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工业革命以来,随着经济的快速发展,人类对地球生态系统的影响规模和强度也逐步加大,致使生态系统受到越来越大的损害,并危及到人类自身的生存。二十世纪八十年代生态系统健康(ecosystemhealth)应运而生。生态系统健康从理论与实践两方面研究了生态系统结构与功能的现状、演变规律、恢复对策等,为解决人类生态环境问题、生态系统管理和实现可持续发展提供了理论与方法。
生态系统健康是研究生态系统管理的预防性的、诊断性的和预兆性的特征,以及生态系统健康与人类健康之间关系的一门综合性的科学。生态系统的活力、组织结构和恢复力是生态系统健康概念的核心内容。
国内外已开展了包括农业生态系统、水生生态系统、森林生态系统、城市生态系统等各类型的生态系统健康研究。本文系统综述了生态系统健康提出以来的研究成果和动态,分析了生态系统健康的主要研究内容、研究方法及其相关问题,概括出了明确的城市生态系统健康概念,深入探讨城市生态系统健康评价理论和方法,提出以城市生态学、复合生态系统理论与等级理论为基础的城市生态系统健康评价理论,构建了能反映城市复合生态系统健康理念的、可操作的综合评价模型。并以佛山市为研究对象,进行了城市复合生态系统健康概念、理论、指标体系、评价方法和实践的深入探讨与研究。主要研究内容和研究成果包括:
(1)城市复合生态系统健康的理论基础。城市复合生态系统健康的理论基础主要包括城市复合生态系统理论、等级理论、城市生态学理论等;城市复合生态系统健康的理念包括笔者对城市复合生态系统健康的理解以及城市复合生态系统健康与可持续发展、健康城市、绿色城市等相关概念的关系;城市复合生态系统健康的影响因素。
(2)城市复合生态系统健康的概念。学术界尚未形成明确一致的城市生态系统健康概念。本文在总结目前提出的生态系统健康、城市生态系统健康概念以及分析城市复合生态系统特征的基础上,提出了城市复合生态系统健康的概念及其在状态空间中的涵义。城市复合生态系统健康的涵义主要包括以下方面:一是组成复合生态系统的各子系统——自然、经济、社会子系统的健康,即各子系统结构合理,有能力满足城市居民的合理需求,具有一定的抵抗外界干扰的能力;二是各子系统之间的协调统一,不以危害某个子系统的健康为代价谋取其它子系统更高的健康水平;第三是城市复合生态系统是适宜人类居住的。
(3)城市复合生态系统健康评价综合方法。本文从城市复合生态系统的活力、组织结构、恢复力和生态系统的服务功能四方面建立了较为完善的城市复合生态系统健康评价初始指标体系,采用主成分分析方法筛选初始指标,去掉带有重复信息的指标,通过定性和定量分析相结合的方法,建立最终的城市复合生态系统健康评价指标体系。同时以城市复合生态系统健康的理论及其在状态空间中的概念为基础,采用TOPSIS法和加权法构建了城市复合生态系统健康综合评价模型,最终形成了完整的包含指标体系、指标权重、评价标准、评价模型的评价方法。
(4)经济子系统基础指标核算——绿色GDP核算。说明了进行绿色GDP核算的必要性。从资源损耗和环境损失两方面构建了绿色GDP核算框架。进入核算框架的自然资源包括地表水、地下水、森林和耕地资源,环境因子选择废水、废气(包括SO2、NOx、烟尘、粉尘和CO2)和固体废弃物。采用自然资源的生态服务价值进行资源损耗的价值量核算,采用污染物排放的边际社会成本进行环境污染的价值量估算。
(5)实例研究。以佛山市为例,按照本文构建的绿色GDP核算方法和城市复合生态系统健康综合评价模型,进行了佛山市城市复合生态系统时间尺度(1997~2003年)和空间尺度(以广东省其他城市为比照)的健康评价。首先采用绿色GDP的核算方法对研究对象进行了经济子系统基础指标的核算,然后根据城市复合生态系统健康综合评价方法从时间尺度和空间尺度进行了佛山市城市复合生态系统健康评价,并通过综合健康诊断判断出佛山市生态系统健康的主要致病因子。根据主要致病因子,分别提出自然子系统、经济子系统、社会子系统的调控措施。