閾是“門檻”、“界限”之意。閾值（threshold）[1]是指有某種或多種相互作用的負反饋機制存在于系統的各個組成部分之間，這種負反饋機制在系統出現一定幅度的偏離時會抑制其繼續發展，并進行反向調節，使系統重新回到平衡狀態。但是負反饋機制在系統偏離幅度過大時會失去作用，最終系統將走向失衡和崩潰。導致負反饋機制失去作用的幅度就是系統的閾值。不同生態系統中也存在著生態閾值現象，不同的學者已對濕地、森林、草原、海洋等生態系統進行廣泛研究，該文結合國內外文獻，闡述在相應領域的不同應用，總結常用的生態閾值研究方法，并對該研究的發展方向進行展望和總結。

1生態閾值的概念

20世紀70年代，Robert[2]首次提出生態閾值的概念，指出生態系統的特性、功能等具有多個穩定態，穩定態之間存在“閾值和斷點”。目前，國內外文獻對生態閾值的概念描述不同，定義尚未統一。Friedel[3]認為生態閾值是生態系統2種不同的狀態在時間和空間上的界限（boundaries）。柳新偉等[4]認為，生態閾值是生態系統在改變為另一個退化（或進化）系統前所能承受的干擾限度。但目前公認的生態閾值的定義為當生態因子擾動接近生態閾值時，生態系統的結構功能或過程會發生不同狀態間的躍變[5]。

2研究生態閾值的意義

生態閾值在實際研究中較多地應用于生態安全的評價中，同時對于實踐管理和政策調控也有重要的指導價值[6]。全球氣候因CO2等溫室氣體的大量排放而發生急劇變化，各國、各地區、各行業應制訂相應政策限制溫室氣體的排放量，這就使得生態系統響應氣候變化的生態閾值研究具有重要意義[7]。趙陽[8]從多個角度闡釋了生態閾值研究對環境監測的意義，認為環境管理過程中掌握生態閾值信息對把握解決問題的時機意義重大。

3生態閾值在不同領域的研究與應用

隨著生態閾值理論研究的不斷發展，在環境監測[8]、生態系統可持續管理[9-11]、發展區域經濟乃至全球氣候變暖預防[8，12-14]等方面，生態閾值的作用越來越受到人們的重視。不同生態系統、不同尺度對不同生態因子都存在著生態閾值問題，下面將分類進行討論和闡述。

3.1生態閾值在不同生態系統中的應用

3.1.1自然生態系統的整體研究。針對自然生態系統，主要是氣候變化特別是全球變暖對生態系統的影響研究。當氣候變化幅度過大、短期干擾過強、脅迫時間過長時，超出了生態系統本身的調節和修復能力，生態系統的結構功能和穩定性就會遭到破壞，造成不可逆轉的演替，這個臨界限度稱為氣候變化對生態系統影響的生態閾值[9]。李克讓等[15]認為由于脅迫因子極為復雜，再加上多種因子間的相互作用和制約，該類閾值是極端復雜的科學問題，不可能簡單地用一個溫度增暖的數值或溫室氣體排放總量的上限來確定。

3.1.2濕地生態系統。劉振乾等[9]利用系統動力學原理和方法對沼澤濕地蓄水量進行動態仿真，計算沼澤的安全閾值，即維持沼澤濕地生態系統穩定的面積限度，同時指出從不同功能價值角度考慮會得出不同的安全閾值。周林飛等[10]利用數理統計中的頻率直方圖，分析扎龍濕地長序列的水面面積數據，根據其出現的高低頻率，尋求濕地的理想、中等、最小生態水面面積，得到濕地生態環境需水量的安全閾值。張家瑞等[11]利用回歸模型分析法分析水體富營養化閾值，分別建立了水質指標與葉綠素α的多元線性關系式，根據因變量的臨界值確定了有關自變量的水華暴發閾值。

3.1.3森林草地生態系統。李和平等[16]應用目標規劃法建立區域性“水—草—畜”系統平衡優化決策數學模型，定量化分析研究毛烏素沙地典型牧區的水草資源承載力和相關技術經濟指標，提出研究區草地生態系統管理的閾值水平。在蟲害防治領域，駱有慶等[17]針對不同林種的經營目標，首次提出了防護林生態閾值的概念，通過回歸統計分析，對各病蟲害因素與合作楊枯梢程度進行一元線性回歸分，以一定的可靠性得到了相應指標的變化區間，即生態安閾值。劉艷等[18]對國內外有關害蟲防治經濟閾值和生態閾值的概念及理論進行概述整理，全面總結我國在草地蝗蟲防治經濟閾值與生態閾值方面的研究進展，分析了2個閾值在實際應用中的關系。在林火防治方面，我國于2008年成功發射了具有新型傳感器特性的災害監測預報小衛星，劉良明等[19]針對這種衛星的新特性，提出了一種時空動態閾值火點檢測算法，克服了傳統固定閾值的森林火災火點遙感檢測算法因時空環境變化而導致的漏檢誤檢問題，具有時空自適應性。

3.1.4海洋生態系統。穆景利等[20]重點綜述了當前各種污染物海洋環境效應閾值（PNEC）的推導方法，對各方法的原理、應用范圍、計算公式和毒性數據要求等內容進行詳細介紹；認為在數據推導技術方面越來越多的統計模型或方法被嘗試和應用，已由簡單的評價因子法趨向多種統計方法相結合。

3.2生態閾值在不同研究尺度中的應用

在景觀尺度上，張艷芳[21]首先采用景觀聚類的方法，按主要景觀格局指標和景觀壓力指數對不同的景觀柵格單元進行聚類，然后定性分析聚類結果，形成生態安全定性評價序列，結合生態安全指數做出生態安全的散點圖，根據散點圖的拐點確定生態安全閾值。生境的破碎化和孤島化是生物多樣性的一個重要威脅，也是導致物種不斷減少甚至滅絕的重要原因。劉常富等[22]研究了景觀連接度距離閾值，認為200m的距離閾值可很好地找到造成當前景觀連接度薄弱的區域，為有效增加景觀連接度提供了解決思路，從而有效保護生物多樣性。

在區域尺度上，對生態環境狀況進行評價時，要根據國家和地方的生態建設標準和要求界定生態指標標準值，并在全區域內進行應用[23]。但是李曉燕等[24]認為這不能較好地反映區域生態狀況的差異性。岳天祥[25]根據超嫡產生的基本原理討論了K型增長種群的穩定區域，該方法為生態系統穩定性研究提供了新的途徑。李曉燕等[24]借鑒該方法進行生態環境過程中關鍵閾值的確定。進一步從擾動因子來看，在人類活動方面，李晶等[26]在生態服務價值研究的基礎上，根據陜北黃土高原的特點，利用回歸模型法，通過對人口壓力和生態服務價值做回歸分析，再計算生態服務價值隨人口壓力增長的拐點，得到生態安全閾值。在物種個體研究尺度上，王翠玲等[27]建立了玉米干旱災害動態風險評價指標體系及模型，通過選取典型干旱案例年，運用最優分割理論在綜合考慮玉米產量損失的基礎上確定了玉米不同生長階段的干旱災害風險閾值。