一、穩定碳同位素分析方法

目前常用的穩定碳同位素測定方法有：質譜法、核磁共振法和光譜法，其中質譜法是穩定同位素分析中最通用、最精確的方法。穩定同位素質譜分析法是先使樣品中的分子或原子電離，形成各同位素的相似離子，然后在電場、磁場的作用下，使不同質量與電荷之比的離子流分開進行檢測。穩定同位素質譜儀不僅能用于氣體，也可用于固體的研究，能用于幾乎所有元素的穩定同位素分析。近年來，隨著生物地球化學元素循環研究的發展，借助同位素質譜（EA－IRMS），多用途氣體制備及導入裝置－同位素質譜（GasBenchII－IRMS）及痕量氣體預濃縮裝置－同位素質譜（PreCon－IRMS）聯用技術的興起，碳穩定同位素的研究有了更快的發展。穩定同位素質譜儀測定同位素比率大致分3個步驟（見圖2）：（1）樣品的收集、制備和前處理；（2）將材料轉化成具有所測元素的純氣體，（3）進入質譜儀檢測。

一般樣品通過前處理后，同位素質譜聯用裝置可以完成后續的氣體轉化和測定。通常，穩定同位素質譜儀在計算機輔助下直接給出同位素比值，更先進的儀器已可以進行自動化分析，如美國熱電公司的Thermosci－entificMAT253，德國元素公司的Isoprime100穩定同位素質譜儀等。植物和土壤等固體樣品，在進行同位素質譜分析之前必須進行干燥、粉碎、稱量等處理。如果采集的土壤樣品中含有無機碳，在干燥前應該進行酸處理。制備好的樣品稱量后通過固體自動進樣器送入到元素分析儀－同位素質譜（EA－IRMS）進行碳氮同位素測定。測定土壤樣品中碳酸鹽δ13C的樣品稱量后放入樣品管，置于GasBenchII儀的恒溫樣品盤中通過酸泵滴加100％磷酸，生成的CO2氣體通過氣體自動進樣器送到同位素質譜進行碳同位素測定。

液體樣品包括土壤DOC和微生物生物量碳（MBC）等浸提液在進行同位素質譜分析之前要進行分離轉化、冷凍干燥等前處理。其中土壤DOC和微生物MBC按照參考文獻方法用0．05mol／LK2SO4溶液提取，浸提液經冷凍離心濃縮或者凍干機干燥獲得的粉末稱量后通過固體自動進樣器送入到元素分析儀－同位素質譜（EA－IRMS）進行碳氮同位素測定。氣體樣品包括空氣和培養富集氣體，用已抽真空的頂空樣品瓶采集，其中CO2氣樣需采集20～30mL，樣品中的碳同位素比值可直接通過多用途氣體制備及導入裝置－同位素質譜聯用儀（GasbenchII－MS）測定。對于空氣中的CH4需采集100～150mL，樣品中的C同位素比值可通過帶有全自動氣體預濃縮裝置－同位素質譜聯用儀（如，美國熱電公司的PreCon－IRMS）測定。

二、穩定同位素技術應用

土壤是地球表層最為重要的碳庫也是溫室氣體的源或匯，但對關鍵過程及其源或匯的研究卻十分有限。隨著全球變化趨勢的日趨明顯，農田生態系統在碳素的吸收、轉移、貯存和釋放過程中所起的作用越來越受到人們的關注。農田土壤碳的動態變化和循環特征及其微生物驅動機理研究，成為當今生態學、生物地球化學和環境科學研究的共同熱點。

1.穩定同位素技術與Keeling曲線法

一、課堂生態系統的內涵

在一定時間、空間條件下，與課堂教學實踐存在相互關系的要素之間以及要素與外部環境之間，形成的互相影響的復雜系統稱為課堂生態系統。其中，要素間因相互依存、相互作用而產生一種鏈狀結構，這就是課堂生態鏈；要素與外部環境間因相互影響而產生的關系網絡，這就是課堂生態網。課堂生態網的正常運行離不開課堂生態鏈的完美運作。不同類型的課堂生態系統，擁有不一樣的課堂生態鏈。由于其教學目的的不同，即使是相同的課堂生態系統，其課堂生態鏈也會發生變化。

二、課堂生態系統的特征

（一）整體性

組成課堂生態系統的主體是學生和老師，他們擁有不一樣的生活背景、知識水平以及認知能力，是相互聯系的獨立個體。組成課堂生態系統的其他要素，具有不一樣的時空位置、結構功能、屬性，是相互影響的獨立存在。他們之間的相互聯系、相互影響，共同構成了一個有機整體———課堂生態系統。

（二）動態開放性

學生和老師是有生命活力的動態個體，為了滿足其自身的需求而不斷向前發展。因而由他們構成的課堂生態系統，與自然界的其他生態系統一樣，處于相對穩定的狀態，具有動態開放性。

1信息生態環境下的企業生態系統

1.1信息生態的內涵

信息生態學是信息科學與生態學交叉融合形成的一門交叉性學科，構成其理論的基礎是生態學與信息科學理論基礎的總和。由于信息科學的范圍過于寬泛，信息生態這一理論的提出為其提供了一個理論框架。生態學系統的研究對象為多種生態要素在復雜的動態時空中發生極其復雜關聯的生態系統。信息生態問題是人們在信息時代面臨的一個重要且跨越多學科領域的復雜問題，越來越多的學者開始關注并積極投身信息生態的研究中，其研究內容涵蓋信息生態系統、信息生態環境、信息生態平衡、信息生態危機、和諧信息社會等多主題，呈現出多級分層和不斷演化的形態。目前學者們對信息生態學的研究包括對它的學科范圍進行研究，以及對其中的關鍵要素的研究，例如：信息生態圈、信息生態鏈、信息生態位、信息生態系統以及信息生態因子、信息生態系統的演化規律等。信息生態系統是信息生態學的主要研究對象。信息生態具有多樣性的特點，每個信息因子處于不同的信息位上，信息生態系統的復雜性為每一信息因子的存在提供了可能。信息生態具有協同演化的特性，同樣在信息生態中新思想、新技術、新專業的涌現或者是信息人自身態度的變化也將影響信息生態的演化。

1.2信息生態系統要素

信息生態系統是信息自身與生命體及其周圍環境相互聯系相互作用的有機整體。狹義的信息生態研究發軔于本世紀中葉，當時它不包括人和社會環境的內容，僅局限于生物信息的產生、傳遞和接受等內容，如今廣義的信息生態研究應包括人和社會環境的內容【1】。信息生態系統的要素特征決定其復雜性、多樣性、系統性以及演化性的基本特征，且這些特征具有普適規律，所以本文將信息生態系統作為一個大的環境來分析其背景下的企業生態系統的結構特征及管理規律。

1.3企業生態系統

企業生態系統就是借用自然生態系統的概念，來解釋企業組織內部及企業組織與環境之間的關系。企業組織不是孤立存在的，企業與生活在他周圍的其他相關企業和組織相互聯系相互作用，與其外部環境通過物質、能量、信息的交換，構成了一個相互影響、相互依賴、共同發展的統一體。企業不僅受到自然環境的限制，更重要的是受到變化越來越劇烈的社會環境的影響。企業本身是一個開放的系統，它不斷地與其生態環境發生物質、能量、信息的交換，企業生態環境的復雜性使得企業與其環境的相互作用異常復雜；此外，企業生態系統中自然資源與社會資源的轉化過程離不開人類的活動，企業生態系統受“人類活動”的影響相當顯著，比如科學技術的進步、政策的變化、體制的改革等等都會使企業生態環境發生極大的變化【2】。對于企業外部來說，物質環境、經濟環境、社會環境，是影響企業生存以及發展的重要信息因素。企業生態環境是指圍繞生命主體、占據一定空間、構成生命主體存在的條件的各種物質實體和社會因素。除了物質、經濟以及社會環境之外，企業的競爭對手也是影響企業發展的重要的外部環境因素，這也是企業在制定和確定自身核心競爭力和制定企業戰略重要的參考因素【2】。企業生態系統是以企業為核心的，特別是擁有核心能力的主導企業，從其構成成員的緊密性和重要性的不同，可以將其劃分為三個層次：核心生態系統、擴展生態系統、完整生態系統。核心生態系統主要包含主導企業及其供應商、分銷商、顧客等要素：擴展生態系統是在核心生態系統包含這些要素的基礎上加上供應商的供應商以及顧客的顧客要素；涵義最為全面的是完整的生態系統，他還包括政府組織、風險承擔者、競爭機構以及外部宏觀環境要素等等。對于企業內部環境來說，高度集成化的信息生態系統根據職能劃分為驅動力（信息生產者），工作流為主線（信息傳遞者）將信息反饋到企業內部各部門或者企業外部的供應商（信息消費者），進一步進行信息處理工作，在企業內部每天處理業務的同時，會有大量的信息在企業信息管理系統中產生，形成大量的信息流在各部門或層級之間流轉，從而推進工作流的進行，信息的產生、傳遞、消費都無時無刻不在發生。以目前較為發達的SAP系統為例，其中包含了生產計劃（PP）、物料管理（MM）、銷售管理（SD）、財務會計（FI）、管理會計（CO）、財產管理（AM），以上6個模塊為企業運營的核心模塊，另外還包含了：質量管理（QM）、項目管理（PM）、人事管理（HR）、信息管理(IS)、工作流（WF）、項目系統管理(PS)。SAP系統是高度集成化的企業管理軟件和信息生態系統，支持多接口可與多種系統集成，內部有開放的代碼編寫環境，開發人員可以進入軟件的底層，直接利用系統提供的計算機語言或者自定義表結構來滿足不同的業務需求。由于企業內部的生態系統中的各個模塊的緊密聯系以及相互作用，形成了一個集采購、庫存、生產、銷售以及財務相互作用為一體的負責的企業生態系統，因此也決定了SAP系統的高度集成化，每一個業務模塊從采購到庫存以及生產相關的環節都在業務流程上有著相互影響和制約。在受到內因與外因的共同作用時，企業有可能在競爭的環境中經歷共生發展、協同發展以及蛻變或者企業種群變動的變化。

1材料與方法

1．1數據來源

本研究所用數據主要來自于連云港海州灣漁業生態修復水域2003年度5月(春季)、8月(夏季)和10月(秋季)漁業資源大面調查，其中游泳生物調查使用有翼單囊拖網，底棲生物調查使用阿氏拖網，浮游生物調查使用淺海Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ浮游生物網。樣品鑒定和分析按照《海洋調查規范》(GB/T12763．6-2007)執行。調查區域34°52．00'～34°58．00'N、119°21．150'～119°34．800'E。

1．2Ecopath模型建立

1．2．1功能組劃分

構建模型所需功能組通常既可以選擇生態學或分類學地位相似物種的集合，也可選擇單個物種或單個物種某個生長階段(幼體或成體)的集合，而且一些具有重要經濟價值或生態功能的物種，也可單獨列為一個功能組。例如，林群等在研究渤海生態系統時將鳀魚(Engraulisjaponi-cus)、小黃魚(Larimichthyspolyactis)口蝦蛄(Ora-tosquillaoratoria)等單獨列為功能組。段麗杰等在研究珠江口近海生態系統時將具有重要經濟價值的竹筴魚(Trachurusjapenicus)、藍圓鰺(Decapterusmaruadsi)、刺鯧(Psenopsisanomala)列為獨立功能組;吳忠鑫等在研究榮成俚島人工魚礁區生態系統時將生物量較多且生態功能重要的許氏平鮋(SebastesschlegeliHigendorf)、大瀧六線魚(Hexagrammosotakii)，刺參(OplopanaxelatusNa-kai)等單獨列為功能組;李云凱等在研究太湖生態系統時將青魚(piceus)、鰱魚(Hypophthal-michthysmolitrix)、鯽魚(Carassiusauratus)、鳙魚(Hypophthalmichthysnobilis)、鯉魚(Cyprinuscarpio)等在太湖中具有代表性的魚種單獨研究。根據對象生物的生態位，習性及食性特點，海州灣漁業生態修復水域海洋生態系統的能量流動模型共劃分成14個功能組。分別為:碎屑、浮游植物、浮游動物、頭足類、蝦類、蟹類、軟體類、棘皮類、雜食性魚類、口蝦蛄、小黃魚、鯷、肉食性魚類(黃鮟鱇)，草食性魚類等。

1．2．2參數確定

一、煤炭生態環境演化機理和煤炭動態補償機理

1.煤炭生態環境演化機理。

生態系統的演化過程可以用圖1來表示，根據生態系統演化規律，生態系統在一定的外部干擾范圍內具備自我恢復的功能，但是當外部干擾超過一定限度時，則需要人工干預進行恢復，幫助其達到新的平衡態，當外部干擾持續增強，生態系統則會出現崩潰甚至不可逆的情況。對于具體的煤炭生態系統而言，山西省煤炭礦區大量開采煤炭資源，對礦區的生態系統施加了極大的外力作用，以促使煤炭開采地區的生態系統在外力干擾作用下演化。在可恢復階段，煤炭開采對生態環境的破壞未超過生態系統的承載力，生態系統完全可以依靠自身的能力來保持煤炭生態系統的良性循環；在新平衡階段，對煤炭資源的大量開采導致生態環境損失加劇，需要人類進行干預補償，以使煤炭生態系統演化為新的平衡狀態；對于熵增超過生態閾值的崩潰階段，此時由于煤炭開采而帶來的生態環境破壞相當嚴重，加之人類未能對其進行有效的補償，致使生態系統走向崩潰，補償的效果微乎其微且補償成本巨大，生態系統很難恢復平衡。

2.煤炭動態補償機理。

由于煤炭資源開發的特殊性，其對生態環境的污染伴隨著整個開礦、開采和閉礦的全過程，礦區生態環境的恢復和治理也不是一蹴而就的，需要一個比較長的時間過程。煤炭動態補償機理就是針對煤炭開發過程中不同的開采階段和對環境的破壞程度，通過預先規劃和多時點動態補償，以期減少生態服務功能的損失，縮短恢復生態功能的時間，降低生態補償的成本。

二、山西省煤炭資源開發生態補償的實證研究

依據煤炭生態環境演化機理，對于山西省煤炭開采區而言，當煤炭開采造成的生態環境損失的時間序列從有到無顯著上升時，即是生態系統的外部干擾致使熵增超過觸發點的時刻。當這一環境損失的時間序列顯著上升，并和煤炭產量的時間序列存在某種協整關系時，就處于上文所述的新平衡階段，在這一階段，因為二者存在協整關系，說明煤炭礦區生態系統還存在著能夠將其拉回平衡狀態的調節機制。若二者不存在協整關系，則反映了煤炭開采對于生態環境的干擾過于強烈，以至于無法將各項環境損失拉回到均衡狀態，致使生態環境系統走向崩潰，生態補償效果不顯著。基于以上的煤炭生態環境演化機理，本文要對煤炭開發生態環境損失和煤炭產量進行實證研究，來驗證山西省煤炭生態系統的演化是否處于生態補償的有效階段，由于宏觀數據的不完備，因此本文只對水污染、廢氣污染和重金屬污染進行時間序列分析，通過這三個方面的數據結合煤炭產量來進行驗證。本文依據山西省統計年鑒和中國環境統計年鑒的數據進行分析，選取選取1975-2013年原煤產量和工業廢水排放量、工業廢氣排放量和工業固體廢棄物產生量，并做對數化處理，分別用LNY、LNW、LNG和LNM表示。首先利用ADF檢驗法檢驗山西省煤炭生態環境各項損失和煤炭產量的時間序列的平穩性。利用Eviews軟件，對山西省煤炭產量和各項環境損失進行ADF單位根檢驗。可判定煤炭產量和各項生態環境損失時間序列是非平穩的，在一階差分后，煤炭產量在5%的檢驗水平上是平穩的，各項環境損失在10%的檢驗水平上是平穩的。接下來通過EG檢驗煤炭產量和各項生態環境損失之間的兩兩協整關系，以判斷這些變量是否存在長期均衡關系，我們分別以各項環境損失量作為因變量，以煤炭產量作為自變量，對其殘差序列進行單位根檢驗，如果殘差序列是平穩的，就能夠說明二者之間是協整的，得到的檢驗結果如下：可以得出山西省煤炭產量和各項環境損失的殘差序列是平穩的，因此，山西省煤炭產量時間序列和各項環境損失時間序列均是（1，1）階協整關系，存在長期穩定的均衡關系。然而兩兩協整僅表示存在長期均衡關系，還需要分別構建誤差修正模型，以判斷在短期內出現偏離時，是否能夠得到修正。B0表示煤炭產量的短期變動對某項環境損失產生的影響，表示短期調整系數，它的大小反映了對均衡偏差的修正力度。通過以上的實證分析，能夠證明山西省煤炭開發對于生態環境的破壞符合生態系統的演化規律且處于生態系統演化的新平衡階段，即生態補償有效階段，可以通過各種補償措施幫助生態系統恢復平衡。

1生態系統服務的定義

第一種定義是以聯合國千年生態系統評估（MA）的定義為代表，認為生態系統服務（Ecologicalservices，ES）是人類從生態系統獲得的各種利益。既包括纖維、食品和藥材等生態系統產出物，也包括維持生物多樣性、消納廢物和水土保持等來自生態系統自身功能及其變化過程的利益。在Daily等關于生態系統服務的論著和Costanza等關于全球生態系統服務價值核算研究中都使用了這種較寬泛的定義。第二種定義把生態系統產品和服務視為2個不同的范疇，把生態系統有形產出物稱為“產品”，把人類獲得的、通常不以實物形式出現的利益稱為“服務”。DeGroot等在探討生態系統功能與生態系統產品和服務之間關系的論述中就區分了這2個范疇。研究生態補償（包括森林生態補償）應使用第二種定義，因為根據生態補償的概念，可以把生態補償看作一種交易，很明顯，交易對象是無形的“服務”而不是傳統意義上的有形的“產品”。如果在生態補償研究中使用第一種定義，將引起價值評估結果偏大，使補償標準偏高。下文提及的生態系統產品和服務均屬于第二種定義的范疇。

2森林生態系統產品與服務的價值類型

參考普遍認同的MA報告，同時結合第1節的分析以及生態補償研究與實踐的需要，可以把生態系統服務分為調節、文化和支持三大類型。支持服務是森林生態系統得以存在的根本，是森林提供調節和文化服務的基礎。對支持服務的探討更多的是在生態學和環境保護學范疇內展開，所以討論支持服務中的土壤形成、養分循環和維持生物多樣性的生態價值比經濟價值更有意義。支持服務中的初級生產則兼有生態和經濟價值，由該過程產出的木材和非木質林產品具有消耗性使用價值。調節服務中的子類型，例如固定二氧化碳、水文調節和農田防護等，間接為人類提供福利，屬于間接使用價值。文化服務中的森林游憩和精神宗教價值屬于非消耗性使用價值，科教價值大體上屬于非消耗性使用價值，因為科教活動以非消耗性使用為主。根據是否具有市場價格、是否可以在市場上進行交易，是另外一種分類方法。此時，可以把森林生態系統產品價值劃歸“市場價值”，把生態系統服務價值劃歸“非市場價值”。在這種分類方法中，產品的“市場價值”與服務的“非市場價值”之和相當于分類系統中的總價值。

3生態補償的概念、內涵與要素

目前國內外對生態（效益）補償沒有統一的定義，但是具有代表性的一般都是從環境或生態經濟學角度給出，例如Wunder提出的PES定義，李文華等對生態補償概念和內涵的解析。綜合國內外研究，本研究認為可以把生態補償理解為：為保證一定數量和質量的生態系統服務的可持續供應，而向生態系統服務提供者支付現金或提供物質、技術和優惠政策等作為獎勵，或者向破壞者收費用以補償和修復生態系統的一種基于利益關系調節的經濟刺激手段或制度安排。這是從較寬泛角度的理解，包括激勵和懲罰2個方面。因此，可以把森林生態效益補償看作是一種市場化的交易行為，它包括供應者、購買者、交易對象和交易價格等要素，這些要素缺一不可。1）供應者一般是林權所有人或者實際占有者，在土地私有制國家一般指私有林地所有人。在中國，北方主要是國有林區；南方為集體林區，經過林權改革，個人林權所有者比例已經增大。2）交易對象是具有一定價值的某一種或者幾種森林生態系統服務，具有“公共物品”屬性，其載體是特定林地和地上森林植被構成的生態系統。交易對象的“外部性”特征決定了它們的邊界有時不甚清晰，但其載體具有清晰的邊界和權屬關系，這是實現交易的前提。3）購買者通常是公共利益的代表者———政府，當然也可以是一些非政府組織、國際機構等，或者多種組織的聯合體。4）交易價格即補償標準。為便于實踐操作，一般按森林面積逐年支付，元／（hm2•年）。

4“理性”決策下的機會成本

1材料與研究方法

1．1研究區域概況

陜西省長武縣洪家鎮，位于黃土高原南部丘陵溝壑區(35°12'－35°16'N，107°40'－107°42'E)，海拔940－1220m，屬暖溫帶半濕潤大陸性氣候，年均氣溫9．1℃，年均≥10℃積溫為3029．8℃，年均日照時數2226．5h，年均降水量578．5mm，多集中在7－9月且年變率較大，多年平均無霜期為171d，熱量供作物一年一熟有余。該區域是黃土高原地區典型的生態脆弱的強人類活動區域，轄區地域總面積49km2，其中耕地面積約為1718hm2，復種后的農業用地面積約為2342hm2，其中糧食播種(夏秋復種)面積為1161hm2，果園面積1124hm2，經濟作物面積57hm2;當地從事農業人口數為13486人，占總人口數的90%以上(2008年數據)。歷史上，洪家鎮是陜西省的糧食主產區之一，當地農業經濟的產業基礎是單一的種植業(包括蘋果種植業)，以生產初級農產品為主，生產、加工和銷售未形成產業鏈，而由于家庭分散經營，又存在的市場信息不暢、技術含量低、規模小、生產效率低、抗風險能力差等狀況。隨著長武縣發展成為全國的蘋果優生區，洪家鎮也成為該縣重要的蘋果產區之一，當地農業產業逐漸發展為以糧食種植業、果業、工副業為主的三元經濟結構，農戶家庭的土地利用方式、生計方式和收入結構等方面都發生了劇烈變化。

1．2數據來源與研究方法

對社會－生態系統的研究，受系統本身的復雜性和開放性制約，相關數據的獲取異常困難。文中主要采用傳統的社會學調查方法，即將田野調查、問卷調查和半結構式訪談等方法結合起來獲取數據，在2008－2011年間，共進行了兩次問卷調查，內容涉及農戶家庭的人員構成、經濟收入結構及土地利用方式等各方面情況(收回有效問卷348份)。在此基礎上，分別進行了5－6次的田野調查和入戶訪談，就80年代以來農戶自身的家庭狀況、經濟結構以及土地利用結構方面的變化等一系列的主題展開討論。最后再抽取10戶典型農戶進行更為詳細的問卷調查和訪談，跟蹤其家庭情況的動態變化，運用社會－生態系統理論及其恢復力(resilience)思維，基于農戶視角對鄉村人地關系的演變與農戶適應能力進行分析。

2農戶家庭體制轉換的結果與分析

2．1農戶家庭基本情況

1將天然林作為健康模板

所謂天然林是指以人工的方法促進天然的更新和萌生或者單純是自然形成的森林。自然林的特點是森林結構穩定，適應環境能力強，但是成長期漫長。自然林具有豐富、生物鏈完整、自我恢復和調節能力強、物種多樣性高的特點，而且是一種高產量、高價值的生態資源和環境資源，在調節環境和氣候方面起了非常大的作用，是健康生態系統的典范。

2人工調節生物群落

森林的健康是由森林本身的生長、發育、更新等很多復雜的過程決定的，單一的純林木群落內部樹木之間競爭激烈、火災和病蟲害容易爆發。而人造林中樹齡和結構單一、生物多樣性不高，很難維持群落穩定性，會導致人工林群出現不健康的特點。假設，將不同類型的人造林放置在一起進行培育，就會打破生物多樣性較低這個尷尬困境，可以很大程度上降低火災和病蟲害的發生，加上科學合理的景觀布局，對發揮景觀生態功能和保持森林系統健康經營都是一個很大的進步。

3結合經濟效益原則

森林生態系統健康經營與經濟效益是密切相連的，在培育的同時以經濟的眼光進行合理建設，盡可能多地培育人工混交林，增加主要樹種的混交比例，對特殊樹種或者非目的樹種進行適當保留，加強人工混交林的生物多樣性，在滿足經濟效益最大化的基礎上，將林地的生產力和森林的生態系統維持在一個平衡狀態。森林生態系統健康經營最終的目標就是追求林木的經濟產出與森林生態系統的穩定性處于相對平衡和穩定的狀態。

4充分發揮森林健康經營的主導原則