第二章_生态恢复的基础理论
《生态修复理论与技术》课程教学大纲
《生态修复理论与技术》课程教学大纲课程名称：生态修复理论与技术课程类别：必修课适用专业：环境生态工程考核方式：考试总学时、学分：32 学时 2 学分其中实验学时：0 学时一、课程教学目的《生态修复理论与技术》以国内外生态修复基础理论为依据，以河流生态系统、湿地生态系统、湖泊生态系统、海洋和海岸带生态系统、草原生态系统、森林生态系统修复、土壤污染生态修复、城市生态修复及城市修补为基本内容。
通过教学旨在让学生了解国内外生态修复技术前沿动态、理解生态修复的基本理论知识，掌握典型生态环境问题生态修复技术的基本原理及设计方法。
二、课程教学要求了解国内外生态修复技术前沿动态、理解生态修复的基本理论知识，掌握典型生态环境问题生态修复技术的基本原理及设计方法，具备生态修复工程设计的基本能力。
三、先修课程生态学基础恢复生态学四、课程教学重、难点教学重点：河流生态系统修复、湿地生态系统修复、森林生态系统修复；土壤污染生态修复、城市生态修复及城市修补的基本原理。
教学难点：河流生态系统修复、森林生态系统修复、土壤污染生态修复、城市生态修复及城市修补的基本技术方法。
五、课程教学方法与教学手段课堂讲授和讨论相结合。
通过阅读主要参考书目、网上查询、资料整理和专题分析讨论。
六、课程教学内容第一章绪论（2学时）1．教学内容（1）生态修复的定义与特点；（2）生态修复的基本原理；（4）生态修复的主要技术方法；2．重、难点提示（1）生态修复的基本原理。
第二章河流生态系统修复（4学时）1．教学内容（1）河流生态系统评价；（2）河流生态系统修复原理及目标；（3）河流生态系统修复技术与方法；（4）小流域治理与生态修复技术与方法；（5）河流生态系统修复工程实例。
2．重、难点提示（1）河流生态系统修复原理及目标；（2）河流生态系统修复技术与方法。
第三章湿地生态系统修复（4学时）1．教学内容（1）湿地的概念与类型；（2）湿地的结构与功能；（3）湿地生态修复原理及目标；（4）湿地生态系统修复技术与方法；（5）湿地生态系统修复检测与评价；（6）湿地生态系统修复工程实例。
第5讲-恢复生态学201
味着更多的垂直分层和更多的水平斑块格局生物多样性是生态系统稳定的基础
也会导致生态系统功能的优化。
1.8 景观生态学理论
2. 恢复生态学理论
2.1 人为设计和自我设计理论 ➢ 人为设计理论认为：通过工程方法和植物重建可直接恢复退化生 态系统，但恢复的类型可能是多样的。 ➢ 自我设计理论认为：只要有足够的时间，随着时间的进程退化生 态系统将根据环境条件合理地组织自己并会最终改变其组分。 这两种理论不同点在于： 人为设计理论把恢复放在个体或种群层次上考虑,恢复的结果可 能有多种； 而自我设计理论把恢复放在生态系统层次考虑认为恢复完全由 环境因素所决定。
2. 恢复生态学理论 2.2 参考生态系统理论
参考系统或参照物是制定生态恢复计划的原型，同时也用来对其进行评估，选 定的参照物可以是生态系统发展过程中的任何状态。
入点才能有效地进行生态恢复。
1.2 群落演替理论--进行退化生态系统恢复和重建过程中也要循序渐
进依据退化阶段按照生态演替规律分阶段、分步骤地促进顺行演替而不能急于求 成拔苗助长。
1.3 生态位理论--生态恢复时要避免引进生态位相同的物种,尽可能使
各物种的生态位错开,使个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,保证群落的稳定。同时组建由多个种群组成的生物群落，充分利用时间、空间 和资源更有效地利用环境资源维持生态系统的稳定性。
生态恢复与重建的难度和所需的时间与生态系统的退化程度、自我恢 复能力以及恢复方向密切相关：
一般说来，退化程度较轻的和自我恢复能力较强的生态系统比较容易 恢复，其所需的时间也较短; 生态系统的自我恢复往往较慢，有些极度退化生态系统如流动沙丘没 有人为措施自然恢复则几乎不可能。
恢复生态学复习题
恢复⽣态学复习题恢复⽣态学第⼀章绪论1.⽣态恢复国际恢复⽣态学会(Society for Ecological Restoration)先后提出三个定义⽣态恢复就是修复被⼈类损害的原⽣⽣态系统的多样性及动态的过程(1994);⽣态恢复就是维持⽣态系统健康及更新的过程(1995);⽣态恢复就是帮助研究⽣态整合性的恢复与管理过程的科学,⽣态整合性包括⽣物多样性、⽣态过程与结构、区域及历史情况、可持续的社会实践等⼴泛的范围(1995)。
2.1985年,国际恢复⽣态学会成⽴。
3.近⼏届恢复⽣态学⼤会所关注的热点与趋势:强调⽣态恢复的实践性恢复⽣态学应以解决社会实践为⽬的,应该通过理论创新推进⽣态恢复的实践.强调以跨越边界的⽣态恢复。
跨越⾏政边界,就是跨学科的综合交叉性领域强调以⽣态系统为基点,在景观尺度上表达。
认为⽣态恢复具有⼯程设计的属性,强调景观设计。
强调全球变化中的⽣态恢复第⼆章恢⽣态学的理论基础与原理1.群落的性质(争论):1)有机体观点(organism viewpoint) :强调组成群落的各个种就是⾼度结合的、相互依存的,⼀个群落从其先锋阶段(pioneer stage)到稳定的顶极阶段(climax stage)与有机体⼀样有其出⽣、⽣长、成熟、繁殖与死亡。
在其特征⽅⾯群落这个⽣活史与植物个体⽣活史⼀样。
(建⽴了群落单元顶极理论monoclimax theory)(接⼒植物区系演替机制)(群落就是间断性的)2)个体性观点(individualistic viewpoint):成群落的种群具有“独⽴”性,即各个种都就是单独地对外界因素起反应,并作为独⽴的⼀员进⼊群落,它们在不同的群落之间往往互相交织,⽽以不同的⽐例出现在不同的群落中。
梯度分析理论认为:种就是按照环境梯度分布的,每⼀个种都有各⾃的分布范围,没有两个种的分布范围就是完全⼀样的,由于⽣态因素的多样性与种群分布的⾮均匀性,种并不组成明显的集群,因此,群落不可能就是整齐的、均匀的、⽽就是连续存在的。
恢复生态学的理论和发展趋势
恢复生态学的理论和发展趋势1. 引言1.1 恢复生态学的定义恢复生态学指的是通过生态系统的修复和重建，以恢复受到破坏或受到威胁的自然环境的学科领域。
其目的是保护和恢复生态系统的稳定性和功能，以实现人与自然的和谐共生。
恢复生态学要求从整体的生态系统层面出发，通过恢复物种多样性、生态过程、生态功能等方面的改善，达到生态系统的稳定和可持续发展。
恢复生态学强调了生态系统的自然再生能力以及人类对其的影响，通过研究和实践，寻找更有效的方法和技术来促进生态系统的恢复和重建。
在当今社会，随着人类活动的扩展和生态环境的恶化，恢复生态学的研究和实践变得愈发重要。
通过恢复生态学的研究和实践，可以帮助人类更好地保护和利用自然资源，维护生态平衡，实现可持续发展的目标。
1.2 研究意义恢复生态学的研究意义主要体现在以下几个方面：恢复生态学可以帮助我们更好地理解自然生态系统的恢复机制，提高人类对自然资源的利用效率和环境保护水平。
恢复生态学可以促进生态系统的复原和重建，恢复受损生态系统的功能和结构，实现自然资源的可持续利用。
恢复生态学对于改善人类生活环境、保护地球生态平衡和促进生态文明建设具有重要意义。
研究恢复生态学的意义在于为人类解决环境问题提供科学支持和技术手段，推动生态系统恢复和可持续发展。
通过不断探索和实践，可以不断拓展恢复生态学的理论和方法，为人类美好未来奠定坚实基础。
1.3 发展背景随着全球化和气候变化等全球性问题的不断加剧，人类面临着前所未有的挑战，需要采取更加积极的措施来保护和恢复生态系统，这进一步推动了恢复生态学的发展。
恢复生态学的发展背景是多方面的，既包括人类活动对环境的影响，也包括社会需求和科学技术的进步，这些因素共同推动着恢复生态学的不断发展和壮大。
2. 正文2.1 恢复生态学的基本理论1. 恢复生态学的理论基础：恢复生态学是以生态学为基础的一门学科，其理论基础主要包括生态系统稳定性理论、物种多样性维持理论、自然演替理论等。
湿地生态恢复的原则、目标、特点、修复理论基础及技术和方案确定
湿地生态恢复的原则、目标、特点、修复理论基础及技术和方案确定1 湿地生态恢复的原则1.1 地域性原则我国湿地分布广，涵盖了从寒温带到热带，从沿海到内陆，从平原到高原山区各种类型的湿地。
因此应根据地理位置、气候特点、湿地类型、功能要求、经济基础等因素，制定适当的湿地生态恢复策略、指标体系和技术途径。
1.2 生态学原则生态学原则主要包括生态演替规律、生物多样性原则、生态位原则等。
生态学原则要求根据生态系统自身的演替规律分步骤分阶段进行恢复，并根据生态位和生物多样性原理构建生态系统结构和生物群落，使物质循环和能量转化处于最大利用和最优循环状态，达到水文、土壤、植被、生物同步和谐演进。
1.3 最小风险和最大效益原则国内外的实践证明，退化湿地系统的生态恢复是一项技术复杂、时间漫长、耗资巨大的工作。
由于生态系统的复杂性和某些环境要素的突变性，加之人们对生态过程及其内部运行机制认识的局限性，人们往往不可能对生态恢复的后果以及最终生态演替方向进行准确的估计和把握，因此，在某种意义上，退化生态系统的恢复具有一定的风险性。
这就要求对被恢复对象进行系统综合的分析、论证，将风险降到最低程度，同时，还应尽力做到在最小风险、最小投资的情况下获得最大效益。
在考虑生态效益的同时，还应考虑经济和社会效益，以实现生态、经济、社会效益相统一。
2 湿地生态恢复的目标湿地生态恢复的总体目标是采用适当的生物、生态及工程技术，逐步恢复退化湿地生态系统的结构和功能，最终达到湿地生态系统的自我持续状态。
但对于不同的退化湿地生态系统，其侧重点和要求也会有所不同。
总体而言，湿地生态恢复的基本目标和要求如下：(1)实现生态系统地表基底的稳定性。
地表基底是生态系统发育和存在的载体，基底不稳定就不可能保证生态系统的演替与发展。
这一点应引起足够重视，因为中国湿地所面临的主要威胁大都属于改变系统基底类型的，在很大程度上加剧了我国湿地的不可逆演替。
(2)恢复湿地良好的水状况，一是恢复湿地的水文条件；二是通过污染控制，改善湿地的水环境质量。
生态修复的基本理论及技术方法
生态修复的基本理论及技术方法【摘要】本文在分析生态退化主要原因的基础之上，对生态修复的相关理论内涵进行简要探讨，最后对生态修复的实现技术及方法进行论述，望能够有助于提高生态修复的整体质量及水平。
【关键词】生态修复；理论；技术在现代经济社会快速发展，人口数量及其规模急剧增长的背景下，生态系统呈现出显著的退化性趋势，导致各类自然灾害行为不端加剧，土地生产力严重下降，资源-环境--人口之间的矛盾关系更为突出，进而反作用于区域性经济社会的发展，对实现可持续性发展目标是非常不利的。
当前，生态环境破坏问题已经逐步发展演变成为全球性问题，受到了世界各国的普遍关注与重视。
基于对当前生态系统退化现状以及退化后果的认识，世界范围内各个国家与地区均相继出台了一系列与生态建设以及生态修复相关的政策措施，生态修复方面的基本理论与技术方法也取得了非常显著的发展成效。
1．生态退化原因分析生态修复是在生态环境退化与破坏背景下所产生的。
当生态系统结构变化导致生态环境功能有所减弱或丧失时，生态系统就会呈现出退化的趋势。
导致生态系统发生退化的原因众多，人为或自然性干扰是其中最为关键的影响因素之一。
干扰因素的存在使得原有生态系统的平衡状态被打破，生态系统结构及其功能发生障碍，形成恶性循环，进而导致生态系统整体呈现出退化性变现。
实际上，干扰因素不单单对物种多样性的发展与维持有重要影响，更是影响生物进化的重要因素之一。
其中，自然性质干扰因素包括冰河、火山、地震、海啸、滑坡、台风、干旱、洪水等作用；社会人为性质干扰因素则包括过度利用植被、露天开采、有毒有害化学物质、森林砍伐等。
生态系统退化程度的影响因素主要包括干扰强度以及干扰频度这两个方面。
往往形势严重的生态破坏需要依赖于自然因素进行修复，其难度是非常大的。
为尽快恢复生态系统的平稳性，必须采取一些生态工程措施以及生物措施，加速植被恢复以及生态修复进程。
2．生态修复基本理论恢复生态学是以群落自然演替机制作为理论基础而不断发展与完善起来的。
湿地生态恢复的原则目标特点修复理论基础及技术和方案确定
湿地生态恢复的原则目标特点修复理论基础及技术和方案确定湿地生态恢复是指因人类活动而受到破坏或退化的湿地生态系统，通过一系列的修复措施和技术手段，恢复湿地的自然功能和生态完整性。
湿地生态恢复需要遵循一定的原则和目标，具有一些特点，并且基于相关的修复理论和技术，通过确定恰当的修复方案来进行实施。
湿地生态恢复的原则主要包括生态优先原则、可行性原则、适当性原则和可持续性原则。
生态优先原则是指在湿地恢复过程中，以保护和恢复湿地的自然生态功能为首要目标，尽量减少人为干预和破坏。
可行性原则是指恢复方案必须基于科学、技术和经济可行性的考虑，确保恢复工作能够顺利进行并达到预期的效果。
适当性原则是指湿地恢复方案和措施必须与该湿地的自然特征、地理条件和人为影响相适应，确保恢复效果能够持久。
可持续性原则是指湿地恢复必须实现经济、社会和环境的可持续发展，兼顾各方面的利益和长期效益。
湿地生态恢复的目标主要包括保护湿地生物多样性、恢复湿地生态功能、改善水资源管理和保障生态安全。
保护湿地生物多样性是指通过恢复湿地的自然环境和生态过程，维护湿地中的濒危物种和生境，保护湿地生物多样性。
恢复湿地生态功能是指通过修复湿地的水文、水质、土壤和植被等要素，使湿地恢复原有的水调节、净化和生物生境功能。
改善水资源管理是指通过修复湿地，改善水资源的储备、蓄积和净化能力，提高水资源利用效率。
保障生态安全是指通过湿地恢复，保障区域生态系统的安全稳定，减少自然灾害风险和生态环境问题。
湿地生态恢复具有以下特点：多样性、综合性、系统性和动态性。
多样性指不同类型的湿地生态恢复需要采用不同的技术和方法，因为湿地的类型和特征各异。
综合性指湿地恢复需要综合考虑水文、水质、土壤、植被等因素的相互作用，进行综合修复。
系统性指湿地恢复需要考虑整个湿地生态系统的结构和功能，进行整体修复而非片面修复。
动态性指湿地恢复是一个长期过程，需要根据湿地的生态演替过程和变化情况进行动态调整和修复。
第一章 恢复生态学的理论基础20181127(第三节 34)
五、护理植物理论
思考：
生态系统恢复实践中，多数将已有的植被清除（火烧或砍伐 ）后再进行植被恢复。
这种做法你怎么看？
五、护理植物理论
1. 护理植物概念和护理效应影响因素
（1） 护理植物（Nurse plant）概念 指那些在其冠幅下辅助或护理其他目标物种（Target species）生长
便等；
三、恢复的概念模型
以往恢复生态学中占主导思想是通过排除干扰，加速生物 组分的变化和启动演替过程，具体做法是：
首先建立生产者系统。由生产者固定能量，驱动水分循环 ，带动营养物质循环。
稍后建立消费者、分解者系统和微生境。 实际研究中发现，仅排除干扰、加速生物组分变化和启动
演替过程并不一定能使恢复顺利进行。取决于退化程度， 恢复的模型主要有两种：
五、护理植物理论
1. 护理植物概念和护理效应影响因素
3) 护理植物的特性
护理效应的性别偏向性 冠幅差异影响护理效应 豆科植物多用作护理植物
西班牙的雌雄异株刺柏属植物 (Juniperus thurifera)的大多数幼苗 集中在雌株冠幅下，而种子散布与 幼苗存活也具有相同趋势。
地中海和以色列半干旱过渡地带， 低矮灌木刺状地榆(Sarcopoterium spinosum)冠幅的覆盖面积与护理效 应成反比。
三、恢复的概念模型
（1）Allen（1989）恢复的状态和跃迁模型
三、恢复复的状态和跃迁模型
四、适应性恢复
生态系统有太多的组分，组分间存在着非常复杂的相互作 用，导致生态系统很难恢复。
适应性恢复就是指“从实践中来，到实践中去”的一种恢 复方式。
的类型可能是多样的。 （2）自我设计理论 只要有足够的时间，随着时间的进程，退化生态系统将根据
恢复生态学
恢复生态学一．绪论1 生态恢复的定义？（一）美国科学界的解释1、美国自然资源委员会（The US Natural Resource Council）认为，使一个生态系统回复到接近其干扰前的状态，即为生态恢复（cairns, 1995）。
2、Jordan认为，使生态系统回复到先前或历史上（自然的或非自然的）的状态即为生态恢复。
3、Cains认为，生态恢复是使受损生态系统的结构和功能回复到受干扰前的状态的过程。
4、Egan认为，生态恢复是重建某区域历史上有的植物和动物群落，而且保持生态系统和人类的传统文化功能的持续性的过程。
（二）国际恢复生态学会（Society for Ecology Restoration）的解释1、生态恢复是修复被人类损害的原生生态系统的多样性及动态的过程（1994）。
2、生态恢复是维持生态系统健康及更新的过程（1995）。
3、生态恢复是帮助研究生态整合性的恢复和管理过程的科学，生态整合性包括生物多样性、生态过程和结构、区域及历史情况、可持续的社会实践等广泛的范围（1995）。
第三个定义是该协会最终的含义。
2 恢复生态学的定义？恢复生态学是研究生态恢复的生态学原理与过程的科学。
3 恢复生态学的基本理论有哪些？一、组合规则和恢复生态系统的组织二、生态系统退化与恢复的阈值和非线性特征三、正反馈机制的认识与利用四、空间异质性（Heterogeneity）与恢复生态学的发育五、环境的随机性和长期变化与生态恢复的设计与评价4 为了补偿全球环境退化的速率，生态恢复为什么一定要尽可能地放在景观水平上考虑？（1）大的系统较小而零碎的系统更容易达到自我更新和维持；（2）规模经济体现在生态恢复中，正如在其他活动中；（3）大规模的生态恢复活动中较小的片断恢复将可能产生更多的公众效益，从而有利于未来的保护；（4）斑块动态，包括物种从一个汇斑块到源斑块的转移，在景观水平上表现良好，但在片断水平上可能不好；（5）种子和其他繁殖体如果存在于多种生境中可能更有效，或者在异质性生境中更有潜力得到恢复。
退化森林生态系统恢复与重建的基本理论及其应用举措
退化森林生态系统恢复与重建的基本理论及其应用举措退化森林生态系统恢复与重建是保护和调节生态恢复的重要手段，应广泛应用于气候变化、灾害恢复、生态废弃地的修复、生态控制等。
恢复森林生态系统的理论是指为了逆转森林生态系统的退化，恢复其结构、功能、动态演变而构建的植物、土地及其他方面的相关研究。
1. 恢复森林生态系统的基本理论是基于平衡林的原则，尤其是复垦入侵、滞纳、年际波动、森林火灾、人为扰动等过程的封闭圈理论。
按照封闭圈理论，针对不同类型的森林生态系统，可以采取合理的人为干预措施，进行封闭环节的重建，从而将退化现象控制在可抗范围之内，实现森林生态系统的恢复和重建。
2. 重建森林生态系统时，还需要注意选择恢复树种。
选择恢复树种要求考虑：此地原有树种、恢复需求、当地气象条件、土壤环境、病虫害及其他生态要素等。
最终的树种选择，需要根据相应的评估进行，以确保最终重建的森林生态系统能够满足预期目标。
3. 恢复与重建森林生态系统应用于气候变化、灾害恢复、生态废弃地的修复等，应采取以下举措：①开展封闭环节的重建；②根据森林生态系统原貌，选择恢复树种；③制定可持续发展规划，促进森林生态改造；④运用遥感技术和科学研究，不断优化方案，完善重建制度；⑤加强教育宣传，倡导绿色生态理念，共建美丽家园。
通过理论研究、监测评估等多种手段，可以根除森林生态系统的退化现象，构建一个健康的自然生态环境，从而实现绿色生态和持续发展。
生态恢复的基本原理
– 生态恢复时要让最适应的植物或动物生长在最 适宜的环境中。
2.2 生态恢复的理论基础
• 生态位理论
– Niche：指在自然生态系统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 – 有竞争关系的种群的生态位是分离的。 – 在生态恢复时，要避免引进生态位相同的物种， 要尽量使各物种生态位错开。
2.2 生态恢复的理论基础
• 景观生态学原理
– 景观生态学是研究景观单元的类型组成、空间 格局及其与生态过程相互作用的综合性学科。 – 生态恢复是以生态系统为基点，而在景观尺度 上来进行实践、设计与表达。 – 许多土地利用和自然保护问题只在在景观尺度 下才能有效解决。
2.3 生态恢复的目标
总目标：
– 保护自然的生态系统 – 恢复现有的退化生态系统，尤其是与人类关系 密切的生态系统 – 对现有的生态系统进行合理管理，避免其退化 – 保持区域文化的可持续发展
退化生态系统的基本恢复目标与要求
• 实现生态系统的地表基底稳定性 • 恢复植被和土壤，保证一定的植被覆盖率 和土壤肥力 பைடு நூலகம் 增加种类组成和生物多样性 • 实现生物群落的恢复，提高生态系统的生 产力和自我维持能力 • 减少或控制环境污染 • 增加视觉和美学享受
恢复生态学 Restoration ecology
第二章 生态恢复的基本原理
• 2.1 生态恢复概述 • 恢复restoration：
是指受损状态恢复到未被损害前的完 善状态的行为，是完全意义上的恢复，包 括“完美”和“健康”的含义。
恢复restoration
• 修复rehabilitation：把一个事物恢复到先前 的状态的行为，主要指退化状态的改良， 包括完美状态。Replace a degraded ecosystem with another productive type using a few or many species • 改造reclamation：产生一种稳定的、自我 持续的生态系统。没有回到原始状态的含 义，而是强调达到有用状态。
(整理)恢复生态学笔记
第二章生态系统的退化及其机制问题：1、什么是退化生态系统？简述陆地生态系统的主要退化类型。
退化生态系统是指：生态系统的正常状态在干扰的作用下失衡，生态系统的结构发生负向变化，相应的功能也比较远正常生态系统低下。
（受了损伤的正常生态系统，受害生态系统）（1）裸地/光板地：通常环境条件较为极端，或较为潮湿，或较为干旱，或盐渍化程度较深，或有机质缺乏甚至已是无机质，或基质移动性强。
可分为原生裸地和次生裸地。
原生裸地主要是自然干扰（地震、火山）形成，而次生裸地多是人为干扰植被破坏后形成的荒漠化、石漠化）形成的。
（2）森林采伐迹地：人为干扰形成的，退化状态因采伐的强度和频度而异。
与其同质的包括过度干扰破坏形成的草原迹地和灌丛迹地。
（3）弃耕地：人为干扰形成的一种退化类型，退化状态因弃耕的时（间而异。
（4）荒漠化地：由自然干扰或人为干扰而形成的。
最严重的即为不长植物的荒漠化裸地、石漠化裸地。
（5）矿山废弃地：指被采矿活动破坏的、未经治理而无法使用的土地。
分为1）废石堆废弃地：由剥离表土、开采的废石及低品位矿石堆积而形成的废弃地。
2）开采坑废弃地：随着矿物开采而形成的大量采空区域而形成的废弃地。
3）尾矿废弃地：利用各种分选方法分选出精矿物后，剩余废弃物形成的废弃地。
4）采石矿废弃地：因开采石料而形成的废弃地。
（6）垃圾堆放场/垃圾填埋场：人为干扰形成的堆积来自家庭、城市、工业等的废弃物的地方。
2、试论述生态系统退化的主要特征和原因。
原因：引起生态系统退化的原因是多方面的，但其基本机理是在干扰的压力下生态系统的结构与功能发生变化，干扰是生态系统退化的驱动力。
（1）植被的破坏与减少自然森林植被的破坏与减少是陆地生态系统退化的主要原因之一。
生态系统的各种退化原因，均直接或间接地与植被的破坏及减少有关。
（2）侵蚀侵蚀：土壤及其母质在水力、风力、冻融、重力等外营力作用下，被破坏、剥蚀、搬运和沉积的过程。
土壤侵蚀是土地退化的主要原因，也是导致生态环境恶化的最严重的问题。
生态修复的理论与实践
生态修复的理论与实践随着人类的不断发展和进步，对自然环境的破坏日益严重。
不可避免的，会造成生态系统的退化、湖泊干涸、河流污染、土地退化等问题。
在这种背景下，生态修复成为了解决环境污染和生态破坏的重要手段。
生态修复可以理解为重新建立、维持和加强自然生态系统过程的一种过程。
它的目的是恢复生态系统的功能、稳定其结构和流程，使其更好地为人类服务。
生态修复的理论和实践意义重大，涉及人类社会和自然环境之间的关系、可持续发展和生态环境保护的问题等。
生态修复理论的发展始于20世纪60年代和70年代。
美国科学家Eugene P. Odum 提出了生态修复的概念，开启了现代生态修复的探索。
Odum认为，生态修复可以改变人类对环境的态度，使人们认识到环境是不可再生的资源，从而鼓励人们保护环境。
此后，生态学研究逐渐形成并进入了生态修复研究领域。
生态修复的实践多年来已经在全球范围内进行了很多次尝试。
国内也进行了许多具有代表性的生态修复项目。
例如，在武陵山脉的森林生态系统修复中，通过优化森林结构和物种组成，提高了森林的生态环境质量；在湿地生态修复工程中，通过重建和保护湿地生态系统，成功恢复了湿地水文功能和生态环境。
这些实践性的尝试与理论的结合让人们对生态修复更加深入地理解，为生态修复的进一步研究提供了宝贵的经验。
生态修复需要立足于实践，但理论的研究也相当重要。
可行的生态修复方案与具体的修复计划之前，必须进行深入的研究。
生态学、土壤学、水文学、地质学等专业领域提供了支撑生态修复的基础理论体系。
其中，生态学是最基础的基础，它是研究生物之间的相互关系及其与环境之间的关系，而生态修复就是一个特殊的生态系统，需要根据生态学的原理来处理。
在理论上，生态修复需要考虑到生物种类的选择、土壤性质、水文周期和植被等生态修复因素。
在实践中，生态修复需要根据具体的地理环境和生态特点制定生态修复方案，例如，根据山区不同的土地利用特点，通过植树造林保护水源，种植适应性较强的植物进行修复，以及逐步恢复生态系统及其功能。
恢复生态学名词解释教程文件
恢复生态学名词解释第一章绪论恢复生态学：强调受损的生态系统要恢复到理想的状态、强调生态恢复的应用生态学过程、强调退化生态系统的整合性恢复。
重建：去除干扰并使生态系统恢复原有的利用方式改良：改良立地的条件以便使原有的生物生存改进：对原有的受损系统进行改进，以提高某方面的结构与功能修补：修复部分受损结构更新：生态系统的发育及更新再植：恢复生态系统的部分结构及功能，或恢复当地先前土地利用方式边缘效应：在两个或两个以上不同性质的生态系统交互作用处，由于某些生态因子或系统属性的差异和协和作用而引起系统某些组分及行为的较大变化第二章生态系统的退化及其机制土壤侵蚀：土壤及其母质在各种外营力的作用，发生破坏、剥蚀、搬运和沉积的过程荒漠化：包括气候变异和人类活动在内的种种因素造成的干旱、半干旱和亚湿润地区的土地退化石质化退化：在干扰作用下，原本土壤连续覆盖的土地，植被遭到破坏，土壤严重流失造成大片基岩裸露的一种土地退化过程土壤贫瘠化：土壤肥力减退的退化方式干扰因子：任何一种自然环境因子，只要对生命系统的作用强度超过正常情况下出现的强度，就可能造成生态系统的结构和动态以及相应的环境发生变化，也就是发生了干扰，这种环境因子便被称为干扰因子第三章生态恢复的基础理论Shelford耐性定律：生物的存在与繁殖，要依赖于某种综合环境因子的存在，只要其中一种因子的量不足或过多，超过了某种生物的耐性极限，则使该物种不能生存，甚至灭绝演替：一个先锋植物群落在裸地形成后，一个植物群落接着一个植物群落相继不断地为另一个植物群落所代替，直到顶级群落的过程进展演替：群落的演替是从先锋群落经过一系列阶段，达到中生性顶级群落。
沿着顺序阶段向着顶级群落的演替逆向演替：由顶级群落向着先锋群落退化演变的演替原生演替：指群落演替从原生裸地开始的演替次生演替：发生在次生裸地上的群落演替脆弱性：含有由于人类活动而面临威胁、濒临灭绝的生物种类、群落和生态系统的区域被认为是脆弱的生态系统管理：应用生态学、社会学和管理学原理，通过有效地生态系统管理，在维护生态系统结构、功能及其可持续性的基础上，使生态系统的作用和功能具最高收益生态系统服务功能：指生态系统直接地或间接地为人类提供的生态系统服务第四章生态恢复的技术背景3S技术：遥感技术（RS），全球定位系统（GPS）以及地理信息系统（GIS）的总称第五章退化生态系统的恢复草地退化：指草地生态系统中能量流动与物质循环失调，生态系统结构破坏、功能下降，稳定性减弱。
恢复生态学的理论和发展趋势
恢复生态学的理论和发展趋势恢复生态学是一门综合学科，涉及自然科学、生态学、环境科学、工程学等多个学科。
其主要目的是通过重建、恢复和保护受损生态系统，促进环境的可持续发展。
恢复生态学从20世纪80年代开始崭露头角，并在国际上逐渐成为一门重要的研究领域。
恢复生态学的理论基础主要包括以下几个方面：1. 生态学理论：恢复生态学强调生态系统重建和修复的过程需要遵循自然界本身的规律和原则，因此需要借鉴生态学理论，如食物网、能量传递、物质循环等。
2. 自然恢复观点：恢复生态学认为，自然界具有自愈能力，但需要在恰当的时间和条件下进行干预，加速生态系统的恢复。
3. 工程生态学：恢复生态学的实践需要运用工程手段，如土地平整、植物移栽、水资源管理等，因此需要借鉴工程学和生态学的交叉领域工程生态学的理论。
1. 生态系统的复杂性：恢复生态学的发展已经深入认识到生态系统的复杂性。
不同类型的生态系统之间存在巨大的差异性，而每个生态系统内部也存在微观和宏观层面的复杂互动。
因此，今后在实践中需要更注重系统化、综合化认识和处理生态系统的问题。
2. 技术与科学的创新：随着现代技术和科学的不断进步，恢复生态学将会不断发展和创新。
例如，用基因编辑技术和CRTISPR-CAS9等技术改造工程物种的形态和物质循环特性，以适应新环境和新的生态系统。
3. 社会影响：恢复生态学的实践和应用已经超越了单纯的自然恢复和工程方法，而需要考虑人类与自然的关系。
今后，需要更加注重全球舞台，重视跨学科研究，以互惠互利的方式，获取生态恢复的最佳成果。
综上所述，恢复生态学是一门充满挑战的学科，也是一个既重要又新兴的领域。
其理论和实践的不断发展，将有助于保护和修复受损的生态系统，同时推动人类社会的可持续发展。
恢复生态学理论基础
火烧后的草地
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污 染 河 道
京张公路旁大面积采石造成的景观破坏
土旅 壤游 侵造 蚀成
的 严 重
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干扰对生态系统的影响
▪ 干扰是生物进化过程中重要的选择压力。 ▪ 干扰时间的长短：影响生境对物种的有效性。 ▪ 干扰的大小：影响景观环境条件的异质性。
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中 度 干 扰 理 论
▪ 干扰与致损 ▪ 受损机理与受损过程 ▪ 恢复措施与恢复途径
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本节课内容 ▪ 自我设计和人为设计理论 ▪ 恢复生态学的理论基础 ★ ▪ 恢复生态学的基本原理
★
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一、自我设计和人为设计理论
▪ 唯一从恢复生态学中产生的理论 (valk,1999）。
▪ 自我设计理论认为：只要有足够的时间，随 着时间的进程，退化生态系统将根据环境条 件合理地组织自己，并会最终改变其组分。
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▪ 人为设计理论认为：通过工程方法和植被 重建，可以直接恢复退化的生态系统，恢 复的类型可能是多样的。
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两种理论的区别
▪ 自我设计理论：把恢复放在生态系统层次上考 虑，未考虑到缺乏种子库的情况，其恢复的只 能是由环境决定的群落；
▪ 人为设计理论：把物种的生活史作为植被恢复 的重要因子，认为通过调整物种生活史的方法 →加快植被的恢复——即把恢复放在个体或种 群层次上去考虑，恢复的可能是多种结果。
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生物群落的演替的模式：
一、二年生草木植物
黄蒿
羊草
贝加尔针茅
和当地气候想适宜的种类
先锋植物
二年生草本
多年生根型禾草
多年生禾草
生物群落总是从极端环境演替到中生环境：
恢复生态学考试重点
第一章：1生态恢复：是协助退化的、受损的、被破坏的生态系统恢复的过程。
2恢复：一个生态系统向接近于干扰前状态的回归。
（目标导向的）修复人类对当地生态系统多样性和动态的损害的过程。
（过程导向的）3生态修复要修复什么？首先——恢复它的生态功能，也就是恢复一个生态系统的健康；其次——恢复它的生态结构，也就是恢复一个生态系统的完整性；再次——恢复生态的可持续性，一方面是指生态的抵抗能力，另外一方面是生态的自我恢复能力；最后——还要考虑恢复它的文化、人文特色。
4恢复生态学的定义：恢复生态学是研究生态系统退化的原因，退化生态系统恢复与重建的技术与方法、生态学过程，检验相关生态学理论、机理以及的生态假设的学科。
（恢复生态学是研究如何修复由于人类活动引起的原生生态系统生物多样性和动态损害的学科。
）*5恢复生态学的发展历史：恢复生态学研究起源于100年前的山地、草原、森林和野生生物等自然资源管理研究。
最早开展恢复生态学实验的是Leopold与其助手于1935年在威斯康星大学植物园恢复了一个24公顷的草场。
并发现了火在维持及管理草场中的重要性。
1980年Cairns主编了《受损生态系统的恢复过程》一书。
1985年Aber & Jorban两位英国学者提出了恢复生态学术语，并出版了有关恢复生态学研究的论文集。
1987年国际生态恢复学会(Society for Ecological Restoration International; SER)成立。
1993年Restoration ecology杂志创刊。
1997年Science杂志连续刊载了7篇关于生态恢复的论文。
2001年召开的国际恢复生态学大会主题是“跨越边界的生态恢复”。
2003年11月19～23日第15届国际恢复生态学大会在美国得克萨斯州的州府奥斯汀召开大会主题是“生态恢复、设计与景观生态学”。
2004年8月24～26日第16届国际恢复生态学大会在加拿大维多利亚大学召开大会主题是“边缘的恢复”2005年9月12～18日第17届国际恢复生态学大会在西班牙萨拉戈萨市召开会议主题是“生态恢复--全球面临的挑战”2007年8月5～10日第18届国际恢复生态学大会在美国加州圣荷塞市举行大会主题是“变化世界中基于生态学的恢复”。
恢复生态学
一．绪论1 生态恢复的定义？（一）美国科学界的解释1、美国自然资源委员会（The US Natural Resource Council）认为，使一个生态系统回复到接近其干扰前的状态，即为生态恢复（cairns, 1995）。
2、Jordan认为，使生态系统回复到先前或历史上（自然的或非自然的）的状态即为生态恢复。
3、Cains认为，生态恢复是使受损生态系统的结构和功能回复到受干扰前的状态的过程。
4、Egan认为，生态恢复是重建某区域历史上有的植物和动物群落，而且保持生态系统和人类的传统文化功能的持续性的过程。
（二）国际恢复生态学会（Society for Ecology Restoration）的解释1、生态恢复是修复被人类损害的原生生态系统的多样性及动态的过程（1994）。
2、生态恢复是维持生态系统健康及更新的过程（1995）。
3、生态恢复是帮助研究生态整合性的恢复和管理过程的科学，生态整合性包括生物多样性、生态过程和结构、区域及历史情况、可持续的社会实践等广泛的范围（1995）。
第三个定义是该协会最终的含义。
2 恢复生态学的定义？恢复生态学是研究生态恢复的生态学原理与过程的科学。
3 恢复生态学的基本理论有哪些？一、组合规则和恢复生态系统的组织二、生态系统退化与恢复的阈值和非线性特征三、正反馈机制的认识与利用四、空间异质性（Heterogeneity）与恢复生态学的发育五、环境的随机性和长期变化与生态恢复的设计与评价4 为了补偿全球环境退化的速率，生态恢复为什么一定要尽可能地放在景观水平上考虑？（1）大的系统较小而零碎的系统更容易达到自我更新和维持；（2）规模经济体现在生态恢复中，正如在其他活动中；（3）大规模的生态恢复活动中较小的片断恢复将可能产生更多的公众效益，从而有利于未来的保护；（4）斑块动态，包括物种从一个汇斑块到源斑块的转移，在景观水平上表现良好，但在片断水平上可能不好；（5）种子和其他繁殖体如果存在于多种生境中可能更有效，或者在异质性生境中更有潜力得到恢复。
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注：“—”表示未出现的树种
SⅠ Bi
0.6988 0.6961
SⅢ Ba
0.9991 0.9840
SⅣ Ba
0.9965 —
SⅤ Ba
0.9986 0.9837 0.9210 — 0.9138 0.7847
Bi
0.6983 —
Bi
0.6987 0.6961
Bi
0.6990 — 0.2926 — 0.6986 —
上述两个定律对退化生态系统重建物种的选定以及生境的 改良有重要的指导意义。通常在极度退化的生态系统进行 植被恢复时所采用的早期先锋种，均是对营养有很大忍耐 幅度的种类。
2. 能量有关的生态学原理的应用 热力学三大基本定律也适用于生命的能量转换 (energy transform)过程。退化生态系统恢复的各 种功能过程，也受能量定律(1aw of energy)的支配。 能量在生态系统中流经食物链各营养级时，逐渐 耗散，以作功或以热的形式降解，而不可能逆向 进行。
③ 生态位原理
生态位是指一个种群在生态系统中，在时间、空间上所 占据的位臵及其与相关种群之间的功能关系与作用。 生态位原理指不同的物种若具有相同的生态位并处于同 一生态系统，则必然会造成剧烈的竞争而不利于各自群 体的发展，甚至造成其中之一的群体消亡。 退化生态系统的恢复与重建，特别是构建高物种多样性 的复合生态系统(如复合农林生态系统)，均应考虑各物 种的生态位。 根据生态位理论，在进行生态恢复时要避免引进生态位 相同的物种，尽可能使各物种的生态位错开，避免种群 之间的竞争，保证群落的稳定性。
5.3.2 生态位特征研究
以SⅢ样地为例
各样地主要树种生态位宽度
物种名
刺槐 油松 林上层 榆树 臭椿 刺槐 油松 林下层 0.6771 — 0.6938 0.6209 0.8845 — 0.9711 0.7192 0.5960 0.6895 0.6870 — 0.5547 0.9494 0.9310 — 0.6851 — 0.6814 0.6525
下限不好确定，生态系统的稳态调节可以使优势生物 的种群密度保持在一个有限的范围内。
② 种群空间分布格局
种群空间格局是指组成种群的个体在其生活空间中的
位臵状态或布局。
大致可分为3类：①均匀型②随机型③成群型
Pasoh FDP
Anaxagorea javanica
Shorea acuminata
木本植物 群落阶段
草本植 物群落 木本植物 群落阶段
旱生演替系列 ： 地衣植 物群落
次生演替是发生在次生裸地上的群落演替。人为或自然的强 度干扰使原生态系统造成灾难性后果而产生次生裸地，但通 常它并未使全部原有植被灭绝。次生演替形成的群落称为次 生群落或次生植被。典型的次生演替有森林的砍伐演替和草 原的放牧演替等。
5. 生物多样性有关的生态学原理的应用 生物多样性是指生命有机体及其赖以生存的生态 综合体的多样化和变异性，生物多样性是生命形 式的多样化(从类病毒、病毒、细菌、支原体、真 菌到动物界和植物界)，各种生命形式之间及其与 环境之间的多种相互作用，以及各种生物群落、 生态系统及其生境与生态过程的复杂性。
演替理论的意义
① 能够提供发展恢复计划的依据
这是因为物种在群落中的自然周转给恢复生态实践提 供了很好的参照模式，可以有效指导生态恢复计划的 顺利实施
② 演替理论衍生的促进和抑制理论为生态修复的对 立统一关系提供了非常有益的理论框架，可以全 面指导生态恢复项目的成功实施 ③ 演替理论强调的偶然性对生态恢复目标的顺利实 现至关重要，通过研究微生境、定居者的行为、 演替发展过程，才能更好地利用生态学理论设计 或改进恢复计划
生态系统脆弱性的虽然还没有发展成恢复生态学的一个分 支学科，但生态系统的脆弱性与退化生态系统的特征关系 密切，把脆弱性与退化生态系统的各因子的关系应用到生 态恢复的研究中，具有明显的指导意义。
脆弱性与其他因素的关系
1. 脆弱性与稳定性
脆弱性的量化
脆弱性的各个方面不可能绝对地量化，脆弱性 的整体亦然
③ 没有共同的天敌；
④ 入侵种不具备产生于自身不利的低密度效应
草本植物研究成果
（1）经过十多年的土地复垦，安太堡露天矿复垦地中野生草本 植物共有122种，隶属于27科，82属，其中侵入的野生草本植物115种， 复垦初期种植的草本植物退化严重。菊科、禾本科和豆科3大科植物 对安太堡露天矿复垦地生态重建与恢复的过程中所起的作用最大，这 三科在植物群落中所占比例最多，对群落的演替起着重要作用。从植 物生活型结构来看，多年生植物占优势，生态系统趋于稳定。 （2）草本植物的物种多样性受木本层植被盖度的影响，木本植 物的植被盖度越低，野生草本植物入侵度越高，并且各个样地野生草 本植物入侵度：乔灌混交林>乔木混交林>乔木纯林。 （3）草本植物在地形平缓的平台上侵入种类比较丰富，其分布 较均匀，而在地形复杂的坡地则侵入种类相对较少，且分布不均匀； 在海拔较低的区域有较高的生物多样性，而在高地上生物多样性偏低。
演替理论内容 演替理论认为，在自然条件下，如果群落或生态 系统遭到干扰和破坏，它还是能够恢复的；首先 是先锋种定居到遭破坏的地方，改变退化生境的 自然环境，使得更适宜的物种生存并未取代先锋 种，如此渐进到群落或生态系统恢复到原来的外 貌和物种成分为止。但通过人为手段对恢复过程 加以调控，可以改变演替速率或演替方向。
1993年
这里添加说明 •这里添加说明 •这里添加说明 •这里添加说明
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2010年
这里添加说明 •这里添加说明 •这里添加说明 •这里添加说明
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第三节 退化生态系统的脆弱理论 脆弱性的概念
脆弱性定义可归纳为被研究的生态系统或区域在 干扰的压力下，其结构组成和功能发生变化，并 向不利于自身的方向发展，而在这种发展过程的 每一个阶段，该系统或区域都呈现出更易向下一
是起决定作用的，它的改变将会引起其他生态因
子发生变化，这个因子称为主导因子。
②元素的生理生态原理
耐性定律：每种生物有生态需求的最大量和最小 量任何因子不足或过多，接近或超过了某种生物 的忍受限度，该种生物的生存就会受到影响，甚 至灭绝，这就是耐性定律。
最小因子定律 ：只有在所有关键元素都达到足够 的量时，植物才可能正常生长；植物的生长速度 受浓度最低的关键元素的限制。
Ba
1.0000 — 0.2315 — 0.9981 —
榆树
臭椿
0.6888
—
0.9425
—
0.6932
0.6498
0.9690
0.7894
0.6989
—
0.9997
—
0.6723
—
0.8680
—
4. 时间有关的生态学原理的应用
生态系统的动态发展表现在其结构的演替变化上，如物种 数量随时间的变化、种类间的更替、复杂程度的改变和生 态系统组分的变化等。是否能以最高的效率改造和重建植 被或生态系统，取决于对动态原则理解的程度。在改造和 重建植被或生态系统的过程中，应该顺应植被或生态系统 随时间的演替规律；成功的人工植被或生态系统都是在深 入认识生态原则和动态原则的基础上，模拟天然植被或生 态系统的产物。 因此，对于退化生态系统的恢复与重建来说，最有效和最 省力的途径是顺应生态系统的演替和发展规律来进行。在 这方面，生态系统演替理论是指导退化生态系统重建的重 要基础理论。
油松人工林
灵空山油松天然林
17
第二节 生态系统演替理论 演替理论概述 演替是指一个先锋植物群落在裸地形成后，植物 群落一个接一个相继不断地为另一个植物群落所 代替，直到形成顶级群落的过程。 沿着顺序阶段向顶级群落的演替成为顺行演替； 反之，由顶级群落向先锋群落的退化演变称为逆 行演替。逆行演替的结果是产生退化的生态系统。 而退化生态系统恢复的基本点是促使退化生态系 统的演替方向发生转变，即变逆行演替为顺行演 替。
生物多样性包括遗传多样性、物种多样性、生态 系统及景观多样性。
生物多样性高的生态系统所具有的优势： ① 多样性高的生态系统内高生产力种类出现的机会 增加； ② 多样性高的生态系统内能量和营养关系多样化且
稳定；
③ 多样性高的生态系统抗干扰和入侵能力强；
④ 多样性高的生态系统内资源利用效率高等。
与天然林形成鲜明对照，人工林的树种单一，既不具备完善 的地上和地下层级结构，更无法为多种多样的生物提供多样化 的生态位，难以支撑各种各样的生物，食物链、食物网结构简 单甚至破缺，系统的稳定性和自调节能力差，抵御灾害的能力 弱。 “人工林的天然化（自然化）”就是最近发展起来的一种理 论。
原生演替是指从原生裸地开始的群落演替。通常，根据原生 质地的不同可分为水生演替和旱生演替。原生演替过程的物 种变化规律常用来作为植被生态恢复过程中物种构建与物种 调控的参照系。
水生演替系列： 自由漂浮 植物阶段 挺水植物 群落阶段 湿生草木植 物群落阶段 苔藓植 物群落 沉水植物 群落阶段 浮叶根生植 物群落阶段
在同一生物体内，能量以不同的形式耗散或被生 物体利用，而不能逆向进行运转。
群落的第一性生产力（初级生产力）取决于整个 群落和生态系统对资源的利用效率。 一个恢复的群落和生态系统是否达到了原来的生 产能力，净初级生产力是最有效的测定指标。
群落的基础理论包括：
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 恢复的重点是结构域功能的和谐恢复； 恢复群落中可以容纳多少特征与原群落不同； 生物多样性理论与恢复； 生境异质性与生态系统功能恢复的过程； 演替和干扰理论与恢复过程； 胁迫性条件下植物成簇性易于恢复； 如果群落的演替可预测，则同多认为干预可以加快恢复速率。
脆弱性的尺度
取决于研究主体所考虑的时间和空间尺度以及 系统内生物类群的大小