油 气 作 为 燃 料 。只 通 过 一 年 多 的 时 间 , 中 国 就 淘 汰 含 铅 汽 油 的 使 用 , 这 在 欧 洲 和 美 国 是 经 过 多 年 努 力 才 实现 的 。 新 出 厂 的 汽 车 也 必 须 符 合 欧 洲 国 家 流 行 的 汽 车 废 气 排 放 标 准 。另 一 个 令 人 鼓 舞 的 事 情 是 ,1998 年 禁 伐 并 开 始 的 天 然 林 保 护 工 程 ( 图 1) 将 降 低 洪 涝灾 害 发 生 的 风 险 (33) 。 自 1990 年 以 来 , 中 国 已 通 过 植 树 造 林 和 固 定 沙 丘 的 方 式 恢 复 荒 漠 化土 地 2.4 万 平 方 千 米 (10) 。 于 2000 年 开 始 的 退 耕 还 林 计 划 , 通 过 给 把 农 田 转 化 为 林 地 或 草 地的 农 民 提 供 粮 食 和 现 金 补 助 , 将 环 境 敏 感 的 陡 峭 山 坡 退 耕 还 林 。 到 2003 年 底 , 已 有 7.9 万平 方 千 米 的 农 田 种 上 了 树 或 草 (34) 。 预 计 到 2010 年 此 计 划 结 束 时 , 大 约 将 有 13 万 平 方 千 米的 农 田 被 退 耕 (35) , 成 为 世 界 上 最 大 的 保 护 项 目 之 一 。 中 国 正 在 设 计 和 采 纳 绿 色 国 民 经 济 核算 体 系 , 即 把 环 境 损 失 纳 入 GDP 核 算 ( 也 称 绿 色 GDP)。建 议 和 展 望中 国 怎 样 才 能 将 其 环 境 变 化 趋 势 从 恶 化 转 为 改 善 ? 从 这 篇 综 述 我 们 可 以 直 接 给 出 许 多具 体 的 建 议 。 比 如 , 中 国 可 以 通 过 技 术 进 口 减 少 化 肥 和 农 药 的 使 用 量 、 减 少 机 动 车 污 染 排放 、 改 善 纸 和 氨 水 的 生 产 以 及 提 高 灌 溉 系 统 效 率 、 处 理 废 水 、 节 约 用 水 和 其 它 资 源 、 推 广清 洁 能 源 的 使 用 , 以 及 停 止 破 坏 湿 地 。 下 面 我 们 给 出 六 点 更 一 般 性 的 建 议 :1. 应 该 严 格 执 行 和 强 化 实 施 现 有 的 大 量 环 境 法 律 和 规 章 制 度 。 由 于 一 些 政 府 官 員 的 地方 保 护 主 义 和 利 益 导 向 , 对 污 染 企 业 不 能 进 行 有 效 的 环 境 管 理 。 为 了 避 免 利 益 冲 突 , 相 关环 境 资 源 政 策 、 法 规 的 制 定 应 当 从 各 级 资 源 开 发 机 构 转 移 到 国 家 环 境 保 护 总 局 , 以 实 行 统一 监 督 管 理 , 使 环 境 资 源 得 以 合 理 开 发 和 利 用 。 许 多 地 方 官 员 为 了 提 高 当 地 的 GDP 而 对 其污 染 企 业 实 行 地 方 保 护 主 义 , 国 家 环 保 总 局 应 有 权 关 闭 或 停 止 污 染 严 重 的 生 产 单 位 。 选 拔政 府 官 员 应 当 环 境 保 护 和 经 济 发 展 两 项 指 标 并 重 。 此 外 , 环 境 保 护 部 门 执 法 人 员 的 数 量 和质 量 都 有 待 进 一 步 加 强 。环 境 保 护 政 策 执 行 不 力 还 在 于 资 金 缺 乏 。 中 国 GDP 比 日 本 和 美 国 低 ( 附 表 ), 而 环 境问 题 却 比 他 们 严 重 , 所 以 中 国 环 境 投 资 在 GDP 中 更 应 有 较 高 的 比 例 。 中 国 的 环 保 预 算 应 从当 前 GDP 的 1.2% 提 高 到 世 界 富 裕 国 家 的 水 平 ( 欧 洲 和 日 本 1.5%, 美 国 2%) 或 者 更 高 。这 种 作 法 仅 从 经 济 角 度 来 看 也 是 划 算 的 , 因 为 提 高 环 境 保 护 投 资 将 消 除 大 部 分 由 于 环 境 破坏 而 造 成 的 经 济 损 失 。2. 由 于 中 国 经 济 正 在 向 市 场 经 济 转 变 , 应 将 更 多 的 市 场 经 济 工 具 用 于 环 境 问 题 。 可 能的 办 法 包 括 : 取 消 对 破 坏 环 境 的 工 业 ( 如 煤 炭 业 ) 的 补 助 ; 对 价 格 过 低 的 生 态 系 统 服 务 ( 如水 资 源 ) 制 定 合 理 的 价 格 ; 强 化 污 染 物 排 放 交 易 以 减 少 污 染 ; 增 收 更 高 的 环 境 税 , 如 提 高汽 车 消 费 税 ; 为 居 住 在 自 然 保 护 区 内 和 附 近 的 居 民 , 如 那 些 居 住 在 濒 危 大 熊 猫 保 护 区 的 居民 提 供 一 定 的 补 偿 ; 将 直 接 与 间 接 的 环 境 成 本 ( 如 污 染 ) 以 及 生 态 系 统 服 务 价 值 ( 如 湿 地 )纳 入 从 地 方 到 国 家 的 各 级 政 府 核 算 中 。3. 不 但 要 将 注 意 力 集 中 在 当 前 增 长 速 度 已 较 低 的 人 口 规 模 上 , 还 应 密 切 关 注 家 庭 户 数的 增 加 、 家 庭 规 模 的 减 少 和 家 庭 消 费 的 增 长 (5) 。 政 府 应 当 创 造 各 种 机 制 来 鼓 励 家 庭 间 资 源153

原 文 刊 于 2005 年 6 月 30 日 《Nature》1179-1186 页共 享 。造 成 中 国 家 庭 户 数 急 剧 增 加 和 家 庭 规 模 减 小 的 两 个 主 要 因 素 是 离 婚 率 的 增 加 和 四 代 同堂 的 家 庭 数 目 的 减 少 。 很 多 老 年 人 单 独 居 住 , 而 没 有 与 其 子 孙 住 在 一 起 。 离 婚 手 续 的 大 大简 化 以 及 离 婚 现 象 逐 步 得 到 社 会 的 广 泛 认 可 使 离 婚 率 骤 然 提 高 。 光 2004 年 有 160 多 万 对 夫妇 提 出 离 婚 申 请 , 比 2003 年 增 加 了 21%。 离 婚 造 成 家 庭 户 数 加 倍 且 家 庭 规 模 降 低 , 从 而使 人 均 资 源 消 耗 和 浪 费 增 加 , 因 此 , 离 婚 对 环 境 产 生 危 害 。 政 府 提 供 婚 姻 调 解 、 离 婚 咨 询以 及 强 制 性 的 一 个 月 或 更 长 时 间 的 等 待 期 , 将 有 助 于 人 们 更 严 肃 地 考 虑 离 婚 问 题 。 政 府 应采 取 一 些 鼓 励 措 施 促 进 资 源 共 享 , 如 构 想 始 于 丹 麦 的 公 共 住 宅 和 创 始 于 美 国 和 俄 罗 斯 的 生态 村 。 这 些 措 施 不 仅 为 共 同 居 住 者 提 供 社 会 经 济 效 益 , 而 且 有 利 于 提 高 资 源 利 用 率 , 并 降低 人 均 生 态 足 迹 。4. 大 幅 度 提 高 教 育 投 资 。 教 育 可 以 提 高 人 们 的 环 境 意 识 , 降 低 人 口 出 生 率 从 而 改 善 中国 环 境 。 除 此 之 外 , 教 育 投 资 还 可 以 提 升 中 国 劳 动 力 的 素 质 , 从 而 创 造 经 济 效 益 。 较 好 的中 小 学 教 育 将 有 助 于 生 物 多 样 性 丰 富 但 环 境 脆 弱 地 区 ( 如 中 国 西 部 地 区 ) 的 孩 子 更 多 地 进入 大 学 , 这 是 因 为 大 学 毕 业 生 更 有 机 会 在 其 他 地 区 找 到 工 作 并 定 居 , 从 而 减 少 人 类 对 敏 感生 态 系 统 的 压 力 。5. 应 当 制 定 更 加 有 效 的 措 施 来 保 护 生 物 多 样 性 。 污 染 的 空 气 和 水 可 以 日 后 净 化 , 但 丧失 的 物 种 和 遗 传 物 质 却 永 远 无 法 恢 复 。 生 物 多 样 性 为 人 类 生 存 提 供 必 要 的 物 资 和 服 务 , 其中 包 括 生 产 卫 生 和 营 养 的 食 品 、 净 化 水 和 空 气 、 制 造 氧 气 、 缓 和 气 候 变 化 、 帮 助 农 作 物 和其 它 植 物 授 粉 、 控 制 农 作 物 害 虫 、 以 及 碳 储 存 等 。 例 如 ,1970 年 在 中 国 发 现 的 野 生 雄 性 水稻 不 孕 品 种 , 使 高 产 的 杂 交 水 稻 得 以 培 育 成 功 , 从 而 带 来 了 第 二 次 绿 色 革 命 。6. 其 它 国 家 能 够 、 也 应 该 帮 助 中 国 进 行 环 境 保 护 。 从 中 国 进 口 产 品 的 国 家 给 中 国 留 下了 环 境 污 染 。 由 于 中 国 人 均 资 源 消 费 和 污 染 物 排 放 比 发 达 国 家 仍 低 得 多 , 从 道 义 上 讲 中 国有 权 利 也 有 能 力 进 行 发 展 。 然 而 , 环 境 影 响 已 超 越 中 国 国 界 , 因 而 其 它 国 家 从 自 身 的 利 益出 发 也 应 帮 助 中 国 。 中 国 的 环 境 问 题 像 其 它 国 家 一 样 , 已 超 越 了 政 府 的 解 决 能 力 , 因 此 外国 帮 助 中 国 的 一 种 方 式 可 以 是 支 持 中 国 的 非 政 府 环 境 组 织 的 发 展 。 中 国 现 有 2000 多 个 刚 刚起 步 的 环 境 非 政 府 组 织 , 但 大 部 分 规 模 较 小 , 资 金 缺 乏 、 相 对 孤 立 , 急 需 帮 助 。 同 中 国 政府 一 道 , 国 际 社 会 可 以 帮 助 环 境 非 政 府 组 织 提 高 公 共 环 境 意 识 、 提 供 政 策 建 议 并 监 督 政 策执 行 情 况 。 另 外 一 些 帮 助 中 国 的 方 式 包 括 培 训 环 境 规 划 和 管 理 人 员 、 交 流 和 分 享 解 决 环 境冲 突 的 办 法 、 转 让 有 利 于 环 境 的 技 术 ( 如 清 洁 生 产 、 水 资 源 保 护 和 废 弃 物 处 理 )、 转 让 高 新技 术 以 产 生 额 外 好 处 , 减 少 中 国 与 其 它 国 家 间 对 能 源 以 及 其 它 全 球 资 源 不 断 增 长 的 竞 争 。最 终 结 果 将 会 如 何 ? 中 国 环 境 正 徘 徊 于 加 速 破 坏 与 强 化 保 护 之 间 。 巨 大 的 中 国 人 口 数量 和 急 速 发 展 的 中 国 经 济 意 味 着 中 国 的 发 展 要 比 其 它 国 家 具 有 更 大 的 动 量 。 在 过 去 的 20年 中 , 中 国 已 创 造 了 一 个 经 济 发 展 的 奇 迹 。 展 望 未 来 的 20 年 , 我 们 期 望 中 国 也 能 创 造 一 个环 境 保 护 的 奇 迹 , 为 其 它 国 家 在 社 会 经 济 和 环 境 的 协 同 发 展 树 立 一 个 典 范 。 其 结 果 不 仅 造益 中 国 , 还 将 影 响 整 个 世 界 。( 李 舒 心 、 贺 光 明 、 王 如 松 译 )154

原 文 刊 于 2005 年 6 月 30 日 《Nature》1179-1186 页作 者 简 介1. 刘 建 国 , 美 国 密 歇 根 州 立 大 学 鱼 类 和 野 生 动 物 系 雷 切 尔 . 卡 森 讲 席 教 授 (Rachel CarsonChair) 和 大 学 杰 出 教 授 , 系 统 综 合 与 可 持 续 发 展 研 究 中 心 主 任 , 北 京 中 国 科 学 院 生 态 环境 研 究 中 心 客 座 研 究 员 , 上 海 复 旦 大 学 特 聘 教 授 。 通 讯 地 址 :Center for Systems Integrationand Sustainability, Department of Fisheries and Wildlife, Michigan State University, EastLansing, MI 48824,USA, 电 子 邮 箱 :jliu@panda.msu.edu2.Jared Diamond, 美 国 加 州 大 学 洛 杉 矶 分 校 地 理 系 教 授 , 通 讯 地 址 :Department ofGeography, Bunche Hall, University of California, Los Angeles, CA 90095-1524, USA; 电 子 邮箱 :jdiamond@geog.ucla.edu参 考 文 献 :请 见 英 文 《 自 然 》 杂 志 2005 年 6 月 30 日 一 期 第 1186 页 。 或 访 问 下 面 的 《 自 然 》 杂 志 网站 。http://www.nature.com/nature/journal/v435/n7046/full/4351179a.html致 谢 :感 谢 Kim Borland、Mason Bradbury、 陈 晓 东 、Jayson Eageler、Linda Fortin、 贺 光 明 、EdwardLaurent、 李 舒 心 、 刘 伟 、 欧 阳 志 云 、Nathan Pfost、William Taylor、Brent Wheat 和 DanielWieferich 为 我 们 提 供 了 大 量 有 益 的 帮 助 。Rory Howlett 和 三 位 匿 名 的 评 审 者 对 本 文 完 稿 提出 了 许 多 建 设 性 的 修 改 意 见 , 我 们 在 此 一 并 表 示 衷 心 的 感 谢 ! 此 外 , 我 们 对 美 国 国 家 科 学基 金 会 生 物 复 杂 性 项 目 , 美 国 全 国 儿 童 健 康 与 人 类 发 展 研 究 所 (R01 HD39789), 美 国 密 西根 农 业 试 验 站 , 和 中 国 国 家 自 然 科 学 基 金 委 员 会 (30428028) 所 提 供 的 资 助 深 表 谢 意 。155

原 文 刊 于 2005 年 6 月 30 日 《Nature》1179-1186 页附 图 :附 图 1a: 中 国 主 要 地 理 背 景附 图 1b: 中 国 草 地 和 沙 漠156

原 文 刊 于 2005 年 6 月 30 日 《Nature》1179-1186 页附 图 1c: 中 国 主 要 森 林 类 型附 图 2: 中 国 人 口 动 态157

原 文 刊 于 2005 年 6 月 30 日 《Nature》1179-1186 页附 图 3: 中 国 人 口 增 长 动 态附 图 4: 中 国 人 均 居 住 面 积158

原 文 刊 于 2005 年 6 月 30 日 《Nature》1179-1186 页附 图 5: 中 国 部 分 工 业 产 品 产 量159

原 文 刊 于 2005 年 6 月 30 日 《Nature》1179-1186 页附 图 6: 中 国 能 源 消 耗 组 成 变 化 趋 势附 图 7:(a) 中 国 乡 镇 企 业 总 数 和 每 个 企 业 平 均 职 工 人 数 (b) 乡 镇 企 业 经 营 总 收 入160

原 文 刊 于 2005 年 6 月 30 日 《Nature》1179-1186 页附 图 8:(a) 中 国 工 业 废 气 排 放 总 量 (b) 二 氧 化 硫 、 烟 尘 和 工 业 粉 尘 排 放 量附 图 9: 工 业 固 体 废 弃 物 产 生 和 排 放 量 的 变 化161

原 文 刊 于 2005 年 6 月 30 日 《Nature》1179-1186 页附 图 10: 中 国 森 林 覆 盖 率 变 化 情 况附 图 11: 中 国 污 水 年 际 排 放 量162

中 华 海 外 生 态 学 者 协 会 简 介中 华 海 外 生 态 学 者 协 会 简 介目 标 和 使 命(1) 在 海 外 中 国 生 态 学 者 中 , 以 及 在 海 外 生 态 学 者 与 国 内 生 态 学 者 之 间 , 促 进 生 态 学 科 及各 有 关 学 科 的 学 术 交 流 。(2) 在 中 国 生 态 学 者 和 其 它 国 家 生 态 学 者 之 间 开 辟 并 保 持 一 条 有 效 的 渠 道 , 以 促 进 相 互 了解 和 合 作 。中 华 海 外 生 态 学 者 协 会 把 促 进 中 国 生 态 学 及 有 关 学 科 的 发 展 做 为 自 己 的 崇 高 使 命 。成 立 背 景 和 概 况1986 年 , 美 国 生 态 学 会 和 国 际 生 态 学 会 联 合 会 议 在 纽 约 的 Syracuse 举 行 。 与 会 的 中 国学 生 曾 提 议 成 立 一 个 中 国 海 外 生 态 学 者 自 己 的 组 织 。1988 年 8 月 , 美 国 生 态 学 会 年 会 在 加州 大 学 戴 维 斯 分 校 召 开 。 会 议 期 间 , 约 20 名 中 国 留 学 生 讨 论 并 决 定 成 立 一 个 自 己 的 学 术 组织 , 即 中 华 海 外 生 态 学 者 协 会 。 年 会 后 , 邬 建 国 , 武 昕 原 和 伍 业 钢 承 担 起 海 外 生 态 协 会 的筹 建 和 组 织 工 作 。 同 时 , 三 “Wu” 还 于 1988 年 编 辑 出 版 了 第 一 期 中 华 海 外 生 态 学 者 协 会 会刊 。 这 期 会 刊 刊 登 了 第 一 批 35 名 会 员 的 名 单 。 三 年 后 , 协 会 的 注 册 会 员 已 超 过 100 名 。中 华 海 外 生 态 学 者 协 会 ( 即 SINO-ECO) 于 1989 年 在 美 国 正 式 成 立 ,1990 年 通 过 了第 一 部 会 章 。 中 华 海 外 生 态 学 者 协 会 是 一 个 非 盈 利 纯 学 术 组 织 , 在 美 国 特 拉 华 州 注 册 。中 华 海 外 生 态 学 者 协 会 第 一 届 主 席 为 刘 建 国 。 其 后 各 届 主 席 分 别 为 : 韩 兴 国 、 牟 溥 、陈 吉 泉 、 何 希 、 董 全 、 齐 晔 、 林 光 辉 、 林 俊 达 、 潘 愉 德 、 缪 世 利 , 现 任 主 席 为 彭 长 辉 。目 前 , 协 会 大 多 数 会 员 拥 有 博 士 学 位 , 就 职 于 北 美 各 大 学 , 研 究 机 构 和 各 级 政 府 部 门 。协 会 在 其 它 国 家 也 拥 有 一 些 会 员 。 许 多 会 员 在 包 括 ( 但 不 限 于 ) 全 球 变 化 生 态 学 、 景 观 生态 学 、 生 态 系 统 恢 复 、 保 护 生 物 学 、 遥 感 、 生 物 地 球 化 学 、 水 生 生 态 学 和 生 物 入 侵 等 研 究领 域 发 挥 了 重 要 作 用 。 协 会 会 员 还 在 生 态 学 研 究 的 进 展 和 运 用 生 态 学 原 理 解 决 实 际 问 题 上作 出 了 杰 出 的 贡 献 。主 要 工 作 和 业 绩中 华 海 外 生 态 学 者 协 会 成 立 以 来 , 协 会 会 员 为 促 进 海 外 与 国 内 生 态 学 者 之 间 的 学 术 交流 和 中 国 生 态 学 及 有 关 学 科 的 发 展 , 做 了 大 量 的 工 作 。 一 些 主 要 的 工 作 和 成 绩 如 下 :1. 组 织 学 术 会 议 , 讲 座 和 专 题 研 讨 会近 年 来 , 中 华 海 外 生 态 学 者 协 会 的 会 员 在 国 内 组 织 参 加 了 多 次 相 当 成 功 的 讲 学 和 讲 座 。例 如 ,1990 年 由 武 昕 原 参 加 组 织 的 生 态 学 , 保 护 生 态 学 和 环 境 保 护 大 会 ;1994 年 由 邬 建 国主 持 的 生 态 学 现 状 和 现 代 生 态 学 研 讨 会 ;1995 由 林 俊 达 和 何 希 主 持 的 水 生 生 态 学 进 展 讲163

中 华 海 外 生 态 学 者 协 会 简 介座 ;2001 年 潘 愉 德 组 织 的 西 部 开 发 考 察 研 讨 会 ; 由 缪 世 利 主 持 的 2002 年 演 替 理 论 与 生 态恢 复 的 研 讨 会 及 2004 年 在 北 京 举 办 的 生 物 入 侵 国 际 研 讨 会 , 以 及 最 近 由 彭 长 辉 和 江 洪 主 持的 2005 年 广 州 国 际 生 态 系 统 碳 平 衡 研 讨 会 。2. 合 作 研 究多 年 来 , 中 华 海 外 生 态 学 者 协 会 的 许 多 会 员 一 直 在 积 极 促 进 和 参 加 与 国 内 学 者 的 各 种合 作 。 合 作 的 内 容 包 括 ( 但 不 限 于 ): 合 作 研 究 、 合 著 论 文 或 专 著 、 讲 学 和 组 织 讲 座 。3. 发 表 论 文 和 编 辑 出 版 论 文 集过 去 十 多 年 , 中 华 海 外 生 态 学 者 协 会 的 会 员 参 加 编 写 了 四 部 中 文 学 术 专 著 :(1) 现 代 生态 学 博 论 , 中 国 科 学 技 术 出 版 社 1992 年 出 版 发 行 , 主 编 刘 建 国 ( 协 会 会 员 )。 中 华 海 外 生 态学 者 协 会 的 会 员 参 加 了 该 书 全 部 章 节 的 撰 写 。(2) 大 坝 对 生 态 和 环 境 的 影 响 ( 当 代 中 国 研 究专 集 ), 当 代 中 国 研 究 中 心 1997 年 出 版 发 行 , 编 委 伍 业 钢 等 。 中 华 海 外 生 态 学 者 协 会 的 会员 参 加 了 该 专 集 全 部 章 节 的 撰 写 。(3) 全 球 生 态 学 : 气 候 变 化 与 生 物 响 应 , 高 等 教 育 出 版 社2001 年 出 版 发 行 , 副 主 编 林 俊 达 ( 协 会 会 员 )。 该 专 著 约 50% 的 内 容 由 中 华 海 外 生 态 学 者 协会 的 会 员 撰 写 。(4) 现 代 生 态 学 讲 座 ( 第 二 卷 ), 科 学 出 版 社 2001 年 出 版 , 主 编 邬 建 国 , 韩兴 国 。 该 专 著 约 70% 的 内 容 由 中 华 海 外 生 态 学 者 协 会 的 会 员 撰 写 。 此 外 , 中 华 海 外 生 态 学者 协 会 的 会 员 还 在 各 种 专 业 刊 物 包 括 美 国 的 《 科 学 》 和 英 国 的 《 自 然 》 杂 志 上 发 表 了 数 以千 计 的 科 研 论 文 。4. 学 术 和 咨 询 服 务现 在 , 中 华 海 外 生 态 学 者 协 会 的 许 多 会 员 已 成 为 各 自 专 门 领 域 的 专 家 , 权 威 和 知 名 学者 。 他 ( 她 ) 们 当 中 的 许 多 人 , 被 中 国 科 学 院 及 其 各 研 究 所 , 国 务 院 各 部 委 的 研 究 所 , 教育 部 及 各 省 市 的 高 等 院 校 , 以 及 各 级 政 府 部 门 聘 为 科 研 顾 问 , 技 术 顾 问 , 兼 职 和 客 座 教 授和 环 境 与 生 态 咨 询 专 家 , 为 中 央 政 府 和 各 级 地 方 政 府 提 供 咨 询 介 绍 , 引 进 新 方 法 和 新 技 术等 。 在 美 国 的 一 些 会 员 还 经 常 负 责 或 参 与 为 国 内 学 者 安 排 学 术 访 问 。5. 与 中 国 生 态 学 会 和 美 国 生 态 学 会 的 合 作中 华 海 外 生 态 者 协 会 发 起 和 赞 助 成 立 了 美 国 生 态 学 会 亚 洲 分 会 。 美 国 生 态 学 会 亚 洲 分会 在 加 强 亚 洲 和 北 美 生 态 学 者 之 间 的 交 流 中 起 到 促 进 作 用 。1995 年 起 , 中 华 海 外 生 态 者 协会 成 为 中 国 生 态 学 会 的 团 体 会 员 , 协 会 的 每 届 主 席 任 期 内 自 动 当 选 中 国 生 态 学 会 理 事 。1995年 以 来 , 中 国 的 几 大 生 态 学 刊 物 ( 生 态 学 报 、 应 用 生 态 学 报 , 植 物 生 态 学 报 和 生 态 学 杂 志 )都 分 别 有 本 协 会 数 名 会 员 担 任 编 委 。本 届 领 导 机 构中 华 海 外 生 态 学 者 协 会 的 日 常 工 作 , 由 协 会 主 席 及 其 领 导 下 的 执 行 委 员 会 承 担 。 协 会2004-2006 届 的 主 席 及 执 行 委 员 会 的 成 员 如 下 :主 席 : 彭 长 辉 博 士 , 魁 北 克 大 学 蒙 特 利 尔 分 校 ,peng.changhui@uqam.ca副 主 席 : 江 洪 博 士 , 美 国 科 瓦 利 斯 生 物 保 护 所 ,hongjiang@consbio.org164

中 华 海 外 生 态 学 者 协 会 简 介财 务 负 责 人 :公 关 负 责 人 :会 刊 主 编 :网 页 管 理 :程 裕 富 博 士 , 加 里 福 尼 亚 州 立 大 学 ,ycheng@exchange.calstatela.edu魏 晓 华 博 士 , 不 列 颠 哥 伦 比 亚 大 学 澳 肯 那 根 分 校 ,awei@ouc.bc.ca古 滨 河 博 士 , 南 佛 罗 里 达 州 水 资 源 管 理 局 ,bgu@sino-eco.org花 东 博 士 , 魁 北 克 大 学 蒙 特 利 尔 分 校 ,dhua@sino-eco.org联 系 人 和 地 址 :Dr. Changhui Peng, Professor and Canada Research ChairInstitiute of environment sciences, University of Quebec at Montreal (UQAM)Case Postale 8888, Succ Centre-Ville, Montreal, QC, Canada H3C 3P8电 话 :514-987-3000 ext. 1056; 传 真 :514-987-4718电 邮 :peng.changhui@uqam.ca, 网 址 :http://www.sino-eco.org中 华 海 外 生 态 学 者 协 会 (SINO-ECO) 欢 迎 国 际 和 国 内 各 界 同 行 和 朋 友 与 我 们 联 系 。165

中 国 生 态 学 学 会 简 介中 国 生 态 学 学 会 简 介中 国 生 态 学 学 会 ( 英 文 名 称 :Ecological Society of China, 英 文 缩 写 :ESC) 是 中 国 生态 科 学 技 术 工 作 者 自 愿 组 成 、 依 法 登 记 的 全 国 性 、 学 术 性 、 公 益 性 、 非 营 利 性 学 术 团 体 ,是 中 国 科 学 技 术 协 会 的 组 成 部 分 , 是 发 展 中 国 生 态 科 学 事 业 的 重 要 社 会 力 量 。 中 国 生 态 学会 于 1979 年 12 月 在 昆 明 成 立 , 马 世 骏 院 士 任 第 一 、 二 届 理 事 长 。 现 任 理 事 长 是 王 如松 研 究 员 。 学 会 现 挂 靠 在 中 国 科 学 院 生 态 环 境 研 究 中 心 。学 会 宗 旨 : 弘 扬 生 态 科 学 、 普 及 生 态 知 识 、 推 进 生 态 决 策 、 服 务 城 乡 建 设 、 促 进 国 际 交 流学 会 主 要 任 务 : 开 展 国 内 外 学 术 交 流 , 促 进 生 态 学 的 发 展 ; 普 及 生 态 科 学 知 识 , 传 播 生 态 学思 想 , 推 广 生 态 技 术 ; 编 辑 、 出 版 、 发 行 生 态 学 科 技 书 刊 及 相 关 的 音 像 制 品 ; 组 织 全 国 生 态学 工 作 者 参 与 国 家 生 态 环 境 建 设 政 策 、 法 律 法 规 制 定 和 科 学 决 策 工 作 ; 对 国 家 经 济 建 设 中 的重 大 决 策 进 行 科 学 论 证 和 科 技 咨 询 , 提 出 政 策 建 议 ; 促 进 民 间 国 际 科 技 合 作 ; 认 定 会 员 资 格 ,开 展 对 会 员 和 科 技 人 员 的 继 续 教 育 和 培 训 工 作 ; 举 办 为 会 员 服 务 的 事 业 和 活 动 ; 加 强 学 会 组织 建 设 , 发 展 壮 大 会 员 队 伍 。组 织 管 理 : 学 会 拥 有 全 国 会 员 7000 多 人 , 学 会 下 设 17 个 专 业 委 员 会 ( 学 组 ): 动 物 生 态专 业 委 员 会 , 海 洋 生 态 专 业 委 员 会 , 种 群 生 态 专 业 委 员 会 , 微 生 物 生 态 专 业 委 员 会 , 数 学生 态 专 业 委 员 会 , 化 学 生 态 专 业 委 员 会 , 城 市 生 态 专 业 委 员 会 , 农 业 生 态 专 业 委 员 会 , 景观 生 态 专 业 委 员 会 , 湿 地 生 态 专 业 委 员 会 , 生 态 工 程 专 业 委 员 会 , 污 染 生 态 专 业 委 员 会 ,旅 游 生 态 专 业 委 员 会 , 生 态 卫 生 与 生 态 健 康 专 业 委 员 会 , 网 络 生 态 专 业 委 员 会 , 中 医 药 生态 专 业 委 员 会 , 红 树 林 生 态 学 研 究 学 组 。 以 及 5 个 工 作 委 员 会 : 教 育 工 作 委 员 会 , 科 普 工作 委 员 会 , 青 年 工 作 委 员 会 , 咨 询 工 作 委 员 会 和 出 版 工 作 委 员 会 。全 国 31 个 省 、 市 、 自 治 区 成 立 了 地 方 生 态 学 会 组 织 ( 未 含 港 、 澳 、 台 )。 学 会 主 办 与联 合 主 办 有 《 生 态 学 报 》、《 应 用 生 态 学 报 》、《 生 态 学 杂 志 》 和 英 文 版 《 林 业 研 究 》 等 刊 物 。1984 年 作 为 团 体 会 员 加 入 国 际 生 态 学 会 (INTCOL)。2003 年 2 月 6 日 , 中 国 、 日 本 、韩 国 三 国 生 态 学 会 组 成 的 东 亚 地 区 生 态 学 会 联 盟 在 北 京 正 式 成 立 。中 国 生 态 学 会 第 七 届 理 事 会 主 要 领 导 名 单名 誉 理 事 长 : 李 文 华理 事 长 : 王 如 松副 理 事 长 : 于 贵 瑞 方 精 云 刘 世 荣 苏 智 先 张 知 彬 钦 佩 骆 世 明秘 书 长 : 欧 阳 志 云联 系 方 式地 址 : 北 京 市 海 淀 区 双 清 路 18 号 邮 政 编 码 :100085电 话 :010-62849101,62849113 电 子 信 箱 :esc@mail.rcees.ac.cn传 真 :010-62849101主 页 网 址 :www.esc.org.cn166

中 国 科 学 院 系 统 生 态 重 点 实 验 室 简 介中 国 科 学 院 系 统 生 态 重 点 实 验 室 简 介1 成 立 背 景中 国 科 学 院 系 统 生 态 重 点 实 验 室 是 在 我 国 著 名 生 态 学 家 马 世 骏 院 士 和 王 如 松 研 究 员 的领 导 下 于 1986 年 成 立 的 。 是 中 国 第 一 个 从 事 社 会 - 经 济 - 自 然 复 合 生 态 系 统 生 态 学 、 可 持续 发 展 理 论 与 生 态 建 设 的 综 合 研 究 单 位 。系 统 生 态 重 点 实 验 室 的 目 标 是 发 展 社 会 - 经 济 - 自 然 复 合 生 态 系 统 生 态 学 , 成 为 中 国复 合 生 态 系 统 可 持 续 发 展 的 研 究 基 地 、 人 才 培 养 基 地 以 及 生 态 系 统 分 析 、 评 价 、 规 划 与 可持 续 发 展 政 策 咨 询 中 心 。2 研 究 方 向实 验 室 的 主 要 研 究 方 向 是 以 生 态 学 、 生 态 经 济 学 、 系 统 科 学 为 基 础 , 以 社 会 - 经 济 -自 然 复 合 生 态 系 统 为 对 象 , 围 绕 国 家 和 区 域 重 大 生 态 环 境 问 题 开 展 跨 学 科 的 综 合 研 究 。 在理 论 上 研 究 不 同 尺 度 复 合 生 态 系 统 中 人 与 自 然 的 系 统 耦 合 关 系 与 生 态 控 制 论 机 理 ; 在 方 法上 研 究 复 合 生 态 系 统 的 评 价 、 规 划 及 管 理 理 论 与 方 法 ; 在 应 用 上 综 合 研 究 国 家 和 区 域 生 态环 境 特 征 与 生 态 安 全 的 演 变 机 制 , 探 索 区 域 生 态 建 设 与 可 持 续 发 展 模 式 , 为 国 家 及 区 域 解决 重 大 生 态 环 境 问 题 提 供 科 学 依 据 。 目 前 研 究 的 方 向 有 :(1) 不 同 尺 度 复 合 生 态 系 统 结 构 、 功 能 及 控 制 论 机 理 ;(2) 复 合 生 态 系 统 格 局 、 过 程 及 耦 合 关 系 的 辨 识 与 模 拟 ;(3) 人 类 活 动 胁 迫 下 复 合 生 态 系 统 的 动 力 学 特 征 与 响 应 机 制 ;(4) 复 合 生 态 系 统 的 生 态 评 价 、 规 划 及 管 理 方 法 ;(5) 区 域 生 态 产 业 发 展 、 生 态 环 境 保 育 与 生 态 建 设 模 式 研 究 ;(6) 国 家 与 区 域 生 态 安 全 及 其 演 变 机 制 与 可 持 续 发 展 政 策 研 究 ;3 实 验 室 发 展 概 况3.1 研 究 组 与 研 究 人 员经 过 近 20 年 的 发 展 , 实 验 室 已 形 成 一 支 以 中 青 年 科 学 家 为 主 体 , 知 识 结 构 和 年 龄 组 成合 理 、 有 广 泛 国 内 和 国 际 合 作 基 础 的 研 究 梯 队 。 共 有 研 究 组 6 个 : 城 市 与 产 业 生 态 ; 系 统分 析 与 模 拟 ; 景 观 生 态 ; 生 态 系 统 评 价 与 生 态 规 划 ; 污 染 生 态 ; 国 情 研 究 与 环 境 政 策 。 实验 室 现 有 固 定 人 员 35 名 , 其 中 研 究 员 13 名 , 副 研 究 员 8 名 , 秘 书 1 名 , 技 术 人 员 5 名 。研 究 人 员 中 有 中 国 工 程 院 院 士 1 名 , 博 士 生 导 师 13 名 , 包 括 从 国 外 应 聘 回 国 工 作 的 中 国 科学 院 “ 百 人 计 划 ” 入 选 者 2 名 , 国 家 基 金 委 杰 出 青 年 基 金 获 得 者 ( 含 1 名 海 外 杰 出 青 年 基金 获 得 者 )4 名 。 另 外 , 研 究 人 员 中 有 国 家 基 金 委 创 新 研 究 群 体 1 个 。 目 前 , 实 验 室 以 博士 研 究 生 为 主 的 流 动 人 员 总 数 已 经 达 到 100 余 人 。3.2 主 要 工 作 和 业 绩167

中 国 科 学 院 系 统 生 态 重 点 实 验 室 简 介自 2000 年 以 来 , 实 验 室 固 定 研 究 人 员 主 持 与 参 加 了 142 项 国 家 、 省 部 委 、 地 方 、 横 向及 国 际 合 作 项 目 。 包 括 国 家 自 然 科 学 基 金 49 项 ,973 项 目 课 题 4 项 , 国 家 科 技 部 攻 关 项 目课 题 8 个 、 专 题 7 个 , 国 家 重 大 工 程 任 务 4 项 , 欧 盟 科 学 基 金 、 美 国 科 学 基 金 等 国 际 合 作项 目 12 项 。 高 层 次 和 多 渠 道 的 科 研 经 费 来 源 为 实 验 室 的 稳 定 发 展 提 供 了 重 要 保 障 。建 室 以 来 , 实 验 室 在 社 会 - 经 济 - 自 然 复 合 生 态 系 统 理 论 、 我 国 城 乡 可 持 续 发 展 模 式 、京 津 地 区 城 市 生 态 系 统 与 污 染 综 合 防 治 、 酸 雨 生 态 环 境 效 应 与 防 治 对 策 、 我 国 地 区 发 展 差异 、 我 国 人 口 - 资 源 - 环 境 的 国 情 研 究 、 中 国 水 生 态 安 全 系 统 模 拟 、 土 地 可 持 续 管 理 、 生态 系 统 服 务 功 能 、 自 然 保 护 区 规 划 与 管 理 等 方 面 取 得 了 一 系 列 创 新 性 的 研 究 成 果 。 先 后 获国 家 科 技 进 步 一 等 奖 、 二 等 奖 和 三 等 奖 共 4 项 , 省 级 科 技 进 步 一 等 奖 、 二 等 奖 和 三 等 奖 共24 项 。 发 表 论 文 1200 多 篇 , 出 版 专 著 100 余 部 。 已 初 步 成 为 我 国 城 市 与 区 域 复 合 生 态 学与 可 持 续 发 展 的 理 论 、 方 法 和 模 式 的 研 究 中 心 和 人 才 培 训 基 地 。3.3 国 际 合 作 与 交 流 :实 验 室 有 广 泛 的 国 际 合 作 与 交 流 , 主 要 合 作 与 交 流 的 形 式 包 括 : 主 动 参 与 国 际 研 究 计划 ; 联 合 申 请 研 究 项 目 ; 合 作 培 养 研 究 生 ; 与 国 际 上 一 流 研 究 机 构 建 立 长 期 合 作 和 交 流 计划 ; 举 办 学 术 研 讨 会 和 国 际 培 训 班 ; 邀 请 外 面 专 家 来 实 验 室 讲 座 ; 派 实 验 室 科 研 人 员 出 国开 会 和 学 习 。4 联 系 人 和 通 讯 地 址地 址 : 100085 北 京 市 海 淀 区 双 清 路 18 号 中 国 科 学 院 生 态 环 境 研 究 中 心电 话 : +86-10-62849191传 真 : +86-10-62943822Email: zyouyang@mail.rcees.ac.cn联 系 人 : 欧 阳 志 云 研 究 员168