第十二章生态恢复与重建 生态恢复研究综述 ■恢复生态学—研究生态系统退化的原因、退化生态恢复与重建的技术与 方法、生态学过程与机理,是一门理论性与实践性都很强的学科。 国内外生态恢复研究特点 注重恢复过程中植物多样性和小气候变化研究,相对忽视动物、土壤生物硏 究 生态恢复生态效益评价研究多,生态恢复重建生态功能和结构综合评价少 ·新技术应用有待提高,定性和半定量多,缺少系统的、连续的、动态的定量 研究 未来恢复生态学研究趋势 生态恢复理论研究 大理论基础与生态恢复 ■生态系统管理与生态恢复都要求对生态系统进行程度不同的调控,目的是 为了生态系统的健康与可持续发展。 生态恢复基本理论问题 生态恢复原理及相关理论基础 ■限制因子原理 ■生态适宜性原理和生态位理论 ■生物群落演替理论 ■生物多样性原理
第十二章 生态恢复与重建 生态恢复研究综述 ◼恢复生态学——研究生态系统退化的原因、退化生态恢复与重建的技术与 方法、生态学过程与机理，是一门理论性与实践性都很强的学科。 国内外生态恢复研究特点 •注重恢复过程中植物多样性和小气候变化研究，相对忽视动物、土壤生物研 究 •生态恢复生态效益评价研究多，生态恢复重建生态功能和结构综合评价少 •新技术应用有待提高，定性和半定量多，缺少系统的、连续的、动态的定量 研究 未来恢复生态学研究趋势 生态恢复理论研究 三大理论基础与生态恢复 ◼生态系统管理与生态恢复都要求对生态系统进行程度不同的调控，目的是 为了生态系统的健康与可持续发展。 生态恢复基本理论问题 生态恢复原理及相关理论基础 ◼限制因子原理 ◼生态适宜性原理和生态位理论 ◼生物群落演替理论 ◼生物多样性原理
■斑块-廊道基底理论 限制因子原理 ■生态因子概念;环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间 接影响的环境要素:温度、湿度、食物、氧气、二氧化碳和其他相关生物等。 ■生态因子一般特征;2彼此联系、互相促进、互相制约 ■生态因子限制性作用;生物的生存和繁殖依赖于各种生态因子的综合作 用。任何生态因子只要接近或超过生物的耐受范围,就会成为这种生物的限制因 子。有时会出现多个因子起限制作用 ■生物恢复工程与限制因子原理;生态恢复工程是从多方面进行设计与改造 生态环境和生物群落。但必须找出该系统的关键因子,才能进行恢复工作 生态系统的结构理论 ■生态系统结构;物种结构(种群数、量)、时空结构(空间层次、发展演 替)、营养结构(生产者、消费者、分解者) ■合理的生态系统结构;生物环境相互适应、系统综合功能、髙效物流能流 ■结构理论在恢复生态工程中的应用;“恢复工程应采用多种生物物种结合 实现物种之间的能量、物质和信息的流动 生态适宜性原理和生态位理论 ■生态适宜性原理;“生物由于经过长期的与环境的协作进化,对生态环境产 生了生态上的依赖,其生长发育对环境产生了要求。如植物中有喜光、喜阴、喜 湿植物等。 生物群落演替理论 ■原生演替 ■次生演替 ■生态恢复工程;“在群落演替理论指导下,通过物理、化学、生物的技术手 段,控制待恢复生态系统的演替过程和发展方向,恢复或重建生态系统的结构和 功能,并使系统达到自维持状态。 生物多样性原理 ■生物多样性的表现层次;
◼斑块-廊道-基底理论 限制因子原理 ◼生态因子概念¡ª环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间 接影响的环境要素：温度、湿度、食物、氧气、二氧化碳和其他相关生物等。 ◼生态因子一般特征¡ª彼此联系、互相促进、互相制约。 ◼生态因子限制性作用¡ª生物的生存和繁殖依赖于各种生态因子的综合作 用。任何生态因子只要接近或超过生物的耐受范围，就会成为这种生物的限制因 子。有时会出现多个因子起限制作用。 ◼生物恢复工程与限制因子原理¡ª生态恢复工程是从多方面进行设计与改造 生态环境和生物群落。但必须找出该系统的关键因子，才能进行恢复工作。 生态系统的结构理论 ◼生态系统结构¡ª物种结构（种群数、量）、时空结构（空间层次、发展演 替）、营养结构（生产者、消费者、分解者）； ◼合理的生态系统结构¡ª生物环境相互适应、系统综合功能、高效物流能流； ◼结构理论在恢复生态工程中的应用¡ª恢复工程应采用多种生物物种结合， 实现物种之间的能量、物质和信息的流动。 生态适宜性原理和生态位理论 ◼生态适宜性原理¡ª生物由于经过长期的与环境的协作进化，对生态环境产 生了生态上的依赖，其生长发育对环境产生了要求。如植物中有喜光、喜阴、喜 湿植物等。 生物群落演替理论 ◼原生演替 ◼次生演替 ◼生态恢复工程¡ª在群落演替理论指导下，通过物理、化学、生物的技术手 段，控制待恢复生态系统的演替过程和发展方向，恢复或重建生态系统的结构和 功能，并使系统达到自维持状态。 生物多样性原理 ◼生物多样性的表现层次；
■生物多样性演化特征 ■生物多样性格局 斑块-廊道-基底理论 ■概念;“斑块(空间单元)、廊道(线状或带状结构)、基底(景观中分布 最广、连续性最大的背景结构 ■应用于恢复生态工程:在大中尺度上,必须考虑土地利用的整体规划,考 虑生境的破碎化,恢复与保持景观的多样性和完整性。 生态恢复技术 ■生态恢复工程中的规划技术(3S技术) RS-植被和土地利用分类 植物的结构特征、生境特征及生物量 生态干扰的范围、严重程度及频率 生态系统中生理过程特征 土地利用在空间和时间上的变化 植被动态(包括群落演替) 人为干扰和全球气候变化 自然保护区的划分 生态恢复工程技术 ■生态恢复工程中的规划技术(3S技术) GIS—运用系统工程和信息科学的理论,综合分析具有空间内涵的地 理数据。 与遥感相结合,把遥感作为GIS的重要信息源,及时获取大 量动态空间信息,以利于对恢复生态工程进行规划、监测和管理。 生态恢复工程技术 ■生态恢复工程中的应用技术 生物技术 工程技术 口不同类型和程度的退化生态系统,其恢复方法亦不同。 土壤生态恢复工程技术:沙漠化土地、盐碱地、矿山开垦地、红壤酸土
◼生物多样性演化特征； ◼生物多样性格局。 斑块-廊道-基底理论 ◼概念¡ª斑块（空间单元）、廊道（线状或带状结构）、基底（景观中分布 最广、连续性最大的背景结构； ◼应用于恢复生态工程¡ª在大中尺度上，必须考虑土地利用的整体规划，考 虑生境的破碎化，恢复与保持景观的多样性和完整性。 生态恢复技术 ◼生态恢复工程中的规划技术（3S 技术） RS--植被和土地利用分类 植物的结构特征、生境特征及生物量 生态干扰的范围、严重程度及频率 生态系统中生理过程特征 土地利用在空间和时间上的变化 植被动态（包括群落演替） 人为干扰和全球气候变化 自然保护区的划分 生态恢复工程技术 ◼生态恢复工程中的规划技术（3S 技术） GIS—运用系统工程和信息科学的理论，综合分析具有空间内涵的地 理数据。 与遥感相结合，把遥感作为 GIS 的重要信息源，及时获取大 量动态空间信息，以利于对恢复生态工程进行规划、监测和管理。 生态恢复工程技术 ◼生态恢复工程中的应用技术 生物技术 工程技术 不同类型和程度的退化生态系统，其恢复方法亦不同。 ◆土壤生态恢复工程技术：沙漠化土地、盐碱地、矿山开垦地、红壤酸土
◆退化及破坏植被的生态恢复重建工程技术 ◆水土保持与小流域开发治理生态恢复工程 ◆湖泊水体的生态恢复工程技术:工业废水的生态处理与恢复、生活污水的 生态化处理、江河湖泊富营养化与生态恢复、地下水污染处理与生态恢复 影响生态恢复的因素 ■土壤 ■植被发育 ■传粉者群落; ■种子传播: ■草食动物 生态破坏与沙尘暴 请思考 2005年,我国西北地区,包括北京在内大面积区域受到沙尘暴的严重影响 甚至达到破坏的程度,这与生态环境哪些方面的变化相关? 三北”防护林体系 ■三北地区总面积约为3.85×108平方公里,该地区绝大部分分布在干旱和 半干旱的气候条件控制下,且由于人类长期开垦,森林覆盖率仅为4%。因而区 内风沙、干旱、水土流失、盐碱化等生态灾难十分严重。 ■“三北防护林体系主要是为了改善生态系统,尤其是控制风沙和水土流失, 以利于当地的农牧业生产和经济发展。这决定了该系统的目标是建立一个以人为 中心的生态系统,即该系统不仅具有抗风固沙、保持水土、调节气候等生态功能, 还直接参与当地的社会、经济发展。 ■工程第一期(1978~-1985年),共完成人工造林6.055×106公顷,封山育 林897×105公顷,飞播造林1.05×105公顷,四旁植树15亿株,使区内提高了 19%,达到59%。由于工程主要目的在于快速恢复植被以挡风固沙,涵养水源 防止水土流失,故在人工造林中并不是以当地原有的天然植被的群落结构为目的
◆退化及破坏植被的生态恢复重建工程技术 ◆水土保持与小流域开发治理生态恢复工程 ◆湖泊水体的生态恢复工程技术：工业废水的生态处理与恢复、生活污水的 生态化处理、江河湖泊富营养化与生态恢复、地下水污染处理与生态恢复 影响生态恢复的因素 ◼土壤； ◼植被发育； ◼传粉者群落； ◼种子传播； ◼草食动物； 生态破坏与沙尘暴 请思考： 2005 年，我国西北地区，包括北京在内大面积区域受到沙尘暴的严重影响 甚至达到破坏的程度，这与生态环境哪些方面的变化相关？ “三北”防护林体系 ◼三北地区总面积约为 3.85×108 平方公里，该地区绝大部分分布在干旱和 半干旱的气候条件控制下，且由于人类长期开垦，森林覆盖率仅为 4%。因而区 内风沙、干旱、水土流失、盐碱化等生态灾难十分严重。 ◼“三北”防护林体系主要是为了改善生态系统，尤其是控制风沙和水土流失， 以利于当地的农牧业生产和经济发展。这决定了该系统的目标是建立一个以人为 中心的生态系统，即该系统不仅具有抗风固沙、保持水土、调节气候等生态功能， 还直接参与当地的社会、经济发展。 ◼工程第一期（1978~1985 年），共完成人工造林 6.055×106 公顷，封山育 林 8.97×105 公顷，飞播造林 1.05×105 公顷，四旁植树 15 亿株，使区内提高了 1.9%，达到 5.9%。由于工程主要目的在于快速恢复植被以挡风固沙，涵养水源、 防止水土流失，故在人工造林中并不是以当地原有的天然植被的群落结构为目的
或模版进行建设,而是依据现有的不同的土壤气候条件,选择那些能快速生长的 植物进行种植,如:沙达旺草、红豆草、沙棘、刺槐、杨树等 ■工程第二期(1986-1990年),结合当地经济发展和生产需要,造林种类 仍坚持以防风固沙林(草)及水源涵养林(草)为主体,还种植了大量的速生丰 产的用材料,及各种适宜的果林(苹果、杏、枣等),改良了大量退化的草场, 在带来生态效应的同时,也带来了当地的经济效应。 思考与问答 ■生态退化受哪些因素的影响?人类在生态退化过程扮演着什么样的角色? ■生态恢复的意义何在?
或模版进行建设，而是依据现有的不同的土壤气候条件，选择那些能快速生长的 植物进行种植，如：沙达旺草、红豆草、沙棘、刺槐、杨树等。 ◼ 工程第二期（1986~1990 年），结合当地经济发展和生产需要，造林种类 仍坚持以防风固沙林（草）及水源涵养林（草）为主体，还种植了大量的速生丰 产的用材料，及各种适宜的果林（苹果、杏、枣等），改良了大量退化的草场， 在带来生态效应的同时，也带来了当地的经济效应。 思考与问答 ◼生态退化受哪些因素的影响？人类在生态退化过程扮演着什么样的角色？ ◼生态恢复的意义何在？