七章节生态恢复.ppt

第七讲 生态恢复,生态恢复研究综述,生态恢复根据生态学原理，通过一定的生物、生态以及工程的技术与方法，人为地改变和切断生态系统退化的主导因子或过程，调整、配置和优化系统内部及其外界的物质、能量和信息的流动过程和时空次序，使生态系统的结构、功能和生态学潜力尽快成功地恢复到一定的或原有乃至更高的水平。,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,注重生态恢复试验与示范研究，试验实践重于基础理论研究注重人工重建研究，相对忽视自然恢复研究集中研究森林和草地生态系统退化后的生物途径恢复，尤其是森林植被的人工重建研究注重恢复重建的快速性和短期性,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,恢复生态学理论构建生态系统演化、退化机理研究生态恢复技术和方法研究生态恢复定量化和模型化研究生态恢复与全球变化研究,生态恢复理论研究,认识论,方法论,生态演替理论,生态系统管理理论,目的,生态可持续发展,三大理论基础与生态恢复,生态恢复要求尽量不打断自然生态演替序列，避免逆行演替，使生态系统走正常演化道路，即进展演替，以保持生态系统的健康和安全；生态恢复是通过一定的措施与手段避免或减少生态系统演化的不可持续性，维持生态系统的可持续进化，最终是提高区域生态的可持续发展能力，使生态系统为人类服务；,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,生态恢复目标 生态系统保护 生态系统组分和结构恢复 生态系统功能的恢复生态恢复基本理论 自我设计与设计理论 生物入侵理论生态恢复技术,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、高效物流能流；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。,生态位在自然生态学中一个种群在时间、空间上的位置及其与相关种群之间的功能关系。各种种群在群落中具有各自的生态位，避免种群之间的直接竞争，保证群落稳定。,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；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3.85108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（19781985年），共完成人工造林6.055106公顷，封山育林8.97105公顷，飞播造林1.05105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（19861990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？,