第三节 环境容纳量与种资源的合理利用
一、环境容纳量
在自然条件下,种群在早期发展阶段常常表现为指数型增长。随着种群数量的增长和资源的消耗,资源与环境相对于种群增长的需求变得越来越有限,种群指数增长受到越来越严格的限制,最终种群数量维持在合理的环境容纳量范围内,这样才能维持长期的稳定和繁荣。所以,种群在有限环境中的有限增长才是自然界中普遍存在的生态现象,环境容纳量就是体现生物生存环境限制的重要指标,也昭示着生态系统生产力的自然极限。
环境容纳量的实质是有限环境中的有限增长。在一个处于平衡状态的自然生态系统中,种群的数量在一定水平上下波动,这个平均水平就是所谓的合理的环境容纳量。种群数量大于合理的环境容纳量时,资源压力增大(如食物、配偶、栖息地等),资源的数量、质量降低,天敌和疾病等因素的抑制作用增强,种群数量回落;当种群数量小于合理的环境容纳量时,资源压力降低、资源状况得到改善,天敌和疾病等因素的抑制作用减弱,种群数量回升。 通过种群调节,种群数量可以保持在一个合理的范围内。
针对不同的研究领域,环境容纳量的内涵也有所不同,如在草地畜牧业中又称为载畜量,城市生态学电称为城市收容力,资源利用史称为环境负荷量,即指在一定条件下,环境所能承受的最大种群数。 因为环境空间和食物等资源是有限的,所以在一定的环境下,种群不能无限制地增长。 当种群数接近环境容纳量时,环境阻力加大,种群增长速度变慢,直全达到最终稳定。
环境容纳量受环境中的非生物因子和生物因子的影响。 非生物因子包括气候条件、栖息地的地理结构、食物供应量等。生物因子中该生物的天敌对其环境容纳量也是重要的限制因子。
从逻辑斯谛方程可以看出,每一种种群的增长都会受到自身环境容纳量的限制,由此可见,在资源有限增长的客观趋势下,人类对它们的利用就要按照自然增长的规律约束自己的经济活动行为,人类对自然的索取不能超出这个限制,要给它们留下延续后代的资本,否则就会造成物种的衰退、灭绝,人类生存所依赖的物种资源没有了,人类的生存也就出现危机了。
逻辑斯谛方程中的K值表示环境容纳量,这个数值受到很多因素的影响,不同物种的K值不同,这个数值同样也受到环境因素的影响,同一个物种在不同环境条件下的K值也会有变化。
环境容纳量既然是环境对生物制约的具体体现,那么只要生物或环境因素发生变化,环境容纳量也就会发生相应的变化。 它是环境资源状况(数量、质量、分布和波动等)、生物对资源的利用状况(数量、形式、效率和波动等)以及生态调节机制(种内、种间关系等)等共同作用的结果。 也就是说,环境容纳量是一个动态的变量。
地球生态系统是一个由有限资源构成的有限的环境。一方面,人口数量的过度增长以及资源消费不合理的人为拉动,不断挑战地球生态系统的环境容纳量;另一方面,资源的不合理利用、环境污染的不断积累、森林砍伐、耕地减少、水土流失、土地荒漠化、生物资源的衰退、海平面上升和酸雨等,又在不断地压缩地球生态系统的环境容纳量。 这两种矛盾尖锐而剧烈。
人类对资源的利用强度要依据资源的环境容纳量原则,这就是物种和谐共地球是一个物质有限、能源有限、空间有限、综合容纳量有限的环境,所以,人类必须以有限的人口、经济与社会规模来适应这种限制,才能真正实现可持续发展。
二、种群资源的合理利用
生物资源开发的目标是获得最大可持续产量。 在对野生动植物资源的合理开发和利用方面,一般将种群的数量控制在环境容纳量的一半,即K/2值,此时柙群增长速度最快,可提供的资源数量也最多,而又不影响资源的再生,这就是通业、狩猎业、林亚等行业理论上常用的“K/2捕获策略”。当种群数量大于K/2时,种群的增长速度将开始下降。 当过度猎取导致种群数量小于 K/2时,种群时增长速度也将减慢,获取的资源数量将减少,而且还会影响资源的再生。
合理的利用种群资源是自然伦理观的具体实践。 人类生存问题的根源在于资源的有限性,如何合理地配置和利用有限的资源是人类社会发展能否可持乡的问题。随着经济社会的持续快速发展,能源严重紧缺、资源供应不足、环境庶力加大,这已成为和谐社会建设的重要制约因素。
如何保障资源的可持续利用,促进环境的可持续维护,确保经济社会的可拱续发展,需要重新审视人与自然的关系,要促进人与自然的和谐发展,必然要求资源环境保护与社会发展和谐统一。
种群资源是一种可更新、可再生的资源,我们以合理利用与保护植物资源为例。植物资源不仅是人类衣、食、住、行的必需物质,而且构成了人类生存的环境,维持着生态系统的平衡。 如果人们合理采收,就可以永续利用;反之,如果不注意保护,进行掠夺式的采收利用,就会使资源迅速枯竭,生态系统失去平衡,导致人类生存环境迅速恶化。 因此,对待植物资源,既要充分合理利用,以满足社会生产、生活的需要,又要注意保护,使其正常生存发展所形成的生态环境不被破坏,也就是为了利用。
在利用植物资源时,首先要考虑它们的恢复能力,决不能“竭泽而渔”或“杀鸡取卵”。植物资源恢复能力的基础是植物的再生能力,当我们从野生植物上采收根、树皮、枝条或者采收一棵棵草本植物时,应考虑这些被采收的部分,在来年或二三年内是否能再生出来。 因为,植物的再生能力是我们利用强度的主要依据。 例如,草地资源能否永续地、不断地提高生产潜力,就要看能否合理地利用草地资源。 为了能够合理地利用草地资源,生产第一线的牧民和管理人员提出了很好的措施,如季节性休牧等利用模式。
当保护一种资源植物的恢复能力时,除了考虑这种植物本身的再生能力外,还应该考虑它在生长环境中与其他植物之间所构成的生态关系以及资源植物本身各构件之间的关联。 例如,有时要采收花朵,有时要采收果实,在采收过程中,一定要尽量减轻对整株的伤害,使植物能够很快再生,这样才能使来年的产量不致受到太大的影响。各种资源植物之间、构件之间存在着种种联系,我们必须从群落学观点全面考虑,不可只从一种资源植物上寻找解决办法。
环境容纳量也可以称为生态阈值)是指某一环境区域内对人类活动造成的影响的最大容纳量、大气、土地、动植物等都有承受污染物的最高限制。生态系统虽然具有自我调节能力,但只能在一定范围内、一定条件下起作用,如果干扰大,超出了生态系统本身的调节能力,生态平衡就会被破坏,这个临界限度就被称为生态阈值(赵慧霞2007)。因此,阈值又叫做临界值,是指某一事件或过程在影响因素或环境条件达到一定程度(阈值)时,突然进人另一种状态的情形。
生态阈值取决于环境的质量和生物的数量。在阈限内,生态系统能承受一定程度的外界压力和冲击,具有一定程度的自我调节能力。超过阈限,自我调节不再起作用,系统也就难以回到原初的生态平衡状态。 生态阈值的大小取决于生态系统的成熟程度。 生态系统越成熟,它的种类组成越多,营养结构越复杂,稳定性越大,对外界压力或冲击的抵抗能力也越大,即阈值高;相反一个简单的人工生态系统,则阈值低。 当外界干扰远远超过了生态阈值,生态系统的自我调节能力已不能抵御,从而不能恢复到原初状态时,则称为“生态失调”。生态失调的基本标志可以从生态系统的结构和功能两个方面的水平上表现出来,诸如一个或几个组分缺损、生产者或消费者种群结构变化、能量流动受阻、食物链中断等。
从生存与发展的辩证关系来看,在一定限度内,发展是对生存的完善和促进,但超过这一限度,发展反过来构成了对生存的威胁。
重要中、英文词汇
环境容纳量(environmental capacity)
最大可持续产量(maximum sustained yield)