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环境生态学
1.12.2.5 9.2.5 生态系统管理的主要技术与途径

9.2.5 生态系统管理的主要技术与途径

1.生态风险评估

生态风险评估是利用生态学、环境化学及毒理学的知识,定量确定环境危害对人类负效应的概率及其强度的过程。其目的在于通过对某种环境危害效应的科学评价,为生态环境和生态系统的保护和管理提供决策依据。生态系统管理中最重要的是风险管理。风险管理是指对生态风险评估的结果采取决策与行动,是一个决策过程,又称为风险控制。风险管理的水平依赖于生态风险评价的质量和人类可使用的手段。风险管理者根据风险评估的结果,综合考虑各种因素,来决定这种风险是否可接受,还是需要减少或阻止。在生态风险管理的过程中,必须根据风险评估的结果,综合考虑各种因素进行决策。

2.适度干扰与恢复重建

根据中等干扰理论,对生态系统的中等程度的干扰能维持较高的多样性。对生态系统的适度干扰不仅不会使生态系统受损,反而会使系统的结构和功能进一步完善,系统更加稳定。受损害生态系统的恢复和重建一般可采用两种模式途径。一种是生态系统受到的损害没有超过系统的阈值,并且是在可逆的情况下,外来的干扰和破坏解除后,生态系统可自然恢复。另一种是生态系统受到的损害超过系统的承载力,并且发生了不可逆的变化,在这种情况下,仅靠自然过程不能使系统恢复到初始状态,必须加以人工措施才能迅速恢复。中等干扰理论是目前生态系统管理实施的重要理论依据。

3.清洁生产

清洁生产被称为“无公害工艺”、“无污染生产”、“废料减量化”等。它的目标是:通过资源的综合利用、替代作用、多次利用以及节能、省料、节水等方式,实现合理利用资源,减缓资源的耗竭。其主要途径有:①用无污染、少污染的产品替代毒性大、污染大的产品;②用无污染、少污染的能源和原材料替代毒性大、污染重的能源和原材料;③用能耗少、效率高、无污染、少污染的工艺设备替代能耗高、效率低、产污量大、污染重的工艺设备;④最大限度地利用能源和原材料,实现物料最大限度的厂内循环;⑤对少量的、必须排放的污染物,采用低费用、高效能的净化处理设备和“三废”综合利用措施进行最终的处理、处置。

4.费用资源化管理与“5R”方法

目前,我国城市居民人均每日产生垃圾0.8~1.5kg,全国已有200多座城市陷入垃圾的包围之中,垃圾堆放不仅加剧环境污染,而且侵占土地面积达5亿m2。为了改变仅仅依赖填埋或焚烧处理废物的状况,有关学者提出了减少废物数量的“5R”方法:抵制(reject)、减少(reduce)、修复(repair)、回收(recycle)、响应(react)。

抵制即不买难以回收或会造成浪费的产品,如选购不含汞和镉的环保电池。减少即改变产品生产和人们购物的方式,减少过度消费和浪费,如只购买需要的商品,不购买过度包装的商品。修复即修复损伤的物品而不更换新的物品,如修好损坏的物品再用,而不是随意丢弃。回收即将废旧物品送到回收中心,重新制成产品,多次循环利用丢弃的产品。研究表明,用回收纸的纸浆造纸比用木材造纸至少要少消耗70%的能源和50%的水;回收生产铝盒所消耗的能源仅是制造全新铝盒的10%。响应即让生产者和消费者了解造成浪费的情况和不负责的废物管理,共同改变行为,实行源头削弱,减少废物的产生。生产者可少生产和少使用带有不必要包装或过度包装的商品,延长产品的使用寿命;消费者可购买真正需要的产品,使用可以重复使用的产品,购买绿色产品,做一个绿色消费者。消费者的消费将导致生产者转变它的生产,向有利于环境的方向转变。

5.生态工业园区

工业园区是工业化国家中作为一种促进、规划和管理工业发展的手段。由于园区内各种工业相对集中,污染问题特别突出。各种有毒有害气体的排放,导致酸性降水、臭氧耗竭和全球变暖等;各种废水的排放,造成水质恶化,危害人体健康;大量工业废料的堆放,污染地表水和地下水;另外,运输、储藏和处置油类、溶剂、特种金属和溶液也会增加对环境的损害。

生态工业园区(EIP)是在生态学、生态经济学、工业生态学和系统工程理论指导下,将在一定地理区域内的多种具有不同生产目的的产业,按照物质循环、生物和产业共生原理组织起来,构成一个从摇篮到坟墓利用资源的具有完整生命周期的产业链和产业网,以最大限度地降低对生态环境的负面影响,求得多产业综合发展的产业集团。目前,国外主要有三种类型的生态工业园区。①现有改造型EIP,即对现已存在的工业企业通过适当的技术改造,在区域内成员间建立起废物和能量的交换关系,如丹麦的Kalundborg生态工业园区。它强调大企业与政府密切配合,通过市场交易共享水、气、废气、废物,建立一种创新的生态共生关系。②全新规划型EIP,是在良好规划和设计的基础上,从无到有地进行建设,并创建一些基础设施使得企业间可能进行废水、废热等的交换,如美国俄克拉何马州的Choctaw生态工业园区。③虚拟型EIP,它是利用现代信息技术,通过园区的数学模型和数据库,首先在计算机上建立成员间的物、能交换关系,然后再在现实中加以实施。如美国和墨西哥交界处的Brownsville生态工业园区。生态工业园区在我国也进行了有益的尝试,如广西糖业基地之一的贵港市率先建立的贵港市国家生态工业(制糖)示范园区。

6.实施标准化环境管理系列标准

目前由世界标准化组织(ISO)推出的环境管理系列标准为ISO14000,该标准从14001~14100,共100个标准号。实施ISO14000的目的是规范、约束企业和社会团体等所有组织的环境行为,以实现节约资源、减少环境污染、改善环境质量和促进经济发展的目标。ISO14000主要具有以下特点:确定环境保护的有效新机制;具有很强的操作性;倡导预防为主的原则和使用的广泛性。

7.大力开展生态工程和生态建设

开展以生态工程为主的生态环境建设是我国环境建设的主要内容。“三北防护林”、长江中上游防护林、沿海防护林等生态工程,使我国的生态建设进入了新的发展时期。国家实施西部大开发战略,把以“退耕还林、还草”为核心的生态建设提到了举足轻重的地位,为西部地区生态环境的改善提供了千载难逢的机遇。增加荒漠区的林草植被,综合生产、工程和农艺措施,治理草地退化、沙化和碱化,控制荒漠化扩大;采取人工种草、飞播种草等措施,变草地粗放经营为集约经营,实现草场和畜牧业的可持续发展,则是生态建设的有益实践。

8.加强自然保护的管理和研究,建立各种类型自然保护区

自然保护包括对自然环境和自然资源的保护,主要有两种方式。①直接保护目标生物或特殊类群,这种保护可以在自然状态下和人工环境或条件下进行。对生物与生物资源实施禁止任何形式的利用,可以建立物种的长期种子库、基因库、植物园、动物园和水族馆等,保持生物的正常生长和有效繁殖。②建立各种类型的自然保护区。实际上就是通过保护物种生存繁衍的栖息地,达到实现生物多样性的长久保护目的。从1956年我国第一个自然保护区在广东肇庆鼎湖山建立开始,我国自然保护区建设得到了快速发展。这些保护区的建立,对于环境保护政策的落实、生物多样性的保护起了重大作用。

9.信息技术的应用

以3S为主的信息技术应用在区域与全球资源的探测、预测与评价、全球性环境要素的动态监测分析、全球变化信息的获取,可为区域可持续发展提供信息及决策支持,并在土地资源、农业资源、水资源等管理方面起到了重要作用。

以现代数据库技术为核心,将环境信息存储在计算机中,在计算机软件、硬件支持下,实现对环境信息的输入、输出、修改、增加、删除、传输、检索和计算等各种数据库技术的基本操作;结合统计数学、优化管理分析、制图输出、预测评价模型、规划决策模型等应用软件,构成一个复杂有序的、具有完整功能的环境管理信息系统(EMIS),在全面准确地查询和检索各种环境信息、分析各种空间数据、进行环境决策支持等方面促进了生态系统管理的开展。