生态监测与生态规划

§9-1生态监测的概念和理论依据生态监测的概念生态监测就是利用生命系统及其相互关系的变化反应做“仪器”来监测环境质量状况及其变化。生态监测的特点能综合地反映环境质量状况具有连续监测的功能具有多功能性监测灵敏度高生态监测的基本要求一、生态监测的概念、特点和基本要求§9-1生态监测的概念和理论依据生态监测的基础——生命与环境的统一性和协同进化生态监测的可能性——生物适应的相对性污染生态监测的依据——生物的富集能力生态监测结果的可比性——生命具有共同特征二、生态监测的理论依据§9-2野外生态监测的基本方法1.指示生物及其基本特征指示生物指示生物即对环境中某些物质，包括污染物的作用或环境条件的改变能较敏感和快速地产生明显反应的生物，通过其所作的反应可了解环境的现状和变化。基本特征对干扰作用反应敏感且健康具有代表性对干扰作用的反应个体间的差异小、重现性高要具有多功能一、指示生物法§9-2野外生态监测的基本方法2.指示生物的选择方法生物敏感性的划分指示生物选择方法现场比较评比法栽培或饲养比较试验法人工熏气法浸蘸法一、指示生物法§9-2野外生态监测的基本方法3.指示生物的指示方式和指标症状指示指标指示生物的这类指标主要是通过肉眼或其它宏观方式可观察到的形态变化。生长势和产量评价指标对于植物而言，各类器官的生长状况观测值都可用来作指示指标。生理生化指标它比症状指标和生长指标更敏感和迅速，常在生物未出现可见症状之前就已有了生理生化方面的明显改变。行为学指标在污染水域的监测中，水生生物和鱼类的回避反应（avoidancereaction）也是监测水质的一种比较灵敏、简便的方法。一、指示生物法§9-2野外生态监测的基本方法4.指示植物在大气污染监测中的应用大气污染植物监测方法调查法植物群落监测法污染量指数法一、指示生物法§9-2野外生态监测的基本方法污水生物系统污水生物系统是1909年由科尔科威茨和马森提出，后又经许多学者不断完善的一种用于河流污染、尤其是有机污染的一种监测方法。这种方法的理论基础是，当河流受到污染后，在污染源下游的一段流程里会发生自净过程，即随着河水污染程度的逐渐减轻，生物的种类组成也随之发生变化，在不同河段将出现不同的物种。二、野外生态监测的基本方法§9-2野外生态监测的基本方法PFU（polyurethanefoamunit）法PFU法是指用聚氨酯泡沫塑料块采集水域中微型生物和测定其群集速度来监测和评价环境质量状况的一种方法。生物指数法生物指数（bioticindex）是指运用数学公式反映生物种群或群落结构的变化以评价环境质量的数值。二、野外生态监测的基本方法§9-2野外生态监测的基本方法群落和生态系统层次的其它监测指标以测定有生命成分的结构信息为基础的指数；以功能信息为基础的指数。这类指数主要是些生态效率指标，如P/R比率、PN/PG比率等；以结构与功能联合的信息为基础的指标。如转换率（turnoverration），像群落的生产速率与群落生物量的比值，即P/B比率等。二、野外生态监测的基本方法§9-2野外生态监测的基本方法水污染的生态监测监测方法：细菌在水污染生态监测中的作用浮游生物的指示作用大型底栖无脊椎动物在监测中的应用二、野外生态监测的基本方法§9-3生物测试生物测试（bioassay）生物测试又称生物测定或生物检试，是利用生物受到污染物质的毒害所产生的生理机能等变化测试污染状况的方法。生物测试方法静水式生物测试（staticbioassay）流水式生物测试一、生物测试及基本方法§9-3生物测试毒物和毒性试验的一般概念毒性试验（toxictest）：指人为地设置某种致毒方式使受试生物中毒，根据试验生物中毒反应确定毒物毒性的试验方法。毒物：指由某种方式进入生物体的化学物质，在其达到一定数量时，能扰乱或破坏生物的正常生理功能，引起暂时或持久的病症，甚至使生物死亡的物质。毒性试验中对生物的致毒方式主要采用的方法：一是接触致毒；二是口服致毒；三是人工直接感染法。急性毒物试验急性毒性试验是指在较短的时间内，通常为96小时或更短的时间，能引起试验动物死亡或剧烈损伤的一种试验方法。慢性毒物试验二、毒性试验§9-3生物测试微核技术微核技术是利用花粉母细胞减数分裂时四分体时期出现的微核率来指示环境污染的方法，其基本原理是：植物细胞分裂时染色体要进行复制，在复制过程中如果受到外界诱变因子的作用，就会产生一些游离染色体片断，形成包膜，变成大小不等的小球体，这就是微核（micronucleus，MCN）。染色单体交换测定技术鱼类细胞姊妹染色单体交换（SCE）测定技术是70年代发展的一种新技术。艾姆斯试验技术艾姆斯试验技术是利用经人工诱变了的微生物作为指示微生物的一监测方法。三、致突变和致癌物质的监测§9-4生态规划一、生态规划的概念二、生态规划的原则三、生态规划的内容四、生态规划的步骤五、生态规划的思想与发展六、生态规划的程序与方法七、实例分析§9-4生态规划环境规划环境规划也称环境保护规划，强调规划区域内大气水体、噪声及固废等环境质量的监测、评价和调控管理。生态规划强调运用生态系统整体优化观点，对规划区域内城乡生态系统的人工生态因子（如土地利用状况、产业布局状况、环境污染状况、人口密度和分布以及建筑、桥梁、道路、城市管线基础设施分布等）和自然生态因子（气候、水系、地形地貌、生物多样性、资源状况等）的动态变化过程和相互作用特征都应给予相当的重视，研究物质循环和能量流动的途径，进而提出资源合理开发利用，环境保护和生态建设的规划对策。其目的在于区域与城市生态系统的良性循环，保持人与自然、人与环境关系的持续共生，协调发展，追求社会的文明、经济的高效和生态环境的和谐。一、生态规划的概念§9-4生态规划二、生态规划的原则整体优化原则趋适开拓原则协调共生原则区域分异原则生态平衡原则高效和谐原则可待续发展原则§9-4生态规划三、生态规划的内容生态要素的调查与评价环境容量和生态适宜度分析评价指标体系的建立及规划目标的研究生态功能区划与土地利用布局环境保护规划人口适宜容量规划产业结构与布局调整规划园林绿地系统规划资源利用与保护规划生态规划管理对策§9-4生态规划国外生态规划的技术路线资源管理生态规划(F.Steiner,1960’s)：①确定规划目标→②资源数据清单和分析→③区域适宜度分析→④方案选择→⑤规划方案实施→⑥规划执行→⑦方案评价。McHarg生态规划法（I.L.McHarg,1969）：①确定规划范围和规划目标→②广泛搜集规划区域的自然与人文资料（包括地理、地质、气候、土壤、野生动物、自然景观、土地利用、人口、交通、文化、人的价值观调查），并分别描绘在地图上→③根据规划目标综合分析，提取在第二步所收集的资料→④对各主要因素及各种资源开发（利用）方式进行适宜度分析，确定适应性等级→⑤综合适应性图的建立。四、生态规划的步骤§9-4生态规划国内生态规划的技术路线四、生态规划的步骤规划、环保业务部门规划设计、筹备阶段政府决策部门气象水文地形地貌土地利用人口分布资源利用环境污染园林绿化生态要素调查、评价、预测规划设计阶段规划目标(社会、经济、生态)规划对策(生态功能区划、环保规划工程措施、绿地系统规划、生态与环境管理措施)评审阶段→实施阶段§9-4生态规划五、生态规划的思想与发展六、生态规划的程序与方法七、实例分析1.生态规划与设计思想的产生生态规划的先驱Marsh,Gedde与Powell分别从生态规划的指导思想、方法以及规划的实施途径的开创性工作，为后来生态规划的理论和实践的发展奠定了基础。正是他们的工作，标志着生态规划的产生和形成。在其1864年出版的《ManandNaturePhysicalGeographyasModifiedbyHumanAction》著作中，首次提出合理地规划人类活动，使之与自然协调，而不是破坏自然，并呼吁Designwithnatureratherthanagainsttheenvironment.Marsh的这个规划原则，直至仍是生态规划的一个重要思想基础。Powell(1879)在他的(ReportontheLandsoftheAridRegionoftheUnitedStates)中指出:“恢复这些土地(指不适当耕作而导致的沙化地与废弃地)需要广泛而且综合的规划”，规划“不仅要考虑工程问题及方法，还应考虑土地自身的特征”。Powell给国会的报告中，“强调要求制定一种土地与水资源利用政策，并要求选择能适应干旱、半干旱地区的一种新的土地利用方式，新的管理机制及新的生活方式”。powell无疑是最早呼吁通过立法与政策促进与生态条件相适应的发展规划的人之一。Geddes在《CitiesinEvolution》一书中，从人与环境的关系出发，系统地研究了决定现代城市成长与变化的动力。他认为他的目标是将自然引入城市，强调在规划过程中，通过充分认识与了解自然环境条件，根据自然的潜力与制约，制定与自然和谐的规划方案。PatrickGeddes，不仅是一位著名的生物学家，而且还是人类生态学的奠基人，传统区域与城市规划的先驱思想家之一，他创立的城市与区域规划程序:调查一分析一规划方案的建立，一直为规划者视为经典程序。五、思想与发展2.20世纪初生态规划的发展此时，生态学自身已完成其“独立”过程，生态学思想也更广泛地向社会学、城市与区域规划以及其它应用学科渗透。1.理论上这个时期人们开始认识到动植物的美学价值与功能价值，以及保护自然景观对城市发展与城市生活的重要性。Howard的田园城市运动对城市与区域规划以及McHarg等生态规划工作均产生了深远的影响。美国区域规划协会于1923年成立，其主要成员包括:BentonMackaye,LewisMumford,ClarenceStein,HenryWright及CatherineBauer等，尤其Mackaye与Mumford强烈支持以生态学为基础的区域规划。AldoLeopold在他著名的有关土地利用的著作中，机智而深思熟虑地探讨了将生态学方法应用于规划之中的问题。Howard在其《明日的田园城市》中的图解是这样描述田园城市的“具有自然美、富于社会机遇，接近田野公园，有充裕的工作可做，高工资、低租金、低税收、低物价，没有繁重的劳动，企业有足够的发展场所，资金周转快，洁净的空气与水，明亮的住宅和花园，无烟尘，无贫民窟，自由协作，Mackaye曾巧妙地将区域规划与生态学联系起来，他将区域规划定义为:“在一定区域范围内，为了优化人类活动，改善生活条件，而重新配置物质基础的过程，包括对区域的生产、生活设施、资源、人口以及其它可能的各种人类活动的综合安排与排序”。他指出“生态学反应与条件规定与制约着所有依赖于土地的企事业，无论是经济的，还是文化的’。在这里Leopold首先注意到自然生态过程对人类活动的相互关系。同时，还指出:运用生态学理论与方法意味追求“广泛与土地共生”，适当的规划意味着向“人与土地和谐相处的状态努力，通过土地与地球上所有的东西(生物)和谐共处’，还警告“人与土地的相互作用是极其重要的，不可抱侥幸心理，而必须通过十分仔细地规划与管理”。五、思想与发展2.20世纪初生态规划的发展2.在实践中在生态规划的先驱思想家们从理论、方法上构筑生态规划的同时，生态规划的实践已悄然开展起来了，并在规划实践中丰富与发展了生态规划的理论与方法。规划师们开始有意识地协调处理自然景观、自然过程与人工环境的关系，如Olmsted与Voux1878年设计的BostonBackBay与MuttyRiverCleveland,1888年设计的Minneapolis和St.Paul的公园，Eliot1893年的Boston综合规划及Jensen在1920年对SouthChicago的规划。田纳西流域的综合规划与实施将二次世界大战前的生态规划推向高潮。田纳西流域规划称为“国家级的规划”，这个方案充分地认识到作为基