恢复生态学_第四章_种群和群落的生态恢复实践-第一组

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第四章 种群和群落的生态恢复
第一节
物种保护与种群恢复 第二节 群落结构和功能的恢复 第三节 栖息地生态系统的保护和 重建 第四节 生态廊道的开辟与应用
第一节 物种保护与种群恢复
物种保护指保存某物种的遗传基因。物种既包括 野生的也包括人工培育的,一般指保护野生物种
一、物种保护的重要性和必要性
二、物种多样性保护的方法
(二)种群调节与物种多样性保护

复合种群是指一个种的种群由数个处于半隔离状 态的亚种群组成,这些亚种群通过个体的迁入或迁 出和基因交流发生关系,从而使这些亚种群联系在 一起并保持稳定。

源-汇动态 :许多物种既有源种群又有汇种群, 由源种群中所产生的可以扩散到汇生境中,从而 使汇生境中的种群得以维持二不灭绝
一个典型的安全格局包含以下几个景观组分: 源:现存乡土物种栖息地--物种扩散和维持的原 点 缓冲区:环绕源周边的地区--物种扩散的低阻力 区 源间联接:相邻两源之间最易联系的低阻力通道 --生态流之间的高效通道和联系途径 辐射道:由源向外围景观辐射的低阻力通道 战略点:沟通相邻源之间联系有关键意义的“跳 板”

一、群落结构和功能恢复的基本原理
(二)
群落自然恢复

不通过人工辅助手段,依靠群落本身的 能力使其向着典型自然群落顺向演替的 过程 。
评价退化群落自然恢复潜力度的三个指标


恢复潜力度(RP):退化群落更新库组成结构 与更高演替阶段群落组成结构间的相似度。 恢复度(RD):低相似度向高相似度的发展过 程,其自然恢复终极是与原群落相同的植被型 。将群落恢复度(RD)定义为退化群落通过自然 恢复在组成、结构、功能上与顶极群落阶段的 最佳群落的相似程度。 恢复速度(RS):单位时间内群落恢复度向顶 极群落方向发生的位移。
(一)种群恢复的技术方法
: 从影响恢复的环境因素来看,种群恢复 可以分为自然恢复和人工恢复。人工恢
复对濒危物种小种群的恢复具有重要 意义。
种群恢复与种群管理方式有关。根据种
群管理方式,可以分为圈养、半野牧、 野牧和野生等4种类型。
通过圈养、野牧、野生的种 群恢复方式
易地保护、就地保护
三、种群恢复的途径和技术

有害群落人工干预的方法 一、引入群落的天敌,控制群落的 发展; 二、利用化学、物理等途径杀死群 落个体,有效减少有害群落的繁殖能力 ; 三、构建人工防预体系控制有害动 物群落的蔓延等。
第三节 栖息地生态系统的保护与重建
一、栖息地概述
(一)
栖息地的概念
一个特定物种(如熊猫)的栖息地是被 该物种或种群所占有资源(如食物、隐 蔽物、水)、环境条件(温度、雨量、 捕食及竞争者等)和使这个物种能够存 活和繁殖的空间。


生物保护的景观生态安全格局
1源 Source, 2阻力面和等阻线 Resistance surface and isolines, 3源间通道 Inter source linkage, 4辐射道 Radiating route, 5战略点 Strategic point
三、种群恢复的途径和技术
一、群落结构和功能恢复的基本原理
(三)
人工促进的自然恢复
改善退化生态系统的物理因素 改善退化生态系统的营养因素 改善退化生态系统的种源条件 改善退化生态系统物种间的关系
二、群落结构和功能恢复方法
(一)植物群落恢复方法-群落结构的恢复
主要通过人工的手段,模拟自然群落的 组织结构,组建人工优化的群落类型。 以森林群落的恢复为例,可以通过对天 然森林的保护、退耕还林和迹地的植被 重建等方法恢复重建森林群落结构,以 保证群落功能的正常发挥。
生物多样性是人类宝贵的财富
(一)物种及生物多样性保护
物种为核心的景观规划途径
。首先确定物 种,然后根据物种的生态特性来设计景观 格局 景观元素为核心和出发点的规划途径 。以各 种尺度的景观元素作为保护对象,根据其 空间位置和关系设计景观格局

物种保护始终是生物多样性保护的基础。
二、物种多样性保护的方法
加强对森林和 草地的保护
在退化和荒秃 的山地重建森 林
裸露地表裂痕 的紧急治理
将斜坡耕地转 为森林和草地
(二)动物群落恢复方法



采取适当的管理措施,保证群落的自然恢复 ,以维护动物群落的完整性; 采取适当的救护措施,治疗补饲受伤国家重 点保护野生动物,以减少野生动物的伤亡; 采取适度的封闭措施,减少人为活动对主要 国家重点保护野生动物栖息地的干扰,以保 证主要野生动物栖息地的自然恢复; 采取严密的巡护措施,加强对野生动物疫病 的监测,防止野生动物疫病爆发和传播,影 响动物群落的发展; 采取严格的保护措施,严厉打击破坏野生动 植物的行为,以保护野生动植物资源和生物 多样性。
通过对杨树林区、河岸和阶地边坡的植 被改造,增加水禽栖息地类型;加强栖 息地保护和管理,排除各种人为干扰因 素; 实施科研和监测工程,为栖息地的恢复 提供科技支撑,确保项目达到预期效果

三、栖息地恢复技术
(三)野生动物栖息地的恢复
以大熊猫栖息地为例,由于大熊猫对栖息地依赖性很强, 栖息地保护的重要性比对大熊猫个体保护更重要
在自然保护区的规划中,应尽量避免过多的汇生境 将源生境包围,过多的汇生境可能会成为源生境个 体的消耗地,从而使源生境中产生的个体逐渐减少 。


二、物种多样性保护的方法
(三)
生物保护的景观规划
在设计景观格局时,局部,点,空间关系对控制 景观水平生态过程起着关键作用。这些景观局部, 点,空间联系构成景观生态安全格局
第四节
生态廊道的开辟与恢复
一、生态廊道的内涵

生态廊道是具有保护生物多样性、过滤 污染物、防止水土流失、防风固沙、调 控洪水等生态服务功能的廊道类型。 生态廊道主要由植被、水体等生态性结 构要素组成,和“绿色廊道” 表示同 一个概念。

一、栖息地概述
(三)
栖息地的选择
栖息地选择指某一动物个体或群体为了
某一生存目的,如觅食、迁移、繁殖或 逃避敌害等,在可到达的生境之中,寻 找某一相对适宜生境的过程。 栖息地选择与动物的行为有很大关系。 野生动物选择栖息地的原因主要有进化 历史或遗传性和种间竞争两方面 。适 应性受遗传物质的控制;动物对生境的 选择是种间竞争的结果。




(一)物种及生物多样性保护 生物物种有许多不同的概念,包括生物学物 种概念、系统发育学物种概念、进化生物学物种 概念等,这些不同的概念在一定程度上影响保护 的措施和途径。 不管采用哪种物种概念比如关键种,在生态 恢复过程中,物种的识别和功能的发挥必须要给 予充分的认识。优势种和关键种 生态恢复或物种保护时必须考虑物种的变 异,种群是进化与发挥生态功能的关键单位,乡 土种群(local population)才是生物对环境反 应的基本单位
生境毁坏主要表现在以下几个重要的 方面: 残余生境的总面积变小; 相对于总面积的边缘比值增大; 斑块中的任何指定地点都比过去更接 近于边缘; 每块斑块比过去更孤立于其他斑块。
二、栖息地退化的机理
(三)
栖息地片断化及其影响
栖息地片断化是由于人为因素或环境
改变而使得景观中较大面积的自然栖 息地不断地被分割成片断或降低生态 功能而造成的。形态和功能方面。 栖息地片断化对动物的影响主要包括 异质效应、边缘效应(边缘种)、斑 块格局效应、面积效应、隔离效应、 干扰效应、遗传效应和种间竞争效应 等。
(二)种群恢复的管理措施



加强法制管理与公众教育,提高全民保护 生物多样性意识,为生物提供一个安全的 生存环境。 创造或改善动物生存和繁衍的栖息地条件 。 建立人工繁育及种群恢复基地,进一步开 展科学研究,加强国际合作和交流,为物 种保护及种群恢复提供理论基础和科学依 据。
第二节 群落结构和功能的恢复
二、栖息地退化的机理
(一)
人类活动对栖息地的威胁 栖息地的丧失,自然植被全部被破坏 变为农业用地; 栖息地的破碎化,适宜栖息地成为相 互隔离的斑块; 栖息地的退化,草场的过度放牧、环 境污染等使野生动物生存环境质量下 降。
二、栖息地退化的机理
(二)
生境毁坏对物种多样性丧失的影响
掘土者
系统过程调控 者
物理干扰
影响养分传输速 率
兔子、地鼠、白蚁、河狸
固氮菌、菌根真菌分解者
功能群:具有相似的结构或功能的物 种的集合。这些物种对生物群落具有 相似的作用,其成员相互取代后对生 物群落过程具有较小的影响。 意义:使复杂的生物群落简化,有利 于认识系统的结构和功能;弱化了物 种的个别作用,从而强调了物种的集 体作用。
三、栖息地恢复技术
(一)
植被图
GAP分析
土地经营者 G种和植被类型
物种预测分布
GAP分析的二次应用; GAP 数据;保护设计选 择范围内生物多样性规 划;……
GAP分析的一般步骤
三、栖息地恢复技术
(二)
水禽栖息地-湿地的恢复技术


通过污染控制工程,改善湿地水环境, 解决严重污染导致湿地植被退化,栖息 地环境质量下降的问题; 通过补水工程,恢复湿地水文条件,为湿 地植被恢复、重建创造条件; 通过退耕还滩避免栖息地被继续破坏, 并采取植被重建措施,实现地表基底稳 定,增加湿地物种组成和生物多样性, 恢复湿地景观

植被生态恢复的措施
项目 应采取的措施 · 封山育林,使森林免受火灾、砍伐、家畜放牧、狩猎和樵采等威胁 · 维护自然的物种组合,年龄层次交错的森林和厚的地被层 · 保护传播花粉和种子的天然媒介,以及控制害虫的生物 · 制定防火计划 · 把森林分为“生态林”和“可持续生产林”,但应将其生态功能放在 首位 · 尽可能地种植接近自然组成的混交林 · 需要按照生态演替规律造林来达到稳定的森林状况 · 利用自然力量重建森林,而不要背道而驰。在幼苗阶段应提供土壤和 水、直到幼苗成活 · 封山育林,使森林免受砍伐,火灾、狩猎和放牧的威胁 · 提高现有森林的连通性,以使生物多样性拓展到新的森林 · 鼓励培养密集的地面植被 · 加大物理治力度进行植树造林特别是培植地面植被 · 种植时不仅要使用种子和幼苗,还应辅以草皮和竹丛 · 确保大多数森林的生态功能而非经济功能 · 在森林恢复中应遵循建设生态森林的原则 · 在规划造林时应研究地方植被和自然演替规律 · 经济林应多样化 · 给予当地农民以长期经济补偿 · 在坡耕地上营造梯田
四川大熊猫的栖息地
一、栖息地概述
(二)
栖息地的作用
动物栖息生境影响其生长、发育、繁殖等生命 活动 。

温度影响动物的发育与繁殖。


水也是影响动物对栖息地选择的重要因子。
食物是连接动物与环境的纽带。 隐蔽条件是指栖息地中能提高动物繁殖力或 生存力,或二者都能得到提高的生境因子。 栖息地生境要素分布:食物、隐蔽条件和水 在空间的排列方式,直接影响到栖息地的适 宜性。
关键种的分类及其作用
类型 捕食者 作用方式 抑制竞争者 实例 海洋:海獭 陆地:依大小选择性采食种子 的动物 大象、兔子
食草动物
抑制竞争者
病原体和寄生 物
竞争者 共生种
抑制捕食者、食 草动物竞争者
抑制竞争者 有效的繁殖
粘液瘤菌、采采蝇
演替中的物种更替,如森林中 的优势树种和杂草 关键的共生种依赖的植物资源 传粉者、传播者
一、群落结构和功能恢复的基本原理
(一)物种多样性在生物群落中的功能与作用


在生物群落中,不同物种的作用是有差别 的。其中有一些物种的作用是至关重要的,它 们会影响到整个生物群落的结构和功能,这样 的物种即称为关键种或关键种组。 关键种依功能或作用不同,可以分为 7 类:捕 食者、食草动物、病原体和寄生物、竞争者、 共生种、掘土者和系统过程调控者。
物种为人类提供了食物的来源。如农作物,家禽等
野生物种是培育新品种不可缺少的原材料。
物种是许多药物的来源 物种资源提供大量的工业原料。如毛皮,香料等
物种具有重要的科研价值。生物的各种器官和生理功
能,可以给科学技术的发明以重大的启示,如雷达, 声呐等技术等仿自生物机制。 环境生态效益。多种多样的物种是生态系统不可缺少 的组成部分 美学和文化价值 。
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