第六讲受损生态系统的修复

第二节 恢复生态学与生态修复
一、恢复生态学及其学科任务 二、生态修复及其理论基础 三、生态修复的常用技术和方法
一、恢复生态学及其学科任务
（一）恢复生态学的定义
恢复生态学诞生于20世纪70年代。学科任务是致力于研究自然灾 变和人类活动压力条件下，受到破坏的自然生态景观的恢复和重 建问题。基于这种恢复和重建在相当程度上离不开人的参与，所 以一些生态学家曾根据其方法学和工艺特点又将其称为合成生态 学。
（四）相关学科 生态学内的分支：
生态遗传学、种群生态学、群落生态学 生态系统生态学、景观生态学等。
生态学相关学科： 地理学、地质学、土壤学、环境化学、 工程学、经济学。
（五）恢复生态学中涉及的几个重要概念
生态修复：应包括生态恢复、重建和改 建，其内涵可以理解为通过外界力量使受 损生态系统得到恢复、重建或改建，即应 用生态系统自组织和自调节能力对环境或 生态完整性进行修复，最终恢复生态系统 的服务功能。
恢 复 生 态 学 又 可 概 括 为 生 态 系 统 的 恢 复 （ restoration ） 与 重 建 （reconstruction）。
恢复是指原貌或原先功能的再现。
重建则可以包括在不可能或不需要再现原貌的情况下，重新营造 一个不完全雷同于过去的甚至是全新的自然生态系统。
将一个受损的生态系统恢复到原貌，在实践中往往是困难甚至是不可 能的，所以有的学者认为，应把“restoration”译为“修复” 更确 切。
恢复生态学理论的产生与发展为生态修复提供了科学依据。 生态修复的技术与方法已成为应对全球环境变化的重要手段。
理论研究主要包括：
①生态系统结构（包括生物空间组成结构、不同地理单元与要素的 空间组成结构及营养结构等）、功能（包括生物功能，地理单元 与要素的组成结构对生态系统的影响与作用，能流、物流与信息 流的动态过程及平衡机制等），以及生态系统内在的生态学过程 与相互作用机制。
修补（remedy），即修复部分受损的结构
更新（renewal），指生态系统发育即向新 的水平或层次的演替
再植（revegtation），即恢复生态系统的部 分结构和功能，或恢复当地先前土地利用 方式。
二、生态修复及其理论基础
（一） 概念
生态修复的概念应包括生态恢复、重建和改建，其内涵可以理 解为通过外界力量使受损生态系统得到恢复、重建或改建，即应用 生态系统自组织和自调节能力对环境或生态完整性进行修复，最终 恢复生态系统的服务功能。可从四个方面理解： 第一是污染环境的修复，即传统环境问题的生态修复工程； 第二是大规模人为扰动和被破坏生态系统的修复，即开发建设项 目的生态恢复； 第三是大规模农林牧业生产活动破坏的森林和草地生态系统的修 复，即人口密集农牧业区的生态修复或生态建设，相当于生态建设 工程或区域生态工程； 第四是小规模人类活动或自然原因（森林火灾、雪线下降等）退 化生态系统的修复，即人口分布稀少地区的生态自我修复。
②生态系统的稳定性、多样性、抗逆力、生产力、恢复力与可持续 性研究。
③先锋群落与顶极群落的发生、发展机制与演替规律研究。
④不同干扰条件下生态系统的受损过程及其响应机制研究。
⑤生态系统退化的诊断及其评价指标体系研究。
⑥生态系统退化过程的动态监测、模拟、预警及预测研究。
应用技术主要包括：
①退化生态系统恢复与重建的关键技术体系研究。 ②生态系统结构与功能的优化配置及其调控技术研究。 ③物种与生物多样性的恢复与维持技术。 ④生态工程设计与实施技术。 ⑤环境规划与景观生态规划技术。 ⑥典型退化生态系统恢复的优化模式试验示范与推广研究 （马世骏，1990；章家恩，等，1999）。
制约学科发展的理论和实践问题（二）
生态系统恢复和群落的自然演替是一个动 态的过程，在研究实践中，对两者的区分 常常很困难
生态系统恢复的时间到底要持续多ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，这 需要进行可重复和长期的试验及观测，短 时间尺度的研究不能准确回答这个问题
生态系统恢复的机理还不清楚，尤其是重 新引进当地消失的物种在恢复中的作用与 角色还难以正确判断
（三）制约学科发展的理论和实践问题（1）
生态系统恢复的不可确定性
生态系统恢复要求综合考虑生态、经济和 社会因素，但对时间、空间上存在异质性 的生态系统而言，很难恢复到理想状态， 在有持续干扰情况下尤其如此
由于生态系统的复杂性，对生态系统退化 程度和干扰因子很难概括出一些易测定、 又能反映实质的具体指标
重建 改良 改进 修补 更新 再植
重建（rehabilitation），即去除干扰并使生 态系统恢复原有的利用方式；
改 良 （ reclamation ） ， 即 改 善 环 境 条 件 以 便使原有的生物生存，一般指原有景观彻 底破坏后的恢复
改 进（ enhancemen）， 即对原有的受损系 统进行重新修复，以使系统某些结构与功 能得以提高
Hobbst and Norton 的临界阈值理论，该理论假设生 态系统有4种可选择的稳定状态，状态1是未退化的， 状态2和3是部分退化的，状态4是高度退化的
（二）恢复生态学的研究进展
包含恢复生态学内容的国际大型计划 联合国教科文组织人与生物圈计划（MAB）； 国际地球生物圈计划（IGBP）； 全球变化的人类因素研究计划（IHDP）； 全球环境监测系统（GEMS）。
国家层面开展生态恢复研究 英国、德国、荷兰、澳大利亚、中国等。
中国开展生态恢复研究 农牧交错区、风蚀水蚀交错带、干旱荒漠地区、丘陵山地、干热 河谷、湿地、城市等退化或脆弱生态环境。
（二）生态修复机理
依据生态学原理，通过生物、生态以及工程的 技术和方法，人为地改变和消除生态系统退化 的主导因子或过程，调整、配置和优化系统内 部及其与外界的物质、能量和信息的流动过程 及其时空秩序，使生态系统的结构、功能和生 态学潜力成功地恢复乃至得以提高。
Hobbs and Mooney指出，退化生态系统恢复和重建的 可能发展方向一般要包括：退化前状态、持续退化、 保持原状、恢复到一定状态后退化、恢复到介于退化 与人们可接受状态间的替代的状态或恢复到理想状态 等几个阶段和过程。