第六讲受损生态系统的修复
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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ห้องสมุดไป่ตู้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)。
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。
(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。
(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。
(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
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长,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
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。
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。
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
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ห้องสมุดไป่ตู้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)。
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。
(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。
(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。
(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
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长,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
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。
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。
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