第一章祁连山生态系统安全与适应性管理理论基础
祁连山地处青藏高原东北部，生态系统多种多样，并具备保持水土、调节气候、保护物种多样性、涵养水源等多重功能。然而，近几十年来，在全球气候变化以及人类对生态系统不合理经营的相互影响下，祁连山生态系统安全问题日益突出，祁连山生态系统管理者正面临着愈发复杂的形势与挑战，保障生态系统安全的工作任务比以往任何时候都更加紧迫。良好的生态系统管理模式将社会经济发展目标、可持续发展观与生态系统安全结合，适应性管理就是在这一过程中指导生态系统管理者的工作模式，具备着广阔的前景。到目前为止，适应性管理在专业领域内被广泛认同并不断开发，逐渐演变为一种顺应自然、持久且有效的保护生态系统安全的方法。
1.1 生态系统安全理论基础
1.1.1
生态系统
1.定义
生态系统是指在自然界一定的空间内，生物与环境构成的统一整体，在这个统一整体中，生物与环境之间相互影响、相互制约，并在一定时期内处于相对稳定的动态平衡状态。生态系统是开放系统，为了维系自身的稳定，生态系统需要不断输入能量，否则就有崩溃的危险；许多基础物质在生态系统中不断循环，其中碳循环与全球温室效应密切相关。生态系统是生态学领域的一个主要结构和功能单位，属于生态学研究的最高层次。
2.特点
生态系统的动态平衡系统由生物群落及其生存环境共同组成。生物群落由存在于自然界一定范围或区域内并互相依存的一定种类的动物、植物、微生物组成。生物群落内不同生物种群的生存环境包括非生物环境和生物环境。非生物环境又称无机环境、物理环境，如各种化学物质、气候因素等；生物环境又称有机环境，如不同种群的生物。生物群落同其生存环境之间以及生物群落内不同种群生物之间不断进行着物质交换和能量流动，处于互相作用和互相影响的动态平衡之中。
生态系统的范围可大可小，相互交错，太阳系就是一个生态系统，太阳就像一台发动机，源源不断地给太阳系提供能量。
生态系统各要素之间最本质的联系是通过营养来实现的，食物链和食物网构成了物种间的营养关系。
生态系统类型众多，一般可分为自然生态系统和人工生态系统。自然生态系统还可进一步分为水域生态系统和陆地生态系统；人工生态系统则可以分为农田、城市等生态系统。地球上最大的生态系统是生物圈；最为复杂的生态系统是热带雨林生态系统，人类生活在以城市和农田为主的人工生态系统中。
1.1.2
生态系统安全
1.定义
生态系统安全是指自然和半自然生态系统的安全，即生态系统整体性和健康水平的反映，包括自然生态系统、人工生态系统和自然与人工复合生态系统（肖笃宁等，2002）。生态系统安全从研究尺度可分为全球性生态系统安全、区域性生态系统安全和微观性生态系统安全等层次。从生态学视角看，一个安全的生态系统需要具有一定的弹性，即在一定的时间和尺度下能恢复其原始状态或保持当前状态。生态系统安全的本质是自然资源在社会经济、人口和生态环境三个约束条件下得到有序、协调、稳定和永续的利用。
2.特点
（1）生态系统安全的整体性：随着全球性气候变化和人类活动，生态系统功能破坏和退化已不仅仅是小范围的，而是带有区域性、国际性乃至全球性的生态系统安全问题。任何生态系统的破坏都有可能影响全球大环境的整体生存条件。
（2）生态系统安全的综合性：在当下全球错综复杂的社会 –经济–生态系统之中，自然因素和社会因素的相互影响使生态系统安全的综合性凸显无遗。
（3）生态系统安全的区域性：由于不同区域研究重点不同，选取的对象不同，生态系统安全问题的研究结果、表现形式也不同。
（4）生态系统安全的动态性：一个生态系统的安全驱动因子一般较多，有时一个驱动因子的变化会影响整个生态系统，但大多数情况下，是两个或多个驱动因子相互叠加影响生态系统，且这些驱动因子具有不确定性，不断变化，导致生态系统也随之变化。
（5）生态系统安全的战略性：生态系统的严重破坏已经威胁到人类的生存和发展，只有维持生态系统安全，才能实现经济和社会的可持续发展。在当今世界，生态系统安全已经是各个国家优先关注的大事，具有重要的战略意义。
（6）生态系统安全破坏的不可逆性：生态系统安全具有一定的弹性，在受到人为或自然因素干扰后具有恢复其原始状态或保持当前状态的能力。但当干扰超过弹性阈值时，生态系统遭受到的破坏就是不可逆的。
（7）生态系统安全管理的公众参与性：生态环境问题的产生主要是人为的，是人类一些不恰当的活动破坏了生存环境，因此这就需要人类自己来解决这些问题。公众参与包括国际、国家、政府、个人等多个方面。
（8）生态系统安全的长远性：良好的生态系统安全是人类生存和社会发展所必需的，从可持续发展的科学角度来看，人类要长久发展就必须保护生态系统的可持续性，其中就包括持续有效地保障保护生态系统安全。
3.典型案例
生态系统是生态环境的基本组成部分，各个类型的生态系统只有平衡稳定，才能为人类生存发展提供更加充足可靠的生产生活资料，实现人与自然之间绿色健康的永续共存。
1）以河南省济源市生态安全为例（陈丹等，2018）河南省济源市在地形上位于第二级阶梯向第三级阶梯过渡的地带，以山地、丘陵地貌为主。济源市共有森林、湿地、农田和城市四大生态系统，其中森林生态系统和湿地生态系统是济源市最重要的生态本底及资源特色。
随着工业化、城镇化进程的加快，济源市增加的大量人口涌向中东部平原地区，经济利益的驱动导致城市土地资源利用严重失衡，而生态系统保护措施的落实进度又落后于生态恶化的冲击：中东部城市开发建设力度空前加大，引发了森林资源分布不均衡进一步加重、耕地减少、水质恶化等问题；丘陵及山区矿藏资源开采遍地开花，生态破坏严重，恢复难度大；黄河湿地国家最自然保护区以外湿地资源保护缺乏系统性，地下水资源逐年减少；城市绿化特色欠缺，绿地布局不合理；各生态系统之间发展不平衡等。
随着城乡居民生活水平的提高，人们对和谐生态环境的需求明显提高。因此，在新时代背景下，保护与建设合理的生态结构、优质高效的生态系统，提高生态承载能力和拓展城市生态环境容量，修复和重构济源市生态安全格局，成为实现济源市绿色 GDP增长、城市可持续发展的迫切需要。
由于诸多历史原因和生态系统遭到破坏，曾经的济水在济源市境内已经踪迹寥寥，但“济水”的“魂”与“形”深深地印刻在济源市的土地上，济源市以“济水”复兴为立足点，展开了济源市生态系统保护与建设。“水”的千百年兴衰只是生态环境的表象之一，其内在是生态系统安全的重要体现。因此，济源市着眼于“水”所依存的综合生态环境，以四大生态系统为载体，采取综合保护与建设措施，使全市生态环境得到明显改善，构筑起以“北屏绿太行、南伴黄河水”为骨架的综合生态安全屏障。此外，济源市还通过实施引水、水系连通、水质治理等工程技术措施，恢复济水在济源市范围内的水质、水流、水量，使因水生城的济源市
重拾昔日人与自然和谐共生的风采。
2）以福建沿海城市生态安全为例（林福柏，2009）在自然生态安全方面：随着福建沿海城市化进程的不断发展和产业经济规模的不断扩大，人口密度逐年增大，生态环境保护方面制度的不完善和防治设施的不足，使得城市环境质量出现下降趋势，水资源安全、空气质量、固体废物和生活垃圾污染及城市热岛效应等问题出现的危害性逐渐加重，制约城市可持续发展和生态安全。同时，由于近年来城市城区水域面积不断缩小和污染严重，包括内河、湖塘等在内的城市湿地在城市生态系统中的生态调节功能遭到严重削弱。此外，生物技术环境安全也已对福建的生物多样性和人体健康形成威胁。例如，有些生物技术及其产品在无规范的安全性评估审查情况下已经进入市场和环境，给生态环境和人类健康带来了不可估量的潜在危害，一些不明身份的微生物菌剂在生活垃圾处理、河道污染治理等环境中应用，已经产生了不良影响。
在社会生态安全方面：福建沿海城市的企业多为外向型，当地原材料、能源等供给不能满足日益增长的生产发展需要，只能依靠外部的输入来平衡；而产品多销往国内外其他地区，外部的消费需求起到关键作用，这就造成福建沿海城市经济发展的不稳定性。一旦出现外部条件的恶化，就会对城市经济系统带来冲击，从而影响城市生态安全。同时，饲料添加剂、农药、化肥对食品的污染，特别是转基因食品对人类健康影响的未知也都极大地影响食品安全乃至生态安全与经济安全。
4.保障生态系统安全的意义
人类所有的包括政治、经济、文化在内的活动都必须依托于所栖息的生态环境，生态系统为人类提供了必不可少的生存环境和从事各种活动所必需的最基本的物质资源（肖笃宁等，2002）。良好的生态系统为人类提供着多样且丰富的生态系统服务：湿地生态系统向社会提供调节气候变化、净化水质、保证水资源供给、物种栖息地等主要服务，被人们广泛看作“物种基因库”和“生物超市”（张素珍等，2005）；农田生态系统提供粮食供给、固碳释氧、气体净化等服务，其中粮食供给是其主要的功能（李帅和任奚娴，2019）；森林生态系统作为地球上复杂且具有多物种、多功能的生态系统，提供大气环境净化、固碳释氧、林木营养物质积累、涵养水源、土壤保肥、水土保持等服务功能（王效科等，2019）。生态系统安全是生态系统提供生态服务的前提，是民生福祉的根本。没有生态的安全就没有经济的发展和政治的稳固，生态安全深刻影响着经济安全、政治安全、文化安全、社会安全与军事安全，是“最大的安全”（凤启龙，2022）。
在全球性气候变化和人类活动的影响下，生态系统安全面临着巨大威胁。联合国《千年生态系统评估报告》指出，全球约60%的生态系统服务呈现退化趋势，这严重影响了人类福祉，直接威胁到生态系统的可持续发展。生态系统安全具有一定的弹性，当干扰超过弹性阈值时，生态系统遭受到的破坏就是不可逆的，这时生态系统服务功能将会减弱甚至消失，对人类生存与发展带来严重威胁。
1.2适应性管理理论基础
1.2.1
适应性管理
1.定义
适应性管理在自然资源管理中的运用最早可追溯到 20世纪60年代，最初是用来进行渔场管理。1978年，霍林（Holling）将适应性管理作为术语正式定下来。随后适应性管理在众多学者的完善下，其思想逐步形成并在生态管理、自然资源管理和教育等领域得到普遍应用。由于适应性管理应用广泛，且研究者认知与研究背景不同，适应性管理的含义也不尽相同，表1-1列举了国内外部分学者定义的适应性管理。适应性管理具有应对不确定性的优势，众多学者将适应性管理的理念引入生态系统的管理当中，以此来应对生态系统的复杂性和生态系统管理中存在的诸多不确定性，从而更好地进行生态系统的管理。叶功富等（2015）在全球气候变化的背景下，提出了森林生态系统适应性管理的概念，将适应性管理相对细致地施用到生态系统管理中。在气候变化、地形因素和冻融等自然因素和过度放牧、草地不合理利用、修路、采矿和药材采集等人为因素的影响下，为缓解和治理青藏高原草地退化，实现高寒草地的可持续利用，孙建等（2019）提出了青藏高原高寒草地生态系统的适应性管理。本书认为，适应性管理是一个旨在管理复杂和动态的社会生态系统的框架，其中决策遵循结构化和迭代过程，通过监控和评估管理行为来减少不确定性。该方法旨在促进从管理成果中学习，从而促进对所管理的社会生态系统的学习，并应用获得的新知识调整先前既定的目标和采取的行动，达到迭代过程重新启动的地步，实现一个持续管理改进的周期。虽然众多学者用“适应性管理”这一术语来描述各种包含边学边做意思的方法，但以下几种情况需要注意：第一，适应性管理并不是一个“试错”尝试，而是一个在实践中强调“边做边学”，通过已有数据和监测建立模型对所解决问题的几种方案进行预测，从中找出最优管理方案的过程；第二，适应性管理不能与解决冲突相混淆，解决冲突侧重于在相互竞争的利益之间进行权衡；第三，完全采取专家意见和建议来进行决策的管理方法也不是适应性管理；
