第三节、受损生态系统的修复

各种工业废料与生活垃圾、污水堆积在沙河两岸，或被直接 排放到沙河里，沙河环境遭到严重破坏。
2001 年 11 月 28 日，沙河综合整治工程正式动工，工程 投资32.48亿元，规划整治范围涉及4.63平方公里。
整治沙河的定位是“自然性、生态性、亲水性”，在沿
河规划“两带”，即水体(蓝带)和绿地系统(绿带)。整治 内容包括污染治理工程、防洪及河堤整治工程、绿化及园 林景观工程、道路及桥梁工程、文化和光彩工程、环卫设 施工程、管线迁改工程、拆迁安置工程、停车场配套等九

实施合理的牲畜育肥生产模式。 季节畜牧业——合理利
用多年生草地每年中的不同生长期，进行幼畜放牧育肥的
方式。
案例介绍
内蒙古自治区正蓝旗浑善达克沙地巴音胡舒嘎查草原修复
背景：巴音胡舒嘎查位于浑善达克沙地的腹地，共有 12万亩草原，草原沙漠化始于20世纪80年代。由于过
度放牧，2000年，巴音胡舒嘎查12万亩草原严重沙化，
2007年7月20日《Science》以3页完整篇幅6副图片报道了蒋高明研究员在
内蒙古浑善达克生态恢复效果——标题:Getting at the Roots of Killer Dust
Storms 。
三、受损河流生态系统的修复

河流生态系统受损的主要方式
（1）水利工程建设对河流生态系统的影响 （2）农业活动对河流生态系统的影响：对河岸带和河流阶 地上天然植物的开采，将其变为可耕地；使用化肥和农药 等有毒有害物质对河流的面源污染。

草地生态系统受损的原因及特点
自然原因：自然条件恶劣；自然灾害频繁 人类干扰：过度放牧；毁草开荒；污染
受损草地生态系统的主要特征包括植被退化
和土壤退化。
草地系统的生态修复的原则

关键因子原则
节水原则


本地种原则
环境无害原则

受损草地生态系统的修复方法与技术

围栏养护，轮草轮牧。对受损严重的草地实行围
第四阶段，成果推广与应用、生态机理进一步探讨、先进
研究技术与手段的应用阶段。在森林形成的基础上发展经 济作物和果树，开展多种经营。利用小良的研究成果， 1984年中国科学院批准在鹤山市设点，建立中国科学院鹤 山丘陵综合开放试验站，推广混交林面积达15333.33 hm2，产生了巨大的生态效益、经济效益。
水量。
改善河流水系的水质。
控制污染物流入，增加水量，稀释污染物; 采取工程措施: 引水冲污；人工曝气复氧；底泥疏浚
提倡多目标水库生态调度。在满足社会经济需求的 基础上，模拟自然河流的丰枯变化的水文模式，以 恢复下游的生境。
河流湖泊地貌学特征的改善

恢复河流的纵向连续性和横向联通性
保持河流纵向蜿蜒性和横向形态的多样性
经验

问题
Байду номын сангаас
缺乏种子是限制热带雨林 恢复的最主要因素，其次 杂草的竞争、缺乏水源和
对热带雨林了解有限 多数研究集中在植物生长 ，对动物群落研究很少

营养。


系统的高度可变性局限了 恢复策略研究结果的应用
促进演替最有效的方法是
种植本地树苗。此外还可
以建造人工鸟栖结构和砍 倒树桩
二、受损草地生态系统的修复
耐瘠的桉树、松树和相思树,重建先锋群落。
第二阶段（1964-1979）：配置多层多种阔叶混交林,模拟自然 林的种类成分和群落结构特点,在松、桉林先锋群落的迹地上
开展阔叶混交林的配置研究。
第三阶段（1980年后）：综合研究,采取以空间代替时间的方
法,选择荒坡、桉树纯林和阔叶混交林3 个不同植被类型而地 貌、岩性、土壤类型和坡度等基本一致的集水区,分别建立起 森林气候、森林土壤和森林水文的观测点,并同步进行植物、 动物、昆虫、土壤动物和微生物等方面的生物、生态环境效 应的动态观测研究。


外移堤防给洪水以空间并扩大滩地
退耕还湖和退渔还湖


采用生态型护坡以防止河床材料的硬质化。土工
网植草护坡技术、三维植被网、生态混凝土砖。
生物物种的恢复

濒危、珍稀、特有生物物种的保护；
河湖水库水陆交错带植被恢复；


水生生物资源的恢复等
河流的生态修复技术

缓冲区修复：河流与陆地的交界区域。 植被修复：最普遍的重要技术方法。植被 可以通过影响河流的流动、河岸抗冲刷强 度、泥沙沉积、河床稳定性和河道形态而 对河流产生很大影响。
复原后的生态效果
水质: 水源地2级标准
生物多样性：清溪川下游地区的动植物由原来的98种迅
速上升为314种。其中清溪川水中和两岸能观察到的鸟类即 达32种，还有鱼类15种、植物156种，形成了新的自然生态 系统。 改善环境：噪音下降、气温下降、风速增加、空气质量提
高
案例介绍
成都市沙河综合整治工程 ——获2006年澳大利亚“国际舍斯河流奖
第三节、受损生态系统的修复
一、受损森林生态系统的修复
（一）森林生态系统受损的原因及特点
自然原因包括病虫害、干旱、洪涝、风灾和地震等。 人类活动：刀耕火种、采伐、矿山开采等。 受损的森林生态系统，其变化的特点通常都是生产 力减低，生物多样性减少，调节气候、涵养水分、
保育土壤、贮存营养元素能力等生态功能明显降低。
（1）东部下游河段河道较宽，40m左右，坡度较缓。 近期发
展成为居民区和商业混合区；两岸以居民区和一般办公楼为主 ，路边多为小铺面。 （2）理念 体现"自然与简朴”。 （3）河道复原 河道的改造以自然河道为主，没有华丽或现代
艺术的装饰，给人以自然朴实的感觉。河道坡度较缓，两座桥
之间有1-2道跌水，并设有一定的亲水平台和过河石台阶，两 岸用不同的草做植被。
北、有600多年历史的河流，曾遭受严重污染而一度成为“臭 水沟”，后又被盖入地下，建立高架桥。为了缓解日益增加的 交通压力，上世纪70年代末，首尔市在“盖板”的河道上又建 成了高架路。
2002年新市长李明博上任后，提出了拆除高架桥复原清溪
川的计划，进行生态综合整治，将钢筋水泥还原为城市生态商 业游憩中心区，使之成为首尔的城市名片。
80％变成了半裸地、裸地、甚至流动沙丘。生物多样 性急剧减少。
2000年，中科院植物研究所的研究人员展开治沙试验。最 初采取了人工造林的做法。但是，由于浑善达克沙地的年平 均降水量在200~400毫米之间，并不适宜树木生长，试验最 终失败。
2001年，蒋高明和同事们正式提出了“自然力恢复”的理 论，开始了“无为而治”，依靠自然力量复壮草原的尝试。
米的浅海区、河流、湖泊、水库、 稻田等”。湿地的研究活动则往往 采用狭义定义。
湿地生态系统的受损原因
落。 4、火烧迹地
5、林业生态工程技术
根据生态学、林学及生 态控制论原理，设计、建造 与调控以木本植物为主的人 工复合生态系统的工程技术， 其目的在于保护、改善与持 续利用自然资源与环境。
6、森林管理。将生态作用
和采伐利用结合起来。
案例介绍
小良热带季雨林的人工重建 背景：小良位于广东省电白县。地带性植被为热带季 雨林, 由于人为活动的过度干扰, 自然植被已荡然无
生态修复耦合系统：
综合人工湿地、微生物及水生动物协同净化等原
理设计的生态修复系统，可去除河流水体中的营养
盐和有机物，从而达到修复河流水环境的目的。 1）生境修复是河流生态修复的重要途径。 2）鱼道恢复。 3）水生生物群落修复
案例介绍
韩国首尔的清溪川复原工程
清溪川位于韩国首尔市中心，全长约5.8公里，是贯穿首尔南
生态修复与复原理念 清溪川河道复原并不是简单的原貌恢复，其中既考虑了 河流本身的特点，又结合了历史和现代文化，包括现代商业 的开发。 1、西部河道形态复原与理念 （1）西部上游河段较窄，一般不超过25m，河道坡度略陡。 紧邻朝鲜王朝时期的皇宫，建有多座文化宗教活动场所，近 代建成了韩国的政治中心。 （2）理念 象征着“现代化的首尔”。 （3）河道复原 上游侧河道两岸均采用花岗岩石板铺砌成亲 水平台，造型现代，最上游端设有一高约2m的跌水瀑布，全 部用黑色花岗岩砌筑成。


生物强化人工河道
生态沟渠 ：指根据水生植物的耐污能力及生理特征，充分利
用现有沟渠条件，在不同渠段选择利用砾间接触氧化、强化生 物接触氧化等措施，逐级净化水质，在达到分级净化水质功能 的同时，将净化设施与地表景观融为一体，美化河流景观。
生物膜技术
用天然材料( 如卵石) 、合成材料( 如纤维) 为载体，河道水经 过时，在其表面形成一种特殊的生物膜，可为微生物提供较大 的附着表面，有利于加强对污染物的降解作用.
存, 只有村边偶见有作为风水林保护的次生林。土壤
为花岗岩风化而来的热带砖红壤。表土层的大部分已 遭到严重侵蚀, 亚土层裸露, 地表无植被覆盖。侵蚀 土壤的肥力非常之低, 有机物质含量仅0.6% , 总N量 仅0.03%。
采用4 个阶段： 第一阶段（1959-1964）,：重建先锋群落选用速生、耐旱、
受损森林生态系统的修复方法
1、封山育林：最简便易行、经济有效的方法。

封山育林是利用森林的更新能力，在自然条件适
宜的山区，实行定期封山，禁止垦荒、放牧、砍
柴等人为的破坏活动，以恢复森林植被的一种育
林方式。

可分为“全封”（较长时间内禁止一切人为活动
）、“半封”（季节性的开山）和“轮封”（定
期分片轮封轮开）。
栏养护是一种有效的修复措施；对破坏严重的草 地，自然修复比较困难时，可采用耕翻或适时火 烧等改善土壤结构，播种优势牧草，人工增施肥 料和合理放牧等方法促进恢复。

重建人工草地。 常用于完全荒弃的草地。它是受损生态
系统重建的典型模式，不需要过多考虑原有生物群落的结 构，而且多是由经过选择的优良牧草为优势种的单一物种 所构成的群落。
中部河道形态复原与理念
（1）历史与现状 中部复原：中间为过度带，河 道开始变窄，约20-30m。为商业活动中心。 （2）理念 体现"古典与自然的结合”。
（3）河道复原
南岸以块石和植草的护坡方式为主，北岸修 建有连续亲水平台，间隔设植草平台，并设有一个 喷泉。该段河道穿过老城的"东大门"。
东部河道形态复原与理念
具体做法: 将4万亩严重沙化的草原围封禁牧，令其自然修复；辅以人
工干预——在风口处插上柳条；在流沙严重地带，用沙障将
沙固住；组织专人每天骑马巡逻，防止牲畜进入。
效果：
一年后，恢复好的区域，草原滩地草丛长到80-140厘米。 两年后，草原植被总盖度到达60％，与当地未封育的草 场相比，沙丘低地的群落生物量提高9倍。 三年后，牧民每户分到7万斤干草，从此牧草出现富余。 结论:“自然的力量远比任何科学家的力量都要强大。”
岸线。
生态综合效益

沿线环境污染得到彻底治理
防洪能力得以有效提高


人居环境得到极大改善。
缓解热岛效应；生态新八景。2004年获“ 中国人居环境范例奖”
四、受损湿地生态系统的修复

湿地(wetland)这一概念在狭义上 一般被认为是陆地与水域之间的过 渡地带；广义上则被定义为“包括
沼泽、滩涂、低潮时水深不超过6
（3）城市化对河流生态系统的受损。主要表现在水资源的
巨大消耗、污染程度加重以及河段河流断面的硬质化
河流生态恢复的任务

水质、水文条件的改善
河流地貌特征的改善


生物物种的恢复
总目的是改善河流生态系统的结构与功能，主要标
志是生物群落多样性的提高。
水质、水文条件的改善
通过水资源的合理配置以维持河流河道最小生态需
背景：沙河和府河、南河都是流经成都市的主要河道，被称
”
为成都“三河”，属岷江水系。1954年至1957年间，在原有 小沙河的基础上改造和扩建而成了全长22.223公里，河道最 窄处15.6米，最宽处55米，平均水深4米的穿城河。主要担负 着东郊企业的生产供水、市民生活用水、沿河农田灌溉及城
市东郊防洪排汛等任务。 80年代，沙河两岸成了东郊工业区。
2、林分改造：引种当地植被中的优势种、关键种和因受
损而消失的重要生物种类，以加速生态系统正向演替
的速度。 3、透光抚育。热带森林的演替：针叶林-针阔叶混交林阔叶林；在针叶林或其他先锋群落中，对已生长的先 锋针叶树或阔叶树进行择伐，改善林下层的光照环境，
促进林下其他阔叶树的生长，使其尽快演替至顶级群
大工程。
生态修复措施

沙河沿岸建造浅滩缓坡，建设50-200米绿化带 采用桩板式的复合生态河岸，泥土覆盖着梯形河堤，常水 位以下河岸种植的水生植物，常水位以上的河岸种植深根 性喜水植物，既固堤又美化环境，保持了河道的生态性。


提供各种类型生物栖息地

依照沙河原有河滩走向建河堤，保持了沙河自然蜿蜒的水