第九章非洲地区的典型案例 恢复生态学课件
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灌木和树木所取代，而植被结构的变化导致 了动物物种的增加。同时，动物通过携带种 子、游走践踏、排泄粪便等途径，促进植被 的恢复演替
思考题
从种群和群落恢复的理论分析非洲生物多 样性保护的要点
查找相关资料，分析非洲生态退化的主要 特征和分布情况
试分析撒哈尔沙地和我国沙漠化治理模式的 异同点
结合非洲矿区恢复的案例，试说明非洲经济 发展和生态恢复的关系
5～8年
8～11年
11～16年
树木（2m）
26
28
39
倍足纲节肢动
36
40
59
物
甲虫
28
-
32
鸟类
61
82
90
啮齿动物
34
63
87
✓ 3. 就本地沙丘森林群落的植被组成和结构 来看，采矿区和非采矿区并没有显著的差异 。（如下图）即采矿区的自然演替过程很有 可能导致恢复目标的实现 （引自Mentis和 Ellery，1994）
三、河流管理
(三) 管理措施 ✓ 1. 增加河道的流量 ✓ 2. 改善河流水质 ✓ 3. 减少对于沿海区域的破坏 ✓ 4. 提高流域总体环境质量 ✓ 5. 加强环境管理
第四节 非洲矿区的生态恢复
一、矿区生态恢复背景
(一) 非洲总体矿产资源分布 (二) 非洲典型案例区基本状况
✓ 1. 纳马夸兰矿区
(Digitaria
草本层主要是
diversinerva） 马唐植物 （Digita
ria
diversinerva）
芳香棘（Acacia ka roo） 9～12 m高 与次生的沙丘林地 等高 如纳塔尔桃花心木 （Trichilia emetic a）, 斑尾林(Trema orie
ntalis), 海岸红牛奶树(Mi
m高
3～8m 高
中层较为稀疏的 树冠茂密
白硬木（Vepris 大部分地方覆盖
Lanceolata）
（Acacia
和海岸银橡（Bra karoo）个别地方
chylaena discolor） 为蛇桑属植（Brac
草本层主要是大 hylaena discolor）
黍（Panicum
和沙漠黑醋栗(Rhu
maxima ）和马唐 s nebulosa).
(一) 赞比西河开发前 ✓ 2. 水坝建设之前生态环境 ➢ (1) Kariba大坝建造之前，洪水冲击形成了 一个面积为18 000 km2的栖息地
➢ (2) Cahora Bassa大坝建设之前，Kariba大坝 下游河流仍然足以补给三角洲
二、人工泄洪恢复
(二) 赞比西河开发后 ✓ 1. Kariba大坝蓄洪后，流量减少、土壤的 盐化和上游的乔木向下游的冲击草原扩张
与 顶 级 状 态 距 离
时间
样地到顶级状态的距离与干扰时间的回归关系
✓ 4.演替过程中植物多样性呈现先增加后变缓的 趋势，如下图（引自Mentis和Ellery，1994）
物 种 多 样 性 水 平
时间
一定时段内采矿区和未采矿区的物种多样性变化
✓ 5. 植物多样性由于先锋树种相思属马占卡
鲁（Acacia karoo）被热带和亚热带的大叶
✓ 2. Cahora Bassa大坝的蓄洪，破坏了原有 的洪水循环、中断了河流与冲击平原之间的 水利联系
二、人工泄洪恢复
(三) 人工泄洪技术
✓ 1. 收集1930年至今流域
不同水文站的实测数据，
确定其流域及支流水资源 状况
Kariba大坝（6闸门）
✓ 2. 结合相关图件资料， 构建大坝模型，预测年际 和年内泄洪区域维持自然 的生物多样性和冲积平原 生态系统潜在的演化过程
✓ 1. 1975年在毛里塔尼亚和阿尔及利亚的 Magreb地区发起的“绿色堤坝”活动
✓ 2. 苏丹北部的“紧急救助撒哈尔北部各省 的社会造林运动（SOS，Sahel Northern Province Country Forestry Project）” 以及相关的项目
✓ 3. 苏丹的生态恢复项目通过实验确定防风 带和防护带物种
Cahora Bassa大坝（8闸门）
二、人工泄洪恢复
(四) 效果评估
✓ 1. 优点 ➢ (1) 25年对Cahora Bassa大坝的泄洪的持续 监测证明了人工泄洪是赞比西河三角洲生 态修复的可行手段
➢ (2) 1977—1978年的大坝紧急泄洪之后，冲 积平原的原生植物和动物群系的生长情况 得到持续改善
种恢复方法的综合集成，例如用生态廊道的功 能来进行恢复 (三) 政府进一步推动立法、鼓励公众参与
二、纳马夸兰地区恢复
纳马夸兰矿区的防护网，早期种植的植物
三、祖鲁兰地区恢复
(一) 首先进行植被间植，然后使生态系统进行 自然恢复
(二) 从1987年开始，矿区400 hm2以上的土地 用这种方法进行了恢复
植被覆盖度变化不大
第二节 撒哈尔（Sahel）亚区 的沙化
一、沙地恢复的背景
(一) 撒哈尔沙漠概况 (二) 周边以农牧业为主 (三) 当地的畜牧业政策
✓ 1. 通过防护林建设固定沙丘 ✓ 2. 通过对放牧者的组织和经济政策制约，
如草场封育管理，减轻沙化土地的载畜压力
二、控制移动沙丘
控制沙向沙漠边缘移动的技术方法见下页表（ 引自Watson，1990）
纳马夸兰地区
一、矿区生态恢复背景
(二) 非洲典型案例区基本状况 ✓ 2. 祖鲁兰矿区 ➢ (1) 始于1977年 ➢ (2) 盛产金红石、钛铁矿和锆石等重金属 ➢ (3) 采矿使该区沙丘上的潜在森林廊道丧 失
二、纳马夸兰地区恢复
(一) 采用本土植物群落，进行生态恢复 (二) 加强本地物种的栽培和种植，同时加强多
(三) 结果观测
✓ 1.采矿干扰的沙丘林地遵偱区域林地的恢复 演替规律（如下两表分别为三个样地恢复状 态和空白状态植物和动物数量对比）（引自 Aarde等，1996）
5～8年
8 ～11年
11 ～16年
空白
芳香棘(Acacia ka 芳香棘（Acacia ka
roo) 灌丛1.5～3.0 roo）
musops caffra) 和白臭木
(Celtis africana). 草本层主要是 马唐植物 （Digita
ria diversinerva）
次生的沙丘林地 12 ～ 15m高或者更 高 主要物种为: 白臭木（Celtis afric ana）海岸红牛奶树
(Mimusops caffra), 沙丘人工黑醋栗 （Allophylus natale nsis）, 祖鲁桔（Teclea gerr ardii）和米奇鼠树 (Ochna natalitia） 草本和灌木层主要 为灌木（Isoglossa woodii）和蕨类( Mi
crosorium scolopendrium)植物
5～8年 8～10年
倍足纲节动物
3
4
甲虫
54
-
I）自然监控
网
II）空中捕获 74
-
11～16年 6 80
107
空白 11 116
188
啮齿动物
1
3
3
4
✓ 2. 随着恢复时间的推移恢复样地的植被组 成逐渐接近参照样地，如下表海湾沙丘的恢 复区域和沙丘森林参照点物种不同时间的相 似系数（引自Aarde等，1996）
一、生物多样性保护政策框架
(二)地区生物多样性保护政策 ✓ 1.《非洲自然界和自然资源保护公约》 ✓ 2.《防止地中海污染公约》 ✓ 3.《阿比让公约》 ✓ 4.《保护红海和亚丁湾环境区域公约》 ✓ 5.《关于东非区域保护区和野生动物的内罗 毕议定书》
目的 提高沉降 提高运输（清除一个地区的运
动的沙）
降低沙量
使运动的沙发生偏斜
方法 壕沟 栅栏和篱笆 绿化带 使地表成为流线型 地表进行处理（沥青、乳胶漆、聚乙烯 硅酸钠，明胶）来提高缓慢运行和 攀爬运行能力 表面处理（表面增加一层砾石） 化学处理（沥青或者油，增加水分，人 造盐质外壳） 篱笆 绿化 篱笆和栅栏 林木带
二、人工泄洪恢复
(四) 效果评估 ✓ 2. 待解决问题 ➢ (1) 如何确定修复的标准仍是生态修复的 重要难题 ➢ (2) 如何考虑解决河流沿岸居民的生计 ➢ (2) 如何提高模拟河流生态过程的准确性
三、河流管理
(一) 背景 ✓ 1. 主干支流的堤坝影响 ✓ 2. 快速城市化的影响
(二) 目标 ✓ 最大限度地为公众提供娱乐服务
二、建立自然保护区
(三）典型案例 ✓ 建造野生生境的一个典型案例是坦桑尼亚的 Arusha国家公园 （如下图所示）
三、人口密集地区的生境恢复
(一）完善的耕地所属权 (二）提高周围造林面积 (三）控制外来物种入侵
四、控制外来物种入侵
(一）背景 (二）方法
✓ 1. 将树木近地面采伐，在地面上留桩 ✓ 2. 高大乔木直接移入果园内栽种 (三）效果评估 ✓ 1996-2005年间植物种群的丰富程度增加,但
四、典型区围栏封育
(一) 区域特点 ✓ 1. 经济因素 ✓ 2. 技术因素 ✓ 3. 土壤条件 ✓ 4. 人地矛盾
四、典型区围栏封育
(二) 主要措施 ✓ 1. 遏制土地退化 ➢ (1) 梯田 ➢ (2) 石堤岸 ➢ (3 )围栏封育 ✓ 2. 调整产业结构 ➢ (1) 农业发展引导工业化 ➢ (2) 自然资源保护和公众参与
一、生物多样性保护政策框架
(三)国家生物多样性保护政策 ✓ 1.宪法文件及立法 ✓ 2.专门法案和政策 如：南非政府制定出台的《生物多样性白 皮书》
二、建立自然保护区
(一）野生生境定义存在争议 ✓ 1. 北美白种人的价值观 ✓ 2. 非洲与北美地区的差异
二、建立自然保护区
(二）传统的就地保护模式 ✓ 1. 对本地居民及资源使用者禁止入内 ✓ 2. 旅游者、科学家、酒店管理者等允许进 入
赞比西河的 Kariba 水坝（左）以及沿岸的河岸 林木Acacia albida Acacia（右）
二、人工泄洪恢复
(一) 赞比西河开发前 ✓ 1. 赞比西三角洲在湿地系统中具有极其重 要价值 ➢ (1) 生物群系栖息地 ➢ (2) 鱼类产卵地 ➢ (3 )野生动物和家畜放牧的草场
二、人工泄洪恢复
二、控制移动沙丘
防护林树种牡豆树
三、畜牧业政策制定
(一) 证明较好的政策 ✓ 1. 控制牲畜数量 ✓ 2. 建立篱笆 ✓ 3. 提供水源地和定居点
三、畜牧业政策制定
(二) 有待改进方面 ✓ 1. 针对游牧或半游牧者生产活动的条款 ✓ 2. 控制性火灾、清除灌木和牧草重新种植 等生态政策控制成本 ✓ 3. 了解承载力的动态变化
四、典型区围栏封育
(三) 效果评估
短期效果
长期效果
第三节 非洲受损河流生态系统 恢复
一、河流生态恢复的背景
水坝建设严重影响了河流生态系统 ✓ 1. 河流水质 ✓ 2. 无脊椎动物生存与发育 ✓ 3. 鱼类产卵场以及迁移 ✓ 4. 渔民经济收入 ✓ 5. 河漫滩生态系统健康
一、河流生态恢复的背景
第九章 非洲地区的典型案例
第一节 非洲生物多样性保护 第二节 萨哈尔（Sahel）亚区的沙化 第三节 非洲受损河流生态系统恢复 第四节 非洲矿区的生态恢复
第一节 非洲生物多样性保护
一、生物多样性保护政策框架
(一)全球生物多样性保护政策 ✓ 1. 20世纪初《保护非洲野生动物、鸟类和 鱼类公约》、《保护天然动植物伦敦条约》 ✓ 2. 20世纪60-70年代《关于水禽生境的国际 湿地公约》、《濒危野生动植物物种国际贸 易公约》 ✓ 3. 1992年里约热内卢联合国环境与发展大 会《生物多样性公约》缔约
思考题
从种群和群落恢复的理论分析非洲生物多 样性保护的要点
查找相关资料，分析非洲生态退化的主要 特征和分布情况
试分析撒哈尔沙地和我国沙漠化治理模式的 异同点
结合非洲矿区恢复的案例，试说明非洲经济 发展和生态恢复的关系
5～8年
8～11年
11～16年
树木（2m）
26
28
39
倍足纲节肢动
36
40
59
物
甲虫
28
-
32
鸟类
61
82
90
啮齿动物
34
63
87
✓ 3. 就本地沙丘森林群落的植被组成和结构 来看，采矿区和非采矿区并没有显著的差异 。（如下图）即采矿区的自然演替过程很有 可能导致恢复目标的实现 （引自Mentis和 Ellery，1994）
三、河流管理
(三) 管理措施 ✓ 1. 增加河道的流量 ✓ 2. 改善河流水质 ✓ 3. 减少对于沿海区域的破坏 ✓ 4. 提高流域总体环境质量 ✓ 5. 加强环境管理
第四节 非洲矿区的生态恢复
一、矿区生态恢复背景
(一) 非洲总体矿产资源分布 (二) 非洲典型案例区基本状况
✓ 1. 纳马夸兰矿区
(Digitaria
草本层主要是
diversinerva） 马唐植物 （Digita
ria
diversinerva）
芳香棘（Acacia ka roo） 9～12 m高 与次生的沙丘林地 等高 如纳塔尔桃花心木 （Trichilia emetic a）, 斑尾林(Trema orie
ntalis), 海岸红牛奶树(Mi
m高
3～8m 高
中层较为稀疏的 树冠茂密
白硬木（Vepris 大部分地方覆盖
Lanceolata）
（Acacia
和海岸银橡（Bra karoo）个别地方
chylaena discolor） 为蛇桑属植（Brac
草本层主要是大 hylaena discolor）
黍（Panicum
和沙漠黑醋栗(Rhu
maxima ）和马唐 s nebulosa).
(一) 赞比西河开发前 ✓ 2. 水坝建设之前生态环境 ➢ (1) Kariba大坝建造之前，洪水冲击形成了 一个面积为18 000 km2的栖息地
➢ (2) Cahora Bassa大坝建设之前，Kariba大坝 下游河流仍然足以补给三角洲
二、人工泄洪恢复
(二) 赞比西河开发后 ✓ 1. Kariba大坝蓄洪后，流量减少、土壤的 盐化和上游的乔木向下游的冲击草原扩张
与 顶 级 状 态 距 离
时间
样地到顶级状态的距离与干扰时间的回归关系
✓ 4.演替过程中植物多样性呈现先增加后变缓的 趋势，如下图（引自Mentis和Ellery，1994）
物 种 多 样 性 水 平
时间
一定时段内采矿区和未采矿区的物种多样性变化
✓ 5. 植物多样性由于先锋树种相思属马占卡
鲁（Acacia karoo）被热带和亚热带的大叶
✓ 2. Cahora Bassa大坝的蓄洪，破坏了原有 的洪水循环、中断了河流与冲击平原之间的 水利联系
二、人工泄洪恢复
(三) 人工泄洪技术
✓ 1. 收集1930年至今流域
不同水文站的实测数据，
确定其流域及支流水资源 状况
Kariba大坝（6闸门）
✓ 2. 结合相关图件资料， 构建大坝模型，预测年际 和年内泄洪区域维持自然 的生物多样性和冲积平原 生态系统潜在的演化过程
✓ 1. 1975年在毛里塔尼亚和阿尔及利亚的 Magreb地区发起的“绿色堤坝”活动
✓ 2. 苏丹北部的“紧急救助撒哈尔北部各省 的社会造林运动（SOS，Sahel Northern Province Country Forestry Project）” 以及相关的项目
✓ 3. 苏丹的生态恢复项目通过实验确定防风 带和防护带物种
Cahora Bassa大坝（8闸门）
二、人工泄洪恢复
(四) 效果评估
✓ 1. 优点 ➢ (1) 25年对Cahora Bassa大坝的泄洪的持续 监测证明了人工泄洪是赞比西河三角洲生 态修复的可行手段
➢ (2) 1977—1978年的大坝紧急泄洪之后，冲 积平原的原生植物和动物群系的生长情况 得到持续改善
种恢复方法的综合集成，例如用生态廊道的功 能来进行恢复 (三) 政府进一步推动立法、鼓励公众参与
二、纳马夸兰地区恢复
纳马夸兰矿区的防护网，早期种植的植物
三、祖鲁兰地区恢复
(一) 首先进行植被间植，然后使生态系统进行 自然恢复
(二) 从1987年开始，矿区400 hm2以上的土地 用这种方法进行了恢复
植被覆盖度变化不大
第二节 撒哈尔（Sahel）亚区 的沙化
一、沙地恢复的背景
(一) 撒哈尔沙漠概况 (二) 周边以农牧业为主 (三) 当地的畜牧业政策
✓ 1. 通过防护林建设固定沙丘 ✓ 2. 通过对放牧者的组织和经济政策制约，
如草场封育管理，减轻沙化土地的载畜压力
二、控制移动沙丘
控制沙向沙漠边缘移动的技术方法见下页表（ 引自Watson，1990）
纳马夸兰地区
一、矿区生态恢复背景
(二) 非洲典型案例区基本状况 ✓ 2. 祖鲁兰矿区 ➢ (1) 始于1977年 ➢ (2) 盛产金红石、钛铁矿和锆石等重金属 ➢ (3) 采矿使该区沙丘上的潜在森林廊道丧 失
二、纳马夸兰地区恢复
(一) 采用本土植物群落，进行生态恢复 (二) 加强本地物种的栽培和种植，同时加强多
(三) 结果观测
✓ 1.采矿干扰的沙丘林地遵偱区域林地的恢复 演替规律（如下两表分别为三个样地恢复状 态和空白状态植物和动物数量对比）（引自 Aarde等，1996）
5～8年
8 ～11年
11 ～16年
空白
芳香棘(Acacia ka 芳香棘（Acacia ka
roo) 灌丛1.5～3.0 roo）
musops caffra) 和白臭木
(Celtis africana). 草本层主要是 马唐植物 （Digita
ria diversinerva）
次生的沙丘林地 12 ～ 15m高或者更 高 主要物种为: 白臭木（Celtis afric ana）海岸红牛奶树
(Mimusops caffra), 沙丘人工黑醋栗 （Allophylus natale nsis）, 祖鲁桔（Teclea gerr ardii）和米奇鼠树 (Ochna natalitia） 草本和灌木层主要 为灌木（Isoglossa woodii）和蕨类( Mi
crosorium scolopendrium)植物
5～8年 8～10年
倍足纲节动物
3
4
甲虫
54
-
I）自然监控
网
II）空中捕获 74
-
11～16年 6 80
107
空白 11 116
188
啮齿动物
1
3
3
4
✓ 2. 随着恢复时间的推移恢复样地的植被组 成逐渐接近参照样地，如下表海湾沙丘的恢 复区域和沙丘森林参照点物种不同时间的相 似系数（引自Aarde等，1996）
一、生物多样性保护政策框架
(二)地区生物多样性保护政策 ✓ 1.《非洲自然界和自然资源保护公约》 ✓ 2.《防止地中海污染公约》 ✓ 3.《阿比让公约》 ✓ 4.《保护红海和亚丁湾环境区域公约》 ✓ 5.《关于东非区域保护区和野生动物的内罗 毕议定书》
目的 提高沉降 提高运输（清除一个地区的运
动的沙）
降低沙量
使运动的沙发生偏斜
方法 壕沟 栅栏和篱笆 绿化带 使地表成为流线型 地表进行处理（沥青、乳胶漆、聚乙烯 硅酸钠，明胶）来提高缓慢运行和 攀爬运行能力 表面处理（表面增加一层砾石） 化学处理（沥青或者油，增加水分，人 造盐质外壳） 篱笆 绿化 篱笆和栅栏 林木带
二、人工泄洪恢复
(四) 效果评估 ✓ 2. 待解决问题 ➢ (1) 如何确定修复的标准仍是生态修复的 重要难题 ➢ (2) 如何考虑解决河流沿岸居民的生计 ➢ (2) 如何提高模拟河流生态过程的准确性
三、河流管理
(一) 背景 ✓ 1. 主干支流的堤坝影响 ✓ 2. 快速城市化的影响
(二) 目标 ✓ 最大限度地为公众提供娱乐服务
二、建立自然保护区
(三）典型案例 ✓ 建造野生生境的一个典型案例是坦桑尼亚的 Arusha国家公园 （如下图所示）
三、人口密集地区的生境恢复
(一）完善的耕地所属权 (二）提高周围造林面积 (三）控制外来物种入侵
四、控制外来物种入侵
(一）背景 (二）方法
✓ 1. 将树木近地面采伐，在地面上留桩 ✓ 2. 高大乔木直接移入果园内栽种 (三）效果评估 ✓ 1996-2005年间植物种群的丰富程度增加,但
四、典型区围栏封育
(一) 区域特点 ✓ 1. 经济因素 ✓ 2. 技术因素 ✓ 3. 土壤条件 ✓ 4. 人地矛盾
四、典型区围栏封育
(二) 主要措施 ✓ 1. 遏制土地退化 ➢ (1) 梯田 ➢ (2) 石堤岸 ➢ (3 )围栏封育 ✓ 2. 调整产业结构 ➢ (1) 农业发展引导工业化 ➢ (2) 自然资源保护和公众参与
一、生物多样性保护政策框架
(三)国家生物多样性保护政策 ✓ 1.宪法文件及立法 ✓ 2.专门法案和政策 如：南非政府制定出台的《生物多样性白 皮书》
二、建立自然保护区
(一）野生生境定义存在争议 ✓ 1. 北美白种人的价值观 ✓ 2. 非洲与北美地区的差异
二、建立自然保护区
(二）传统的就地保护模式 ✓ 1. 对本地居民及资源使用者禁止入内 ✓ 2. 旅游者、科学家、酒店管理者等允许进 入
赞比西河的 Kariba 水坝（左）以及沿岸的河岸 林木Acacia albida Acacia（右）
二、人工泄洪恢复
(一) 赞比西河开发前 ✓ 1. 赞比西三角洲在湿地系统中具有极其重 要价值 ➢ (1) 生物群系栖息地 ➢ (2) 鱼类产卵地 ➢ (3 )野生动物和家畜放牧的草场
二、人工泄洪恢复
二、控制移动沙丘
防护林树种牡豆树
三、畜牧业政策制定
(一) 证明较好的政策 ✓ 1. 控制牲畜数量 ✓ 2. 建立篱笆 ✓ 3. 提供水源地和定居点
三、畜牧业政策制定
(二) 有待改进方面 ✓ 1. 针对游牧或半游牧者生产活动的条款 ✓ 2. 控制性火灾、清除灌木和牧草重新种植 等生态政策控制成本 ✓ 3. 了解承载力的动态变化
四、典型区围栏封育
(三) 效果评估
短期效果
长期效果
第三节 非洲受损河流生态系统 恢复
一、河流生态恢复的背景
水坝建设严重影响了河流生态系统 ✓ 1. 河流水质 ✓ 2. 无脊椎动物生存与发育 ✓ 3. 鱼类产卵场以及迁移 ✓ 4. 渔民经济收入 ✓ 5. 河漫滩生态系统健康
一、河流生态恢复的背景
第九章 非洲地区的典型案例
第一节 非洲生物多样性保护 第二节 萨哈尔（Sahel）亚区的沙化 第三节 非洲受损河流生态系统恢复 第四节 非洲矿区的生态恢复
第一节 非洲生物多样性保护
一、生物多样性保护政策框架
(一)全球生物多样性保护政策 ✓ 1. 20世纪初《保护非洲野生动物、鸟类和 鱼类公约》、《保护天然动植物伦敦条约》 ✓ 2. 20世纪60-70年代《关于水禽生境的国际 湿地公约》、《濒危野生动植物物种国际贸 易公约》 ✓ 3. 1992年里约热内卢联合国环境与发展大 会《生物多样性公约》缔约